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...

Xi Zhang · Junhao Xue · Han Bao · Xiaohui Qu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月

在级联变换器中，负载侧变换器的输入电流纹波会前馈至源侧变换器，导致系统不稳定。由于级联系统阶数较高，稳定性分析困难。本文提出了一种多段线性（PWL）电流负载模型，有效简化了高阶系统的稳定性分析，为级联变换器的设计提供了理论支撑。

解读: 该研究对于阳光电源的组串式逆变器及储能系统（如PowerTitan、PowerStack）至关重要。在光储一体化系统中，DC/DC变换器与逆变器级联是核心架构，电流纹波前馈引发的振荡是影响系统并网稳定性的关键问题。通过引入多段线性模型，研发团队可更精准地优化控制环路参数，提升在弱电网环境下的系统稳定...

Zhi Wang · Li Guo · Xialin Li · Zhongguan Wang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月

本文研究了多电压源变换器（MVSCs）系统的锁相环（PLL）同步暂态稳定性问题。文章提出了一种新的评估方法，综合考虑了角频率跳变、非线性阻尼及变换器间的暂态交互作用，旨在解决弱电网环境下多机并网的稳定性挑战。

解读: 该研究直接关联阳光电源的核心业务——光伏逆变器（组串式/集中式）及储能变流器（PCS）在弱电网下的并网稳定性。随着全球电网比例中新能源占比提升，电网强度下降，多机并联引起的同步失稳风险增加。该评估方法可优化阳光电源逆变器及PowerTitan/PowerStack系列储能系统的控制算法，提升在复杂电...

Yuanzong Song · Zhijie Liu · Ke-Jun Li · Zhenshan Huang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月

并网变换器的频率耦合导纳辨识是阻抗稳定性分析的关键。针对“黑/灰箱”设备在复杂工况下难以准确建模的问题，本文提出了一种高精度的频率耦合导纳辨识方法，旨在解决并网系统在宽频带下的稳定性评估难题，提升电力电子设备的并网适应性。

解读: 该研究对于阳光电源的组串式逆变器、集中式逆变器以及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）具有极高的应用价值。随着电网弱化，逆变器与电网的谐振风险增加，该辨识技术能帮助研发团队在不完全掌握控制策略（黑箱）的情况下，更精准地评估设备在不同电网阻抗下的稳定性。建议将此方法集成至iS...

Qiannan Qu · Xin Xiang · Jintao Lei · Wuhua Li 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月

随着虚拟同步机（VSG）控制逆变器在可再生能源系统中的渗透率不断提高，分析并联VSG系统间交互作用下的暂态稳定性变得至关重要。然而，VSG对逆变器间相对运动产生的阻尼效应尚不明确，这阻碍了对系统暂态稳定性的精确评估。

解读: 该研究直接服务于阳光电源的构网型（Grid-Forming）技术布局。随着电力系统弱网化趋势加剧，阳光电源的PowerTitan储能系统及组串式光伏逆变器正向构网型控制演进。该文提出的阻尼能量可视化方法，可用于优化阳光电源iSolarCloud平台下的多机并联控制策略，提升大型储能电站及光储电站在复...

作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

直流母线电压同步（DCVS）可应用于构网型静止同步补偿器（STATCOM），以同时实现直流母线电压调节和与电网同步。然而，直流母线电压同步可能会导致构网型静止同步补偿器出现低频振荡（LFO）。为分析和解决构网型静止同步补偿器的低频振荡问题，本文建立了考虑直流母线电压同步、交流电压电流双闭环控制（VCDC）和无功功率控制（RPC）的构网型静止同步补偿器小信号模型。研究表明，低频振荡主要由直流母线电压同步的 -180° 相位特性以及交流电压电流双闭环控制引入的相位滞后引起。此外，无功功率控制可能会使...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于直流母线电压同步（DCVS）的构网型STATCOM低频振荡抑制技术具有重要的战略价值。随着公司在储能系统和电网侧解决方案领域的深入布局，构网型技术已成为新能源并网设备的核心发展方向，该研究针对的技术痛点与我司产品线高度相关。 该论文揭示的低频振荡机理对阳光电源现有...

