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弱电网中同步调相机优化配置与容量规划的混合整数线性规划模型
An MILP Model for Optimal Placement and Sizing of Synchronous Condensers in a Weak Grid
Ehsan Fouladi · Ali Mehrizi-Sani · Behrooz Bahrani · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年9月
摘要：随着基于逆变器的电源（IBR）日益普及，电力系统的强度（以短路比 [SCR] 衡量）和惯量正在下降。这是因为 IBR 不具备传统同步发电机（SG）的旋转惯量，并且它们对短路故障电流的贡献不如 SG 大。因此，在弱电网中，IBR 可能不具备足够的故障穿越（FRT）能力。安装同步调相机（SC）是一种补偿系统强度和惯量下降的解决方案，因为 SC 可以通过注入无功功率来提供旋转惯量和电压支持。然而，SC 成本高昂，需要通过确定新安装 SC 的最佳容量和位置来尽量降低其资本、运行和维护成本。本文提出...
解读: 该研究对阳光电源的大型储能和光伏逆变器产品具有重要参考价值。针对弱电网中同步调相机的优化配置问题，可启发ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的GFM控制策略优化，特别是在PowerTitan大型储能系统中实现虚拟同步机功能。通过将文中短路比SCR和系统惯量的评估方法应用于产品设计，可提升储能变流器...
源-机-网协同视角下电力电子并网装备同步控制方法综述
A Review of Synchronization Control Methods for Grid-Connected Power Electronic Equipment from the Source-Machine-Network Coordination Perspective
查晓明李锡林黄萌田震梁军杨刘浴霜 · 高电压技术 · 2025年4月 · Vol.51
实现“双碳”目标的关键路径之一是发展新能源发电并网，高比例电力电子并网装备接入已成为新型电力系统的主要特征。电力电子系统的同步机制由控制主导，受电源特性、设备能力与电网互联的共同影响。本文从源-机-网协同视角出发，系统梳理新能源出力特性、设备资源约束及弱电网交互对同步控制的影响，总结相应的改进控制策略与多机协同方法，揭示并网装备同步运行的内在机理，并提出兼顾多方协同的新型同步控制构建思路。
解读: 该研究从源-机-网协同角度探讨电力电子并网装备的同步控制,对阳光电源的多个产品线具有重要指导意义。特别是对ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的弱电网适应性优化,可通过改进GFM/GFL控制策略提升系统稳定性。研究成果可用于优化PowerTitan大型储能系统的多机并联控制,提高储能电站的电网支撑...
考虑载波相位的并网逆变器多机并联系统建模与环流产生机理分析
Modeling and Circulating Current Generation Mechanism Analysis of Grid-Connected Inverter Multi-Parallel System Considering Carrier Phase
郑仙史明明喻建瑜费骏韬谢文强 · 高电压技术 · 2025年4月 · Vol.51
为研究分布式发电系统中多台并网逆变器因载波相位异步引发的环流谐振问题，提出一种计及载波相位的多机并联系统建模与稳定性分析方法。基于小信号扰动法建立包含正弦脉宽调制（SPWM）边带效应的两频率模型，分析载波相位对环流的影响。结合广义奈奎斯特判据，研究弱电网下系统的环流稳定性。结果表明：载波相位不一致将导致环流产生，所提方法可准确揭示环流机理与系统稳定性，为系统稳定运行与故障分析提供理论基础。
解读: 该研究对阳光电源的并网产品线具有重要参考价值。载波相位异步导致的环流问题在SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的多机并联应用中普遍存在,尤其在弱电网条件下更为突出。研究提出的载波相位建模方法可用于优化阳光电源的PWM控制策略,提升产品在大型光伏电站和储能电站中的并联运行稳定性。这对完善iSolar...
基于阻抗失稳区域消除的并网逆变器稳定性增强控制
The Grid-Connected Inverter Stability Enhancement Control Based on Impedance Instability Region Elimination
Zhengqi Sui · Qiuye Sun · Rui Wang · Dashuang Li 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月
弱电网和高锁相环（PLL）带宽容易导致并网逆变器（GCI）系统出现不稳定问题。现有方法主要通过增大并网逆变器输出阻抗的幅值和相位来增强系统稳定性，但无法完全消除并网逆变器的“负阻抗”行为，这意味着系统仍存在不稳定风险。因此，本文旨在提出一种更通用的稳定性分析方法，揭示负阻抗下的不稳定条件，为稳定性分析和控制策略设计提供新的思路。首先，本文考虑了并网逆变器不稳定时呈现的宽频振荡特性，提出了一种新的稳定性分析方法。该方法指出，系统不稳定是由基波电压和非基波电压之间的相互作用引起的。这种相互作用会加剧...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于阻抗不稳定区域消除的并网逆变器稳定性增强技术具有重要的战略价值。当前，随着全球光伏和储能系统大规模接入弱电网场景日益增多，逆变器的并网稳定性已成为制约新能源渗透率提升的关键技术瓶颈。该论文提出的方法直击行业痛点，对阳光电源的产品竞争力提升具有显著意义。 该技术的核...
