找到 18 条结果 · IEEE Transactions on Sustainable Energy
基于模型预测控制的多端直流输电连接海上风电场协调控制策略
Coordination Control Strategy of MTDC Connected Offshore Wind Farms Based on Model Predictive Control
Mingcheng Lyu · Sheng Huang · Guan Bai · Luobin Wang 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年9月
本文提出一种基于模型预测控制（MPC）的电压源换流器多端直流（VSC-MTDC）连接海上风电场的协调控制策略。首先，设计MPC-based风电机组控制策略，优化有功与无功功率控制，抑制疲劳载荷并维持机端电压。其次，提出MPC-based自适应下垂控制，用于跟踪风电场侧换流器功率，降低直流网络损耗或实现电网侧换流器功率分配，并通过降阶处理高阶项分析其稳定性。最后，基于包含多个风电场及换流器的系统模型实现多目标优化。在MATLAB/Simulink中搭建含3个风电场、3个风电场侧换流器和2个电网侧换...
解读: 该研究提出的MPC协调控制策略对阳光电源的储能和光伏产品线具有重要参考价值。MPC-based自适应下垂控制可优化应用于ST系列储能变流器的功率分配和电压调节,提升PowerTitan大型储能系统的并网性能。其多目标优化方法可用于SG系列光伏逆变器的MPPT和电网支撑功能优化,特别是在大型光储项目中...
一种数据驱动的桨距角与转矩控制方法以提升风电场运行性能与效率
A Data-Driven Pitch Angle and Torque Control Method for Enhanced Wind Farm Operation Performance and Efficiency
Luobin W · Sheng H · Ji Z · Guan B 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年9月
本文提出一种可逆深度门控网络（RDG-Net），用于风电场的桨距角（β）与发电机转矩（Tg）协同控制。该方法通过可逆实例归一化与深度可分离卷积（Revin-DSCNN）模型精确预测单个风电机组输出，抑制疲劳载荷并提升功率捕获效率。结合多头注意力与门控图循环神经网络（multi-GGRNN），有效建模机组间尾流耦合关系，避免高维数学建模带来的计算复杂性。RDG-Net部署于分布式服务器，实现在线训练，增强模型适应性与泛化能力。MATLAB仿真验证了其有效性。
解读: 该数据驱动的控制方法对阳光电源风电变流器及储能系统具有重要参考价值。RDG-Net的可逆深度门控架构可优化应用于ST系列储能变流器的功率调度算法,提升系统响应速度与控制精度。其多头注意力机制对建模储能集群间的功率协调具有启发意义,可用于优化PowerTitan大型储能系统的群控策略。此外,该方法的分...
一种基于张量的风电场动态等值建模聚类方法
A Tensor-Based Clustering Method for Dynamic Equivalent Modeling of Wind Farms
Yihao Yang · Yijun Xu · Wei Gu · Lamine Mili 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年9月
采用详细风电机组模型仿真大规模风电场计算成本高昂，亟需兼顾精度的简化建模方法。针对复杂风速条件与网络结构带来的风电场暂态等值精度难题，本文首次提出一种基于张量分解的聚类方法，通过合理分组捕捉风电场高维动态特征，实现精确降阶建模。首先构建保持时空特性的张量结构数据集，进而设计兼顾稀疏性与平滑性的张量分解策略以提取低维特征并指导聚类；最后定制网络聚合策略降低功率损耗误差。多种布局、故障与风况下的仿真结果验证了该方法的优越性能。
解读: 该张量聚类建模方法对阳光电源的大型储能及风电产品具有重要应用价值。可直接应用于PowerTitan储能系统的多机组协调控制和ST系列储能变流器的群控优化,通过降维聚类提升计算效率。对于风电场接入的储能系统,该方法能更精确地预测风电波动特性,优化储能容量配置和调度策略。技术创新点在于通过张量分解捕捉高...
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...
