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增强多变换器系统稳定性的构网型变换器配置方法
Configuration Method of Grid-Forming Converters to Enhance Multiconverter System Stability
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...
基于开关频率调节的构网型变流器稳定性约束暂态过流能力提升
Stability Constrained Transient Overcurrent Capability Enhancement of Grid Forming Converters Based on Switching Frequency Adjustment
Boxin Liu · Xin Xiang · Yonghao Li · Huan Yang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
针对构网型(GFM)变流器在电网故障期间的暂态过流能力问题,本文提出了一种基于开关频率调节的控制策略。该方法在不增加硬件成本和复杂度的前提下,通过动态调整开关频率,有效提升了变流器在故障暂态下的过流支撑能力,并兼顾了系统稳定性,为高比例可再生能源并网提供了技术支撑。
解读: 该研究直接契合阳光电源PowerTitan液冷储能系统及大型组串式光伏逆变器的核心技术演进方向。随着电网对构网型(GFM)技术要求的提升,如何在不增加功率模块冗余成本的前提下,提升变流器在电网故障下的暂态过流能力是行业难点。该论文提出的开关频率动态调节策略,可优化阳光电源PCS产品的控制算法,提升其...
构网型逆变器中电压控制器影响下的低频振荡机理与抑制方法
Low-Frequency Oscillation Mechanism and Mitigation in Grid-Forming Inverters with Voltage Controller Effects
Yi Xiao · Hao Luo · Yongheng Yang · Hao Ruan 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年8月
随着可再生能源大规模接入电网,构网型(GFM)控制在电网稳定性方面发挥着重要作用。在大多数构网型策略中,内部电压和电流控制对于阻抗重塑和限流至关重要。然而,电压控制器是一个潜在的限制因素,可能会引发低频振荡,如同步振荡(SO)和次同步振荡(SSO)。为了分析电压控制器(VCs)的影响,本文建立了一个统一的有功功率传输模型,为不同的电压控制器提供了一个直观的建模框架。然后,全面探究了矢量电压控制(VVC)和虚拟导纳控制(VAC)的动态特性。研究证实,由于其等效阻抗具有高通滤波器特性,矢量电压控制在...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项关于构网型逆变器低频振荡机理的研究具有重要的战略价值。随着我国"双碳"目标的推进和新能源渗透率的快速提升,构网型(GFM)逆变器正成为新一代光伏和储能系统的核心技术方向,直接关系到阳光电源在高比例新能源并网场景下的产品竞争力。 该论文揭示的电压控制器引发的同步振荡和次...
电网故障下直流链路电压同步型风力发电机组的控制
Control of DC-Link Voltage-Synchronized Wind Turbine Generators Under Grid Faults
Zhenyan Deng · Renxin Yang · Yu Zhang · Chen Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年6月
直流母线电压同步型虚拟同步机(GFM)控制因其对直流母线电压的有效控制,在风力发电机组(WTG)中得到了越来越广泛的应用。然而,由于电容惯性较小,同步环的带宽相对较高。当网侧变流器(GSC)采用电压 - 电流级联控制环时,这些控制环之间的耦合会带来不稳定风险。采用单一交流电压环因其简单性和稳定性被认为是一种有前景的替代方案。然而,由于缺乏固有的限流机制,处理暂态过电流具有挑战性。此外,故障期间斩波器会钳位直流母线电压动态,这会导致失步,并可能造成暂态功角不稳定。为解决上述问题,本文提出了一种适用...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项直流母线电压同步型构网控制技术对我们在风电变流器及多能互补系统领域具有重要参考价值。尽管研究聚焦于风电机组,但其核心技术与我们的光伏逆变器、储能变流器在拓扑结构和控制原理上高度相似,特别是在构网型(GFM)控制策略的应用方面。 该技术的核心价值在于解决了构网型控制在电...
基于混合功率同步的构网型逆变器对称电网故障下暂态稳定性增强控制
Hybrid Power Synchronization Based Transient Stability Enhanced Control for Grid-Forming Inverters Under Symmetrical Grid Fault
Pengfei Sun · Zhen Tian · Xiaoming Zha · Meng Huang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
本文针对构网型(GFM)逆变器在电网故障期间因限流策略导致失去稳定平衡点(SEP)的问题进行了研究。针对故障清除不及时、故障深度检测及阻抗测量误差带来的暂态不稳定性,提出了一种混合功率同步控制策略,旨在提升GFM逆变器在对称故障下的暂态稳定性。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的构网型(GFM)技术路线,对PowerTitan系列液冷储能系统及大型地面光伏逆变器在弱电网或故障工况下的并网稳定性具有重要指导意义。随着高比例可再生能源接入,电网对逆变器构网能力要求日益严苛。该文提出的混合功率同步控制策略,能够有效解决限流环节带来的暂态失稳问题,建议研发...
