Oriol Cartiel · Luis Sainz · Juan José Mesas · Lluís Monjo · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年1月

随着电力电子设备的应用日益广泛，现代电力系统中的稳定性问题不断增多。最近提出的正模态阻尼（PMD）稳定性判据是一种基于谐振模态分析的简单实用方法，用于评估多端电力电子系统的稳定性。本文通过引入阻尼电导裕度（DCM）对PMD稳定性判据进行了扩展，DCM是一种新型的阻尼裕度指标，用于衡量多端电力电子系统的稳定程度。此外，本文还提出了两种基于带通滤波器的有源和无源阻尼补偿器以提高系统稳定性，并利用DCM研究了它们的设计方法。此外，采用改进的模态灵敏度方法来确定补偿器和电压源换流器（VSCs）对谐振的影...

解读: 该阻尼裕度指标研究对阳光电源的储能与光伏产品线具有重要应用价值。特别是在ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的并网控制设计中,可用于优化GFM/GFL控制器参数,提升系统动态稳定性。通过PMD稳定判据量化系统阻尼特性,有助于提高PowerTitan等大型储能系统的并网性能,降低谐振风险。这对完善阳...

Zhaoyuan Wang · Siqi Bu · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年1月

摘要：目前大多数受风力发电不确定性影响的概率频率稳定性（PFS）研究忽略了风电场（WFs）内风力发电机组的异质性及其相互作用，即尾流效应（WEs），这将导致结果不准确。本文提出一种考虑风电场尾流效应的概率频率稳定性分析方法。首先，提出一种适用于概率频率稳定性分析的解析尾流效应模型。所提出的省时尾流效应模型可轻松集成到电力系统原有的频率响应模型中，并综合考虑多种地形、风向和风流时间延迟，更真实地反映风电场的尾流效应。为同时分析系统频率和区域级频率并考虑二者之间的隐含关系，设计了多输出高斯过程回归以...

解读: 该研究对阳光电源的大型风电变流器和储能系统产品具有重要参考价值。通过考虑风电场尾流效应对系统频率稳定性的影响机制，可优化ST系列储能变流器的频率响应控制策略，提升PowerTitan储能系统在风电配套应用中的调频能力。研究成果可用于完善风储联合控制算法，特别是在构网型(GFM)控制和虚拟同步机(VS...

Xianyu Zhou · Siqi Bu · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年1月

可再生能源与电力电子设备的不断融合因开环模态谐振带来了各种振荡问题，而开环模态谐振的本质机理尚未完全探明。为此，本文首先提出参与因子转移（PFT）的概念，揭示了开环模态交互中参与因子转移的存在以及模态谐振中不可追溯的参与因子转移的必要性。其次，开展参与因子转移分析（PFT分析），研究参与因子转移对模态交互的贡献。提出参与因子转移现象的两类情况，即参与因子守恒定律（PFCL）和借用参与因子定律（BPFL），用以解释电力系统中模态交互的本质机理。提出参与因子转移指标（PFTI），以判断参与因子转移是...

解读: 该模态谐振机理研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。文章揭示的源-网交互作用下的模态耦合机制，可直接指导阳光电源优化构网型GFM控制器参数设计，抑制弱电网并网时的次同步/超同步振荡。阻抗模型与状态空间结合的分析方法，可应用于SG系列光伏逆变器的多机并联场...

Gangui Yan · Cheng Yang · Yupeng Wang · Dejian Yang 等5人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年12月

并网永磁同步发电机（PMSG）中的次同步振荡（SSO）是由控制参数、运行工况和电网强度的综合作用引起的。现有研究主要集中于变流器控制参数的设计，却忽视了这些参数对运行工况和电网强度变化的适应性。这种忽视可能导致固定的控制参数难以适应不同工况，从而可能诱发次同步振荡。本文建立了一种多阻尼路径模型，用于分析并网永磁同步发电机系统的次同步振荡特性。该模型定量评估了运行工况和电网强度的变化对控制参数适应性和次同步振荡阻尼的影响。研究揭示了稳定约束下控制参数可行域与电网强度和运行工况变化之间的复杂耦合关系...

解读: 该研究对阳光电源的储能变流器和大功率光伏逆变器产品具有重要参考价值。研究揭示的PMSG控制参数与电网强度的耦合机理，可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列逆变器的弱电网适应性优化。特别是在构建PowerTitan大型储能系统时，可基于该研究成果优化VSG控制策略，提升系统在不同短路比下的稳定性。同...