Hang Li · Yao Sun · Jianheng Lin · Guanguan Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

由于忽略了数字控制和脉宽调制（PWM）效应引入的宽带频率耦合效应，传统应用于数字控制功率变换器的平均建模方法在s域的精度不足。本文建立了数字控制三相并网电压源变换器的s域多频小信号模型，该模型全面考虑了数字控制和PWM的影响。因此，数字控制框架中的关键系统动态特性能够有效融入系统模型，确保了模型在奈奎斯特频率以上的准确性。基于所建立的模型，可以准确预测高频稳定性，而传统平均模型和其他改进模型存在局限性。此外，本文揭示了不同离散化方法（双线性变换、后向欧拉法）导致的模型和稳定性差异。仿真和实验结果...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项多频小信号建模技术对我们的三相并网逆变器产品具有重要的工程价值。传统的平均建模方法在数字控制系统中存在明显的精度缺陷，特别是在奈奎斯特频率以上无法准确预测系统动态特性，这直接影响到我们光伏逆变器和储能变流器在复杂电网环境下的稳定性评估。 该技术的核心价值在于全面考虑了...

Chao Charles Liu · Chi K. Tse · Meng Huang · Zhenxi Wu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

并网变流器的暂态稳定性分析可为实际设计提供指导。以往的研究总结了稳定性与参数之间的单调关系。鉴于基于变流器的系统具有复杂的非线性行为，这些单调关系并不全面。本文以可行参数范围的形式制定了设计准则。利用灵敏度分析和分岔图，从典型的稳定性分析方法中推导可行参数范围，这些方法包括时域仿真、基于能量的方法（手动推导和算法搜索）以及分岔分析。研究发现，由于不同分析方法所识别的灵敏度模式相似，它们可能会提供等效的设计准则。此外，我们揭示了并网变流器的分岔行为会导致灵敏度模式发生变化。因此，稳定性分析方法之间...

解读: 从并网变流器设计角度来看，这项关于暂态稳定性分析方法的比较研究对阳光电源的核心业务具有重要指导意义。随着我们在全球部署的光伏逆变器和储能系统规模不断扩大，特别是在弱电网环境下的应用场景日益增多，暂态稳定性问题已成为影响系统可靠性的关键技术瓶颈。 该研究突破了传统单调参数关系的局限性，提出基于可行参...

Ancheng Liu · Yipei Wang · Taeho Kwon · Sung-Jun Park · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

在光伏并网应用中，通常采用并网变流器与电网相连，以实现直流/交流转换和功率流控制。如何提高电力设备的并网电流质量，使注入电网的谐波含量尽可能少，已成为光伏并网应用领域的一个热门研究课题。通过分析并网过程中并网谐波电流产生的原因，提出了一种两段式高性能并网逆变器拓扑结构。该结构通过最简单的闭环控制使主逆变器的电压基本与电网电压相等。由于辅助逆变器的电压灵敏度较低，利用辅助逆变器进行并网电压补偿和功率流并网控制，可提高并网电流质量。制作并测试了一台3.3千瓦的并网逆变器系统样机，实验结果验证了理论分...

解读: 从阳光电源光伏并网逆变器业务视角来看，这篇论文提出的两段式高性能并网拓扑结构具有重要的技术参考价值。该方案通过主逆变器和辅助逆变器的协同工作，针对性地解决了并网谐波电流这一行业痛点问题。 该技术的核心创新在于功能解耦设计：主逆变器通过简化的闭环控制实现与电网电压的基本匹配，而辅助逆变器则专注于并网...

Guangze Shi · Junlan Ou · Zhenxi Wu · Junhao Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

对于级联变流器系统，现有的并网自同步控制方法对电网波动较为敏感，这会影响系统稳定性，还可能导致系统平衡点存在性的问题。为解决这些问题，本文分析了电网电压波动对系统平衡点存在性的影响。提出了一种鲁棒分散自同步控制方法，其中设计了电压校正机制以确保系统平衡点的存在。该方法除保证频率自同步外，还大幅提高了输出功率和功率因数的灵活调节能力。基于控制硬件在环和 RTU 箱的实验结果表明，在电网电压波动和负载变化的情况下，系统具有良好的抗干扰能力和鲁棒性能。

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项去中心化自同步技术对级联变流器系统具有重要的应用价值。在大规模光伏电站和储能系统中，级联变流器架构被广泛采用以提升功率等级和系统灵活性，但电网电压波动一直是影响系统稳定性的核心挑战。 该论文通过平衡点存在性分析，提出的鲁棒性自同步控制方法直接切中当前产品的痛点。传统并...

