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弱电网下电压源逆变器的电压调制直接功率控制
Voltage-Modulated Direct Power Control for a Weak Grid-Connected Voltage Source Inverters
Yonghao Gui · Xiongfei Wang · Heng Wu · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年11月
本文针对弱电网环境下三相电压源逆变器（VSI）设计了一种电压调制直接功率控制（VM-DPC）策略。在弱电网中，传统矢量电流控制（VCC）方法依赖锁相环（PLL），易导致系统失稳。相比之下，所提VM-DPC方法在弱电网并网稳定性方面表现出显著优势。
解读: 该研究直接针对弱电网并网稳定性难题，对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan系列储能变流器（PCS）具有重要参考价值。在偏远地区或电网强度较低的工商业/地面电站项目中，传统锁相环控制易引发振荡，VM-DPC策略可提升逆变器在弱电网下的鲁棒性。建议研发团队评估该控制算法在iSolarCloud智...
基于降阶准谐振ESO与牛顿-拉夫逊法PLL的永磁同步电机无传感器控制
Sensorless Control of PMSM Drives Using Reduced Order Quasi Resonant-Based ESO and Newton–Raphson Method-Based PLL
Shuo Chen · Wen Ding · Ruiming Hu · Xiang Wu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年1月
本文提出了一种新型永磁同步电机无传感器控制策略，利用降阶准谐振扩展状态观测器（ROQR-ESO）和基于牛顿-拉夫逊法的锁相环（NRM-PLL）。针对传统线性扩展状态观测器（LESO）因低通滤波特性难以跟踪快速变化反电动势的问题，该方法有效提升了动态响应性能与观测精度。
解读: 该技术主要应用于永磁同步电机（PMSM）驱动控制，与阳光电源的“风电变流器”业务高度相关，同时在储能系统及光伏逆变器内部的冷却风扇电机控制中亦有潜在应用。ROQR-ESO与NRM-PLL的结合能显著提升电机在宽转速范围内的动态响应与鲁棒性，有助于优化风电变流器在复杂电网环境下的电机侧控制性能。建议研...
基于五阶广义积分磁链观测器与扩展状态观测器锁相环的永磁同步电机无传感器控制
Sensorless Control of PMSM Based on Fifth-Order Generalized Integral Flux Observer and Extended State Observer-Based Phase-Locked Loop
Xiaojiang Zhang · Junjie Zhu · Zhian Zheng · Haoran Liu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
本文提出了一种结合五阶广义积分磁链观测器（FOGIFO）和基于扩展状态观测器锁相环（ESO_PLL）的永磁同步电机（PMSM）无传感器控制方法。针对参数失配、采样误差及逆变器非线性等非理想因素，该方法有效提升了转子磁链估计的精度与鲁棒性。
解读: 该技术主要应用于电机驱动控制领域，与阳光电源的“风电变流器”及“电动汽车充电桩”业务具有技术关联性。在风电变流器中，高性能的无传感器控制可提升永磁直驱风机的运行效率与可靠性，降低硬件传感器成本；在充电桩领域，该算法可优化车载电机驱动系统的控制性能。建议研发团队关注该算法在复杂电网环境下的抗干扰能力，...
一种适用于宽范围电网阻抗下具备LVRT能力的SiC并网逆变器无锁相环电压传感器直接无差拍控制
A PLL-Less Voltage Sensorless Direct Deadbeat Control for a SiC Grid-Tied Inverter With LVRT Capability Under Wide-Range Grid Impedance
Xiaofeng Dong · Hui Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年8月
本文针对SiC并网逆变器，提出了一种直接无差拍预测控制策略。该方法在无需电压传感器和锁相环（PLL）的情况下，通过预测电网电压，有效解决了SiC逆变器在低电压穿越（LVRT）过程中的电流过冲问题，并提升了在宽范围电网阻抗下的系统稳定性。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan系列储能变流器（PCS）具有重要参考价值。随着SiC器件在高性能逆变器中的普及，利用无差拍控制替代传统PI控制，可显著提升系统动态响应速度，减小滤波器体积。文中提出的无传感器控制方案有助于降低硬件成本并提高系统可靠性。建议研发团队关注该算法在弱电网...
