在我國碳達峰、碳中和戰略目標的驅動下，綠色、清潔
、低碳的新能源得到了大力發展。以風能、太tai陽yang能neng為wei代dai表biao的de新xin能neng源yuan在zai逐zhu漸jian大da規gui模mo接jie入ru電dian力li係xi統tong的de同tong時shi
，對dui電dian力li係xi統tong的de安an全quan穩wen定ding運yun行xing提ti出chu了le挑tiao戰zhan。天tian津jin大da學xue電dian氣qi自zi動dong化hua與yu信xin息xi工gong程cheng學xue院yuan教jiao授shou朱zhu介jie北bei團tuan隊dui研yan製zhi的de新xin能neng源yuan通tong用yong慣guan量liang模mo擬ni裝zhuang置zhi
，實shi現xian了le對dui超chao級ji電dian容rong與yu電dian網wang間jian交jiao換huan的de慣guan量liang響xiang應ying功gong率lv的de精jing準zhun調tiao控kong，顯xian著zhu提ti升sheng了le新xin型xing電dian力li係xi統tong的de頻pin率lv穩wen定ding性xing與yu韌ren性xing。該gai成cheng果guo近jin日ri在zai第di48屆日內瓦國際發明展斬獲金獎。
  據介紹
，傳統電力係統主要靠使用燃煤、石shi油you和he天tian然ran氣qi等deng化hua石shi燃ran料liao的de旋xuan轉zhuan同tong步bu發fa電dian機ji來lai提ti供gong穩wen定ding的de電dian力li供gong應ying，同tong步bu發fa電dian機ji能neng夠gou為wei電dian力li係xi統tong提ti供gong相xiang對dui較jiao高gao的de轉zhuan動dong慣guan量liang。同tong步bu發fa電dian機ji的de轉zhuan動dong慣guan量liang反fan映ying了le其qi轉zhuan子zi存cun儲chu動dong能neng的de大da小xiao，當dang電dian力li係xi統tong發fa生sheng發fa電dian機ji掉diao線xian等deng嚴yan重zhong故gu障zhang時shi，轉zhuan動dong慣guan量liang可ke充chong當dang能neng量liang緩huan衝chong器qi抑yi製zhi電dian網wang頻pin率lv的de變bian化hua，從cong而er為wei其qi他ta機ji組zu爭zheng取qu足zu夠gou長chang的de動dong作zuo時shi間jian重zhong新xin平ping衡heng電dian網wang的de供gong需xu

，因yin此ci有you助zhu於yu維wei持chi係xi統tong頻pin率lv的de穩wen定ding性xing。
  “raner

，butongyuxuanzhuandetongbufadianji，tongguojingzhihuanliuqibingwangdexinnengyuanfadianbenshenbujubeiguanxing，zheshidexiandaidianlixitongdeguanliangshuipingjijuxiajiang，jiajulexitongpinlvchuxiandafubodongshenzhifashengshiwendefengxian。”朱zhu介jie北bei介jie紹shao。為wei保bao障zhang電dian力li的de可ke靠kao供gong應ying，迫po切qie需xu要yao新xin能neng源yuan發fa電dian具ju備bei同tong步bu發fa電dian機ji的de慣guan量liang響xiang應ying特te性xing，來lai保bao證zheng現xian代dai新xin能neng源yuan電dian力li係xi統tong的de頻pin率lv穩wen定ding性xing。
  為解決這個難題
，朱介北教授團隊提出了一種新能源通用慣量模擬方案，將快速響應的超級電容器通過全控型DC
、DC變換器（直流和直流互相變換的變換器）連接到新能源並網逆變器的直流母線，依據電網頻率動態調節超級電容電壓進行有序充放電，來模擬同步發電機的慣量響應。
  在此基礎上，團隊研製了新能源通用慣量模擬裝置
，實現對超級電容與電網間交換的慣量響應功率的精準調控。裝置可以穩定、有效地模擬慣性時間常數達10秒

，慣性時間常數較傳統慣量模擬方案提高3倍以上。該技術應用於新能源40%高占比場景時
，在電網故障下較傳統控製降低係統頻率變化率達30%以上
、頻率偏移20%以上
、頻率振幅50%以上，顯著提升了新型電力係統的頻率穩定性與韌性。
  “qiguanliangxiangyingnengliangyoukuaisuxiangyingdechaojidianrongtigong，guanliangmonihexinsuanfacaiyonggaojingdushuzikongzhiqishixian
，yincizhuangzhizhengtijuyouxiangyingsudukuaidetedianhegaojingdudekongzhinengli，keyizhunque、實時地監測電力係統頻率變化
，根據實際情況快速
、準確調整超容電壓充放電，以維持係統頻率的穩定性。”朱介北介紹。
  該新能源通用慣量模擬裝置是成套
、獨立的完整設備
，集成度較高，可以直接接入新能源直流母線側
，不需要改造新能源發電的原有電路和控製係統，具有“即插即用”的優勢。
  新能源通用慣量模擬裝置取得了顯著的應用效果。2022年已應用於張北國家風光儲輸示範基地
，助力2022年北京冬奧會成為第一屆100%使用新能源的“綠色”奧運會
；華能江蘇能源開發有限公司最先將新能源通用慣量模擬裝置推廣應用到了南通電廠、南京電廠
、太倉電廠、淮陰電廠、金陵電廠、蘇通電廠等地，提升可再生能源並網比例達13%。
  截至目前，該裝置已經推廣應用到30餘座新能源電站，範圍覆蓋全國10餘省份，為解決因慣量缺失造成的棄風棄光和斷電問題提供了有效的技術示範。
  哈電風能有限公司相關負責人表示：“我們公司已經將新能源通用慣量模擬裝置應用在了甘肅環縣南湫、新疆達阪城、青海切吉敦曲等幾十個新能源電站中。裝置的應用提升了新能源場站6%的並網比例，同時減少受製於慣量和電網超載約束的棄風現象
，有效提高新能源利用小時數。”