找到 18 条结果 · IEEE Transactions on Power Systems
面向网络化微电网动态形成的随机黑启动资源配置及分布式能源辅助恢复
Stochastic Black Start Resource Allocation to Enable Dynamic Formation of Networked Microgrids and DER-Aided Restoration
Cong Bai · Salish Maharjan · Han Wang · Zhaoyu Wang · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年9月
针对高比例分布式能源主导的配电网长时间停电问题，本文提出一种两阶段随机黑启动资源配置方法（SDMG-BS），支持风险规避且自适应的恢复策略。通过虚拟同步发电机控制的构网型逆变器作为黑启动电源，结合三个暂态频率指标约束保障负荷投入过程中的频率安全。利用智能开关实现微电网间及与主网的异步同步。基于场景的随机规划模型处理可再生能源、负荷及主网停电时长的多重不确定性。线性频率模型规划精度超90%。IEEE 123节点系统仿真表明，该方法关键负荷恢复率提升达20%，可在主网恢复前完成两次微电网同步，且所有...
解读: 该随机黑启动资源配置技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan储能系统具有重要应用价值。研究中基于虚拟同步机控制的构网型逆变器黑启动方案，可直接应用于阳光电源GFM控制技术优化，增强储能系统在电网停电时的自主组网能力。三个暂态频率指标约束（RoCoF、Nadir、稳态偏差）为ST储能变流...
构网型变流器中多模态低频振荡的相互阻尼排斥机制研究
Research on the Mutual Damping Repulsion Mechanism of Multi-Modal Low-Frequency Oscillations in Grid-Forming Converter
Letian Wang · Shiyun Xu · Huadong Sun · Jingtian Bi 等5人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年7月
虚拟同步发电机（VSG）控制的电网形成型变流器（GFM）的同步环（SC）与直流电压控制环（DVC）之间的耦合容易引发多模态低频振荡（LFO）。这些多模态振荡包括以SC为主导的低频振荡（SC - LFO）和以DVC为主导的低频振荡（DVC - LFO）。本文研究了多模态低频振荡的互阻尼排斥效应，并通过频域中的阻尼转矩法揭示了此类现象背后的机理。理论分析发现，随着SC和DVC的自阻尼水平提高，它们会相互施加逐渐增大的负阻尼转矩。这种相互作用导致在调节SC或DVC动态特性时，SC - LFO和DVC ...
解读: 该多模态低频振荡阻尼排斥机制研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。针对VSG控制的GFM变流器，研究揭示的同步控制环路与直流电压控制环路动态耦合机理，可直接指导ST系列产品优化控制参数设计，抑制弱电网并网时的多模态振荡风险。通过阻抗模型与状态空间建模结合...
电流限幅型构网逆变器的统一建模用于大信号分析
Unified Model of Current-Limiting Grid-Forming Inverters for Large-Signal Analysis
Nathan Baeckeland · Bowen Yang · Gab-Su Seo · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年7月
摘要：构网型（GFM）逆变器几乎无法承受任何过载情况。因此，GFM 逆变器的控制系统中需要配备电流限制器，以避免在过载或电网扰动期间造成硬件损坏。然而，当电流限制器启动以保护逆变器时，它会动态改变逆变器的输出阻抗，这可能会显著影响系统在应对大扰动时的性能。例如，当电流限制器削减输出功率时，GFM 逆变器的主控制器（用于生成电压和相角参考值）容易与电网失去同步。这可能会导致电网出现大信号不稳定现象。本文提出了一种统一的 GFM 电流限制器模型，旨在更深入地理解 GFM 逆变器电流限制对大信号不稳定...
解读: 该电流限幅GFM逆变器统一建模技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。当前阳光电源构网型储能系统在电网故障或负荷突变时需快速响应，电流限幅环节的引入会改变系统动态特性。该研究提出的相量域非线性模型能准确描述限幅期间机电-电磁耦合动态，可直接应用于ST储能变...