三相并网逆变器故障解耦瞬时频率与相位角估计
Fault-Decoupled Instantaneous Frequency and Phase Angle Estimation for Three-Phase Grid-Connected Inverters
G. De Donato · G. Scelba · G. Borocci · F. Giulii Capponi 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年4月
频率和相位角估计是并网逆变器实现低电压穿越（LVRT）的关键。传统锁相环（PLL）在电网故障等异常工况下性能下降。本文提出了一种故障解耦的瞬时频率与相位角估计方法，旨在提升逆变器在电网故障期间的同步稳定性和控制精度。
解读: 该技术直接服务于阳光电源的核心产品线，特别是组串式和集中式光伏逆变器以及PowerTitan/PowerStack储能变流器。在复杂电网环境（如弱电网或故障工况）下，提升同步算法的鲁棒性是实现高标准LVRT/HVRT的关键。建议研发团队将该故障解耦算法集成至iSolarCloud智能运维平台支持的固...
一种用于低速无传感器内置式永磁同步电机控制的新型计算高效有限位置集锁相环
A Novel Computationally Efficient Finite Position Set-Phase Locked Loop for Low-Speed Sensorless IPMSM Control
Shuo Chen · Xindong Yu · Xiang Wu · Chao Li 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月
本文提出了一种用于低速无传感器内置式永磁同步电机（IPMSM）控制的新型计算高效有限位置集锁相环（FPS-PLL）。通过基于电流响应复数运算设计的新型等效位置误差，推导出了改进的牛顿迭代公式，实现了全计算范围内的快速收敛，有效提升了低速段的控制精度与计算效率。
解读: 该技术主要应用于永磁同步电机（PMSM）的无传感器控制，属于电机驱动底层算法优化。阳光电源的业务主要聚焦于光伏逆变器、储能PCS及风电变流器，虽然核心功率变换技术与电机控制在控制理论（如PLL、PWM、观测器）上有共通之处，但该算法直接应用于阳光电源现有产品线的可能性较低。不过，该算法在计算效率上的...
弱电网条件下抑制频率耦合的并网变流器对称控制方法
A Symmetrical Control Method for Grid-Connected Converters to Suppress the Frequency Coupling Under Weak Grid Conditions
Xueguang Zhang · Sida Fu · Wenjia Chen · Nannan Zhao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月
本文针对非对称旋转坐标系控制引起的频率耦合及谐波失稳问题，基于复信号阻抗模型，分析了电网阻抗与频率耦合对系统稳定性的影响。针对锁相环（PLL）对q轴动态的主导作用，提出了一种对称控制策略，旨在提升弱电网环境下并网变流器的稳定性。
解读: 该研究直接针对阳光电源核心产品线——组串式及集中式光伏逆变器在弱电网（如高阻抗、偏远地区）下的并网稳定性问题。随着全球光伏渗透率提升，电网强度普遍下降，该对称控制方法能有效抑制由PLL引起的频率耦合谐振，提升逆变器在弱电网下的鲁棒性。建议研发团队将其集成至iSolarCloud智能运维平台的算法库中...
考虑扭振振荡与虚拟惯量控制的永磁同步风力发电系统稳定性与动态分析
Stability and Dynamic Analysis of PMSG-based Wind Generation System Considering Torsional Oscillation and Virtual Inertia Control
Yizhuo Ma1Jin Xu2Guojie Li3Keyou Wang2 · 现代电力系统通用与清洁能源学报 · 2025年7月 · Vol.1
当前多数永磁同步发电机（PMSG）风力发电系统采用跟网型控制，依赖锁相环（PLL）实现并网，导致系统惯性支撑不足。虚拟惯量控制（VIC）虽可改善该问题，但可能引发扭振与PLL及低频振荡间的交互失稳，此现象尚未充分研究。本文通过对比降阶模型，验证了在准机电时间尺度（QET）下采用全阶模型研究稳定性的必要性，并开展模态分析，揭示VIC参数、轴系惯性时间常数、PLL参数及扭振阻尼（TOD）控制器增益对两类典型控制策略下QET振荡交互的影响。当扭振、PLL与低频振荡频率相近时，出现模态耦合与模式转换。最...