低阻抗下构网型变流器稳定性机理分析
Analysis of Stability Mechanism of Grid-Forming Converters under Low Impedance
严文博黄云辉方正王栋唐金锐周克亮 · 高电压技术 · 2025年3月 · Vol.51
构网型变流器具有电压源特性，在高阻抗弱电网中稳定性良好，但在低阻抗强电网下可能失稳。本文建立其在低阻抗下的状态空间模型，结合特征根轨迹与参与因子，分析不同电网强度及控制参数下的主导模态与稳定趋势。进一步构建接入交流电网的动力学模型，表征内电势的惯量、阻尼与同步分量。研究表明，低阻抗下端电压控制环引入显著负阻尼，降低系统稳定性；提高该环带宽可减小负阻尼，增强稳定性。适当减小惯量系数、增大阻尼系数亦有助于提升阻尼水平。
解读: 该研究对阳光电源的构网型变流器产品具有重要指导意义。研究成果可直接应用于ST系列储能变流器和大型储能系统PowerTitan的控制优化，特别是在强电网并网场景下的稳定性提升。通过调整端电压控制带宽、惯量系数和阻尼系数，可以优化SG系列光伏逆变器在低阻抗并网点的运行特性。这些发现为我司GFM控制策略的...
基于MDSOGI选择性虚拟阻抗的不平衡与畸变弱电网下并网逆变器控制与稳定性分析
Control and Stability Analysis of Grid-Connected Inverters in an Unbalanced and Distorted Weak Grid Using MDSOGI Based Selective Virtual Impedance
Mehmet Emin Akdogan · Deepak Ramasubramanian · Sara Ahmed · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年1月
在非理想电网条件下，并网逆变器渗透率的提高以及单相微电网和不平衡负载并入三相微电网，会导致公共连接点（PCC）出现电压谐波和不平衡等电能质量问题。在弱电网中，电网阻抗也会增加，影响系统稳定性。本文针对畸变弱电网中的不平衡微电网，提出了一种基于多重双二阶广义积分器（MDSOGI）的、采用选择性虚拟阻抗环（SVIL）的新型PCC电压前馈控制方法。文中详细阐述了所提出的SVIL的构建，包括基频下的虚拟正/负序阻抗（VPI/VNI）环以及谐波频率下的虚拟可变谐波阻抗（VVHI）环。VPI和VVHI可改善...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于MDSOGI的选择性虚拟阻抗控制技术对我们在弱电网环境下的逆变器产品具有重要应用价值。随着分布式光伏、储能系统在偏远地区和微电网场景的快速渗透，弱电网条件下的电能质量问题已成为制约我们产品性能发挥的关键瓶颈。 该技术的核心价值在于通过虚拟正负序阻抗和可变谐波阻抗的...
一种导纳重塑控制方法用于提升多并联并网变流器的稳定性
An Admittance-Reshaping Control Method for Improving the Stability of Multi-Parallel Grid-Connected Converters
Zhen Li · Xin Tang · Kaixuan Tang · Bei Qu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
弱电网中多并联并网变流器（MPGCC）之间的相互作用常常会带来稳定性挑战。本文提出一种变流器导纳重塑控制方法，旨在提高MPGCC系统的稳定性。首先，建立了包含变流器间相互作用的三相MPGCC系统的通用数学模型，并采用小信号模型进行分析。分析表明，在MPGCC系统中，$k_{dq1}(s)$和$k_{dq2}(s)$必须满足奈奎斯特准则，其中$k_{dq1}(s)$表示主电网与MPGCC系统之间的串联相互作用，$k_{dq2}(s)$表示变流器之间的相互作用。考虑到MPGCC系统稳定性分析的独特性...
解读: 从阳光电源的业务实践来看，这项多并联并网变流器导纳重塑控制技术具有重要的应用价值。随着集中式光伏电站和大型储能系统规模不断扩大，多台逆变器并联接入弱电网已成为常态，特别是在西北高比例新能源接入地区，系统稳定性问题日益突出。 该技术的核心价值在于通过导纳重塑实现系统无源化设计，从理论上保证多并联系统...
构网型电源接入下新能源场站的稳定运行能力评估
Stability Assessment of Renewable Energy Stations with Grid-Forming Power Supply Integration
马子涵 · 黄萌 · 付熙坤 · 贾一超 等6人 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
现有短路比指标未计及构网型电源的电压支撑作用，且临界短路比忽略功角稳定约束，难以准确评估弱电网下新能源场站的稳定运行能力。本文在电压与功角稳定约束下计算跟网型场站的短路比及临界短路比，通过比较二者关系评估其稳定能力；进而利用临界短路比变化量化构网型电源对稳定性的提升效果。最后通过含跟网型与构网型电源的并网系统仿真验证了所提方法的有效性。
解读: 该研究对阳光电源的构网型储能变流器(ST系列)和大功率光伏逆变器(SG系列)的弱电网并网性能评估具有重要指导意义。通过引入考虑电压支撑作用的短路比评估方法,可以更准确地预测我司GFM产品在弱电网条件下的稳定运行边界。这对优化ST储能系列的VSG控制算法、提升SG光伏逆变器的低SCR适应性具有直接价值...
