找到 19 条结果 · IEEE Transactions on Power Systems
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...
直流异步互联系统中的低频功率振荡：来自LUXI背靠背高压直流工程的启示
Low-Frequency Power Oscillations in DC Systems for Asynchronous Interconnection: Insights from the LUXI Back-to-Back HVDC Project
Zhixuan Li · Ying Xue · Qiang Fu · Yiping Chen 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年6月
基于电压源换流器的高压直流输电（VSC - HVDC）系统被认为是为异步互联系统提供功能支持的有效解决方案。然而，本研究表明，VSC - HVDC系统提供的频率支持可能会因频率控制与交流电网频率动态特性之间的相互作用而导致低频功率振荡（LFPO）。为便于说明，详细报道了中国鲁西背靠背VSC - HVDC工程中观测到的0.25Hz低频功率振荡的实际案例。在该工程中，VSC - HVDC系统设计了一种频率控制（即同频控制），用于在正常运行条件下消除两个异步交流电网之间的频率差异。基于阻尼转矩法的分析...
解读: 该研究对阳光电源的大型储能和光伏产品线具有重要参考价值。研究的低频振荡问题与PowerTitan储能系统和大型SG逆变器在弱电网条件下的并网稳定性直接相关。文中提出的控制参数优化方法可用于改进ST系列储能变流器和SG系列逆变器的GFM/GFL控制策略，提升产品在异步互联场景下的稳定性能。特别是对系统...
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...
HVDC并网海上风电场次同步振荡与中频振荡的交互分析及阻尼控制
Interaction Analysis and Damping Control of Sub-Synchronous Oscillation and Medium-Frequency Oscillation in HVDC-Connected Offshore Wind Farm
Zhihao Zhang · Peng Kou · Mingyang Mei · Runze Tian 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年2月
随着海上风能的快速发展，高压直流输电系统与基于永磁同步发电机的风能转换系统广泛应用，导致海上风电场可能出现显著的电磁振荡。现有研究多聚焦于单一振荡特性，忽视了不同振荡模式间的潜在交互。本文首次揭示了电网侧变流器可引发次同步振荡与中频振荡之间的相互作用，并产生新的二次振荡。通过模态分析与奈奎斯特稳定判据验证了主振荡与交互诱导的次生振荡共存。此外，提出了适用于运行与规划阶段的两种实用阻尼控制方法，通过附加阻尼控制器或优化变流器参数即可有效抑制多模态振荡，无需新增硬件设备。
解读: 该研究对阳光电源的大型储能系统和海上风电变流器产品线具有重要参考价值。研究揭示的次同步振荡与中频振荡交互机理，可直接应用于ST系列储能变流器和大功率风电变流器的控制系统优化。特别是文中提出的阻尼控制方法，可集成到阳光电源现有的GFM/GFL控制策略中，提升产品在复杂电网环境下的稳定性。这对完善Pow...
基于交互电流及其灵敏度的异构风电场动态等效并保留DFIG间相互作用
Dynamic Equivalence to Heterogeneous Wind Farm While Preserving Interaction Among DFIGs Based on Interactive Currents and Their Sensitivities
Shenghu Li · Diwen Tao · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年1月
随着双馈感应发电机（DFIG）数量的增加，电力系统稳定性下降，因此需要配备附加阻尼控制器（SDC）。由于控制复杂，仅部分双馈感应发电机安装了附加阻尼控制器，从而形成了异构风电场（HWF），但其动态等效模型（EM）尚未得到研究。首先，将双馈感应发电机传递函数的输出新分解为公共交互电流（CCI）和网络交互电流（CNI），以量化双馈感应发电机之间的相互作用。然后，通过将附加阻尼控制器的状态空间方程重新排列为解耦规范形式，将异构风电场划分为3种子系统，每种类型都用一台等效双馈感应发电机表示。前两种子系统...