解读: 该研究对阳光电源的储能变流器和风电变流器产品具有重要参考价值。研究揭示的扭振-PLL-低频振荡交互机理，可直接应用于ST系列储能变流器和风电变流器的虚拟惯量控制优化。特别是在大型储能电站中，PowerTitan系统通过优化虚拟惯量控制参数与PLL设计，可提升系统稳定性。研究成果也启发我们在GFL控制...
弱电网条件下采用SRF-PI电流控制的单相非对称级联多电平并网逆变器稳定性分析
Stability Analysis for the Grid-Connected Single-Phase Asymmetrical Cascaded Multilevel Inverter With SRF-PI Current Control Under Weak Grid Conditions
Yang Han · Hao Chen · Zipeng Li · Ping Yang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年3月
本文分析了弱电网场景下，锁相环（PLL）对采用同步旋转坐标系PI（SRF-PI）电流控制的LCL型单相非对称级联H桥多电平逆变器（ACHMI）稳定性的影响。研究涵盖了功率级电路与控制系统，重点探讨了控制参数对系统并网稳定性的作用机制。
解读: 该研究针对弱电网下的多电平逆变器稳定性问题，对阳光电源的组串式逆变器及大型集中式逆变器在复杂电网环境下的并网控制策略具有重要参考价值。随着光伏渗透率提升，电网强度降低，该文提出的PLL与电流控制环交互影响分析，有助于优化阳光电源逆变器在弱电网下的鲁棒性设计，避免谐振风险。建议研发团队关注该控制架构在...
具有直流分量抑制/估计能力的电网同步系统线性时变建模、检验与性能提升
Linear Time-Periodic Modeling, Examination, and Performance Enhancement of Grid Synchronization Systems With DC Component Rejection/Estimation Capability
Saeed Golestan · Josep M. Guerrero · Juan C. Vasquez · Abdullah M. Abusorrah 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年4月
电网电压中的直流分量会严重影响并网变换器的同步性能。本文针对基于锁相环（PLL）和频率锁定环（FLL）的电网同步系统，提出了一种线性时变建模方法，旨在分析并抑制直流分量干扰，从而提升并网变换器在复杂电网环境下的稳定性和控制精度。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心产品线，包括组串式/集中式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）。在弱电网或存在直流偏置的复杂工况下，电网同步的鲁棒性是保证设备不脱网的关键。本文提出的线性时变建模与直流抑制技术，可优化阳光电源现有PLL/FLL算法，提升产品在复杂电...
并网换流器控制参数安全域构建方法及控制交互作用分析
Construction Method of Control Parameter Security Region for Grid-Connected Converters and Analysis of Control Interactions
王瑾媛 · 刘崇茹 · 苏晨博 · 吴文传 等5人 · 电力系统自动化 · 2025年4月 · Vol.49
弱电网下，锁相环与直流电压控制环的交互作用可能引发振荡。为此，提出一种控制参数安全域边界确定方法，通过分析控制带宽的相对制约关系，定量揭示各参数对控制环节间及控制器与电网间交互作用的影响。基于控制器带宽重叠区域动态特性相似性，建立包含电网强度与控制环节的直流电压外环闭环传递函数模型，并结合Nyquist稳定判据与稳定裕度求解控制带宽比安全域边界。所得结果可指导PLL与直流电压控制带宽设计，并映射为参数安全域，直观反映参数差异对稳定性的影响，指明调节方向。PSCAD/EMTDC仿真验证了方法的有效...