Qiping Lai · Chen Shen · Dongsheng Li · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年11月

风电汇集点与主电网之间显著的电气距离给弱电网连接的风电系统带来了挑战。已观测到一种由风力发电机组反复低电压穿越（LVRT）引发的新型电压振荡现象，这威胁到了此类电力系统的安全稳定运行。因此，探索该现象的动态演化机制并开发稳定性分析方法已成为当务之急。本文引入切换系统理论对反复低电压穿越过程进行动态建模、机理阐释和稳定性分析。首先，考虑外部连接阻抗和内部控制动态，建立了一种新型的风力发电机组网侧变流器（WT - GSC）切换系统模型，以定量表征电压振荡的演化动态和机理。随后，基于共同Lyapuno...

解读: 该研究对阳光电源的弱电网并网产品具有重要参考价值。切换系统理论的建模方法可应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的LVRT控制优化，特别是在弱电网条件下的多次连续故障场景。研究成果可用于改进阳光电源的GFM/GFL控制策略，提升PowerTitan等大型储能系统在弱电网环境下的并网稳定性。通过...

Mohamed Abouyehia · Agustí Egea-Àlvarez · Sumeet S. Aphale · Khaled H. Ahmed · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年9月

在现代电力系统中，随着可再生能源的大规模接入，准确估计系统惯量对稳定性至关重要。本文提出一种基于小波变换的新型频域惯量估计方法，用于同步机及变流器接口发电机（CIG）动态惯量的评估。该方法利用小波系数捕捉有功功率与频率信号中快速变化的特征，通过其幅值量化暂态过程强度，进而反映系统惯量水平，并建立了频域与时域惯量估计之间的数学关系。所提方法具有良好的可扩展性，适用于不同规模系统。通过结合实时分段线性电路仿真器（PLECS）与数字信号处理器（DSP）的控制硬件在环（CHiL）实验验证了该方法的有效性...

解读: 该频域惯量估计技术对阳光电源构网型储能系统具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统中，可集成该小波分析算法实现动态惯量实时监测与自适应调节，优化VSG控制策略中的虚拟惯量参数配置。该方法的抗噪能力和数值鲁棒性可提升弱电网环境下储能系统的频率支撑性能，特别适用于高比例新...

Boshen Zhang · Fei Gao · Yitong Li · Qipeng Zheng 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年9月

阻抗模型在直流微电网的稳定性分析中具有直观且有效的优势，尤其适用于无法获取详细系统参数的状态空间模型的场景。传统方法通过系统分区在特定端口建立阻抗模型，但在含通信链路的分层控制直流微电网中，子系统划分与端口阻抗建模面临挑战。为此，本文提出一种嵌入通信网络的直流微电网阻抗模型，保留本地控制器与分布式通信动态特性，并采用非对角阵表征装置阻抗。基于该模型，将阻抗参与度分析扩展至含通信链路的分布式系统。通过改进的9节点直流微网、MMC型多端直流电网及20节点交直流混合微网的数值计算与时域仿真，验证了理论...

解读: 该通信网络嵌入式阻抗建模技术对阳光电源PowerTitan储能系统和多机并联ST系列储能变流器具有重要应用价值。在分布式储能电站中，多台储能变流器通过CAN/以太网通信实现功率分配与协调控制，传统阻抗分析方法难以准确评估通信延迟对系统稳定性的影响。该研究提出的非对角阻抗矩阵建模方法可精确表征通信链路...

Songhao Yang · Bingfang Li · Zhiguo Hao · Yiwen Hu 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年9月

传统观点认为，故障期间加速能量的积累会导致同步发电机（SGs）典型的首摆功角失稳。本文提出新见解：电网跟随型逆变器资源（GFL-IBRs）在低电压穿越及恢复控制过程中产生的减速能量累积，亦可能引发SGs的暂态功角失稳。该减速摆动阶段积聚的暂态能量将在后续摆动中转化为加速能量，导致多摆失稳现象。理论分析与仿真结果均验证了该机理。

解读: 该研究揭示的GFL-IBR低电压穿越引发的多摆失稳机理，对阳光电源SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的LVRT控制策略优化具有重要指导意义。建议在现有GFL控制基础上：1)优化电压恢复过程中的功率输出曲线,避免过快恢复导致的减速能量累积; 2)在SG3125HV等大功率机型中引入虚拟惯量控制,提...