解读: 该研究的DFIG交互电流动态等效方法对阳光电源的储能与风电产品具有重要参考价值。首先，文中提出的电磁耦合建模方法可用于优化ST系列储能变流器的并网控制策略，特别是在大规模储能电站中多机组的协调控制。其次，该灵敏度分析方法可应用于PowerTitan储能系统的系统级建模，提升多机组运行稳定性。此外，这...
适用于多种控制模式逆变型资源的切换动态状态估计与事件检测
Switching Dynamic State Estimation and Event Detection for Inverter-Based Resources With Multiple Control Modes
Heqing Huang · Yuzhang Lin · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年12月
随着基于逆变器的电源（IBR）在电力系统中逐渐取代同步发电机（SG），IBR的动态状态估计（DSE）成为一个新兴课题。与SG不同，IBR的动态模型在很大程度上依赖于其控制算法，而传统的SG动态状态估计方法假定状态空间和动态模型不变，无法实时处理控制模式发生变化的IBR，尤其是当电网运营商不清楚IBR当前的控制模式时。针对这些挑战，本文提出了一种期望最大化滑动窗口迭代扩展卡尔曼滤波器（EM - SW - IEKF）方法。该方法通过期望最大化（EM）算法在理论上实现了不同模式下的最大似然估计，提供了...
解读: 该切换动态状态估计技术对阳光电源储能与光伏产品具有重要应用价值。针对ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器在GFM/GFL控制模式切换时的动态行为监测，该方法可精准识别控制模式转换时刻并实时更新状态估计模型。可直接应用于PowerTitan储能系统的智能运维模块，通过扩展卡尔曼滤波与残差分析实现故障...
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...
基于LCC-HVDC系统的双端一次频率支撑与交流电压调节
Bilateral Primary Frequency Support and AC Voltage Regulation of LCC-HVDC Systems for Asynchronously Interconnected Systems
Zhixuan Li · Ying Xue · Yiping Chen · Nan Chen 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年11月
现代电力系统对电网灵活性要求日益提高。由于交流输电线路不可控，传输系统的灵活性主要依赖于高压直流（HVDC）系统的主动控制，尤其是主流的电网换相换流器型（LCC-HVDC）系统。现有LCC-HVDC控制方法难以在提供双向频率支撑的同时维持交流电压稳定。为此，本文提出一种协调控制策略，实现异步互联系统下的双端频率支撑与交流电压调节。通过建立包含送端与受端系统频率耦合动态的低阶频率响应模型，量化频率支撑水平，并解析计算控制器参数，确保本地频率响应能力的同时不损害远端系统的频率稳定性。实时仿真验证了所...
解读: 该LCC-HVDC双端频率支撑技术对阳光电源储能系统具有重要参考价值。文中提出的频率-电压协调控制策略可直接应用于PowerTitan大型储能系统的电网支撑功能：通过建立低阶频率响应模型量化支撑能力，可优化ST系列储能变流器的构网型GFM控制算法，实现双向频率调节与电压稳定的协同。特别是其解析化参数...
一种在不对称故障期间通过最小有功功率削减增强电压支持的先进控制策略
An Advanced Control Strategy for Enhancing Voltage Support With Minimum Active Power Curtailment During Asymmetrical Faults
Suresh Maganti · Narayana Prasad Padhy · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年11月
在电力系统严重电压事件（如电压暂降、暂升及其共存）期间，分布式电源需满足严格并网规范而保持并网运行。现有无功功率控制策略在应对不对称短路故障时面临健康相过电压及有功功率削减等问题。本文提出一种先进的电压支持控制策略，通过分相无功功率注入抑制健康相过电压，有效调节正序电压并抑制负序与零序电压。在生成无功电流参考值后，通过在健康相与故障相之间调整有功功率分配，最小化总有功功率削减。该策略在不同电压事件严重程度和发电工况下，经三相四桥臂并网逆变器实验平台验证，可兼顾电压支撑能力与安全电流限制。
解读: 该不对称故障电压支持技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。文章提出的分相无功功率注入策略可直接应用于三相四桥臂拓扑的储能系统，通过独立控制各相无功电流有效抑制健康相过电压，同时最小化有功功率削减，提升LVRT/HVRT期间的电网支撑能力。该技术可优化阳光电源Power...
