Mao Yang · Yutong Huang · Zhao Wang · Bo Wang 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年1月

大规模风电并网背景下，风电功率预测对电力系统安全稳定运行至关重要。现有预测方法重统计精度而轻应用风险，导致预测值与实际调度需求脱节。为此，本文提出一种考虑风险场景感知的风电出力预测（WSPF）框架。首先结合数值天气预报风速波动信息，利用TimesNet识别预测中的风险场景；其次构建有效消纳区与供电风险区评价指标，并据此优化预测曲线修正方案；最后融合多种预测模型进行验证。在中国内蒙古某风电集群的应用结果表明，该方法使WSPF平均精度提升37%，验证了其有效性与普适性。

解读: 该风电预测框架对阳光电源的储能和风电变流产品具有重要应用价值。首先，TimesNet风险场景识别技术可集成至ST系列储能变流器的调度控制系统，优化储能容量配置和充放电策略。其次，风险区评价方法可应用于PowerTitan大型储能系统的调峰调频功能设计，提升系统对风电波动的响应能力。此外，该预测框架也...

Haihan Ye · Wu Chen · Tao Li · Xingyu Liu 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年12月

本文提出了一种具备黑启动、主动建压、谐波抑制及交直流故障穿越能力的经济型高压直流输电系统。通过充分利用电流源换流器的直流电压反向特性，并将其引入海上整流站，设计了特殊的负反馈机制，可在无控制与保护介入时主动抑制直流故障短路电流。相比传统系统，该方案继承了二极管整流式HVDC的低成本优势，同时省去了启动电缆和无源滤波器，显著提升了系统在交直流故障下的运行性能。仿真结果验证了所提方案的可行性。

解读: 该研究提出的黑启动和故障穿越技术对阳光电源储能与光伏产品线具有重要参考价值。特别是其负反馈抑制直流故障的设计思路,可应用于ST系列储能变流器和PowerTitan系统的故障保护优化。文中提出的无需启动电缆和无源滤波器的方案,有助于降低SG系列光伏逆变器的系统成本。该技术可提升阳光电源产品在以下方面的...

Yongning Zhao · Shiji Pan · Yanxu Chen · Haohan Liao 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年12月

数值天气预报（NWP）对提升日内风电功率预测（WPF）精度至关重要。然而，传统方法仅依赖最新单次NWP，忽略了时序发布且时间重叠的多段历史NWP中的隐含信息。为此，本文提出一种融合重叠历史NWP的时空表征学习网络。通过掩码-重构预训练策略提取风电与NWP的隐含特征，并结合端到端微调及硬参数共享的多任务学习机制，提升多风电场预测均衡性。基于5个真实风电场的实验表明，该方法在各预测时域均优于基线模型。

解读: 该风电功率预测技术对阳光电源储能和智能运维产品线具有重要应用价值。首先，可将其集成至ST系列储能系统的EMS能量管理模块，提升风储联合运行的调度精度。其次，该技术可优化iSolarCloud平台的新能源发电预测功能，通过多时序NWP数据融合提升预测准确度，为用户提供更可靠的发电计划和运维决策支持。特...

Jinxin Ouyang · Jianfeng Yu · Shoudong Xu · Shuqi Bi · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年12月

大规模风电场中风电机组运行状态差异给电力系统频率控制带来严峻挑战。双馈感应发电机（DFIG）可通过调节转子动能参与频率响应，其协调控制依赖于对功率支撑能力（PSC）的准确评估。现有评估方法多关注风速或转速等单一变量影响，忽略了转子转速、桨距角与转子电流间的耦合约束，导致PSC难以精确评估与充分利用。本文分析了机械功率动态变化下DFIG的功率特性，建立了计及多状态变量耦合约束的PSC模型，提出了相应的评估方法，并设计了基于不同运行状态的DFIG出力分配与风电场频率协调控制策略。算例验证了所提方法的...

解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器和大型储能系统的频率调节能力优化具有重要参考价值。文中提出的多状态变量耦合约束模型可用于完善储能系统的功率支撑能力评估,有助于提升PowerTitan等大型储能系统在电网频率调节中的表现。研究成果可直接应用于储能变流器的GFM控制算法优化,特别是在考虑多机组协调控制...