基于协调控制策略的永磁同步风力发电机风湍流致功率波动抑制
Wind Turbulence-Induced Power Fluctuations Mitigation in PMSG-Based Wind Turbines By a Coordinated Control Scheme
Ali Safaeinejad · Mohsen Rahimi · Dao Zhou · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年7月
大型风力机中持续的风湍流易引发功率波动，降低电力模块可靠性并加剧轻质结构部件的机械应力，给运行与维护带来挑战。本文分析了永磁同步风力机中功率波动的特性，提出一种无需附加储能装置、适用于额定风速上下工况的协调控制策略。该策略在低于额定风速时无需辅助控制即可抑制波动；高于额定风速时，通过机侧变流器虚拟调节转子惯性、网侧变流器引入阻尼分量，并结合变桨系统增强阻尼效果，且优化了反馈增益间的耦合影响。仿真结果表明，所提方法能有效抑制电气与机械振荡。
解读: 该协调控制策略对阳光电源风电变流器及储能系统具有重要应用价值。文章提出的虚拟惯性调节与阻尼控制方法可直接应用于ST系列储能变流器的功率平滑控制，通过机侧与网侧变流器协同抑制功率波动，无需额外储能装置即可降低功率模块热应力，提升IGBT/SiC器件可靠性。该技术与阳光电源现有的VSG虚拟同步机控制形成...
具有新型控制策略的串联隔离并联风电场直流汇集系统
Novel Series-Isolated-Parallel Wind Farm DC Collection System with New Control Strategies
Yousef N. Abdelaziz · Khaled H. Ahmed · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年7月
相较于传统交流系统，海上风电场直流汇集系统可显著降低重量与体积。其中，串并联结构虽效率较高，但因直流-直流变换器位于风电机组串联支路前端，易受直流短路故障影响而可靠性较低。本文提出一种新型串联隔离并联风电场（SIP-WF）架构，通过为每组串联风电机组配置隔离型直流-直流变换器，实现固有直流故障阻断能力，无需外部直流断路器。各风机仅采用无源整流器，保证了系统高效率。针对不同风况下的最大功率点跟踪问题，提出两种集中式控制策略，实现单变换器对多风机的协调控制。MATLAB/Simulink仿真验证了所...
解读: 该串联隔离并联架构对阳光电源的储能与光伏产品线具有重要参考价值。其中隔离型DC-DC变换器的固有故障阻断特性可应用于ST系列储能变流器和PowerTitan系统,提升大规模储能场站的可靠性。文中提出的集中式MPPT控制策略可优化SG系列组串式逆变器的能量采集效率。同时,该架构采用SiC器件与无源整流...
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...
考虑尾流延迟特性的海上风电场LPV模型预测控制
LPV Model Predictive Control for Offshore Wind Farms Considering Wake Delay Characteristics
Yang Liu · Jiahao Lin · Ling-ling Huang · Cheng Hua 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年7月
大规模海上风电场中显著的尾流效应要求充分考虑其延迟特性，而该特性在控制中常被忽视。针对尾流动态演化与风机控制模型参数变化之间的耦合问题，本文提出一种考虑尾流延迟特性的线性参数可变（LPV）模型预测控制方法。通过构建准稳态尾流模型，将尾流延迟特性融入风电场LPV模型，并结合两阶段降维策略简化计算，协同优化疲劳损伤均衡与发电量提升。16台风机的仿真结果表明，所建模型能准确描述尾流延迟的空间分布，所提控制方法在风速风向动态变化下有效捕捉机组间风速延迟与波动特性，显著提高发电量并降低疲劳应力，且相比静态...
解读: 该研究的尾流延迟LPV模型预测控制技术对阳光电源的储能和风电产品具有重要参考价值。首先，其动态建模方法可优化ST系列储能变流器的功率预测算法，提升大型储能电站的调度效率。其次，文中的疲劳损伤均衡策略可应用于PowerTitan系统的电池管理，延长储能设备寿命。此外，该控制方法在处理多设备耦合方面的创...
一种用于风力发电机组构网控制的新型优化参数整定算法以抑制功率振荡
A Novel Optimized Parameter Tuning Algorithm for Wind Turbine Grid-Forming Control to Mitigate Power Oscillations
Duc-Tung Trinh · Yuan-Kang Wu · Manh-Hai Pham · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年7月
随着同步发电机向可再生能源的转型加速，构网型风电机组在维持电力系统稳定性方面的作用日益突出。然而，若未充分考虑内外环控制间的交互影响，可能引发功率振荡。本文基于线性化状态空间模型，对控制参数在构网型风电系统中引发功率振荡的影响进行系统性灵敏度分析，并结合小信号模型提出一种优化控制算法，综合考虑特征值阻尼比与控制带宽等约束，实现内外环参数的自动整定。通过WSCC 9节点和新英格兰39节点系统的仿真验证，所提方法能有效抑制风电机组输出功率振荡，进而降低同步机侧的功率波动。
解读: 该研究对阳光电源的储能和风电产品线具有重要参考价值。文中提出的基于状态空间模型的参数优化方法，可直接应用于ST系列储能变流器和风电变流器的GFM控制系统，有助于提升系统稳定性。特别是在大规模新能源并网场景下，该算法可优化PowerTitan储能系统的内外环控制参数配置，有效抑制功率振荡。这一方法也可...