解读: 该研究对阳光电源的弱电网并网产品具有重要指导意义。通过控制参数安全域构建方法，可优化SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的PLL与直流电压控制设计，提升弱电网适应性。研究成果可直接应用于：1)大型光伏电站中SG250HX等机型的并网控制参数优化；2)储能电站中PowerTitan等产品的电网适应性...
双馈感应风力发电机系统中电流控制与转子转速控制时间尺度间跨时间尺度交互作用分析
Cross-Timescale Interaction Analysis Between Current Control and Rotor Speed Control Timescale Dynamics in a High-Proportion DFIG-WT System
Jiabing Hu · Wei Wang · Yingbiao Li · Jianbo Guo · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年9月
电力电子设备包含多时间尺度的储能元件与控制回路，导致其动态过程呈现多时间尺度特性。现有研究多聚焦单一时间尺度，较少考虑跨时间尺度相互作用。本文针对高比例双馈感应风电机组系统，分析电流控制对转子转速控制时间尺度的跨尺度影响。基于含锁相环同步双馈风机的两机两区域系统，通过模态分析揭示锁相环对跨时间尺度交互的影响；推导电流控制等效电路，阐明其对转子运动的跨尺度作用机制，并揭示与电流控制相关的LC谐振机理。最后通过实时数字仿真验证了相关现象与机制。
解读: 该跨时间尺度交互分析技术对阳光电源ST储能变流器和风电变流器产品具有重要价值。研究揭示的电流控制与转速控制间跨尺度耦合机理，可直接应用于PowerTitan储能系统的多时间尺度协调控制优化，避免快速电流环与慢速功率环间的振荡风险。所提出的PLL影响机制和LC谐振分析方法，为阳光电源构网型GFM控制策...
本地负载对电压源型换流器直流电压控制时间尺度振荡的影响
Local Load Effect on the DC Voltage Control Timescale Oscillation of Voltage Source Converters
Yanjun Liu · Jiabing Hu · Wei He · Yunpeng Zhou 等5人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年8月 · Vol.41
本文揭示了VSC新能源电站附近接入本地负载可能引发的新型小信号失稳振荡，聚焦PLL与终端电压控制、直流电压控制的耦合机制，指出负载效应会引入负阻尼转矩，导致DVC时间尺度下的未阻尼振荡，并提出针对性抑制策略，经MATLAB/Simulink和RT-LAB验证。
解读: 该研究直击阳光电源ST系列PCS、PowerTitan及大型组串式逆变器在弱电网+分布式负载场景（如工商业光储一体化项目）下的并网稳定性瓶颈。本地负载加剧PLL-TVC-DVC动态耦合，易诱发直流母线振荡，影响iSolarCloud平台实时调控精度。建议在ST/PowerTitan固件中嵌入自适应P...
RMS+：增强传统电路模型以捕捉锁相环不稳定性
RMS+: Augmenting the Traditional Circuit Model to Capture PLL Instability
Miguel Carreño · Oriol Velasco-Falguera · Josep Arévalo-Soler · Oriol Gomis-Bellmunt · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年12月 · Vol.41
本文提出RMS+模型，通过数据驱动方式扩展传统RMS模型，在保留低维优势的同时准确表征跟网型逆变器PLL与电网的动态耦合，支撑同步稳定性分析，并在单机无穷大、WSCC 9节点及39节点系统中完成模态验证。
解读: 该研究直击阳光电源组串式逆变器、ST系列PCS及PowerTitan储能系统在弱电网/高渗透率场景下PLL引发的振荡失稳痛点。RMS+模型可嵌入iSolarCloud智能运维平台用于在线小信号稳定性评估，提升对LVRT/HVRT穿越过程及多机交互振荡的预警能力；建议在新一代构网/跟网双模PCS固件中...