Hosna Khajeh · Sahar Seyyedeh-Barhagh · Hannu Laaksonen · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年12月

本文研究由风力发电机、电解制氢装置和氢储能组成的混合系统的优化协调运行。提出一种日前优化调度策略，使系统为输电运营商提供灵活性，通过频率 containment 储备（FCR）支持频率控制，并缓解邻近输电线路的拥塞。该策略充分利用电解槽与氢储能的灵活性，实现对风功率预测不确定性的鲁棒管理，并参与三种备用市场（FCR-N、上行和下行FCR-D）。基于芬兰实际频率偏差与市场价格数据的两个案例研究表明，该方法能有效应对正常运行及扰动下的频率不确定性，并优于基于现货价格或侧重自给自足的替代策略。

解读: 该研究对阳光电源储能产品线具有重要参考价值。文中提出的混合系统优化调度策略可直接应用于ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统,通过GFM控制技术实现FCR频率响应功能。研究的鲁棒管理方法可优化iSolarCloud平台的调度算法,提升储能系统对新能源波动的适应性。特别是多市场参与机制的...

Chunyang Pan · Shuli Wen · Miao Zhu · Jianjun Ma 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年12月

随着全球海上风电的快速发展，风电场规模不断扩大，提升整体经济性至关重要。现有研究多集中于直流串并联（SP）拓扑，成本较高。本文提出一种基于分层强化学习（HRL）的优化框架，采用先进的直流串-并-并（SPP）拓扑以提升经济性。该框架通过分层开环多旅行商问题（HOMTSP）建模SPP结构，并将集电系统布局优化（CSLO）分解为子问题，采用分层双Q学习（DQL）求解，结合拓扑引导机制修正交叉线路。基于真实风电场GIS数据与机组连接方案的案例研究表明，所提方法较直流SP和交流双端环状拓扑显著提升经济性。

解读: 该研究的SPP拓扑优化方法对阳光电源的海上风电和储能产品线具有重要参考价值。首先，优化后的直流集电系统布局可直接应用于我司ST系列储能变流器的集成设计，提升大型储能电站的经济性。其次，文中的分层强化学习框架可用于优化PowerTitan储能系统的拓扑结构和功率分配策略。此外，该方法也可迁移应用到SG...

Qian Wang · Xueguang Zhang · Ying Xu · Zhongkai Yi 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年12月

在强对流天气等极端事件下，电力系统的适应性与供电恢复能力至关重要。为此，本文提出一种具备空间灵活性的静动结合型电池储能系统（SMI-BESS）规划新方法，该系统可在静态与移动模式间灵活切换，以应对正常运行与极端天气。考虑强对流天气带来的极端风速、雷击和冰雹等多重威胁，构建了配电网综合脆弱性模型，并采用两类模糊集刻画可再生能源出力与网络故障的不确定性。建立了两阶段自适应分布鲁棒优化（2S-ADRO）模型，实现SMI-BESS的精细化规划。基于中国部分地区气象与电网数据的算例验证了所提方法的有效性。

解读: 该静动结合型储能系统规划技术对阳光电源PowerTitan储能系统和移动储能产品具有重要应用价值。研究提出的两阶段自适应分布鲁棒优化方法可直接应用于ST系列储能变流器的智能调度策略，通过iSolarCloud云平台集成强对流天气预警数据，实现储能系统在固定式与移动式（如充电桩车载储能）间的灵活切换。...

Isah A. Jimoh · Taimur Zaman · Mazheruddin Syed · Hong Yue 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年12月

风能转换系统的最大功率提取与并网传输依赖于高性能控制系统。本文提出一种鲁棒的管状线性参数变化模型预测控制器（TLPVMPC），用于双馈感应发电机（DFIG）系统的转速及定子有功与无功功率控制。将风机与DFIG建模为单一LPV系统，并转化为等效线性时不变（LTI）系统，避免预测矩阵的在线更新。基于LTI表示，设计包含约束收紧的跟踪型名义MPC与扰动补偿控制器的TLPVMPC，结合卡尔曼滤波估计扰动上界以降低保守性。仿真对比滑模控制、LPVMPC与NMPC方法，在模型不确定性及DFIG电压部分故障下...

解读: 该文提出的TLPVMPC控制方法对阳光电源的储能变流与风电并网产品具有重要参考价值。其鲁棒控制策略可优化ST系列储能变流器的并网性能,特别是在电网扰动工况下的功率调节能力。LPV建模与扰动补偿技术可用于改进PowerTitan大型储能系统的电网支撑功能,提升系统在弱电网条件下的稳定性。文中提出的约束...

