Yun Yu · Yajuan Guan · Wenfa Kang · Jingxuan Wu 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月

为了在未来能源系统中可靠地整合基于电力电子技术的发电设备，电网形成（GFM）变流器已被广泛视为一种潜在的解决方案。然而，当作为通过有功功率调节实现同步的电压源运行时，GFM变流器的阻尼不足，特别是在引入虚拟惯量以提供频率支撑时。为解决这一问题，本文采用分数阶调节器开发了有源阻尼控制方案。与现有的可能显著改变用惯性常数量化的惯性响应的控制方法不同，所提出的控制方案旨在为功率设定点跟踪和外部干扰引入足够的阻尼，同时保持GFM变流器的惯性响应与惯性常数之间原有的明确关系。在此背景下，可同时实现由某些电...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于分数阶调节器的构网型变流器主动阻尼技术具有重要的战略价值。随着新能源渗透率持续提升，构网型（GFM）控制已成为光伏逆变器和储能变流器技术演进的关键方向，这与我司在高比例新能源并网场景下的产品布局高度契合。 该技术的核心价值在于解决了构网型变流器在提供惯量支撑时阻尼...

Renqi Guo · Yueqi Wu · Xiandong Ma · George Aggidis 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年7月

摘要：波浪能转换（WEC）系统从海浪中获取动能，通过能量提取（PTO）系统将其转换为电能。为了将WEC系统接入交流电网，具备电网形成（GFM）控制功能的电压源换流器（VSC）至关重要，尤其是在未来可再生能源高渗透率的电网中。电池储能系统（BESS）通常与WEC系统耦合以促进其接入电网。BESS可以连接在直流侧或交流侧，这会导致不同的拓扑结构和性能结果。当BESS置于WEC系统的直流侧（WECd）并采用GFM控制时，整个系统能够精确跟踪参考功率并为电网提供支持。然而，如果采用GFM控制的BESS位...

解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan储能系统具有重要参考价值。波浪能系统中BESS直流侧布置方案的优势，可直接应用于光储、风储等新能源场景：1）直流母线侧储能配置可提升ST储能变流器的响应速度，优化功率波动抑制能力；2）能量管理灵活性提升对ESS集成方案的拓扑优化具有启发，可改进...

Soummya Roy · Hugo N. Villegas Pico · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年4月

确定电网形成型（GFM）独立系统在不确定运行条件下的暂态稳定性是一个新出现的问题。本文通过以下方法解决了这一难题：（i）构建考虑电流饱和的GFM发电厂解析模型；（ii）采用显式龙格 - 库塔方法来传播用多元多项式向量表示的初始条件不确定性。该传播方法基于一种创新的截断多项式乘法算法，以防止因连续运算导致多项式次数爆炸。利用收缩理论根据计算得到的多项式确定暂态稳定性。通过修改后的WSCC 9节点和IEEE 39节点系统展示了这些成果。

解读: 该不确定性传播分析技术对阳光电源构网型储能系统具有重要应用价值。针对ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统，该方法可量化参数波动、负荷随机性对GFM控制稳定性的影响，优化虚拟同步机VSG参数整定策略。通过广义多项式混沌展开高效评估系统暂态稳定边界，可提升弱电网场景下储能系统的鲁棒性设计...

Wangqianyun Tang · Waisheng Zheng · Baorong Zhou · Ziqian Yang 等5人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年12月

由于暂态控制切换，基于电网跟随的双馈感应发电机型风力发电机组（GFL - DFIG）的机电动态特性会被激发，并与基于电网形成的电压源换流器（GFM - VSC）发生显著的相互作用。因此，在日益电力电子化的系统中会出现新的机电同步问题。机械相位与电气相位之间的耦合特性反映了装置的有功功率不平衡与内部电压相位之间的关系，这对于理解同步过程至关重要。本文揭示了GFL - DFIG与GFM - VSC之间的非线性机电耦合特性，并分析了它们之间的暂态同步稳定性。首先，从功率不平衡激励和内部电压响应的角度建...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文揭示的跟网型双馈风机（GFL-DFIG）与构网型变流器（GFM-VSC）之间的机电暂态稳定性问题，对我们储能系统和新能源并网解决方案具有重要指导意义。 随着新能源渗透率提升，电网正从传统同步机主导向电力电子化系统转变。论文指出的"机电耦合特性"本质上反映了不平衡功...

