Tuure Nurminen · Rayane Mourouvin · Marko Hinkkanen · Jarno Kukkola · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

本文提出了一种基于扰动观测器结构的变流器多功能控制方法。该方法集成了构网型、跟网型及电流控制模式，且无需独立的同步环路，因为同步功能已嵌入扰动观测器中。该技术为提升变流器在不同电网环境下的适应性提供了新思路。

解读: 该技术对阳光电源的PowerTitan储能系统及组串式光伏逆变器具有重要意义。随着电网弱电网特性增强，构网型（GFM）技术是提升系统稳定性的核心。该方案通过扰动观测器实现无锁相环（PLL-less）控制，能显著提升逆变器在弱电网下的鲁棒性，并简化多模式切换逻辑。建议研发团队评估该观测器在PowerS...

Peng Wang · Junpeng Ma · Rui Zhang · Shunliang Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

本文针对弱电网条件下跟网型逆变器（GFL-VSI）引发的不稳定性问题，提出了构网型控制（GFM）作为解决方案。文章重点研究了GFM逆变器的选址及容量配置策略，填补了该领域理论研究的空白，为提升电力电子化电力系统的稳定性提供了理论支撑。

解读: 该研究直接契合阳光电源在构网型技术（Grid-forming）领域的战略布局。随着高比例新能源接入，弱电网下的稳定性成为行业痛点。此配置方法可优化阳光电源PowerTitan系列液冷储能系统及大型组串式逆变器的并网控制策略，指导项目现场的容量选型与参数优化。建议研发团队将该理论应用于iSolarCl...

Wenjia Si · Wenrui Li · Nima Tashakor · Jingyang Fang · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年9月

作为多电力电子电源电力系统中的一项关键技术，构网型变流器正日益普及。然而，其在电网故障下的暂态行为尚未得到充分研究。特别是，现有文献仅分别研究暂态功角或电压稳定性问题，未考虑两者同时发生的情况。为填补这一研究空白，本文对暂态功角和电压稳定性问题进行了全面分析。首先，推导了平衡点的存在条件。然后，利用拉萨尔不变集定理揭示了稳定平衡点的吸引域。所推导的稳定条件可确保构网型变流器在暂态过程中安全运行。此外，研究发现有功功率削减和无功功率注入均能增强暂态功角和电压稳定性。然而，有功功率削减会恶化频率调节...

解读: 从阳光电源的业务布局来看，这项关于构网型变流器暂态稳定性的联合分析研究具有重要的战略价值。随着公司在光伏逆变器和储能系统领域向构网型技术转型，该论文提出的联合暂态角稳定和电压稳定分析方法直接切中当前技术痛点。 在技术价值层面，该研究首次系统性地分析了构网型变流器在电网故障时同时面临的角稳定和电压稳...

Gabriel V. Ramos · Dener A. de L. Brandao · Thiago M. Parreiras · Sidelmo M. Silva 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年9月

在孤岛微电网中，形成电网的变流器面临电能质量问题，这是由干扰性负载以及多个电子接口系统可能引发的谐振问题导致的。此外，形成电网的变流器需要复杂的控制、滤波器或拓扑结构。鉴于零谐波失真变流器（ZHD）具有固有的正弦电压源特性，且无需会对成本、效率、尺寸产生负面影响并可能引发谐振条件的电容滤波元件，本研究提出将其用作形成电网的变流器。这些特性是通过三绕组变压器中的谐波抵消以及采用选择性谐波消除脉宽调制（SHE PWM）进行谐波消除来实现的。仿真、硬件在环和实验结果表明，即使存在非线性负载，ZHD 变...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项零谐波畸变（ZHD）构网型变流器技术对我们在中压孤岛微电网领域的产品布局具有重要参考价值。该技术通过三绕组变压器的谐波抵消机制和选择性谐波消除脉宽调制（SHE PWM）技术，在无需传统电容滤波器的情况下实现本质正弦电压输出，这与我们在储能系统和微电网解决方案中追求的高功...

Yiwen Fan · Minxiao Han · Shuozhe Wang · Li Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2024年9月

采用构网型（GFM）控制的变流器在现代电力系统中主动参与电网电压与频率的建立和调节。然而，系统非线性特性增加了暂态稳定性分析的难度，尤其当GFM变流器引入限流控制时，故障期间的暂态过程更加复杂。本文基于哈密顿理论构建GFM变流器动态模型及其在限流模式前后的系统能量函数，分析不同故障条件下限流切换过程及其对稳定性的影响，揭示限流切换与功角特性的映射关系，并探讨关键参数对系统稳定裕度及电网强度的作用。最后，通过MT6040实时仿真器结合StarSim-HIL平台验证了限流过程与稳定裕度分析的准确性。

解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的构网型控制优化具有重要价值。基于哈密顿理论的暂态稳定性分析方法可直接应用于GFM控制算法改进：1）通过能量函数精确评估限流切换过程的稳定裕度，优化虚拟阻抗和电流限幅参数设计；2）建立限流切换与功角特性的映射关系，为ST系列在弱电网...