基于DFIG的风电场与SVG相互作用引发的次同步振荡分析
Analysis of Subsynchronous Oscillations Caused by Interactions of DFIG-Based Farms and SVGs
Kejiang Li · Wuhui Chen · Wei Qin · Canbing Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年8月
风电场公共连接点处安装的静止无功发生器（SVG）会显著影响含并网风电场电力系统的次同步振荡（SSO）特性。例如，2017年中国新疆地区由双馈感应发电机（DFIG）风电场、定无功功率模式（CRPM）SVG与弱电网相互作用引发了多起SSO事件。本文揭示了DFIG风电场、不同控制模式SVG与弱电网间相互作用引发SSO的机理，发现低电流控制器带宽的CRPM-SVG可抑制SSO，而定电压模式（CVM）和定功率因数模式（CPFM）SVG则恶化系统SSO特性。通过推导超同步与次同步分量幅值比方程，解释了事件中...
解读: 该研究对阳光电源储能和光伏产品的弱电网并网稳定性具有重要参考价值。研究发现的SVG控制模式对SSO的影响机理，可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的控制策略优化。特别是在大规模新能源电站中，通过低带宽CRPM控制模式抑制SSO的方法，可提升PowerTitan储能系统在弱电网条件下的并...
多自由度协同控制方法用于严重陆上扰动下集成VSC-HVDC的海上风电场
Multi-Degree-of-Freedom Synergistic Control Method for VSC-HVDC Integrated Offshore Wind Farm Under Severe Onshore Disturbance
Jinxin Ouyang · Jiyu Chen · Baixiang Huangfu · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年8月
摘要：严重的陆上扰动，如陆上电网故障时主保护的拒动，会导致基于电压源换流器的高压直流输电（VSC - HVDC）接入的海上风电场在长时间内出现大规模的功率不平衡。现有方法是针对常规交流故障设计的，无法处理由严重陆上扰动引起的直流电压安全与集电母线电压限制之间的矛盾，从而导致集成系统停运或过多风力发电机组脱网。本文提出了一种基于海上接入风力发电机组数量调节和海上换流站交流母线电压降低的多自由度协同控制理论，并建立了集成系统的多自由度可控范围（MCR）。发现了MCR的衰减特性，提出了避免直流过电压和...
解读: 该多自由度协同控制方法对阳光电源的储能与风电产品线具有重要参考价值。特别适用于ST系列储能变流器的功率调节与电压稳定控制，可提升PowerTitan大型储能系统在电网扰动时的故障穿越能力。该技术的协同控制思路可优化阳光电源构网型储能变流器的GFM控制策略，提高系统暂态稳定性。建议将其应用于海上风电场...
不确定直流网络中的最优潮流
Optimal Power Flow in Uncertain DC Networks
Abhiram V. P. Premakumar · Ramtin Madani · Ali Davoudi · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年6月
本文研究了负载需求不确定的直流网络中最优潮流问题。该问题为非凸优化问题，且因负载不确定性而更加复杂。本文设计了仿射控制策略，通过功率变换器调节母线电压。利用S-引理、半定规划松弛及惩罚技术，消除了不确定性变量，将原问题转化为确定性凸优化问题以求解仿射策略。所得凸化问题可直接采用标准求解器高效求解。数值实验在改进的IEEE 4、14和30节点系统上验证了所提方法的有效性，并通过4节点系统的控制器/硬件在环实验平台进行了实验验证。
解读: 该不确定性直流网络最优潮流技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究提出的仿射控制策略可直接应用于直流母线电压调节，解决储能系统中负载波动导致的功率分配难题。通过半定规划将非凸优化转化为凸优化问题，可显著提升ST储能变流器在光储直流耦合系统中的实时控制性...
一种基于神经网络虚拟阻抗的双向电网逆变器控制新方法以改善微电网动态性能
A Novel Bi-Directional Grid Inverter Control Based on Virtual Impedance Using Neural Network for Dynamics Improvement in Microgrids
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...