苟少云郭春义 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49

针对传统跟网型风机在弱交流电网下存在小信号失稳的问题，构网型机组可提升系统稳定裕度，促使混合型风电场发展。本文建立了混合直驱风电场并网系统的数学模型，提出兼顾稳态与小信号稳定性约束的稳定域计算方法，定量评估多维约束下的并网稳定运行域。研究了不同构网型机组占比下短路比的可行范围，并分析风电出力及集电线路长度对稳定域的影响趋势。最后通过PSCAD/EMTDC仿真验证了所提方法的准确性。

解读: 该研究对阳光电源的储能变流器和大型光伏逆变器产品线具有重要参考价值。研究成果可直接应用于ST系列储能变流器的构网型控制设计，特别是在弱电网条件下的稳定运行。对SG系列大型光伏逆变器的GFM/GFL混合控制策略优化也有重要指导意义。稳定域分析方法可用于优化PowerTitan储能系统的并网控制参数，提...

Yin Chen · Qiufan Yang · Hui Xiong · Xia Chen 等5人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年8月

考虑到弱电网条件下电力系统的运行模式与跟网型（GFL）可再生能源（RES）的振荡失稳密切相关，且构网型（GFM）储能（ES）是提高跟网型稳定性的有效手段之一，本文进一步拓展了储能的优化运行目标，以确保电力系统的小干扰同步稳定性。首先，考虑到不同空间位置设备的同步稳定性差异，基于模态解耦方法，分析了多个跟网型可再生能源机组（GFL）同步环主导的振荡稳定运行域。其次，基于频域分析和模态解耦方法，量化了不同调频参数下多点布局的构网型储能机组（GFM）与多个跟网型机组组成的系统的振荡稳定运行域。随后，考...

解读: 该研究针对弱电网下GFL型设备振荡失稳问题，对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有直接应用价值。文中提出的多区域协调优化模型可融入iSolarCloud云平台，实现分布式储能站点的协同控制；小信号稳定性判据可嵌入储能变流器控制算法，动态调整充放电策略以抑制低频振荡。该方法...

Kezan Zhang · Mengxuan Shi · Xia Chen · Dejun Shao 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年9月

随着光伏（PV）规模的快速扩大，构网型储能系统（GFM-ESS）被广泛用于提供惯性响应和电压支撑以改善系统动态特性。不同同步方式的换流器在动态行为上存在显著差异，且构网型（GFM）与跟网型（GFL）设备在多时间尺度控制下可能引发混合系统的次同步振荡。本文研究了由GFM-ESS与跟网型光伏系统（GFL-PV）组成的并网系统，基于单输入单输出（SISO）传递函数建立了PV-ESS动态交互模型。通过开环全回路与子回路传递函数结合，揭示了弱电网下GFM-ESS对GFL-PV动态特性的影响机制，并分析了不...

解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器与SG系列光伏逆变器的协同运行具有重要指导意义。基于SISO传递函数的交互建模方法可直接应用于PowerTitan储能系统的GFM控制策略优化，特别是在弱电网场景下与大规模GFL光伏阵列并网时的稳定性设计。研究揭示的多时间尺度控制耦合机制，可用于改进阳光电源构网型储...