Zhaoyuan Wang · Siqi Bu · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年8月

目前大多数受风力发电影响的电力系统小干扰稳定性概率分析（PASS）研究都忽略了风电场（WFs）中的固有现象，即尾流效应（WE）。这将导致小干扰稳定性概率分析结果不准确。因此，本文提出了一种考虑风电场尾流效应的小干扰稳定性概率分析方法。首先，提出了一种改进的尾流效应模型，用于描述不同尾流区域风速亏损的形状转变。该模型能够更真实、准确地反映尾流效应。此外，由于所提出的改进尾流效应模型的计算结果可直接被电力系统模型使用，因此无需修改即可轻松集成到电力系统模型中，且计算时间有限，适用于小干扰稳定性概率分...

解读: 该研究对阳光电源大型风电变流器和储能系统的稳定性控制具有重要参考价值。通过考虑尾流效应的不确定性分析方法，可优化ST系列储能变流器和风电变流器的小信号稳定控制策略。研究成果可直接应用于：1)风储混合电站的GFM/GFL协调控制；2)PowerTitan储能系统的并网稳定性优化；3)大型风电场的群控策...

Yiming Wang · Shiyun Xu · Huadong Sun · Chen Shen 等5人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年8月

本研究聚焦于高比例换流器接口发电（CIG）接入的电力系统暂态稳定性。研究发现，在大扰动下，含CIG的电力系统可能呈现多稳定平衡点（SEP）特性。这一特性及其相关的稳定潜力在传统电力系统中尚未得到深入研究，主要原因在于传统上受大容量同步发电机物理限制的影响，普遍假设系统只有单一SEP。由于临界清除时间（CCT）在存在多SEP的情况下无法再用于判定系统暂态稳定性，因此提出了绝对失稳边界（AIB）条件。研究发现，如果系统轨迹越过AIB，电力系统在大扰动后将无法保持稳定。随后，引入能量函数来评估考虑多S...

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指导意义。多平衡点分析方法可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的稳定性控制优化，特别是在大规模新能源电站中的GFM控制设计。研究成果有助于提升PowerTitan储能系统在弱电网条件下的稳定运行能力，优化VSG控制策略，完善iSolar...

Qifan Chen · Siqi Bu · Xin Zhang · Shijun Yi 等5人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年7月

概率化振荡稳定性分析（POSA）是评估含不确定性电力系统振荡失稳风险的重要工具。传统基于特征值的POSA主要关注特定低频点的振荡，难以有效识别宽频振荡风险。为此，本文提出一种基于谱阻抗的POSA方法，结合累积量法与新兴的频率响应梯度阻抗稳定性判据（FRGISC）。首先建模风速等不确定变量的概率分布，再获取系统在特定运行点的谱阻抗，并利用FRGISC计算阻抗稳定裕度，避免特征值求解。随后通过累积量法推导裕度与振荡频率的概率密度函数和累积分布函数。最后提出综合累积分布曲线谱图，实现宽频振荡风险与失稳...

解读: 该基于谱阻抗的概率化宽频振荡稳定性分析技术对阳光电源储能与新能源并网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，该方法可有效评估风光储混合系统中宽频振荡风险（2-50Hz及以上），避免传统特征值法的计算复杂性。频率响应梯度阻抗稳定性判据（FRGISC）可直接集成到...

Yiming Wang · Shiyun Xu · Huadong Sun · Chen Shen · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年6月

近期研究表明，含换流器接口发电（CIG）的电力系统暂态失稳主要与不稳定周期轨道（UPO）有关，而非不稳定平衡点（UEP）。这种现象在弱电网中尤为显著，凸显了研究稳定边界主导因素从 UEP 向 UPO 转变过程的重要性。为此，本研究提出了一种基于能量 - 角度复向量的电力系统暂态稳定分析新框架。在此框架下，开展了稳定边界转变点识别和稳定裕度评估工作。研究发现，CIG 占比增加、系统强度降低以及 CIG 控制参数设置不当等参数条件的变化，可能导致 UPO 在塑造稳定边界中起主导作用，进而使基于 UE...

解读: 该稳定边界演化理论对阳光电源高渗透率新能源系统具有重要指导意义。针对ST系列储能变流器和SG光伏逆变器，UPO失稳机制分析可优化GFM/GFL控制策略的参数边界设计，避免系统运行点接近临界转捩点。在PowerTitan大型储能系统中，可基于拓扑变化特征建立稳定域实时监测模型，提前预警环面分岔风险。对...

