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通过虚拟同步补偿器方法增强并网变换器的鲁棒稳定性
Enhancing the Robust Stability of Grid-Tied Converters Through the Virtual Synchronous Compensator Approach
Vincenzo Mallemaci · Sante Pugliese · Fabio Mandrile · Enrico Carpaneto 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
现代电网的稳定性日益依赖于构网型变换器的性能。虚拟同步机（VSM）是提供电网支撑的关键技术，但其可靠性常受电网阻抗估计偏差及多机交互等不确定性因素挑战。本文探讨了利用虚拟同步补偿器方法来增强变换器在复杂电网环境下的鲁棒稳定性。
解读: 该研究直接契合阳光电源构网型（Grid-forming）技术的发展战略。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，VSM技术已成为提升系统惯量和频率稳定性的核心。本文提出的鲁棒稳定性增强方法，可优化阳光电源组串式逆变器及储能变流器（PCS）在弱电网环境下的控制算法，...
补偿器方法：解决虚拟同步电机的暂态稳定性问题
The Compensator Approach: Solving the Transient Stability Issues of Virtual Synchronous Machines
Alessia Camboni · Vincenzo Mallemaci · Fabio Mandrile · Radu Bojoi · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年12月
可再生能源通过电力电子设备持续接入电网，影响了电力系统的稳定性，对换流器控制技术提出了新挑战。虚拟同步电机（VSM）通过模拟同步机行为，为可再生能源并网提供了可行的控制方案。然而，在大电压跌落情况下，虚拟转子加速显著，导致VSM存在暂态失稳问题。现有研究虽提出多种改进控制策略，但往往增加算法复杂性和参数整定难度，且仅能缓解而非根除该问题。本文提出虚拟同步补偿器（VSC）新架构，从实现机制上彻底消除VSM的暂态不稳定性。VSC在严重且持续的电压跌落下仍能保持同步运行，无需附加控制模块。理论分析与实...
解读: 该虚拟同步补偿器（VSC）技术对阳光电源构网型产品具有重要应用价值。针对ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统，VSC架构可从根本上解决现有VSG控制在电网电压大幅跌落时的暂态失稳问题，无需复杂的附加控制模块和繁琐参数整定，显著提升储能系统的电网支撑能力和故障穿越性能。对于SG系列光伏...
用于孤岛和并网应用的并联构网型虚拟同步机设计与分析
Design and Analysis of Parallel-Connected Grid-Forming Virtual Synchronous Machines for Island and Grid-Connected Applications
Adrian Gonzalez-Cajigas · Javier Roldan-Perez · Emilio Jose Bueno · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月
随着电网对频率支撑、无功补偿及构网能力的需求增加，多台变流器并联运行的协调控制至关重要。本文研究了虚拟同步机（VSM）控制策略，旨在解决多机并联系统在孤岛及并网模式下的稳定性与协调控制问题，为电力电子接口电源提供更强的电网支撑能力。
解读: 该研究直接契合阳光电源在构网型（Grid-Forming）技术领域的战略布局。对于PowerTitan液冷储能系统及大型组串式逆变器，构网型控制是提升弱电网适应性、实现黑启动及提供惯量支撑的核心技术。本文提出的多机并联协调控制策略，可优化阳光电源在大型光储电站中的多机并联运行稳定性，减少环流，提升系...
基于包含电网频率动态的扩展阻抗准则的孤岛微电网虚拟同步机设计
Virtual Synchronous Machine Design for Islanded Microgrids Using the Extended Impedance Criterion With Grid Frequency Dynamics Included
Dionysios Moutevelis · Javier Roldán-Pérez · Pablo Rodríguez-Ortega · Milan Prodanović · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年10月
虚拟同步机（VSM）控制常用于孤岛微电网（MG）中电力变换器的控制。通常情况下，微电网的动态模型是未知的，因此，基于估计的阻抗准则更适合用于设计控制参数。然而，原始的阻抗准则未考虑基频动态特性，在将新的虚拟同步机接入已运行的微电网时，应用该准则可能会导致诸如不稳定等技术难题。在频率动态特性至关重要的情况下，如孤岛微电网，这一问题尤为突出。本文提出了一种基于扩展阻抗准则的方法来设计接入微电网的虚拟同步机参数，该扩展阻抗准则考虑了频率动态特性。研究表明，所提出的方法有助于理解虚拟同步机参数对机电和电...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项虚拟同步机（VSM）扩展阻抗准则研究对我司在孤岛微网领域的产品开发具有重要参考价值。当前我司储能变流器和光伏逆变器在离网场景应用日益增多，特别是在海岛、偏远地区及工商业微网项目中，VSM控制已成为实现电网友好型并网的核心技术路径。 该论文针对传统阻抗准则忽略频率动态特...
实现构网型III型风力发电机并联运行的控制选择
Control Choices to Allow the Parallel Operation of Grid-Forming Type-III Wind Turbines
Adrián González-Cajigas · Emilio J. Bueno · Javier Roldán-Pérez · Roberto Martín-López 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月
电网规范要求可再生能源具备构网型（GFM）能力。目前该技术多应用于全功率变换的IV型风机，而针对III型双馈风机的研究较少。本文探讨了在III型风机拓扑中，如何通过虚拟同步机（VSM）等控制策略实现构网功能，以满足日益增长的弱电网并网需求。
解读: 阳光电源在风电变流器领域拥有深厚积累。III型风机（双馈）目前仍是存量市场的主力，随着电网对构网型（GFM）功能要求的提升，将VSM或下垂控制引入双馈变流器是提升电网支撑能力的关键。该研究对于阳光电源优化现有风电变流器控制算法、提升在弱电网环境下的并网稳定性具有重要参考价值。建议研发团队关注该控制策...
基于广义滑差频率的改进暂态动态特性虚拟同步机
VSM with improved transient dynamics based on generalized slip-frequency
Jyun Lin · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
本文通过模拟异步电机转子动力学中的滑差机制，提升构网型变流器（即虚拟同步机）的暂态稳定性。与同步电机不同，异步电机中转子与定子旋转磁场存在滑差频率，该自由度可用于调节系统频率，类似于同步电机的阻尼绕组作用。所提出的广义滑差频率控制可向系统注入暂态阻尼，并在严重故障时增大等效反馈功率，抑制功角振荡。理论分析与实验结果验证了该方法在改善小信号及大信号稳定性方面的有效性。
解读: 该广义滑差频率控制技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan大型储能系统的构网型GFM控制具有重要应用价值。通过模拟异步电机滑差机制注入暂态阻尼，可显著提升储能系统在弱电网及故障工况下的功角稳定性和抗扰动能力。该方法可直接集成到现有虚拟同步机VSG控制架构中，增强ST系列产品在高比例新能...