构网型与跟网型变流器混联并网系统配比关键影响因素分析
Proportion Key Influencing Factors Analysis of Grid-Forming and Grid-Following Converters in Hybrid Grid-Connected Systems
张斌张学广徐殿国 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
跟网型变流器在弱电网下易引发次同步振荡失稳，构网型变流器可提升混联系统在次同步频段的小干扰稳定性。本文建立混联系统状态空间模型，研究构网型与跟网型变流器控制参数及电压环结构对系统稳定性的影响，分析构网型变流器配比下限的关键因素，确定不同影响因素下的稳定边界，并结合频域阻抗法揭示其作用机理，最后通过RT-LAB半实物实验验证理论分析的准确性。
解读: 该研究对阳光电源的储能与光伏产品线具有重要指导意义。研究成果可直接应用于ST系列储能变流器的GFM控制优化，特别是在弱电网条件下的稳定性提升。对SG系列光伏逆变器的GFL控制参数优化也有重要参考价值。通过合理配置GFM/GFL比例，可提升PowerTitan等大型储能系统在弱电网下的并网性能，减少次...
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1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...
基于数据驱动的弱电网跟网型逆变器在线稳定性监测方法
Data-Driven Online Stability Monitoring of Grid-Following Inverters in Weak Grid
作者未知 · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2025年1月
本文提出了一种利用实时输出电流的数据驱动在线稳定性监测方法，有助于弱电网中跟网型逆变器的稳定性判断。主流方法依赖于阻抗测量，而该方法在扰动注入幅度、持续时间与测量精度之间存在权衡。相比之下，本文提出的方法首次将人工智能技术用于基于实时电流数据的逆变器稳定性监测，无需注入扰动即可实现快速、准确的稳定性评估，从而保证逆变器正常运行。该方法巧妙地将输出电流这一单变量扩展以包含多个特征，并设计了一种新颖的多方面特征融合（MAFF）模型来提取这些扩展特征。实验结果表明，所提方法的样本加载间隔为10毫秒，平...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于数据驱动的并网逆变器在线稳定性监测技术具有重要的战略价值。当前，随着全球新能源渗透率持续提升，弱电网环境下的并网稳定性已成为制约大规模光伏、储能系统应用的核心技术瓶颈。传统基于阻抗测量的稳定性评估方法需要注入扰动信号，存在影响设备正常运行和测量精度难以平衡的固有矛盾...
返回比矩阵重构方法在并网逆变器中的应用：原理、物理机理与参数设计
Return Ratio Matrix Reconstruction Approach for Grid-Connected Inverters: Principle, Physical Insights, and Parameter Design
Yuhang Chen · Xinbo Ruan · Yuying He · Yiran Yan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
弱电网下并网逆变器的稳定性可通过回比矩阵进行分析，回比矩阵为逆变器输出导纳与电网导纳之比。由于提供电网电流参考的功率控制环和锁相环（PLL）具有不对称性，回比矩阵为非奇异矩阵，有两个非零的无理特征值，这给稳定性分析和参数设计带来了挑战。为解决这一问题，本文提出了回比矩阵重构方法，将非奇异回比矩阵重构为仅有一个非零特征值的奇异矩阵。在此基础上，揭示了功率控制环和锁相环的参数设计顺序，并给出了分步参数设计方法。最后，在实验室对一台10 kVA三相LCL并网逆变器样机进行了测试，实验结果验证了采用重构...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于并网逆变器回报比矩阵重构的研究具有重要的工程应用价值。当前，我们的光伏逆变器和储能变流器产品在弱电网环境下的稳定运行面临严峻挑战，特别是在偏远地区的光伏电站和工商业储能项目中，电网阻抗较大导致的振荡问题时有发生。 该论文提出的矩阵重构方法针对性地解决了功率控制环和...
一种基于改进有限位置集锁相环的无交流电压传感器并网逆变器频率自适应控制策略
A Frequency Adaptive Control Strategy for Grid-Connected Inverters Without AC Voltage Sensor Based on an Improved Finite Position Set-Phase Locked Loop
Hao Yang · Lihui Yang · Shuo Chen · Jinzhu Shi 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
对于连接到弱电网且无交流电压传感器的并网逆变器（GCI），频率变化的出现会降低电网电压估计的准确性，还会降低 GCI 的输出性能。为解决这些问题，基于虚拟磁链（VF）估计器，提出了一种基于改进牛顿 - 拉夫逊法的有限位置集锁相环（INR - FPS - PLL）以及一种带有准比例复数积分（QPCI）控制器的频率自适应控制策略。具体而言，为满足频率变化时快速获取电网频率信息的需求，开发了仅需六次迭代的 INR - FPS - PLL。该锁相环计算负担小且收敛速度快。然后，由于频率变化会降低电网电压...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项无交流电压传感器的并网逆变器频率自适应控制技术具有重要的应用价值和战略意义。 **技术价值分析**：该技术针对弱电网环境下的频率波动问题，提出了基于虚拟磁链估算器和改进型锁相环（INR-FPS-PLL）的控制策略。对于阳光电源的光伏逆变器和储能变流器产品线，这项技术能...
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、...