构网型风力发电机与构网型储能系统的协调控制在电力系统恢复中的应用
Coordinated Control of Grid-Forming Wind Turbines and Grid-Forming Energy Storage Systems for Power System Restoration
Yuping Zhang · Yunyun Xie · Sheng Cai · Qiuwei Wu 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年5月
构网型风力发电机（GFM-WT）因其快速重启和支撑电网的能力，为含风电电力系统的恢复提供了新途径。然而，单台GFM-WT需依赖外部构网电源实现自启动，且其支撑能力易受风功率不足影响，可能导致恢复失败。为此，本文提出将GFM-WT与构网型储能系统（GFM-ESS）协同构成黑启动电源。GFM-ESS可为GFM-WT提供自启动条件，并增强其应对风功率波动和负荷恢复暂态的支撑能力。为确保恢复过程稳定，设计了预同步控制、抑制并联振荡的电力系统稳定器，以及考虑风机转速与系统频率稳定的模型预测二次调频控制策略...
解读: 该GFM-WT与GFM-ESS协调控制技术对阳光电源PowerTitan储能系统和ST系列储能变流器具有重要应用价值。文中提出的预同步控制、PSS抑制并联振荡及MPC二次调频策略，可直接应用于阳光电源构网型储能产品的黑启动功能开发，增强其在新能源场站孤网运行和电网恢复场景下的支撑能力。特别是MPC控...
通过数据驱动的模型预测独立变桨控制提升大型风力机运行稳定性
Improving Operational Stability of Large-Scale Wind Turbines Through Data-Driven Model Predictive Individual Pitch Control
Songyue Zheng · Lijian Wu · Lizhong Wang · Lilin Wang 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年3月
针对结构柔性显著的现代大型风力机在非对称与随机气动载荷下运行稳定性差的问题，本文提出一种基于数据驱动模型预测控制的独立变桨控制方法（DMPC-IPC）。该方法通过优化转速/功率波动抑制、非对称载荷衰减及结构阻尼调节等多目标性能指标提升系统稳定性。采用任意多项式混沌展开构建代理模型，并结合高斯过程回归量化模型不确定性，以预测变桨对非线性动态响应的影响；设计一阶阴阳对优化求解器高效求解多步预测代价函数。基于DTU-10MW风力机在极端阵风与湍流风况下的全工况仿真验证表明，该方法显著提升了运行稳定性并...
解读: 该数据驱动的模型预测控制技术对阳光电源储能和风电产品线具有重要参考价值。其中的多目标优化和不确定性预测方法可应用于ST系列储能变流器的功率调节和PowerTitan系统的稳定性控制。特别是文中提出的高斯过程回归预测方法,可优化储能系统的SOC预测和调度策略;多步预测代价函数的优化思路也可用于改进储能...
风电机组齿轮箱载荷降低的风电场最优功率控制
Optimal Power Control in Wind Farms for Gearbox Load Reduction
Juan Wei · Yuxiang Li · Hanzhi Peng · Sheng Huang 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年2月
时变工况下快速的功率与转矩波动会加剧风电机组齿轮箱的疲劳载荷并提高故障率。本文提出一种面向风电场的最优功率控制方法，在跟踪输电系统运营商功率调度指令的同时，优化功率分配以抑制齿轮箱内部振动位移波动，降低疲劳载荷。通过分析行星架、行星轮、太阳轮和直齿轮等关键部件的传动机制，构建了描述齿轮箱内部振动与机械转矩及输出功率关系的动态模型。基于模型预测控制框架建立最优控制问题，并构建基于齿轮箱实时振动状态的疲劳评估系统，用于表征机组运行品质并指导风电场发电调度，为风电场优化调度提供安全边界，有效抑制潜在故...
解读: 该风电场最优功率控制技术对阳光电源储能和光伏产品线具有重要借鉴价值。其基于模型预测控制的功率分配优化思路可应用于ST系列储能变流器的多机组协调控制,有助于降低储能系统的机械应力和疲劳载荷。文中的振动状态实时监测和疲劳评估方法也可集成到iSolarCloud平台,用于SG系列逆变器的预测性维护。特别是...