Federico Milano · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年1月

本信函提出了一种用于构网型（GFM）控制变流器的对偶模型。该模型的灵感来源于对有损耗同步电机模型的有功和无功功率方程结构的观察，这些方程在电枢电阻和暂态电抗方面几乎是对称的。所提出的装置能够在无需频率信号的情况下补偿电网功率不平衡。实际上，有功功率控制基于电压幅值的变化率。另一方面，通过无功功率支持实现同步和频率控制。本信函表明，所提出的对偶 GFM 控制具有鲁棒性，能够在诸如负载断电和三相故障等重大事故后恢复正常运行状态。

解读: 该双模式构网型控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。通过引入有功-无功功率的差异化动态响应机制，可显著提升现有GFM控制策略在弱电网场景下的电压频率支撑能力，特别适用于高比例新能源接入的独立微网和偏远地区储能项目。该技术可与阳光电源现有VSG虚拟同步...

Sheik M. Mohiuddin · Wei Du · Xue Lyu · Jinho Kim 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月

本文针对直接下垂控制的电网形成（GFM）逆变器提出了一种具备故障穿越能力的两阶段限流控制策略。所提出的两阶段方法包括第一阶段和第二阶段的两个限流控制。在故障期间，第一阶段限流控制借助滞环控制，通过封锁绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的开关脉冲，立即将逆变器输出电流幅值钳位至其最大暂态限值。第二阶段限流控制利用有功和无功限流控制回路调节调制波形的幅值和角频率，从而将逆变器输出电流幅值限制在其稳态限值内。通过分两个阶段实施限流动作，该方法能够在故障发生后的几个脉宽调制（PWM）周期内有效限制过电流，并...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的两阶段电流限制策略对我们的构网型（GFM）逆变器产品线具有重要的技术参考价值。随着高比例新能源接入电网，构网型逆变器因其主动支撑电网的能力，正成为我们储能系统和光伏并网解决方案的核心技术方向。 该技术的创新点在于双重保护机制的协同设计：第一阶段通过滞环控制在...

王冠淇裴玮熊佳旺李毅丰 · 中国电机工程学报 · 2025年1月 · Vol.45

为提升以跟网型变流器（GFL）为主的新能源系统对电压频率的支撑能力，当前研究趋势是引入构网型变流器（GFM），构建GFL-GFM混合系统。由于两类变流器控制特性差异显著且存在耦合效应，系统稳定性分析更为复杂。现有研究多集中于单一类型变流器，缺乏对混合系统稳定性的定量分析。本文推导了混合系统稳定的关键条件，定义“混合系统支撑量”与“改进短路比”以表征系统稳定性及强度，分析变流器参数与容量配比的影响，并获得临界容量占比。仿真与实验验证了理论分析的正确性。

解读: 该混合系统稳定性分析方法对阳光电源ST系列储能变流器与SG系列光伏逆变器的协同运行具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统中，可指导GFM构网型储能变流器与GFL跟网型光伏逆变器的容量配比设计，通过'改进短路比'量化评估系统强度，优化控制参数以避免耦合振荡。该方法可直接应用于iSolar...

作者未知 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年8月

基于电力电子变换器（PECs）的可再生能源的持续接入引发了未知的稳定性问题。目前针对包含跟网型（GFL）和构网型（GFM）电力电子变换器的系统小信号稳定性的常用分析主要是在两机系统上进行的，而将其应用于大规模电力系统仍存在不足。因此，本文针对集成了采用GFL和GFM控制策略的异构电力电子变换器的电力系统，引入了稳定等效多子系统（SEMSs）的概念。稳定等效多子系统可将复杂系统解耦为多个具有明确物理意义的小信号稳定等效两机子系统。这些子系统保留了GFL和GFM电力电子变换器之间以及电力电子变换器与...

解读: 该降阶多子系统建模方法对阳光电源混合型新能源系统具有重要应用价值。在PowerTitan储能系统与SG光伏逆变器并网场景中，ST储能变流器多采用构网型GFM控制提供电网支撑，而SG逆变器采用跟网型GFL控制实现最大功率跟踪，两类控制器的动态交互直接影响系统稳定性。该降阶建模技术可显著降低大规模光储电...