Tianming Gu · Puyu Wang · Dengpan Sun · Jianyu Wang 等6人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年9月

在构网型（GFM）变流器的研究中，电网通常被假定为无穷大母线。然而，随着可再生能源的不断接入，以同步发电机（SG）为主导的实际电网的惯量和阻尼持续下降。大规模GFM变流器的接入不可避免地会与SG在低频振荡（LFO）模式下产生相互作用。本文首先建立了用于两机系统低频振荡分析的小信号模型。采用分类讨论的方法，推导了两机系统不同场景下低频振荡模式的主导极点和阻尼比的显式解析表达式，并取得了独特的研究成果：1）证明了GFM变流器虚拟阻尼/惯量存在稳定性最大/最小驻点，选取相应的参数会使系统稳定性达到最佳...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文揭示的构网型（GFM）变流器虚拟参数稳定性驻点问题，对我们在光伏逆变器和储能系统的技术迭代具有重要指导意义。 随着新能源渗透率提升，电网正从同步发电机主导向变流器主导转型。论文通过严格的数学推导证明了虚拟阻尼和虚拟惯量存在稳定性极值点，这为阳光电源优化GFM逆变器...

Yi Yuan · Junpeng Ma · Shunliang Wang · Peng Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月

功率同步控制（PSC）常用于构网型变流器的功率分配与电网同步。然而，并联变流器的顺序启动会导致变流器与负载间的有功功率失配，进而引发同步稳定性问题。本文提出了构网型变流器的暂态模型，以解决预同步过程中的稳定性挑战。

解读: 该研究直接关联阳光电源的核心业务——构网型（Grid-Forming）储能技术。随着PowerTitan和PowerStack等大容量储能系统在微电网及弱电网场景的应用增加，多机并联运行时的启动稳定性至关重要。本文提出的暂态模型及同步控制优化策略，可直接指导阳光电源PCS产品的控制算法升级，提升系统...

Siyi Luo · Wu Chen · Zewei Hao · Yueyin Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月

构网型控制因其自同步电压生成能力及在弱电网下的优异小信号稳定性，被广泛应用于可再生能源系统。Andronov-Hopf振荡器（AHO）作为一种新兴的非线性控制策略，在实现构网型控制方面展现出潜力，但其在大信号扰动下的暂态行为尚需进一步研究。

解读: 该研究针对构网型（Grid-forming）变流器的暂态稳定性问题，对于阳光电源的PowerTitan系列液冷储能系统及大型地面光伏电站的并网控制具有重要参考价值。随着高比例可再生能源接入，电网强度降低，传统的VSG控制在极端扰动下可能面临失稳风险。AHO控制策略作为一种非线性控制方案，能显著提升系...

Xiuqiang He · Linbin Huang · Irina Subotić · Verena Häberle 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月

本文分析了采用复杂下垂控制（即可调度虚拟振荡器控制）的并网变流器的暂态稳定性。理论证明了该控制策略始终具备稳态平衡点，优于传统下垂控制，并给出了定量稳定性条件。

解读: 随着高比例可再生能源接入，电网强度下降，构网型（GFM）技术是阳光电源下一代逆变器和储能系统的核心竞争力。本文研究的复杂下垂控制（DVOC）能够提供优于传统下垂控制的暂态稳定性，对于提升PowerTitan、PowerStack系列储能变流器及大型组串式逆变器在弱电网下的支撑能力至关重要。建议研发团...

Shan Jiang · Ye Zhu · Georgios Konstantinou · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月

构网型（GFM）变流器在电网发生大频率扰动后易出现同步失稳。当基于下垂控制的功率参考值超出变流器可输出功率范围时，传统的功率同步环（PSL）将失效。本文提出了一种频带化功率同步环（BPSL），旨在增强GFM变流器在极端频率扰动下的频率响应能力与同步稳定性。

解读: 该技术直接针对构网型（GFM）变流器的核心痛点——大扰动下的同步稳定性，对阳光电源的PowerTitan系列储能系统及大型地面光伏电站的构网型逆变器具有极高的应用价值。随着高比例可再生能源接入，电网强度减弱，该BPSL算法能显著提升阳光电源产品在弱电网环境下的频率支撑能力和黑启动性能。建议研发团队将...