高压无变压器电池储能系统的构网型控制及实验验证
Grid-Forming Control and Experimental Validation for High Voltage Transformerless Battery Energy Storage System
Xiqi Wu · Shengbing Wu · Fuwen Wang · Chaofan Wei 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
本文探讨了构网型(GFM)控制在提升高压无变压器电池储能系统(BESS)电网频率与电压稳定性方面的优势。重点分析了变换器在故障期间限流模式下的暂态稳定性特征,以及其为电网提供有效支撑的能力,并通过实验验证了相关控制策略的有效性。
解读: 该研究直接契合阳光电源PowerTitan及ST系列储能变流器(PCS)的核心技术演进方向。随着高压无变压器架构成为大型储能系统的主流,构网型(GFM)控制是实现弱电网接入及黑启动功能的关键。文章关于故障限流模式下暂态稳定性的分析,对优化阳光电源PCS的控制算法、提升系统在复杂电网环境下的鲁棒性具有...
基于抗饱和方法的虚拟阻抗调节以增强限流条件下的暂态稳定性和构网能力
Adjustable Virtual Impedance via Anti-windup Method for Enhancing Transient Stability and Grid-Forming Capability Under Current Limiting Conditions
Seongyeon Kim · Ki-Hyun Kim · Shenghui Cui · Jae-Jung Jung · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月
本文提出了一种在电流限制条件下增强暂态稳定性和构网(GFM)能力的新方法。该方法采用带有反向计算抗饱和策略的双环矢量电压控制,通过调节增益来改变等效虚拟阻抗的电阻抗比,确保了在限流工况下的无缝运行与系统稳定性。
解读: 该技术对阳光电源的PowerTitan系列储能系统及构网型光伏逆变器具有重要意义。在弱电网或高比例可再生能源接入场景下,逆变器在故障期间的限流控制往往会导致系统失稳。该抗饱和虚拟阻抗调节方法能有效提升设备在限流状态下的动态响应速度和暂态稳定性,增强系统对电网扰动的支撑能力。建议研发团队将其集成至iS...
基于LCC辅助二极管整流器的构网型海上风电场并网技术
Grid-Forming Offshore Wind Farm Integration Through LCC-Assisted Diode Rectifier
Kailun Wang · Zhiyong Yuan · Qiang Song · Qingming Xin 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2024年10月
提出一种线路换相换流器(LCC)辅助二极管整流器(LCCA-DR)用于海上风电场(OWF)并网。该结构在直流侧将小容量LCC与二极管整流器串联,为高压直流(HVdc)输电提供有功功率调控自由度,实现风电场本地功率平衡。风电机组变流器可采用经典的P/f和Q/V型构网控制,作为虚拟同步机(VSG)运行,而LCCA-DR则充当虚拟调速器(VG),调节海上交流电网频率,实现同步运行。VSG-VG协同控制实现功率解耦,提升控制性能与系统稳定性。由于HVdc有功调节仅需微小直流电压变化,LCC容量占比低,相...
解读: 该研究提出的LCCA-DR构网控制方案对阳光电源的储能与风电产品线具有重要参考价值。其VSG-VG协同控制架构可优化ST系列储能变流器的并网性能,特别是在大规模储能电站中实现更稳定的功率解耦控制。LCC辅助整流的低容量比设计思路,可启发PowerTitan系统的拓扑优化,降低成本。VSG构网控制策略...
具有解耦功率跟踪动态和惯性响应的灵活构网型控制
Flexibly Supporting Grid-Forming Control With Decoupled Power Tracking Dynamics and Inertial Response for Renewable Energy Sources
Ziwen Zhao · Ronghui An · Zhiheng Huang · Jiayi Wang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
随着可再生能源渗透率提升,并网变流器面临更严峻的电网侧与源侧扰动挑战。构网型(GFM)控制因具备电压支撑能力而备受关注,但其在平衡惯性增强、功率跟踪动态及直流母线电压稳定性方面存在技术难点。本文提出了一种解耦控制策略,旨在优化GFM变流器的动态性能与电网支撑能力。
解读: 该研究直接契合阳光电源在构网型技术领域的战略布局。随着PowerTitan系列储能系统及大型地面光伏电站对弱电网支撑能力要求的提高,该解耦控制策略能有效优化变流器在惯性响应与功率跟踪间的矛盾,提升系统在复杂电网环境下的稳定性。建议将该算法集成至iSolarCloud智能运维平台下的控制算法库中,并优...