基于风电参与的含能量备用与虚拟惯量的频率约束调度
Frequency Constrained Dispatch With Energy Reserve and Virtual Inertia From Wind Turbines
Boyou Jiang · Chuangxin Guo · Zhe Chen · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年1月
随着风电渗透率提高和常规机组逐步退役，风电机组（WTs）在提供稳态能量备用（ER）和频率支撑方面潜力显著。本文提出一种计及风电能量备用与虚拟惯量的频率约束调度新框架。建立了WT的ER与虚拟惯量模型，分别利用减载运行和转子动能作为能量来源；推导了考虑WT在频率谷值退出惯量响应的系统频率响应与机组功率动态；构建了以WT调频参数和转子转速为决策变量的随机优化频率约束调度模型，充分反映机械-电气耦合及暂态-稳态过程交互；采用凸包松弛、近似及深度神经网络将非线性模型转化为混合整数二阶锥规划模型。IEEE ...
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策略具有重要参考价值。文中提出的风电虚拟惯量与能量备用协调控制框架,可迁移应用于储能系统的GFM控制,优化PowerTitan等大型储能产品的一次调频性能。特别是文中基于深度神经网络的非线性模型简化方法,有助于提升储能VSG控制的实时性能。研...
基于内部能量分布控制的海上风电场故障穿越及恢复策略
Internal Energy Distribution Control Based Fault Ride-Through and Postfault Recovery Strategy for Offshore Wind Farms Connected to DR-MMC HVDC Under Onshore AC Grid Faults
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...
考虑全动态特性与满载区域的永磁同步风力发电机变桨控制策略
Pitch Control Scheme Considering Entire Dynamics and Full-Load Region in PMSG-Based Wind Turbines
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...
基于直驱PMSG风力发电机系统恢复过程中的快速功率调节方法
Fast Power Regulation Method During System Restoration for D-PMSG-Based Wind Turbines
Guohang Huang · Sheng Huang · Juan Wei · Hesong Cui 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年9月
桨距动作速度是限制风力发电机功率爬坡速率的主要因素之一。通过在风轮、叶片和发电机转子中存储动能，可在减少桨距调节的情况下实现更快的功率调控，适用于 blackout 后系统恢复等需快速注入功率的场景。本文提出一种适用于直驱永磁同步风力发电机（D-PMSG）的新型快速功率调节方法，提前完成耗时的桨距角减小过程，并在外部系统恢复前储备动能，从而在系统恢复初期即实现最大功率输出。分析了D-PMSG风机的可行运行边界及其对外部系统的最大功率支撑能力，避免高动能储备引起的变流器调制问题。该方法可显著提升功...
解读: 该快速功率调节技术对阳光电源储能和风电产品线具有重要参考价值。通过动能储备和桨距预调节实现的快速功率响应机制,可应用于ST系列储能变流器的黑启动和系统恢复功能优化。其动能管理思路可借鉴到PowerTitan储能系统的功率调节策略中,提升大规模储能电站的一次调频性能。该方法对变流器功率边界的分析也可用...
基于二极管整流器高压直流输电连接的构网型海上风力发电机启动控制
Startup Control of Grid-Forming Offshore Wind Turbines Connected to the Diode-Rectifier-Based HVDC Link
Zuan Zhang · Xiaowei Zhao · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年9月
基于二极管整流器（DR）的高压直流输电被视为连接偏远海上风力发电机（WTs）与陆上电网的经济方案。然而，DR为无源器件，无法支持风机启动。本文研究利用风能实现DR连接风机的自主启动，避免额外电网支撑或储能系统，降低整体成本。启动过程中风机有功输出极低，易导致转子超速，且同步时可能产生功率冲击。为此，本文创新性地设计了变桨控制策略，并提出无需锁相环的平滑同步控制方法，有效提升启动过程的稳定性与可靠性。通过全面仿真验证了所提控制策略的可行性。
解读: 该研究的构网型控制与无源整流器启动技术对阳光电源ST系列储能变流器及海上风电解决方案具有重要价值。文中提出的无锁相环平滑同步控制方法可直接应用于PowerTitan储能系统的GFM控制策略优化，提升弱电网或孤岛模式下的自启动能力。变桨协同控制思路可借鉴至光储混合系统的功率协调管理，解决启动过程中的功...
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...