Songyue Zheng · Lilin Wang · Lizhong Wang · Lijian Wu 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年12月

针对大型海上风力机柔性结构显著且运行于风浪耦合环境的特点，提出一种“规划-控制”分层控制器（PCHC）。内环采用工业标准控制器，外环引入基于非线性模型预测控制（NMPC）的规划器优化控制器参数。NMPC规划器通过可变预测时域求解多目标优化问题，并利用高斯过程回归补偿模型失配误差。设计联合成本函数在线鲁棒调节权重，兼顾功率与转速稳定性、结构载荷抑制及执行机构动作限制。仿真验证表明，PCHC在保持现有控制器架构的同时显著提升多目标性能，利于工程应用。

解读: 该文提出的'规划-控制'分层控制架构对阳光电源的储能与风电产品具有重要借鉴价值。其中非线性MPC规划器的多目标优化思路可用于ST系列储能变流器的功率调度与电池管理，实现储能系统的经济性与寿命的动态平衡。高斯过程回归补偿模型误差的方法也可应用于PowerTitan大型储能系统的预测性维护。此外，该控制...

Yuchen Zhu · Yongli Li · Botong Li · Tao Li 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年12月

针对基于二极管整流器和模块化多电平换流器（DR-MMC）高压直流输电的海上风电场在陆上交流故障下功率过剩的问题，提出一种内部能量分布控制（IEDC）策略。该策略利用风电机组转子动能和MMC子模块电容能量实现故障穿越与故障后恢复。通过本地量测实现故障检测，设计两阶段故障穿越控制，结合预设功率削减与能量吸收曲线，灵活分配多余能量至动能与MMC储能；当内部能量达限后启用附加桨距角控制以减少捕获风能。故障清除后，采用两阶段恢复策略实现有功功率快速恢复及储能能量释放。在两端与四端测试系统上的仿真验证了所提...

解读: 该研究提出的内部能量分布控制策略对阳光电源的储能与风电产品线具有重要参考价值。其中能量缓冲与分配技术可应用于ST系列储能变流器的故障穿越控制，特别是在大规模储能电站中协调电池与变流器的能量平衡。文中的两阶段故障恢复方法也可借鉴应用于PowerTitan储能系统的电网故障处理。此外，该技术对改进阳光电...

Junliang Liu · Xiong Du · Yiting Zhao · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年11月

弱电网下风电与光伏电站并网易引发稳定性问题。并网逆变器作为关键接口，其锁相环（PLL）控制器被证实对系统稳定性有显著影响。本文建立基于复变量的PLL小信号模型，分析其引入的附加扰动分量对稳定性的影响。研究发现，PLL会向控制回路注入额外扰动，降低系统阻尼。为此，提出一种注入反向扰动分量以抵消该不利影响的控制策略，有效提升了系统稳定性。相比降低PLL带宽等传统方法，所提策略兼具良好动态性能。仿真与实验结果验证了该方法的有效性。

解读: 该PLL扰动抑制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器在弱电网并网场景具有重要应用价值。当前阳光电源产品在高阻抗电网下面临稳定性挑战，传统降低PLL带宽方案会牺牲动态响应性能。该研究提出的反向扰动注入策略可直接集成到现有GFL跟网型控制架构中，在保持快速动态响应的同时提升系统阻尼，特别...

Zishuo Huang · Wenchuan Wu · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年11月

风电场被鼓励提供自动发电控制（AGC）服务，但风机间的复杂气动相互作用增加了AGC控制难度。本文提出一种基于推力系数（主要通过变桨角调节）和偏航角控制动作的显式风速预测模型，并基于Navier-Stokes方程的数值实验验证其准确性。鉴于推力系数与偏航角调节涉及显著不同的时间尺度，设计了一种双阶段模型预测控制（MPC）策略。该策略以所提风速预测模型作为各风机风速的代理模型，第一阶段根据预测时刻风电场可用功率是否充足优化偏航角参考值；第二阶段协调控制各风机的推力系数与偏航角，以跟踪AGC功率指令并...

解读: 该双阶段MPC控制策略对阳光电源的风电储能系统具有重要参考价值。首先，文中提出的风速预测模型可优化ST系列储能变流器的功率调度算法，提升风储联合运行效率。其次，基于时间尺度分离的双阶段控制思路可应用于PowerTitan大型储能系统的多时间尺度功率控制，协调电池荷电状态管理(慢)与功率快速响应(快)...