作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

本文针对采用 LCL 滤波器的并网电压源逆变器（VSI），对基于干扰观测器的控制器进行了设计、鲁棒稳定性分析、性能评估及实时实现的全面研究。所提出的复合控制器将状态反馈控制器与干扰观测器相结合，以提高采用 LCL 滤波器的并网逆变器的跟踪性能。并网 VSI 在静止参考坐标系（αβ 坐标系）中建模，以适应平衡和不平衡的电网电压。该方法的主要目标是在存在未知干扰和参数不确定性的情况下实现正弦参考信号的渐近跟踪。更确切地说，该控制器不仅能确保精确的跟踪性能，还能在存在模型不确定性的情况下保持闭环稳定性...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于扰动观测器的LCL滤波并网逆变器鲁棒电流控制技术具有重要的应用价值。该技术直接针对我司光伏逆变器和储能变流器产品的核心痛点——电网不平衡工况下的稳定运行问题。 技术价值层面，该方案在静止坐标系下建模，能够同时处理平衡和不平衡电网电压工况，这对于我司产品在弱电网和电...

Jingrong Yu · Wenhao Yang · Jiaqi Yu · Chen Peng 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

为应对不对称电网故障，需并网逆变器输出正序和负序电流以调节公共耦合点电压。由于注入了负序电流，在不对称情况下双序同步的稳定机制变得更为复杂。本文提出了一种双序动态耦合模型，该模型同时考虑了正序和负序电流耦合以及功角差。基于此模型，不仅确定了正序和负序平衡点的存在条件，还确定了运行点的暂态过程稳定条件，从而为不对称电网故障期间的暂态稳定性判断奠定了完整的基础。研究指出，正序和负序同步过程之间的耦合会导致更多的暂态同步失稳。仿真和实验结果验证，与以往方法相比，基于双序动态耦合模型的同步稳定性分析对于...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于跟网型逆变器不对称故障下双序同步稳定性分析的研究具有重要的工程应用价值。随着我司光伏逆变器和储能变流器在全球电网中的大规模部署，电网不对称故障（如单相接地、两相短路等）已成为影响系统稳定运行的关键挑战。 该研究提出的双序动态耦合模型突破了传统分析方法的局限性，首次...

Bo Long · ChengKun Hu · ZhiHao Chen · Jiefeng Hu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

虚拟同步机（VSG）具备传统同步发电机的阻尼与惯量特性，能有效支撑电网频率与电压。然而，在低电压故障下，VSG面临过流及功角失稳挑战。本文旨在通过虚拟功率补偿策略，提升VSG的低电压穿越（LVRT）能力，确保故障期间的系统稳定性。

解读: 该研究直接服务于阳光电源的构网型（Grid-Forming）技术布局。随着电力系统高比例新能源接入，阳光电源的PowerTitan系列储能系统及大型地面光伏逆变器正向构网型控制演进。本文提出的虚拟功率补偿策略可显著提升产品在弱电网或故障工况下的暂态稳定性，解决传统VSG在故障期间的功角失稳难题。建议...

Yang Wu · Heng Wu · Fangzhou Zhao · Zejie Li 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

本文分析了锁相环（PLL）对构网型与跟网型（GFL）变换器互联系统小信号稳定性的影响。研究发现，当GFL变换器所采用的PLL带宽较低时，系统极易出现不稳定现象。实验结果验证了上述理论分析的正确性。

解读: 随着阳光电源PowerTitan储能系统及组串式逆变器在弱电网场景下的应用日益广泛，构网型（GFM）与跟网型（GFL）设备的混合并网成为常态。本文揭示的低带宽PLL导致的失稳机制，对阳光电源优化iSolarCloud智能运维平台下的并网控制策略具有重要指导意义。建议在产品开发中，针对多机并联场景优化...

Ying Pang · Agusti Egea-Alvarez · Juan Carlos Gonzalez-Torres · Kosei Shinoda 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

本文揭示了构网型控制与多端直流输电系统典型直流电压下垂控制结合时产生的一种新型低频谐波失稳模式。该模式在跟网型控制下不存在，文章通过变换器直流侧输入导纳建模明确了其失稳机理，并提出了相应的稳定性增强策略。

解读: 该研究直接关联阳光电源构网型（Grid-Forming）技术在大型储能系统（如PowerTitan系列）及多端直流输电应用中的核心痛点。随着储能系统在弱电网及多端直流互联场景的应用增加，构网型控制带来的直流侧谐波稳定性问题至关重要。建议研发团队参考文中的导纳建模方法，优化PowerTitan系列PC...

Hang Li · Yao Sun · Jianheng Lin · Xing Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

针对不平衡电网（电压不平衡、线路阻抗不对称等）引发三相并网变流器（VSC）频率耦合效应（FCE）的问题，本文提出了一种频率耦合抑制控制策略。该方法通过电感模拟技术有效降低了耦合效应，提升了系统在复杂电网环境下的建模准确性与运行稳定性。

解读: 该研究直接针对阳光电源核心产品——组串式及集中式光伏逆变器在复杂电网环境下的稳定性问题。不平衡电网是当前全球光伏电站面临的典型弱电网挑战，该文提出的频率耦合抑制策略可显著提升逆变器在弱电网下的并网性能，减少谐振风险。建议研发团队将其应用于iSolarCloud智能运维平台的故障诊断算法中，并优化逆变...