变短路比下GFM与GFL逆变器混合系统的功率振荡分析及双互阻尼控制
Power Oscillation Analysis and Dual Mutual Damping Control for Hybrid System with GFM and GFL Inverters Under Varying Short Circuit Ratio
Xiaoke Liu · Yandong Chen · Zili Wang · Cong Luo 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年7月
具备构网型（GFM）和跟网型（GFL）逆变器的混合并网系统中的有功功率振荡会威胁其安全运行。本文考虑了GFM和GFL逆变器之间的耦合，建立了该异构系统的小信号模型。基于该模型，定性和定量地揭示了在不同短路比（SCR）下控制参数对功率振荡的影响机制。特别地，与其他参数相比，GFM逆变器的阻尼起主导作用。因此，将包含角频率和有功功率互阻尼的双互阻尼控制（DMDC）集成到GFM逆变器中以增强系统阻尼。文中还给出了其稳定性分析和关键参数设计。最后，实验结果验证了DMDC的有效性，表明在强电网和弱电网条件...
解读: 该双互阻尼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。在弱电网场景下，阳光电源储能系统常采用GFM构网模式支撑电网，而光伏SG系列逆变器多为GFL跟网模式，两者混合并网时易产生低频功率振荡。该研究揭示的GFM-GFL动态交互机理可指导阳光电源优化混合系统控...
预定义时间观测器结合滑模控制通过构网型换流器实现异质电力系统快速频率支撑
Predefined-time Observer-based Sliding Mode Control for Fast Frequency Support in Heterogeneous Power System Through Grid-Forming Converter
Sunhua Huang · Zhao Xu · Linyun Xiong · Yang Zhou 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年6月
在可再生能源占比高且广泛使用电力电子设备的低惯量异构电力系统中，系统受到扰动时会面临严重的频率稳定性问题。基于虚拟同步发电机（VSG）控制的构网型（GFM）变流器具有电压源特性，可提供惯量和频率支撑。本文针对基于VSG的GFM变流器提出了一种基于预设时间观测器的滑模控制器（PTOBSMC），以在负载和跟网型（GFL）可再生能源大幅变化的异构电力系统中提供频率支撑。建立了由GFM变流器、GFL可再生能源和同步发电机组成的异构电力系统模型。提出了预设时间观测器，以准确估计GFL风力发电机输出功率和负...
解读: 该预定义时间观测器结合滑模控制技术对阳光电源构网型产品线具有重要应用价值。可直接应用于ST系列储能变流器和大型储能系统PowerTitan的GFM控制策略优化，提升频率支撑能力；同时适用于新一代SG系列光伏逆变器的虚拟惯量控制。该方法通过固定收敛时间观测器和鲁棒控制设计，可显著提升阳光产品在低惯量电...
合成离散惯性
Synthetic Discrete Inertia
Ángel Vaca · Federico Milano · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年4月
本文提出通过控制灵活的离散设备实现合成惯性，以维持电力系统的功率平衡，即使系统中不含同步发电机或传统构网型变流器。文章还探讨了由于非协调离散惯性控制器相互作用可能引发的循环问题及其解决方案。通过改进的WSCC 9节点测试系统和全爱尔兰输电系统仿真，验证了所提方法的有效性、动态性能及面临的挑战。
解读: 该合成离散惯性技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。文章提出的离散设备惯性响应方案可直接应用于储能系统的构网型GFM控制策略优化，通过灵活调度储能单元实现系统惯性支撑，无需依赖传统同步发电机。特别是针对非协调控制器交互引发的循环问题及其解决方案，可为阳光...