Armando J. G. Abrantes-Ferreira · Alexandre C. Oliveira · Antonio M. N. Lima · Xiongfei Wang · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月

构网型（GFM）变换器在新能源并网中具有广泛应用前景，但其功率角暂态稳定性限制了在严重故障下的性能。现有方法将功率角δ限制在[-90°, 90°]范围内，降低了变换器的利用率。本文针对dispatchable VOC（dVOC）和虚拟同步发电机（VSG）两类GFM方法，提出一种模式自适应的功率角控制策略，可在超弱电网（SCR≈1）下提升大信号同步稳定性。该策略仅依赖本地测量估算δ，在保持输出电压幅值恒定的同时，通过调节有功功率实现四象限范围内的稳定运行。实验与控制器硬件在环结果表明，所提方法在暂...

解读: 该功率角四象限运行技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。当前阳光电源构网型产品在超弱电网（SCR≈1）场景下，功率角受限于±90°范围，限制了暂态稳定裕度。该研究提出的模式自适应功率角控制策略可直接应用于ST系列的dVOC和VSG控制模式，通过本地测量实...

Pengfei Sun · Zhen Tian · Meng Huang · Xiaoming Zha 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月

构网型电压源变换器（GFM-VSC）的应用日益广泛，但在电网电压跌落时，其暂态稳定性提升与过电流限制之间存在矛盾。本文提出一种功率支撑控制方法，通过调节有功功率和电压幅值参考值来解决该问题。引入有功功率参考作为额外调控变量，可同时调节故障期间的功角与电压幅值，提高控制自由度。首先，在暂态稳定与电流失衡约束下确定功角与电压幅值的可行域；在此基础上设计三种最优控制模式：最大有功、最大无功及最优暂态控制模式。实验结果验证了所提方法的有效性，相比现有低电压穿越策略，可在保持电压源特性的前提下显著提升功率...

解读: 该功率支撑控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的构网型GFM控制具有重要应用价值。文章提出的功角-电压幅值协同调控方法可直接应用于PowerTitan大型储能系统，在电网故障时通过引入有功功率参考作为额外自由度，实现暂态稳定性提升与过电流保护的解耦控制。三种最优控制模式（最大有功...

Guang Hu · Huanhai Xin · Yu Tang · Linbin Huang 等5人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年8月 · Vol.41

本文提出稳定性等效多子系统（SEMS）方法，将含GFL/GFM变流器的大规模电力系统解耦为多个物理意义明确的两机等效子系统，保留变流器间及变流器-电网交互，实现高效小信号稳定性分析，并提出兼顾网络与变流器特性的简洁判据。

解读: 该研究高度契合阳光电源ST系列PCS、PowerTitan及新一代组串式逆变器在构网型（GFM）与跟网型（GFL）混合运行场景下的并网稳定性需求。尤其对光储一体化电站弱电网/孤岛工况下的小信号振荡风险评估具有直接指导价值。建议在iSolarCloud平台中集成SEMS稳定性指标模块，支撑PowerT...

Arjita Pal · Bijaya Ketan Panigrahi · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年4月

本文提出一种改进的惯性下垂控制框架，用于提升构网型电压源换流器（VSC）在动态电网条件下的鲁棒性。该控制策略通过调节VSC端电压而非公共耦合点电压，优化系统响应。基于全阶线性化模型进行特征值分析，揭示传统控制器在强电网及功率耦合下的失稳机理。所提方法显著增强小信号稳定性，有效抑制强网条件下耦合效应带来的振荡，且对电网参数变化的特征值敏感度极低。时域仿真与硬件在环实验验证了其在不同电网强度和耦合场景下的优越性能。

解读: 该增强型惯性下垂控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。通过调节VSC端电压而非PCC电压的创新控制策略，可显著提升构网型控制在强电网条件下的鲁棒性，解决传统GFM控制在电网阻抗变化时易失稳的痛点。该方法对电网参数变化敏感度极低的特性，特别适用于阳光电...