Hongyi Wang · Zhe Yang · Wenfa Kang · Pingyang Sun 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年5月

风电场（WFs）中风力发电机组（WTs）的聚合可以减轻建模和计算负担，但也可能降低精度。此外，在电力系统扰动下，可能难以准确确定风力发电机组的动态行为。本文基于两阶段方法，提出了一种用于电力系统暂态分析的风电场新型聚合建模方法。在第一阶段，树状图算法生成一个简单通用的模型（GM）；在第二阶段，使用针对风电场定制的偏微分方程非线性动力学函数识别（PDE - FIND）算法对通用模型进行细化，以提高初始通用模型的精度。对PDE - FIND算法的动态库进行重新构建，使其包含可能用于表达功率误差方程的...

解读: 该物理信息学习的双机等效建模技术对阳光电源的大型风电场解决方案具有重要参考价值。可直接应用于公司ST系列储能变流器的GFM控制优化,提升其在风电接入场景下的稳定性控制性能。同时该方法的物理约束融合思路可启发SG系列光伏逆变器的群控算法优化,特别是在大规模光储风多能互补电站中的协调控制。建议在Powe...

Jiaxin Wang · Jiawei Zhang · Qingchun Hou · Ning Zhang · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年5月

高压直流输电（HVDC）接入会降低系统的短路比（SCR）和电网强度，可能导致电压稳定性问题，尤其在高比例可再生能源系统中更为显著。同步调相机（SynCon）是提升SCR的有效手段。然而，由于SCR约束为非线性特征值不等式组，难以直接求解。本文基于广义谱分解提出瑞利割方法，将特征值不等式约束等价转化为线性约束，构建了求解SCR约束下SynCon选址定容问题的混合整数线性规划模型。理论分析了方法的收敛性、复杂度与误差，并通过与其他七种模型的数值对比验证了所提模型在解的质量和计算效率方面的优越性。

解读: 该同步调相机优化配置技术对阳光电源构网型储能系统具有重要参考价值。在高比例新能源接入场景下，阳光电源PowerTitan储能系统可通过GFM构网型控制模拟同步调相机功能，提供短路容量支撑。文中基于广义谱分解的瑞利割线性化方法，可直接应用于ST系列储能变流器的选址定容优化，解决多直流馈入系统的SCR约...

Chenxiang Gao · Siyuan Fei · Yizhuo Ma · Jin Xu 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年5月

基于电压源换流器（VSC）的电力系统具有振荡传播范围广、宽频响应以及复杂的多模态耦合等特点。由于这类系统具有高阶特性且需要灵活的分析模型，对其稳定性进行分析面临着巨大挑战。为解决这些问题，本文提出了一种基于多域映射（MDM）的新型阻抗计算方法，该方法具有高效、灵活和精确的显著特点。建立了元件级的离散时间小信号模型（DT - SSM）以取代传统的连续时间小信号模型（CT - SSM）。进一步地，采用节点分析法（NAM）描述子系统，然后将其直接等效为端口等效小信号模型（PE - SSM）。利用叠加定...

解读: 该多域映射阻抗计算方法对阳光电源的VSC类产品具有重要的工程应用价值。首先可应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的稳定性分析,特别是在大规模新能源并网场景下的振荡问题研究。其次,该方法能够精确刻画PowerTitan等大型储能系统中的多模态耦合特性,有助于提升系统的并网稳定性。方法的创新性体...

Mohamad Alzayed · Michel Lemaire · Hicham Chaoui · Daniel Massicotte · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年5月

在微电网中，电压源逆变器通常采用下垂控制技术，并结合电压和内部电流控制回路，以实现可靠的电力供应。由于线路阻抗不匹配，标准下垂控制技术难以实现功率的均匀分配，并限制并联连接之间的环流，尤其是在高度非线性系统中。本研究旨在引入一种基于神经网络的虚拟阻抗，并将其与双向电网逆变器控制技术相结合，以提高微电网动态运行期间的稳定性。为了在各种运行场景下以较小的偏差和更好的稳定性准确跟踪需求和参考功率，所提出的技术采用前馈神经网络（FFNN）来学习逆变器暂态过程中的非线性模型。该技术无需额外的调节步骤，仅需...