用于现代电力系统中构网型电力变换器的功率振荡阻尼控制器
Power Oscillation Damping Controllers for Grid-Forming Power Converters in Modern Power Systems
Elia Mateu-Barriendos · Onur Alican · Javier Renedo · Carlos Collados-Rodriguez 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年4月
在以同步电机为主导的传统电力系统中，区域间振荡及其抑制方法已得到广泛研究。已有多篇文献探讨了跟网型电压源换流器（GFOL）中的功率振荡阻尼（POD）控制器。然而，在电力电子设备渗透率不断提高的现代电力系统中，构网型电压源换流器（GFOR）的POD控制器性能仍需进一步研究。本文研究了现代电力系统中GFOR及其附加POD控制器在抑制机电振荡方面的性能。本文通过对换流器的有功和无功功率注入进行附加调制，分别提出了单独的有功功率调制POD控制器（POD - P）、单独的无功功率调制POD控制器（POD ...
解读: 该功率振荡阻尼控制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，可在现有VSG控制基础上叠加POD附加阻尼控制器，通过小信号建模优化阻尼参数设计，有效抑制多储能站点互联时的低频振荡问题。对于SG系列光伏逆变器的GFM模式，该技术可增强弱电网接入时...
通过考虑多智能体协作的分布式构网型负荷集成提升小信号稳定性
Small-Signal Stability Enhancement through Integration of Distributed Grid-Forming Loads Considering Multi-Agent Collaboration
Issarachai Ngamroo · Tossaporn Surinkaew · Yasunori Mitani · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年4月
未来孤岛微电网（MGs）中分布式可控负荷的集成度日益提高。这为主动调节电网频率和电压创造了新机遇，进而推动了分布式电网形成负荷（DGFM - Ls）的发展。与此同时，确保鲁棒性同样重要，尤其是在多智能体协作过程中保持小信号稳定性。本文提出了一种提高含DGFM - Ls的孤岛微电网小信号稳定性的策略。对含DGFM - Ls的微电网的小信号模型进行了数学推导和分析。通过对多智能体协作进行建模，以提高含DGFM - Ls的微电网的小信号稳定性。此外，还考虑了多智能体协作带来的不确定性，如部分或完全缺乏...
解读: 该研究的分布式构网型负荷控制策略对阳光电源储能和光伏产品线具有重要应用价值。可直接应用于ST系列储能变流器和PowerTitan系统的GFM控制优化，提升多机并联运行稳定性；也可集成到SG系列光伏逆变器的VSG控制中，增强弱电网适应性。多智能体协同控制思路可用于iSolarCloud平台的分布式能源...
不确定性在构网型专属电力系统非线性潮流中的传播
Uncertainty Propagation Through Nonlinear Flows of Grid-Forming Exclusive Power Systems
Soummya Roy · Hugo N. Villegas Pico · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年4月
确定电网形成型（GFM）独立系统在不确定运行条件下的暂态稳定性是一个新出现的问题。本文通过以下方法解决了这一难题：（i）构建考虑电流饱和的GFM发电厂解析模型；（ii）采用显式龙格 - 库塔方法来传播用多元多项式向量表示的初始条件不确定性。该传播方法基于一种创新的截断多项式乘法算法，以防止因连续运算导致多项式次数爆炸。利用收缩理论根据计算得到的多项式确定暂态稳定性。通过修改后的WSCC 9节点和IEEE 39节点系统展示了这些成果。
解读: 该不确定性传播分析技术对阳光电源构网型储能系统具有重要应用价值。针对ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统，该方法可量化参数波动、负荷随机性对GFM控制稳定性的影响，优化虚拟同步机VSG参数整定策略。通过广义多项式混沌展开高效评估系统暂态稳定边界，可提升弱电网场景下储能系统的鲁棒性设计...
重新审视小信号建模以分析主导型电力系统中的快速动态交互
Revisiting Small-Signal Modeling for Analyzing Fast Dynamic Interactions in Converter-Dominated Power Systems
Fadi Kelada · Jérôme Buire · Nouredine HadjSaid · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年3月
电磁暂态（EMT）仿真已成为研究高比例逆变器接口资源（IBR）接入下电力系统动态特性的重要工具。然而，多数商用软件在基于奇异摄动理论构建小信号模型时，忽略了同步机定子磁链及电网的快速动态。本文提出一种全面的小信号建模方法，精确保留这些快速动态过程，有效复现EMT仿真中的动态行为。基于标准测试系统，研究揭示了构网型（GFM）变换器内环电流控制与电网快速动态之间的相互作用，可能引发高频次同步振荡，并影响同步机定子磁链稳定性。结果表明，合理设计IBR输出滤波器及线路参数可有效抑制此类由GFM内环动态引...