Zishuo Huang · Wenchuan Wu · Chenhui Lin · Zizhen Guo · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年11月

随着风电在电力系统中渗透率的提高，通过惯性和下垂控制使风电机组参与电网一次调频已得到验证。然而，在风电机组退出调频以恢复转速时，可能引发二次频率跌落（SFD）。本文提出一种协同控制策略以缓解SFD。首先建立包含同步机组与风电机组的系统频率响应模型，并构建风电转速动态预测模型。基于此优化风电场内各机组的下垂与惯性系数，在保证转速安全的前提下最小化总风能损耗，从而抑制SFD。进一步设计基于低通滤波器的平滑过渡策略，避免退出调频时有功功率突降。最后提出分阶段退出机制，防止大量机组同时退出导致功率骤减。...

解读: 该研究的协同频率控制策略对阳光电源ST系列储能变流器和大型储能系统具有重要参考价值。文中提出的系数优化分配和平滑退出机制,可直接应用于储能系统的GFM控制算法优化,提升电网支撑能力。特别是基于低通滤波的平滑过渡方案,可用于改进PowerTitan系统的调频响应特性,避免功率突变。这些技术创新对完善阳...

Jinxin Xiao · Pengda Wang · Sheng Huang · Qiaoqiao Luo 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年11月

针对尾流效应的时间延迟特性导致下游风电机组未来状态信息无法直接获取的问题，本文提出一种新型虚实结合的风电场动态最大功率发电控制方案。通过无时间延迟的尾流模型计算虚拟风电场风速，提前获取对应于实际风电场当前来流风速的未来状态信息。为保证虚实风电场状态一致性并提升优化模型精度，提出尾流模型动态校准方法以提高尾流风速预测精度。在此基础上实施基于校准模型的主动尾流控制策略，最大化虚拟风电场总发电量，并依据尾流延迟时间将最优控制指令延时下发至实际风电场。仿真结果表明，该方案在不同风况下均能提升尾流模型计算...

解读: 该虚实结合控制技术对阳光电源的储能和风电产品线具有重要应用价值。首先，文中提出的动态校准方法可优化ST系列储能变流器的功率预测算法，提升储能调度精度。其次，尾流模型的延时补偿思路可应用于PowerTitan大型储能系统的风光储联合控制，实现更精准的功率平滑。此外，该技术对风电场群控策略提供新思路，可...

Jinmu Lai · Yang Liu · Xin Yin · Lin Jiang 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年11月

电网故障引发的电压跌落、骤升和谐波等异常工况严重威胁双馈感应发电机（DFIG）风电转换系统的安全运行。为提升DFIG的故障穿越能力并优化变流器容量利用，本文提出一种基于动态重构混合互联变压器（DR-HIT）的新型DFIG风电系统。通过分析拓扑结构与工作原理，设计了多种运行模式及灵活切换策略。在电网正常时，DR-HIT工作于并联模式，通过多功能变流器与网侧变流器协同控制平抑输出功率波动；发生电压故障时，自动切换至串联模式，维持机端电压稳定；故障恢复后，灵活返回并联模式。仿真与实验结果验证了该方案在...

解读: 该研究提出的DR-HIT动态重构技术对阳光电源的储能变流器和风电变流器产品具有重要参考价值。其创新的串并联动态切换方案可应用于ST系列储能变流器的电网故障穿越控制，提升系统在电压跌落工况下的稳定性。同时，该技术的多功能变流器协同控制思路可优化PowerTitan大型储能系统的功率调节性能。此外，文中...

Ali Safaeinejad · Mohsen Rahimi · Dao Zhou · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年11月

大型风力机采用轻质材料建造，导致其在运行期间更易受阵风和尾流效应等外部扰动影响。本文旨在建立变桨控制系统设计与永磁同步风力机传动链、叶片及塔架固有动力学特性之间的联系。通过构建完整的动态模型，提出一种基于增益调度PI控制的变桨控制器，覆盖全变桨作动范围，并根据实时运行点调节参数，以保证稳定裕度并降低机组载荷。控制器设计结合频域响应、极坐标分析与模态分析，在多种工况下对线性化模型进行评估。非线性仿真结果表明，所提控制器较传统PI控制器具有更优的动态性能。

解读: 该研究对阳光电源的储能变流器和风电变流产品线具有重要参考价值。文中提出的基于增益调度的PI控制策略，可应用于ST系列储能变流器和风电变流器的功率控制优化。特别是其考虑全动态特性的建模方法，有助于提升阳光电源产品在大功率场景下的稳定性控制。通过引入实时参数调节机制，可优化储能PCS的动态响应特性，提高...