基于同步失稳状态下内在线性动态响应的构网型逆变器电网阻抗在线估计
Grid Impedance Online Estimation Based on Intrinsic Dynamic Response for Grid-Forming Inverter Under State of Synchronization Instability
作者未知 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年5月
构网型逆变器(GFM)能够独立产生频率和电压,是新能源高渗透率电网中必不可少的并网设备。然而,在电网故障引发大扰动的情况下,它存在偏离稳态运行点并因此失去同步的风险。在大扰动下主动、精确地配置新的稳定点需要对电网阻抗进行在线估计。但以往的电网阻抗估计方法依赖于小信号系统,无法在大扰动情况下进行实时估计。为填补这一空白,本文根据大扰动激发的自然响应,在α - β坐标系下建立了公共耦合点(PCC)电压和电流的动态方程,并基于该模型提出了一种非侵入式在线估计方法,利用递推最小二乘法(RLS)拟合大信号...
解读: 该电网阻抗在线估计技术对阳光电源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。当前阳光电源储能系统在弱电网并网场景下面临同步失稳风险,该方法无需额外注入扰动信号即可实时辨识电网阻抗参数,可直接集成到现有GFM控制架构中。建议应用于ST系列产品的自适应控制策略...
基于D轴电流下垂控制的构网型变换器低电压穿越性能提升研究
D-Axis Current-Based Droop Control of Grid-Forming Converters for Improving Low-Voltage Ride-Through Performance
Guannan Zhu · Min Chen · Feng Jiang · Pengcheng Wang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
构网型(GFM)变换器在低电压穿越(LVRT)期间面临过流和功角失稳挑战。本文提出一种基于D轴电流的下垂控制策略,通过改进虚拟阻抗方法,有效抑制故障期间的过流,并防止功角发散,从而提升系统的暂态稳定性和故障后恢复速度。
解读: 该技术对阳光电源的构网型储能系统(如PowerTitan、PowerStack系列)及大型光伏逆变器至关重要。随着全球电网对高比例可再生能源接入的稳定性要求提高,构网型技术已成为核心竞争力。本文提出的D轴电流下垂控制策略,能够显著增强逆变器在弱电网或故障工况下的鲁棒性,有效解决传统虚拟同步机在严重电...
考虑光伏功率动态特性与电网强度适应性的构网型光伏系统直流链路电压同步控制增强方法
Enhanced DC-Link Voltage Synchronization Control for Grid-Forming Photovoltaic Systems Considering PV Power Dynamics and Grid Strength Adaptability
Lingchao Kong · Chao Wu · Junzhong Xu · Jian Wang 等5人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年9月
大规模光伏发电的接入给电网带来了低惯量和弱阻尼等重大挑战。为有效解决这些问题,光伏系统(PV)采用了构网型(GFM)策略。在这类系统中,前级变换器负责最大功率跟踪,而后级采用直流母线电压同步控制。然而,传统上通过恒功率源(CPS)模型对光伏及前级动态特性进行建模时,往往会忽略前级变换器的固有阻抗,从而导致稳定性识别不准确。为纠正这一偏差,本文提出了一种光伏前级变换器的等效电路模型,该模型采用电源与并联阻抗相结合(PPI)的形式,能够精确捕捉光伏前级的动态特性,便于对后级变换器进行稳定性分析。此外...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项针对构网型光伏系统的直流母线电压同步控制技术具有重要的战略价值。随着我国"双碳"目标推进和新型电力系统建设,大规模光伏接入导致的电网低惯量、弱阻尼问题日益突出,传统跟网型逆变器已难以满足电网支撑需求,构网型技术正成为行业突破方向。 该论文提出的增强型控制策略解决了两个...