解读: 该研究对阳光电源构网型储能系统（PowerTitan/ST系列）具有重要应用价值。文章揭示的GFM内环电流控制与电网快速动态交互引发的高频振荡问题，直接关系到阳光电源构网型变流器在弱电网场景下的稳定性。研究提出的保留定子磁链和电网快速动态的全面小信号建模方法，可用于优化ST系列储能变流器的电流内环参...
具有圆形电流限制和虚拟阻抗电流限制的下垂控制型构网逆变器的临界清除时间
Critical Clearing Time for Droop-Controlled Grid-Forming Inverters With Circular Current Limiting and Virtual Impedance Current Limiting
Xue Lyu · Wei Du · Sheik Mohammad Mohiuddin · Yunzhi Cheng · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年1月
临界清除时间是评估构网型（GFM）逆变器大信号稳定性的关键参数。电流限幅器的变化会显著影响逆变器在大扰动期间的暂态行为。本文提出了一种基于功角关系的方法，用于评估下垂控制的 GFM 逆变器在三相金属性短路故障场景下的故障恢复能力，同时考虑了圆形电流限幅器和虚拟阻抗法。高保真度仿真验证了所提出公式在估算 GFM 逆变器临界清除时间方面的准确性。
解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的构网型控制策略具有重要指导意义。临界清除时间分析可直接应用于优化产品的电流限幅设计：圆形电流限制与虚拟阻抗限流方案的对比研究，为ST储能变流器在电网故障时的暂态稳定性提升提供理论依据。建议在下垂控制型GFM模式中，根据不同应用场景...
双模式构网型换流器
Dual Grid-Forming Converter
Federico Milano · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年1月
本信函提出了一种用于构网型（GFM）控制变流器的对偶模型。该模型的灵感来源于对有损耗同步电机模型的有功和无功功率方程结构的观察，这些方程在电枢电阻和暂态电抗方面几乎是对称的。所提出的装置能够在无需频率信号的情况下补偿电网功率不平衡。实际上，有功功率控制基于电压幅值的变化率。另一方面，通过无功功率支持实现同步和频率控制。本信函表明，所提出的对偶 GFM 控制具有鲁棒性，能够在诸如负载断电和三相故障等重大事故后恢复正常运行状态。
解读: 该双模式构网型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。通过引入有功-无功功率的差异化动态响应机制，可显著提升现有GFM控制策略在弱电网场景下的电压频率支撑能力，特别适用于高比例新能源接入的独立微网和偏远地区储能项目。该技术可与阳光电源现有VSG虚拟同步...
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1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...
面向小信号稳定性分析的跟网型与构网型变换器并存电力系统降阶多子系统模型
Reduced-Order Multi-Subsystems of Power Systems with Grid-Following and Grid-Forming Converters for Small-Signal Stability Analysis
作者未知 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年1月
基于电力电子变换器（PECs）的可再生能源的持续接入引发了未知的稳定性问题。目前针对包含跟网型（GFL）和构网型（GFM）电力电子变换器的系统小信号稳定性的常用分析主要是在两机系统上进行的，而将其应用于大规模电力系统仍存在不足。因此，本文针对集成了采用GFL和GFM控制策略的异构电力电子变换器的电力系统，引入了稳定等效多子系统（SEMSs）的概念。稳定等效多子系统可将复杂系统解耦为多个具有明确物理意义的小信号稳定等效两机子系统。这些子系统保留了GFL和GFM电力电子变换器之间以及电力电子变换器与...