Yixuan Li · Jia Liu · Jinjun Liu · Jin Xu · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月

作为一种颇具前景的技术，构网型（GFM）变流器能够在并网模式下提供电压和频率支撑，并在孤岛模式下为本地负载供电。多个连接到同一公共耦合点（PCC）的GFM变流器不仅要确保谐波电流分配合理，还要降低PCC点的电压谐波。现有的大多数GFM变流器谐波控制方法并未同时考虑孤岛和并网两种模式。此外，这些方法需要分别提取和控制每个谐波序列，导致计算量巨大。为解决这一问题，本文提出了一种基于统一谐波电压 - 电流下垂控制的GFM变流器谐波控制方法。通过建立PCC点电压所有谐波分量与输出电流之间的统一下垂关系，...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于统一谐波电压-电流下垂控制的构网型变流器技术具有重要的战略价值。该技术直接契合公司在光伏逆变器和储能系统领域的核心业务需求，特别是在分布式光储一体化和微电网应用场景中。 技术价值方面，该方法的核心优势在于实现了并网与离网模式的统一控制架构。对于阳光电源的储能变流器...

Edivan Laercio Carvalho · Andrii Chub · Naser Hassanpour · Andrei Blinov 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月

本文介绍了一种基于升降压串联部分功率变换器的概念，用于在建筑用直流组网变换器中实现下垂控制。由于该变换器负责处理直流建筑与电网之间的所有功率，因此其高效率至关重要。本研究探讨了将两种高性能解决方案相结合的可行性，即具有 700/350 V 恒定电压传输比的串联谐振直流 - 直流（DCX）变换器，以及遵循用户侧直流建筑下垂控制曲线的部分功率后调节器（P³R）。在此应用中，DCX 需要按照住宅直流安装标准的要求确保交流和直流部分之间的隔离，同时提供必要的电压匹配。搭建并测试了一个 5 千瓦的原型，以...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项P3R部分功率后调节技术为我们在直流建筑微网和产消者应用领域提供了重要的技术参考价值。 该方案的核心创新在于将串联谐振DCX变换器与部分功率后调节器结合，实现了高效的直流组网控制。对于阳光电源而言，这一架构与我们在储能变流器和户用光储系统中的技术路线高度契合。特别是在...

Ziqian Zhang · Robert Schuerhuber · Lothar Fickert · Guochu Chen · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年7月

本文对低压穿越（LVRT）条件下的构网型变流器（GFM）进行了研究。着重探讨了内环控制策略和电网拓扑结构对 GFM 性能的影响。该研究提出了一种适用于不同内环控制策略的通用等效建模方法。此外，评估了三种 LVRT 测试装置：基于并联阻抗的电压跌落发生器（SIVSG）、带阻抗的可编程电压源（PVS）和硬件在环（HIL）系统，强调了它们在模拟电网故障特征方面的差异。结果表明，SIVSG 和 PVS 在模拟实际电网故障场景方面存在局限性，可能导致 GFM 错误地通过 LVRT 测试。相反，基于 HIL...

解读: 从阳光电源构网型逆变器及储能系统产品线角度看，该论文对低电压穿越（LVRT）测试方法的深入研究具有重要的工程实践价值。随着新能源渗透率提升，电网要求逆变器从传统跟网型向构网型演进，而LVRT能力是并网合规性的核心指标。论文揭示的测试方法差异性问题，直接关系到我们产品在实验室测试与现场运行表现的一致性...

Guoxuan Cui · Zhongda Chu · Fei Teng · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年5月

摘要：在电力电子设备高渗透的电力系统中，为提高系统整体强度并抵御弱电网中的小信号不稳定问题，提出采用构网型控制来替代传统的跟网型变流器（GFL），其可直接形成端电压。然而，构网型变流器（GFM）的运行需要有足够的有功和无功功率裕量，这可能导致其在稳态下的运行并非最优。这就引出了一个新的研究问题，即如何在构网型变流器和跟网型变流器之间进行优化配置，以平衡构网型变流器增强电网强度的能力与预留功率裕量可能带来的经济损失。本文首次提出了一种软件定义电网下的优化框架，可根据系统工况在系统调度的每个时间步动...

解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的控制策略升级具有直接应用价值。GFL与GFM控制模式服务化架构可集成至PowerTitan储能系统，实现弱电网场景下的动态模式切换：在电网强度充足时采用GFL模式提升效率，在弱电网或孤岛工况下切换至GFM模式提供电压频率支撑。该技术可优化阳光电...