基于转矩分量量化的构网型光伏系统同步稳定性分析与增强
Analysis and Enhancement of Synchronization Stability in Grid-forming PV Systems Using Torque Component Quantification
Qiong Chen · Yajie Tang · Diyang Gong · Lei Lin 等6人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年3月
摘要:随着分布式光伏的快速部署,电力系统的稳定性问题备受关注。作为一种解决方案,具备主动调节电压和频率功能的并网电压源控制(GFM)应运而生。在众多GFM方案中,直流母线电压同步控制因能够稳定光伏系统的直流母线电压,并利用其直流母线电容储存的能量模拟惯性支撑,而备受瞩目。然而,采用直流母线电压同步控制的光伏系统(PV - DVSC)在某些运行条件下可能会引发低频振荡(LFO)。为降低此类风险,本文利用转矩分量量化方法,研究低频振荡的机理及相应的抑制方法。首先,建立了PV - DVSC的转矩分析模...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这篇论文所研究的构网型光伏系统同步稳定性技术具有重要的战略价值。随着分布式光伏大规模接入电网,传统跟网型控制已难以满足电网稳定性要求,构网型(GFM)控制作为新一代技术方向,能够主动调节电压和频率,这与我们在光伏逆变器领域的技术升级路径高度契合。 论文聚焦的直流母线电压同...
通过集成虚拟功率方法增强直驱电压型构网逆变器的大扰动稳定性
Enhancing Large Disturbance Stability of Direct Voltage Grid-Forming Converters through Integration of the Virtual Power Method
Yorgo Laba · Frédéric Colas · Antoine Bruyère · Thibault Prevost 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
构网型控制(GFM)在现代电力系统中对维持电压稳定、提供惯量支撑具有关键作用。由于GFM以电压源模式运行,电流控制面临挑战,尤其在故障后电流限幅可能削弱系统同步能力与稳定裕度。现有基于电流环的构网控制(CCGFM)虽可实现电流限制,但持续的电流控制会降低小信号稳定性。本文提出一种融合虚拟功率方法的新型电压控制型构网(VCGFM)混合架构,在正常运行时保留传统VCGFM优越的小信号稳定性,故障期间引入虚拟功率解耦同步角与电流限幅,提升大扰动下的稳定性。实验验证了该方法的有效性。
解读: 该混合VCGFM架构对阳光电源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电网故障时面临电流限幅与同步稳定的矛盾,该研究提出的虚拟功率解耦方法可直接应用于ST2236UX等高压储能变流器,在正常运行保持优异小信号稳定性的同时,故障期间通过虚拟功率控制...
多VSG系统中内电压控制对有功功率振荡负阻尼效应的分析与抑制
Analysis and Mitigation of Inner Voltage Control’s Negative Damping Effect on Active Power Oscillations in Multi-VSG Systems
Rui Liu · Zhiheng Lin · Han Zhang · Yunwei Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月
虚拟同步机(VSG)作为一种构网型技术,在提升高比例电力电子电力系统的频率与电压稳定性方面展现出巨大潜力。本文针对多台VSG并联系统,深入分析了内电压控制环路引发的负阻尼效应,该效应会导致VSG与电网之间以及VSG单元之间的有功功率振荡,并提出了相应的抑制策略。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的构网型(Grid-forming)技术战略。随着PowerTitan系列储能系统及大型光伏电站对弱电网支撑能力要求的提升,VSG技术已成为核心竞争力。文章揭示的内电压控制负阻尼效应,对于优化阳光电源PCS(储能变流器)的控制算法至关重要。建议研发团队在PowerTitan及...
基于双层MPC的微网中DFIG参与一次频率调节的增强型构网控制策略
Enhanced Grid-Forming Control Strategy for DFIG Participating in Primary Frequency Regulation Based on Double-Layer MPC in Microgrid
Zeyu Zhang · Dan Sun · Chen Zhao · Zhenyu Gu 等5人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年2月
为提高微电网中双馈感应发电机(DFIG)系统的频率支撑能力并改善控制效果,本文提出一种基于双层模型预测控制(MPC)的双馈感应发电机成网控制(GFM - DFIG)方法用于一次调频(PFR)。首先,设计了顶层MPC,通过优化虚拟同步发电机(VSG)控制器的控制系数和功率指令来增强PFR能力。该层以预测的频率恶化趋势为参考,在并网和孤岛模式下自适应调节控制系数。然后,采用二次优化算法,结合系统频率响应(SFR)模型,计算出能抑制频率下降的附加功率,用于修正功率指令。同时,设计了VSG控制器的阻尼比...
解读: 从阳光电源微电网解决方案和分布式能源系统业务视角看,这项基于双层模型预测控制的双馈风机构网型控制技术具有重要的参考价值和应用潜力。 该技术的核心创新在于通过双层MPC架构提升风机的一次调频能力,这与阳光电源在光储系统中面临的频率支撑需求高度契合。上层MPC通过预测频率劣化趋势自适应调节虚拟同步机控...