一种无需故障定位的双三相PMSM驱动系统开相故障自适应容错控制
An Adaptive Fault-Tolerant Control Without Fault Location of Open-Phase Fault for Dual Three-Phase PMSM Drive System
Qi Liu · Lan Xiao · Qunfang Wu · Xiaopeng Zhao 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年3月
针对双三相永磁同步电机（DTP-PMSM）驱动系统常见的开相故障（OPF），提出一种无需故障定位的自适应容错控制方法。该方法省去故障诊断环节，避免误判风险。通过分析OPF下DTP-PMSM的运行状态，在双dq坐标系中建立含故障电流角的统一参考电流模型，故障后可直接应用，无需重新定位故障相。故障电流角由锁相环（PLL）获取，轻载条件下仍能准确检测，且相比现有方案减少一个PLL环路，降低计算负担。所提方案无需调整控制结构、电机模型或变换矩阵，仅通过调节参考电流幅值系数即可实现最小铜耗、最大转矩与正常...
解读: 该自适应容错控制技术对阳光电源新能源汽车驱动系统和储能变流器产品具有重要应用价值。在电机驱动产品线，无需故障定位的容错策略可直接应用于车载电机控制器，通过PLL实时获取故障电流角，实现开相故障下的平滑切换，提升系统可靠性。对于ST系列储能变流器，该统一参考电流模型可借鉴至多相并联拓扑的相单元故障处理...
本地负荷对电压源换流器直流电压控制时间尺度振荡的影响
Local Load Effect on the DC Voltage Control Timescale Oscillation of Voltage Source Converters
Yanjun Liu · Jiabing Hu · Wei He · Yunpeng Zhou 等5人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年8月
摘要：电压源换流器（VSC）接入的可再生能源发电厂通常远离负荷中心，弱电网条件会带来显著的稳定性风险。目前已有大量研究对直流电压控制（DVC）时间尺度内的振荡进行分析。然而，大多数研究聚焦于发电机通过长输电线路接入电网的场景。更普遍的情况，即负荷沿这些输电线路分布的场景，尚未得到足够关注，这可能导致一些振荡机制未被发现。本文发现了一个小信号稳定性问题，即当本地负荷连接在基于VSC的发电厂附近时，可能会出现意外的振荡。为全面分析这一现象，本文以锁相环（PLL）为主要研究对象，分析了端电压控制（TV...
解读: 该研究对阳光电源的弱电网并网产品具有重要指导意义。研究发现的本地负荷影响机理可直接应用于SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的控制策略优化，特别是在偏远地区大型光储电站中。通过合理配置本地辅助负载和改进直流电压控制算法，可以提升产品在弱电网条件下的稳定性。这对完善阳光电源的GFL/GFM控制技术、...
基于次同步模态能量的光伏并网系统次同步振荡诱因判别方法研究
Research on Sub-synchronous Oscillation Cause Identification Method for Grid-connected Photovoltaic Systems Based on Sub-synchronous Modal Energy
吴熙 · 周金宇 · 陈曦 · 廖凯 · 中国电机工程学报 · 2025年7月 · Vol.45
随着光伏装机容量持续增长，光伏电站引发的次同步振荡（SSO）问题日益突出，严重威胁电力系统安全稳定。实际运行表明，SSO诱因多样，应对策略各异，准确识别诱因至关重要。本文提出一种基于次同步模态能量（SSME）的振荡诱因判别方法。基于广义哈密顿模型建立系统各子模块的SSME平衡方程，给出考虑锁相环（PLL）影响的SSME计算方法，并构建SSME-based判据以识别主导振荡子模块及PLL参与程度。通过构造四类SSO场景验证方法有效性，并与阻抗分析法对比，结果表明所提方法具有更强的物理可解释性与判别...
解读: 该次同步振荡诱因判别方法对阳光电源SG系列光伏逆变器和PowerTitan储能系统具有重要应用价值。基于次同步模态能量的分析方法可直接集成到iSolarCloud云平台的智能诊断模块，实现对大型光伏电站次同步振荡的在线监测与诱因识别。研究中考虑锁相环影响的SSME计算方法，可优化SG逆变器的PLL参...