Miao Yu · Jinyang Han · Honghao Wu · Jiaxin Yan 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年11月

在新能源发展背景下，短期风功率预测的精度要求日益提高。针对风电出力受多重因素影响而具有随机性和波动性，且现有神经网络方法多忽略输入变量间交互作用的问题，本文探索BERT算法在风功率预测中的应用。提出Wind2vec变量嵌入方法以更高效拟合时序变量关系，并结合GARCH模型对预测结果进行波动性建模优化。采用自适应计算时间（ACT）方法对BERT主干网络参数进行微调，增强其对电力序列输入的适应性。通过双向注意力机制与Transformer架构捕捉历史风数据中的细粒度时序依赖关系。基于中国南方电网实际...

解读: 该研究的Wind2vec-BERT预测模型对阳光电源的储能与风电产品线具有重要应用价值。可直接应用于ST系列储能变流器的能量调度优化和PowerTitan大型储能系统的容量配置,提升系统经济性。BERT-GARCH-M模型的高精度预测能力可集成到iSolarCloud平台,优化风储联合运行策略,提升...

Yong Wan · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年11月

针对风力发电系统在全风速范围内的多重控制问题，本文提出一种基于估计器的双馈感应发电机与风力机协同控制方案，兼顾转速与机械功率的安全约束及最大功率点跟踪。首先设计全局估计器精确获取不可测的叶轮区转速，用于判别运行区域并生成参考指令；进而设计非线性自适应DFIG控制器与变桨控制器以跟踪参考目标；最后引入通用障碍Lyapunov函数确保系统物理安全约束的满足。通过多种随机风速下的蒙特卡洛仿真验证了该框架的优越性。

解读: 该研究提出的DFIG协同控制方案对阳光电源的储能变流器和风电变流产品线具有重要参考价值。其中全局估计器和自适应控制技术可优化ST系列储能变流器的并网控制性能,特别是在弱电网条件下的稳定性。通用障碍Lyapunov函数保障物理约束的方法,可应用于PowerTitan大型储能系统的安全保护。此外,该文的...

Baichuan Teng · Jianjun Ma · Miao Zhu · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年10月

基于二极管整流器（DR）的海上平台已被视为大规模海上风电场（WF）电能汇集并接入高压直流（HVDC）输电系统的优选方案。本文面向未来全直流海上风电输电系统（OWPTS）的应用，提出一种基于多端直流变电站（MTDCS）新概念框架的DR型海上平台新型设计，可实现分布式直流风电场与HVDC系统间的互联，并具备高电压升压能力。针对平台外部端口，提出详细的分层控制策略，实现强健的直流母线电压调节。通过MTDCS中各换流器的协调运行，优化无功功率分配并恢复运行频率。采用阻抗模型对MTDCS在宽工况范围内的稳...

解读: 该研究提出的DR型海上平台技术对阳光电源的大功率储能和风电变流产品具有重要参考价值。其分层控制策略可应用于PowerTitan储能系统的直流母线电压控制,优化ST系列储能变流器的无功功率分配。文中的多端直流变电站(MTDCS)架构对开发新一代海上风电变流器提供创新思路,特别是在高压升压和系统稳定性方...

Xiangyu Zhang · Yongxuan Huang · Yuan Fu · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年10月

构网型风力发电机与同步机之间的高效振荡能量传递是提升高比例可再生能源区域电网动态稳定性的重要途径。本文分析了构网型双馈感应风机与同步机间的弹性耦合关系，建立了包含构网型风电的两自由度动态系统模型，采用根轨迹法研究虚拟惯性和阻尼对系统稳定性的影响，并基于频率变化率约束获取虚拟惯性需求。进一步利用哈密顿能量函数法分析振荡能量传递机理，提出基于能量高效传递条件的构网型双馈风机控制参数设计方法。最后在New England系统及9节点硬件在环平台上验证了所提控制策略的有效性，结果表明其显著提升了双馈风机...

解读: 该研究对阳光电源的储能和风电变流器产品线具有重要参考价值。文中提出的构网型控制及能量传递机理可直接应用于ST系列储能变流器的VSG控制优化，特别是在大规模新能源并网场景中提升系统稳定性。基于频率变化率约束的虚拟惯性设计方法，可用于完善PowerTitan储能系统的一次调频功能。研究成果也可迁移应用到...