Shan Jiang · Ye Zhu · Tianyi Xu · Georgios Konstantinou · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月

采用功率同步控制（PSC）的构网型（GFM）变流器在严重对称故障下存在失步风险。故障期间，PSC输出的内部角频率偏离参考值，导致功角失控。本文提出一种电流同步控制策略，旨在限制故障电流并增强GFM变流器在弱电网或故障条件下的同步稳定性。

解读: 该研究直接针对阳光电源PowerTitan、PowerStack等储能变流器（PCS）及大型光伏逆变器在构网型（GFM）应用中的核心痛点。随着全球电网对高比例可再生能源接入的要求提高，GFM技术已成为阳光电源产品迭代的关键。该电流同步控制策略能有效提升PCS在电网故障下的鲁棒性，解决传统PSC控制在...

Huanhai Xin · Chenxi Liu · Xia Chen · Yuxuan Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年4月

构网型（GFM）控制因其对电网友好的动态特性，特别是交流侧的“电压源特性”，被认为是将大规模电力电子变流器接入现代电网的一种有前景的解决方案。GFM变流器的电压源特性可为电网提供电压支撑，从而增强电网（电压）强度。然而，跟网型（GFL）变流器也可通过合理调节其无功电流来实现交流电压幅值的恒定控制，这使其也可能表现出类似电压源的特性。目前，GFL和GFM变流器的电压源特性之间的本质区别是什么，以及哪种类型的电压源特性能够增强电网强度，仍不明确。本文将证明，就小信号动态特性而言，只有GFM变流器能提...

解读: 该研究为阳光电源构网型产品配置提供重要理论依据。针对ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器，可优化GFM/GFL混合配置策略：在PowerTitan大型储能系统中，无需全部单元采用GFM控制，通过小信号稳定性分析确定最优GFM渗透率，既保证弱电网支撑能力，又降低控制复杂度和成本。研究提出的电网强度量...

Wenjia Si · Jingyang Fang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月

本文深入分析了构网型变流器在大型扰动下的暂态稳定性问题。针对构网型变流器在弱电网或故障期间易失稳的挑战，提出了一种通过电压幅值调节和无功功率注入的控制策略，旨在增强系统在电网扰动下的同步能力与运行稳定性。

解读: 构网型（GFM）技术是阳光电源在大型储能系统（如PowerTitan系列）及地面光伏电站中的核心竞争力。随着高比例可再生能源接入，电网强度减弱，GFM技术对于维持系统电压和频率稳定至关重要。本文提出的电压幅值调节与无功注入策略，可直接优化阳光电源PCS产品的控制算法，提升其在故障穿越期间的暂态稳定性...

Yonghui Liu · Yue Wang · Xiaokang Liu · Minghao Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年7月

本文研究了并联构网型变流器（GFC）在未知负载导致过流并进入电流饱和模式（CSM）下的稳态角度稳定性。针对该工况下系统运行可靠性缺失的问题，文章提出了相应的稳定性分析方法，为构网型变流器在复杂电网环境下的稳定运行提供了理论支撑。

解读: 该研究直接关联阳光电源的核心产品线——构网型（Grid-forming）储能变流器（如PowerTitan系列）。在微电网或弱电网应用场景下，储能系统常面临负载突变导致的过流风险。本文提出的电流饱和模式下的稳定性分析，对于优化阳光电源PCS的控制算法、提升系统在极端工况下的并网鲁棒性具有重要指导意义...

Zhijie Liu · Jinyu Wang · Lu Chen · Ziquan Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年5月

针对孤岛供电场景，现有模型难以满足模块化多电平构网型变流器（MMGC）的性能评估与参数设计需求。本文提出了一种高精度时域稳态分析模型，揭示了负载、MMGC及系统间的耦合关系，为优化系统设计提供了理论依据。

解读: 该研究对于阳光电源的PowerTitan及大型储能系统（PCS）具有重要参考价值。随着储能系统在弱电网及孤岛微电网应用场景的增加，构网型（GFM）技术已成为核心竞争力。模块化多电平（MMC）拓扑在更高电压等级和更大功率密度储能应用中极具潜力。该时域分析模型有助于优化阳光电源大功率储能变流器的控制策略...

Diego Rios-Castro · Diego Perez-Estevez · Jesus Doval-Gandoy · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年4月

本文提出了一种专为构网型（GFM）变流器设计的电压控制器，旨在应对不同电网阻抗场景。该控制器可与下垂控制等外部功率同步环路（PSL）协同工作，确保变流器具备快速、准确且稳定的电压-频率响应，并实现自同步、功率平衡及电网支撑功能。

解读: 该技术对阳光电源的PowerTitan系列储能系统及大型组串式光伏逆变器至关重要。随着高比例可再生能源接入，电网强度下降，构网型（GFM）技术是提升电网稳定性的核心。该电压控制器能够优化变流器在弱电网下的动态响应，提升产品在复杂电网环境下的黑启动、调频及电压支撑能力。建议研发团队将其集成至iSola...