关于构网型变流器故障恢复阶段暂态过流机制的研究
On the Transient Overcurrent Mechanism of Grid Forming Converter in Fault Recovery Stage
Boxin Liu · Xin Xiang · Yonghao Li · Yi Long 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
本文研究了构网型(GFM)变流器在故障恢复阶段因暂态功角摆动导致的过流现象。相比故障期间,恢复阶段的电流峰值可能更高,从而威胁功率器件的安全。文章通过电流功率角平面分析了电流轨迹,揭示了该过流机制,为提升变流器故障穿越能力提供了理论支撑。
解读: 该研究直接关联阳光电源的构网型技术布局。随着PowerTitan系列储能系统及大型光伏电站对电网支撑能力要求的提高,GFM技术已成为核心竞争力。研究揭示的故障恢复阶段暂态过流机制,对于优化阳光电源逆变器及PCS的控制算法(如VSG控制策略)至关重要。通过改进电流限制策略和暂态稳定性控制,可有效降低功...
由有功功率控制引起的基于虚拟阻抗限流的构网型逆变器最小稳态故障电流
Minimum Steady-State Fault Current of Grid-Forming Inverters With Virtual Impedance-Based Current Limiting Caused by Active Power Control
Tao Liu · Xiaojie Shi · Jianan Yan · Zhiqiang Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
基于虚拟阻抗(VI)的限流技术广泛应用于构网型(GFM)逆变器。通常VI设计为最差工况下的最大值以限制稳态故障电流。然而,本文揭示了受有功功率控制约束的影响,在故障期间逆变器无法达到预期的限流效果,导致稳态故障电流存在最小值,这对电网保护策略的设计具有重要意义。
解读: 该研究直接关系到阳光电源构网型产品(如PowerTitan储能系统及大型组串式逆变器)在弱电网或故障工况下的并网稳定性。目前行业内普遍采用虚拟阻抗进行限流,但该文指出的有功控制约束下的“最小故障电流”问题,提示我们在设计GFM控制策略时,不能仅依赖虚拟阻抗,还需协同优化有功功率环的动态响应,以确保在...
交流电网故障下双构网型模块化多电平变换器
MMC)的暂态稳定性分析与增强控制
Kaidong Lu · Zhen He · Junchao Ma · Chenxu Wang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
模块化多电平变换器(MMC)的双构网型(DGFM)控制可通过释放子模块能量提供有功支撑,同时维持直流电压调节能力,在大型海上风电直流并网系统中极具潜力。然而,DGFM MMC在交流电网故障下易出现暂态稳定性问题。本文重点分析了其稳定性机理并提出了增强控制策略。
解读: 该研究针对海上风电直流并网场景,对MMC的构网型控制及暂态稳定性进行了深入探讨。对于阳光电源而言,随着海上风电及大容量直流输电需求的增长,MMC技术是未来风电变流器及高压储能系统的关键演进方向。该文提出的增强控制策略可直接优化阳光电源在弱电网或故障工况下的变流器稳定性,提升系统在复杂电网环境下的故障...
分布式网络中多台构网型变换器的自适应动态电压支撑方案
Adaptive Dynamic Voltage Support Scheme for Multiple Grid-Forming Converters in Distributed Networks
Rui Qiu · Chengxi Liu · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年12月
摘要:电网故障是电力系统中最严重的扰动之一,会损害电网可靠性并增加停电风险。为解决这一问题,分布式发电单元需在低电压穿越(LVRT)期间提供动态电压支撑(DVS)。本文提出一种自适应动态电压支撑(ADVS)方案,以实现多个构网型(GFM)分布式发电单元之间的分布式无通信协作,从而提升配电网的系统电压幅值。该ADVS方案包含两部分:最优动态电压支撑(ODVS)方法和分布式发电单元的在线外部系统参数估计方法。ODVS推导分布式发电单元的输出电流特性,以在公共连接点(PCC)实现最有效的动态电压支撑,...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,该论文提出的自适应动态电压支持(ADVS)方案对我司构网型逆变器和储能系统产品具有重要的技术参考价值。该方案解决了分布式发电单元在电网故障期间的协同电压支撑难题,这与我司在高比例新能源接入场景下的技术需求高度契合。 **核心技术价值:**该方案的最大亮点在于实现了无通信的...
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