找到 16 条结果 · IEEE Transactions on Sustainable Energy
基于DFIG风力发电机的时变惯性表征及其在电力系统频率动态分析中的应用
Time-Varying Inertia Characterization of DFIG-based Wind Turbines for Power System Frequency Dynamic Analysis
Yifan Fang · Wei He · Yanjun Liu · Jiabing Hu 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年8月
准确评估可再生能源发电的惯性响应对频率稳定至关重要。然而，以双馈感应发电机（DFIG）为代表的风力发电机具有固有的时变惯性特性，与同步发电机有本质区别。现有惯性评估方法多基于同步机的时域惯性常数，难以刻画该时变特性，直接套用缺乏理论依据。本文基于角动量定理推导了时变惯性的计算表达式，揭示其随扰动动态变化的特性。进一步研究频域惯性表征方法，实现与扰动无关的惯性描述，并建立频域与时域惯性间的数学关系，阐明频域惯性的物理意义。IEEE 39节点系统仿真验证了频域方法能准确捕捉惯性动态，适用于高比例新能...
解读: 该DFIG时变惯性表征技术对阳光电源构网型储能系统具有重要应用价值。ST系列储能变流器的虚拟同步机VSG控制需准确模拟惯性响应，传统基于同步机恒定惯性常数的方法难以适配风储混合场景。文中提出的频域惯性表征方法可为PowerTitan储能系统提供与扰动无关的惯性参数整定依据，优化GFM控制器的虚拟惯量...
基于MMC-HVDC并网的DFIG风电场机电时间尺度暂态稳定性分析
Transient Stability Analysis of MMC-HVDC Connected DFIG-based Wind Farms in the Electromechanical Timescale
Jiajun Wang · Wenjuan Du · Qiang Fu · Bixing Ren 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年7月
本文研究了通过模块化多电平换流器（MMC）高压直流输电系统并网的双馈感应发电机（DFIG）风电场在机电时间尺度下的暂态稳定性。故障期间，MMC进入限流模式，与DFIG控制系统的耦合作用加剧了稳定性问题。为此构建了大信号模型，揭示了暂态稳定机理，并提出了计及锁相环影响的暂态稳定指标，量化评估DFIG与MMC耦合引发的失稳风险。同时分析了限流模式及速度控制增益、转子阻尼、惯性系数和故障位置与严重程度等参数的影响，并提出针对性改进措施。最后通过Modeling Tech微网实时仿真平台的硬件在环实验验...
解读: 该研究对阳光电源的MMC储能系统和大型风电并网产品具有重要参考价值。研究的DFIG与MMC耦合暂态稳定性问题,对ST系列储能变流器和PowerTitan系统的故障穿越能力优化具有直接指导意义。特别是限流模式下的控制策略和稳定性评估方法,可用于提升储能变流器的电网友好性。同时,文中提出的计及锁相环影响...
双馈风电系统中电流控制与直流电容动态交互的跨时间尺度研究
Current Control and DC Capacitor Dynamic Interaction in a Cross-Timescale Manner in DFIG-WT Dominated Power Systems
Wei Wang · Yingbiao Li · Jiabing Hu · Jianbo Guo · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年7月
基于双馈感应发电机（DFIG）的风力发电机组包含多时间尺度运行的控制环路与储能元件，易引发跨时间尺度的动态交互。现有研究多关注单一时间尺度或控制环路间的耦合，较少涉及控制与储能元件间的跨尺度影响。本文揭示交流电流控制时间尺度上的电流控制对直流电压控制时间尺度下直流电容动态特性的跨尺度影响机制。通过模态分析识别该影响现象与规律，构建等效电路模型解析其作用机理，并在四机两区系统及中国西北电网中进行仿真验证。
解读: 该研究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。研究揭示的电流控制与直流电容动态交互机制，可直接应用于ST系列储能变流器和风电变流器的控制系统优化，特别是在大容量储能系统PowerTitan的多时间尺度控制设计中。通过跨时间尺度分析方法，可提升产品在弱电网条件下的并网稳定性，优化直流母...
含多台集成式双馈感应风力发电机的电力系统吸引域估计
Region of Attraction Estimation for Power Systems With Multiple Integrated DFIG-Based Wind Turbines
Yang Liu · Huanjin Yao · Pengyu Di · Yingjie Qin 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年6月
针对含多台双馈感应风力发电机（DFIGWT）的电力系统缺乏适用建模方法，导致其吸引域（ROA）边界解析描述尚未充分研究的问题，本文提出一种包含多台DFIGWT的电力系统常微分方程（ODE）模型。该机电模型在单机无穷大系统和改进的3机9节点系统中验证，与完整模型轨迹比较的均方根误差低于9.5%，能准确捕捉低频动态特性。通过非线性坐标变换将其转化为多项式微分代数方程（DAE）模型，并采用基于平方和规划的改进扩展内点算法（EIA）估计ROA。在含多台DFIGWT与同步发电机的测试系统中验证了模型可行性...