解读: 该降阶多子系统建模方法对阳光电源混合型新能源系统具有重要应用价值。在PowerTitan储能系统与SG光伏逆变器并网场景中，ST储能变流器多采用构网型GFM控制提供电网支撑，而SG逆变器采用跟网型GFL控制实现最大功率跟踪，两类控制器的动态交互直接影响系统稳定性。该降阶建模技术可显著降低大规模光储电...
基于图形化说明的构网型逆变器故障恢复机理与方法
Mechanism and Methods for Fault Recovery of Grid-Forming Inverter by Graphical Illustration
Jialun Yang · Hua Ye · Yantuan Wang · Yutian Liu 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年12月
现有的基于优先级的并网型（GFM）逆变器限流控制（CLC）可能会导致故障恢复失败，包括陷入限流控制以及在限流控制和恒压控制（CVC）之间出现模式振荡。为解决这些问题，本文首先通过在相量图中阐述三种故障恢复状态的条件，揭示了下垂控制的并网型逆变器的故障恢复机制。然后，提出了两种方法，包括确定电流角度的最优范围和饱和模块的上限，以确保并网型逆变器成功实现故障恢复。多次实验测试验证了理论分析的正确性。
解读: 该故障恢复机理研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有直接应用价值。现有CLC控制导致的恢复失败问题在弱电网场景下尤为突出，影响系统可靠性。文章提出的图形化分析方法可优化阳光电源构网型GFM控制策略，解决电流限幅后的模式切换异常，提升故障穿越后的快速恢复能力。该技术可应...
带电流限制器的构网型逆变器电力系统动态状态估计
Power System Dynamic State Estimation of Grid-Forming Inverters With Current Limiter
Xingyu Zhao · Bendong Tan · Junbo Zhao · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年9月
当限流器在大扰动期间启动时，构网型逆变器（GFM）会从电压源切换为电流源。这一情况可能会降低动态状态估计（DSE）的准确性。为解决该问题，本文将限流器建模为随时间变化的阻抗，从而为动态状态估计提供了一种统一的状态空间表示方法。这使得在存在和不存在电流限制的情况下都能捕捉构网型逆变器的动态特性。在连接到修改后的 IEEE 39 节点系统的构网型逆变器上进行的数值计算结果证明了所提方法的有效性。
解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器和大功率光伏逆变器的GFM控制具有重要参考价值。电流限制器状态估计技术可直接应用于PowerTitan储能系统的故障穿越控制，提升系统在大扰动下的运行稳定性。对于SG系列高功率密度逆变器，该方法有助于优化虚拟同步机VSG控制策略，实现更精准的限流保护。通过将该状态估...
控制模式作为软件定义电力系统中的电网服务：GFL与GFM
Control-Mode as a Grid Service in Software-Defined Power Grids: GFL vs GFM
Guoxuan Cui · Zhongda Chu · Fei Teng · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年5月
摘要：在电力电子设备高渗透的电力系统中，为提高系统整体强度并抵御弱电网中的小信号不稳定问题，提出采用构网型控制来替代传统的跟网型变流器（GFL），其可直接形成端电压。然而，构网型变流器（GFM）的运行需要有足够的有功和无功功率裕量，这可能导致其在稳态下的运行并非最优。这就引出了一个新的研究问题，即如何在构网型变流器和跟网型变流器之间进行优化配置，以平衡构网型变流器增强电网强度的能力与预留功率裕量可能带来的经济损失。本文首次提出了一种软件定义电网下的优化框架，可根据系统工况在系统调度的每个时间步动...
解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的控制策略升级具有直接应用价值。GFL与GFM控制模式服务化架构可集成至PowerTitan储能系统，实现弱电网场景下的动态模式切换：在电网强度充足时采用GFL模式提升效率，在弱电网或孤岛工况下切换至GFM模式提供电压频率支撑。该技术可优化阳光电...
我们需要多少台构网型变流器？——从小信号稳定性和电网强度角度的思考
How Many Grid-Forming Converters Do We Need? A Perspective From Small Signal Stability and Power Grid Strength
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...