解读: 该神经网络自适应虚拟阻抗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。当前阳光电源储能系统采用下垂控制实现多机并联功率分配，但线路阻抗不匹配和负载突变会影响动态响应。该研究提出的神经网络在线调节虚拟阻抗方案，可直接应用于ST储能变流器的控制算法优化，提升多台...

Yujun Li · Yiyuan Lu · Jialun Yang · Jingrui Liu 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年5月

本文研究了考虑电流饱和与频率限幅的多虚拟同步发电机（VSG）并网系统的同步稳定性。建立了含控制器限幅的多VSG系统动态模型，构建了未触及限幅时的暂态能量函数（TEF），并采用最近不稳定平衡点法确定稳定域。研究发现系统在若干“离界点”处脱离频率边界，其中存在两个具有最小暂态能量的特殊离界点，且其位置与切换次数无关。提出一种稳定判据：当这两个特殊离界点的能量低于系统临界能量时，系统全局稳定。临界能量由最近UEP法和避免进入电流限幅控制模式的最大势能中的较小值决定。9节点与39节点系统的仿真验证了理论...

解读: 该研究针对含控制器限幅的多VSG系统同步稳定性分析，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控制具有重要应用价值。研究提出的暂态能量函数法和稳定判据可直接应用于：1）优化ST储能变流器的VSG控制参数整定，提升电流饱和与频率限幅工况下的暂态稳定裕度；2）指导多机并联储能...

Huanhai Xin · Chenxi Liu · Xia Chen · Yuxuan Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年4月

构网型（GFM）控制因其对电网友好的动态特性，特别是交流侧的“电压源特性”，被认为是将大规模电力电子变流器接入现代电网的一种有前景的解决方案。GFM变流器的电压源特性可为电网提供电压支撑，从而增强电网（电压）强度。然而，跟网型（GFL）变流器也可通过合理调节其无功电流来实现交流电压幅值的恒定控制，这使其也可能表现出类似电压源的特性。目前，GFL和GFM变流器的电压源特性之间的本质区别是什么，以及哪种类型的电压源特性能够增强电网强度，仍不明确。本文将证明，就小信号动态特性而言，只有GFM变流器能提...

解读: 该研究为阳光电源构网型产品配置提供重要理论依据。针对ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器，可优化GFM/GFL混合配置策略：在PowerTitan大型储能系统中，无需全部单元采用GFM控制，通过小信号稳定性分析确定最优GFM渗透率，既保证弱电网支撑能力，又降低控制复杂度和成本。研究提出的电网强度量...

Junzhi Ren · Yuan Zeng · Chao Qin · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年4月

基于安全域（SR）的安全分析方法在电力系统分析中起着关键作用。安全裕度的构建有助于挖掘实际动态安全域（PDSR）的几何和物理特性。数据驱动方法为电力系统安全分析提供了有力支持。然而，人工智能方法的可解释性差和泛化能力弱阻碍了其在电力系统中的应用。尽管模型驱动方法能够有效分析物理模型的内部机制，提高其可解释性，并增强安全裕度评估的可靠性，但其强非线性结构和低计算效率限制了其进一步应用。本研究首先基于安全域的特性构建了可靠的安全裕度，进而基于可靠性指标得到临界运行区间。最后，采用数据驱动方法修正实际...

解读: 该混合建模方法对阳光电源的储能与光伏产品线具有重要应用价值。可用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的安全运行边界评估,特别是在大规模新能源并网场景下。通过融合物理模型与数据驱动方法,能够优化PowerTitan等大型储能系统的运行策略,提升GFM/GFL控制的稳定性裕度。这对提高产品在复杂电网...

Qi Xie · Zixuan Zheng · Yifei Guo · Xianyong Xiao · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年8月 · Vol.41

本文针对风电场接入LCC-HVDC送端系统在故障穿越（FRT）期间的动态电压支撑（DVS）引发的分段响应问题，提出准静态分段模型，揭示新型非光滑FRT诱导分岔（FRTNB），并提出自适应LCC-HVDC控制策略，在无需电网参数下提升电压稳定性。

解读: 该文对阳光电源风电变流器及构网型储能系统（如PowerTitan在新能源基地配套应用）具重要参考价值。其FRT分段建模与非光滑分岔分析方法可迁移至阳光电源ST系列PCS在弱电网/直流外送场景下的暂态电压协同控制优化；建议将文中自适应DVS策略融入iSolarCloud智能平台的风电-储能协同FRT模...