解读: 该研究对阳光电源的储能与风电产品线具有重要参考价值。文中提出的多DFIG建模方法可用于优化ST系列储能变流器的并网控制策略,特别是在大规模风储联合并网场景中。通过吸引域(ROA)估计技术,可提升PowerTitan储能系统的暂态稳定性控制性能,为GFM/GFL控制算法优化提供理论支撑。研究成果可直接...
用于风电集成系统次同步控制相互作用的分布式阻尼评估方法
Distributed Damping Evaluation Method of the Power Systems Integrated With Wind Farms During the Sub-Synchronous Control Interaction
Jiangbei Han · Chengxi Liu · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年5月
本文提出一种分布式阻尼评估方法（DDEM），用于评估双馈感应发电机（DFIG）型风电场在次同步控制相互作用（SSCI）下的阻尼分布特性。该方法通过系统阻尼损耗因子（DLF）的显式表达式，识别振荡频率下DFIG风电机组的敏感控制参数，并实时计算各元件或子系统的分布式阻尼损耗因子（DDLF），以量化其阻尼贡献。首先建立基础振动系统的DLF概念，并推广至振荡电力系统；随后推导DFIG风电场在次同步频率下的DLF解析表达式，结合耗散能量与最大暂态能量分析，并依据系统物理结构将DLF分解为DDLF，进而构...
解读: 该分布式阻尼评估方法对阳光电源的储能变流器和风电变流器产品具有重要应用价值。通过DLF和DDLF的实时计算，可优化ST系列储能变流器和风电变流器的次同步振荡抑制能力。该方法可集成到iSolarCloud平台，实现系统阻尼特性的在线监测和预警。特别是在大型储能电站中，该技术有助于PowerTitan系...
基于双环几何控制的定子磁链调控方法用于提升DFIG风电系统低电压穿越性能
Dual-Loop Geometric Control of Stator Flux for Improved LVRT Response in DFIG-Based Wind Turbine Systems
Jacqueline Dubreuil · Ignacio Galiano Zurbriggen · Jeff Pieper · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年3月
基于双馈感应发电机（DFIG）的风力发电系统对电网扰动敏感，影响电力系统稳定性。电网故障时，定子磁链暂态过程易引发转子过电压，导致变流器饱和甚至损坏。本文提出一种新颖的双环状态平面控制架构，通过外环几何控制器在解耦状态空间中实现快速可控的暂态响应，并兼顾多种参考轨迹设计。该控制策略在无需附加硬件、切换电路或故障检测机制的前提下，统一处理稳态与暂态工况。基于性能指标的调参方法优化了不同电压跌落程度下的动态响应，仿真验证了所提方法在各类故障下均能实现快速恢复，极端故障下功率参考跟踪时间小于一个工频周...
解读: 该双环几何控制技术对阳光电源的储能变流器和光伏逆变器产品线具有重要参考价值。特别是ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器在弱电网或故障工况下的并网控制可借鉴其快速磁链调控思路。通过在状态空间实现解耦控制,可优化产品的电网故障穿越性能,提升系统稳定性。该方法无需增加硬件成本,可通过控制算法升级实现产品...
考虑多状态变量耦合约束的双馈风电场功率支撑能力与频率协调控制建模
Modeling of Power Support Capability and Frequency Coordinated Control of DFIG-Based Wind Farm Considering Coupling Constraints of Multi-State Variables
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...
基于管状模型的线性参数变化风能转换系统预测控制
Tube-Based Linear Parameter-Varying Model Predictive Control for Wind Energy Conversion Systems
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...
基于动态重构混合互联变压器技术的双馈感应发电机风电系统故障穿越能力提升
Enhancing Fault Ride-Through Capability of DFIG-Based WECS Using Dynamic Reconfiguration Hybrid Interlinking Transformer Technique
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...
基于DFIG的风力发电系统全运行区域协同控制
Cooperative Control for DFIG-Based Wind Turbine Generation System Covering All Operating Regions
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...
构网型风力发电机的振荡能量传递与综合稳定控制
Oscillation Energy Transfer and Integrated Stability Control of Grid-Forming Wind Turbines
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...
基于路径阻尼转矩分析的双馈感应发电机功率振荡阻尼器对电力系统振荡阻尼能力的解析评估
Analytical Evaluation to Power System Oscillation Damping Capability of DFIG-POD Based on Path Damping Torque Analysis
Shenghu Li · Jianqiao Ye · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年9月
随着风电渗透率增加，电力系统阻尼减弱，可能导致低频振荡加剧。传统同步发电机通过电力系统稳定器抑制振荡，而双馈感应发电机（DFIG）则采用功率振荡阻尼器（POD）。现有阻尼转矩分析方法难以适用于POD，因其无法有效识别与DFIG相关的阻尼路径及其与POD的耦合特性。本文利用线性分数变换技术推导了POD与DFIG耦合的解析表达式，提出了路径阻尼转矩分析法以重构POD的阻尼路径，并基于回差矩阵提出阻尼贡献度指标。仿真结果验证了模型的有效性与精度，并实现了多输入POD参数优化，展示了该模型的应用价值。
解读: 该研究对阳光电源储能和风电产品线具有重要参考价值。文中提出的路径阻尼转矩分析方法可直接应用于ST系列储能变流器的GFM控制优化，特别是在大规模储能电站中提升系统稳定性。对于阳光电源正在开发的风电变流器产品，该POD控制策略可集成到现有控制平台，通过多输入参数优化提升低频振荡抑制能力。研究成果也可迁移...