郑乐郑佳杰 · 电工技术学报 · 2025年5月 · Vol.40

随着构网型逆变器（GFM）在电力系统中渗透率的提升，系统动态特性发生显著变化。传统的阻抗模态分析（MAI）方法难以揭示GFM内部控制回路间的耦合机制。本文提出扩展阻抗模态分析（EMAI）方法，将GFM动态分解为同步动态与电磁动态，分别计算其等效阻抗参与因子与参与比，识别系统主导动态，并引入显式参数参与因子定位关键控制参数。通过改造的14节点和68节点系统仿真验证了该方法的有效性。EMAI无需构建全系统状态空间模型，即可有效辨识影响稳定性的关键控制回路，具有良好的工程应用前景。

解读: 该扩展阻抗模态分析(EMAI)方法对阳光电源的储能与光伏产品线具有重要应用价值。特别是对ST系列储能变流器和大型PowerTitan系统的GFM控制优化,可通过分解同步与电磁动态,精准识别控制回路间的耦合机制。这有助于提升产品在弱电网条件下的稳定性能,优化VSG控制参数设计。该方法无需建立复杂模型即...

Xiangjun Quan · Dale Li · Zhixiang Zou · Qinran Hu 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年1月

由于耦合的高阶系统特性，构网型（GFM）逆变器的功率环路与解耦控制分析与设计较为复杂，传统方法通常采用双输入双输出模型分别设计有功与无功功率控制。本文提出一种复功率-相角（CPPA）模型，将其构建为单输入单输出系统，并在此基础上设计复功率控制器。所提控制框架通过降阶的复数传递函数统一实现有功与无功功率的解耦控制，显著提升GFM逆变器功率控制的动态性能。仿真与实验结果验证了该方法的鲁棒性与优越性。

解读: 该复变量功率控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的构网型GFM控制具有重要应用价值。所提CPPA模型将双输入双输出系统降阶为单输入单输出复数传递函数，可显著简化阳光电源储能系统的功率环路设计流程，提升有功无功解耦控制性能。该方法特别适用于弱电网场景下ST系列产品的快...

Priyatosh Mahish · Pratim Kundu · Sukumar Mishra · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年10月

逆变器型电源（IBR）的并网因惯性降低和快速频率响应恶化而影响电力系统频率稳定性，需协调控制跟网型（GFL）与构网型（GFM）逆变器。本文提出一种适用于并网逆变器的广域控制方法，定义了来自不同IBR及同步机组接入高压母线处PMU测量的广域跟网（WGFL）和广域构网（WGFM）信号。WGFL用于修正GFL逆变器锁相环的相角，WGFM调节GFM逆变器运行频率。PMU数据由节点相量数据集中器（PDC）分析，但存在通信延迟与丢包问题，故结合现有广域预测控制策略予以补偿。通过PSCAD/EMTDC对39节...

解读: 该广域控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的协调控制具有重要价值。针对PowerTitan大型储能系统，可通过PMU广域信号优化GFM/GFL混合运行模式，解决多站点频率响应协调难题。技术启示：1）在iSolarCloud平台集成PDC功能，实现分布式电站的广域相角同步；2）改进...

Li Wang · Ningting Zhou · Yi Shu · Xiangjun Zeng 等6人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年2月

摘要：可再生能源，特别是光伏发电大规模接入电网，逐渐削弱了电网强度。针对这一挑战，本文提出了一种具有电网跟随（GFL）/电网形成（GFM）控制结构的光伏储能系统新型切换控制方法。利用积分器和状态跟随法，实现了这两种控制模式之间的平滑切换控制策略，确保了系统在不同电网强度下的稳定运行。通过采用库拉托莫模型和盆地稳定性方法，划定了GFM控制下微电网的参数稳定域，并基于短路比确定了切换边界。此外，考虑到电网故障时光伏储能系统稳定运行的要求，提出了一种具有负序电流抑制策略的故障穿越控制方法，该方法能有效...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项双模式切换控制技术对我们的光储一体化系统具有重要战略价值。该技术通过GFL（跟网型）/GFM（构网型）的灵活切换，直接解决了当前高比例新能源接入导致电网强度减弱的核心痛点，这与我们在全球市场推广的1+X模块化逆变器和液冷储能系统的应用场景高度契合。 技术层面上，该方案...

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...