基于T-S模糊模型的跟网型逆变器暂态同步稳定性分析与PDC控制
Transient Synchronization Stability Analysis and PDC Control of Grid-Following Inverters Based on T–S Fuzzy Model
Qianjin Zhang · Dikui Mei · Jinhui Qian · Sucheng Liu 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月
摘要：通过锁相环（PLL）实现的同步控制对于跟网型逆变器至关重要。同步不稳定会导致逆变器振荡，并引发可再生能源脱网事故。然而，由于锁相环的非线性结构和控制耦合，同步稳定性，尤其是暂态稳定性，难以进行研究和改善。在所有提高稳定性的方法中，许多方法依赖于稳定性分析结果，而非内部非线性机制，这使得这些方法仅具有线性控制功能，在应用中适应性和可移植性较差。本研究依据系统的非线性控制机制，提供了一种提高暂态同步稳定性的系统理论。该方法能够实现非线性控制，且性能优于其他方法。首先，建立高木 - 关野（T -...
解读: 从阳光电源的业务角度看，这项基于T-S模糊模型的跟网型逆变器暂态同步稳定性控制技术具有重要的战略价值。当前，阳光电源的光伏逆变器和储能系统大量采用跟网型控制架构，锁相环（PLL）的同步稳定性直接影响设备并网可靠性。该研究针对PLL非线性特性导致的暂态失稳问题，提出系统性解决方案，与我司在弱电网并网、...
并网并联变流器的多摆动PLL同步暂态稳定性
Multi-Swing PLL Synchronization Transient Stability of Grid-Connected Paralleled Converters
Zhi Wang · Li Guo · Xialin Li · Xu Zhou 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年10月
电网故障期间，并网并联变流器系统易发生锁相环（PLL）同步暂态失稳。现有研究多集中于基于等面积准则的首摆暂态稳定分析，但首摆稳定并不能保证系统整体稳定，仍可能存在多摆动失稳。本文从暂态能量转换角度揭示多摆动失稳机理，并结合变流器间暂态交互影响，采用Takagi-Sugeno方法构建最大估计吸引域（LEDA），进而对多摆动暂态失稳进行定量分析。最后通过RT-LAB硬件在环实验平台验证了理论结果。
解读: 该多摆动PLL同步暂态稳定性研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。文章提出的Takagi-Sugeno最大估计吸引域（LEDA）方法可直接应用于并联储能变流器的PLL控制优化，解决电网故障时多机并联系统的暂态失稳问题。该技术可增强阳光电源储能系统在弱电网...
基于交变电压控制的跟网型VSC在极弱电网中的增强运行
Enhanced Operation of Grid-Following VSCs With Alternating-Voltage Control in Ultraweak Grids
Wei Wu · Zhiqing Yang · Shan He · Helong Li 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
在弱电网中，交变电压控制（AVC）可提升带锁相环（PLL）的跟网型电压源换流器（VSC）的电压刚度和有功功率传输能力。然而，AVC会因无功电流加剧控制回路的d-q轴不对称耦合，引发不利交互，威胁系统稳定性。为此，本文首先提出一种基于系统额定参数的AVC参数整定方法，并系统分析AVC对d-q耦合、稳定域及电压动态的影响。进一步提出稳定性增强控制（SEC），用以补偿PLL与AVC引入的负耦合效应。所提方案实现了VSC在极弱电网下的额定功率稳定运行，实验验证了其有效性。
解读: 该AVC增强控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器在弱电网并网场景具有重要应用价值。针对西北、澳洲等高阻抗电网（SCR<1.5），所提SEC稳定性增强控制可有效补偿PLL与AVC的负耦合效应，突破现有GFL控制在极弱电网下的功率传输瓶颈。建议将该参数整定方法集成至PowerTita...
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