双馈感应风力发电机系统中电流控制与转子转速控制时间尺度间跨时间尺度交互作用分析
Cross-Timescale Interaction Analysis Between Current Control and Rotor Speed Control Timescale Dynamics in a High-Proportion DFIG-WT System
Jiabing Hu · Wei Wang · Yingbiao Li · Jianbo Guo · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年9月
电力电子设备包含多时间尺度的储能元件与控制回路，导致其动态过程呈现多时间尺度特性。现有研究多聚焦单一时间尺度，较少考虑跨时间尺度相互作用。本文针对高比例双馈感应风电机组系统，分析电流控制对转子转速控制时间尺度的跨尺度影响。基于含锁相环同步双馈风机的两机两区域系统，通过模态分析揭示锁相环对跨时间尺度交互的影响；推导电流控制等效电路，阐明其对转子运动的跨尺度作用机制，并揭示与电流控制相关的LC谐振机理。最后通过实时数字仿真验证了相关现象与机制。
解读: 该跨时间尺度交互分析技术对阳光电源ST储能变流器和风电变流器产品具有重要价值。研究揭示的电流控制与转速控制间跨尺度耦合机理，可直接应用于PowerTitan储能系统的多时间尺度协调控制优化，避免快速电流环与慢速功率环间的振荡风险。所提出的PLL影响机制和LC谐振分析方法，为阳光电源构网型GFM控制策...
基于双馈感应发电机的风电机组时变惯量表征方法用于电力系统频率动态分析
Time-Varying Inertia Characterization of DFIG-Based Wind Turbines for Power System Frequency Dynamic Analysis
Yifan Fang · Wei He · Yanjun Liu · Jiabing Hu 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年8月 · Vol.17
本文针对双馈风电机组惯量时变特性，提出基于角动量定理的时域惯量计算方法，并建立频域惯量表征模型，揭示其物理本质。IEEE 39节点系统仿真验证该方法可准确刻画惯量动态，适用于高比例可再生能源系统的频率稳定分析。
解读: 该研究对阳光电源风电变流器及构网型储能系统（如PowerTitan在风光储协同场景中）的惯量支撑功能设计具有重要指导价值。虽阳光电源主力为光伏逆变器与储能PCS，但其ST系列PCS及PowerStack在风电配套调频应用中需精准建模DFIG/直驱机组的等效惯量响应。建议在iSolarCloud平台中...
基于MMC-HVDC并网的双馈风电机组暂态稳定性分析
Transient Stability Analysis of MMC-HVDC Connected DFIG-Based Wind Farms in the Electromechanical Timescale
Jiajun Wang · Wenjuan Du · Qiang Fu · Bixing Ren 等7人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年7月 · Vol.17
本文研究MMC-HVDC接入下双馈风电场在机电时间尺度下的暂态稳定性。揭示了故障时MMC限流模式与DFIG控制系统耦合引发的失稳机理，提出考虑锁相环动态的暂态稳定指标，并通过硬件在环仿真验证。
解读: 该文对阳光电源风电变流器（如SG1250/1500系列风电变流器）及构网/跟网协同控制具有重要参考价值。其关于MMC-HVDC与DFIG交互失稳机制的分析，可支撑我司ST系列PCS在风光储混合并网场景下的暂态响应优化；提出的含PLL动态的稳定性指标，可用于升级iSolarCloud平台对风电场级暂态...
DFIG风电机组主导电力系统中电流控制与直流电容动态的跨时间尺度交互机制
Current Control and DC Capacitor Dynamic Interaction in a Cross-Timescale Manner in DFIG-WT Dominated Power Systems
Wei Wang · Yingbiao Li · Jiabing Hu · Jianbo Guo · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年7月 · Vol.17
本文揭示双馈风电机组中交流电流控制环（毫秒级）对直流母线电容电压动态（百毫秒级）的跨时间尺度影响机制，通过模态分析与等效电路建模阐明耦合机理，并在四机两区域系统及中国西北电网模型中验证。
解读: 该研究对阳光电源风电变流器（如SG1250/1500系列双馈/全功率变流器）的多时间尺度协同控制具有重要参考价值，尤其在弱电网、高渗透率场景下提升DC链路稳定性与LVRT/HVRT响应一致性。建议将跨尺度动态建模方法融入ST系列PCS及构网型风电变流器的控制算法升级中，强化直流母线电压-电流协同调节...