含控制器限幅的多虚拟同步发电机并网系统同步稳定性
Synchronization Stability of Multiple VSGs Embedded Power System With Controller Limits
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...
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...
风电机组接入LCC-HVDC系统下的故障穿越期间电压稳定与支撑研究
Voltage Stability and Support in Wind Farm Integrated LCC-HVDC Systems During FRT
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...
非最小相位零点主导的功率同步控制动态性能
Dynamic Performance of Non-Minimum-Phase Zeros-Dominated Power-Synchronization Control
Xin Jin · Ningyi Dai · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年12月
在这封信中，研究发现，由 q 轴电流注入引起的功率同步控制（PSC）的非最小相位零点，仅在弱电网中对系统起主导作用，但换流器电压幅值较低的情况除外。利用伯德增益/相位关系，考虑右半平面（RHP）零点的位置，提出了带宽和相位裕度之间的折衷分析条件。与忽略 RHP 零点影响的设计相比，系统动态性能得到了改善。
解读: 该研究对阳光电源构网型储能系统（如PowerTitan）和弱电网场景下的光伏逆变器具有重要指导意义。PSC功率同步控制是GFM构网型控制的核心技术，文章揭示的非最小相位零点问题直接影响弱电网条件下的暂态稳定性和动态响应速度。对于ST系列储能变流器在低短路比场景（如偏远地区微网、海岛储能）的应用，需在...
缓解三相电力系统PMU测量基础设施中的非线性系统误差
Mitigating the Effects of Nonlinear Systematic Errors Within PMU Measurement Infrastructure in Three-Phase Power Systems
Etki Acilan · Ali Abur · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年11月
同步相量测量单元（PMU）的引入为电网监控与控制提供了高采样率的同步电压电流相量数据，但其测量链中的互感器及通信环节可能引入噪声与系统性误差。若不校正，将导致状态与参数估计偏差。本文提出一种嵌入状态估计算法的远程校准方法，可有效补偿线性与非线性系统误差。在三相118节点测试系统中验证了该方法对线性与二次型误差的校准能力，结果表明其可有效修正互感器及PMU设备层面的多种系统误差。
解读: 该PMU非线性误差校准技术对阳光电源储能与电网侧产品具有重要价值。在PowerTitan大型储能系统中，精准的相量测量是实现构网型GFM控制和电网支撑功能的基础，该远程校准方法可补偿电流互感器在大功率充放电时的非线性误差，提升状态估计精度。对于ST系列储能变流器的并网同步控制，校正后的相量数据可优化...
基于强化学习的CANFIS控制器自适应切负荷用于频率恢复准则导向控制
Reinforcement Learning Based Adaptive Load Shedding by CANFIS Controllers for Frequency Recovery Criterion-Oriented Control
Hao Yang · Bo Jin · Zhaohao Ding · Zhenglong Sun 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年5月
为满足电网导则中严格的频率恢复准则（FRC），本文提出一种面向受端电网的实时自适应切负荷方法。构建基于协同自适应神经模糊推理系统（CANFIS）的切负荷控制器，以母线频率的幅值偏差和恢复时间偏差作为反馈信号，实现智能切负荷决策。引入基于强化学习的确定性策略梯度（DPG）算法优化控制器性能，在最小切负荷成本下确保频率恢复满足FRC，并提升鲁棒性。通过在负荷站部署CANFIS控制器形成分散式控制策略，可实时自适应决策切负荷的时机、位置、量值与轮次。省级受端电网仿真验证了该方法的有效性与适应性。
解读: 该自适应切负荷技术对阳光电源PowerTitan储能系统和ST系列储能变流器具有重要应用价值。CANFIS控制器结合强化学习的频率响应策略可直接集成到储能系统的电网支撑功能中，增强构网型GFM控制的频率调节能力。通过实时监测母线频率偏差，储能系统可智能决策放电功率和持续时间，在满足电网FRC要求的同...