Dashuang Li · Qiuye Sun · Rui Wang · Zhengqi Sui · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月

受当前限流限制的影响，构网型逆变器（GFM）在电网故障时会转变为电流源，这会使基于逆变器的微电网失去电压支撑，进而转变为电流源互联微电网（CSIM），这可能会恶化系统的暂态同步稳定性（TSS）。此前尚未对该问题进行过研究。为此，本文提出了一种 CSIM 暂态同步稳定性的分析与增强方法。首先，推导了 CSIM 的大信号同步模型，该模型考虑了 GFM 限流策略的影响以及 GFM 与跟网型逆变器（GFL）之间的动态交互。其次，通过构建李雅普诺夫能量函数，得到了暂态同步稳定性判据，并研究了参数对稳定性的...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于逆变器微电网暂态稳定性的研究具有重要的战略意义。随着公司在分布式光伏、储能系统和微电网领域的深度布局，构网型逆变器（GFM）技术已成为新一代产品的核心竞争力。该论文揭示的电流限幅导致的稳定性问题，正是我们在实际工程中面临的关键挑战。 论文的核心价值在于系统性地分析...

Mahmood Jamali · Mahdieh S. Sadabadi · Masoud Davari · Subham Sahoo 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月

摘要：随着部署网络物理系统的现代电网中基于三相跟网型（GFL）逆变器的资源（IBRs）数量不断增加，要求它们具备更高的智能性、多样化的功能和通信能力。然而，由于大量使用数据和通信设备，智能逆变器面临的网络威胁无处不在。本文针对GFL IBRs提出了一种新颖的弹性矢量电流控制策略，以减轻虚假数据注入（FDI）攻击的破坏性影响，同时确保GFL IBRs的稳定性和期望性能。即使有适当的上层控制机制，攻击者仍可利用GFL IBRs主控制中的漏洞，特别是“逆变器输出控制器”。在这种情况下，FDI攻击可操纵...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对跟网型逆变器抗虚假数据注入攻击的弹性控制技术具有重要的战略意义。随着我们在全球范围内部署大量光伏逆变器和储能系统，这些设备日益融入数字化电网的信息物理系统中，网络安全威胁已成为不可忽视的系统性风险。 该论文提出的状态增广向量电流控制策略直击当前智能逆变器的核心痛点...

Chang Li · Yaqian Yang · Yong Li · Yuxing Liu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月

本文提出一种考虑频率 - 电压耦合效应的构网型虚拟同步发电机（GF - VSG）系统振荡传播机理阐释建模方法。具体而言，所提出的自稳定环模型和感应稳定环模型阐明了VSG频率与电压之间振荡传播的物理意义。所提出的模型和方法弥补了传统单输入单输出系统无法识别这种振荡传播现象的不足。研究还发现，尤其是在振荡传播受到抑制时，频率振荡并不总是与电压振荡耦合。最后，通过仿真和实验验证了所建模型和分析的有效性。

解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文针对构网型虚拟同步发电机（GF-VSG）的振荡传播建模研究具有重要的战略价值。随着我司在储能系统和新能源并网领域的深入布局，构网型控制技术已成为提升电网支撑能力的核心方向，而该研究恰好解决了这一技术路线中的关键稳定性问题。 论文提出的频率-电压耦合振荡传播机制对我司...

作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月

调制器注入零序信号（MI - ZSS）技术在三相功率变换器调制中得到了广泛应用，有助于提高效率、扩大调制范围和提升电能质量。然而，该技术对系统稳定性的影响却很少受到关注，这主要是因为传统平均模型忽略了调制器动态特性。本文弥补了这一空白，研究了基于载波的脉宽调制（CB - PWM）下 MI - ZSS 对三相电压源型变换器（VSC）稳定性的影响。本文建立了三相 VSC 的统一多频小信号模型，考虑了各种 MI - ZSS 条件下的 CB - PWM 动态特性。该模型便于分析 MI - ZSS 对系统...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于调制器注入零序信号（MI-ZSS）对三相电压源变换器系统稳定性影响的研究具有重要的工程应用价值。MI-ZSS技术在我司光伏逆变器和储能变流器产品中已有广泛应用，主要用于提升效率、扩展调制范围和改善电能质量，但该论文首次系统性地揭示了其对系统稳定性的深层影响机制。 ...