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一种可切换的跟网型与构网型控制新结构设计
A Novel Design for Switchable Grid-Following and Grid-Forming Control
Huazhao Ding · Rabi Kar · Zhixin Miao · Lingling Fan · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年12月
本文提出了一种新型构网型（GFM）控制结构的设计方法，该结构由典型的跟网型（GFL）控制结构经最小化修改而来，通过手动切换标志位即可实现电压源换流器（VSC）在GFL与GFM模式间的灵活切换。所设计的VSC可在并网模式下通过锁相环（PLL）同步至主电网运行于GFL模式，也可在并网或孤岛条件下以基于功率的同步机制运行于GFM模式。为确保运行的平稳性，本文通过一系列实验对控制策略及模式切换逻辑进行了验证。实验结果表明，该可切换控制结构能有效实现预期控制功能，并支持控制模式间的平滑切换。
解读: 该可切换GFL/GFM控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan储能系统具有重要应用价值。通过最小化修改实现模式切换的设计思路，可直接应用于现有产品的固件升级，降低硬件改造成本。在并网场景下，ST储能系统可运行于GFL模式提供功率支撑；在弱网或孤岛工况下自动切换至GFM模式维持电网稳...
电弹簧的无差拍预测有功和无功功率控制
Deadbeat Predictive Active and Reactive Power Control of Electric Spring
Qingsong Wang · Songhao Chen · Fujin Deng · Ming Cheng 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月
随着电力系统可再生能源比例增长,电网稳定性需要专用能量消纳技术。电弹簧(ES)是新型电力电子装置,通过将用户负荷分为关键负荷(CL)和可调节非关键负荷(NCL),将CL功率波动转移至NCL解决功率波动问题。研究典型电压源型ES拓扑,提出ES系统无差拍预测功率控制策略,通过应用计算的ES参考电压到逆变器分别控制系统有功和无功功率,具有良好动态性能、无稳态误差、无需参数整定和无需锁相环(PLL)。为解决基于模型控制的参数敏感性问题,实现基于递归最小二乘(RLS)的集成在线参数辨识方法。仿真和实验验证...
解读: 该电弹簧无差拍预测功率控制技术对阳光电源储能系统的电网友好型控制有创新启发。无PLL有功无功独立控制方法可应用于ST储能变流器的功率波动平抑功能,提高动态响应速度和控制精度。在线参数辨识技术对阳光电源逆变器的鲁棒性提升有借鉴价值。该技术对PowerTitan储能系统参与电网调峰调频和可再生能源消纳有...
提升混合同步控制型虚拟同步发电机系统的同步能力
Improved Synchronization Capability for Hybrid-Synchronization-Controlled VSG Systems
Ruoxue Yu · Xianfu Lin · Yiyi Zhang · Jimmy Chih-Hsien Peng · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月
混合同步控制（HSC）技术结合了虚拟同步发电机（VSG）的功率同步与锁相环（PLL）控制，具有优良动态性能，但其小信号特性如稳定性区域、虚拟惯性和阻尼性能尚不明确。本文从阻抗角度分析HSC-VSG系统，考虑功率环与内环控制间的耦合，揭示HSC在弱电网中可能引入q轴阻抗非无源区，降低等效惯性和阻尼。为此，提出一种引入解耦强化与混合频率前馈的改进HSC方法，有效抑制阻抗交点引发的失稳，增强虚拟惯量与阻尼响应，改善频率变化率与频率最低点。实验验证了该方案的理论有效性。
解读: 该混合同步控制优化技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。针对弱电网并网场景，改进的HSC方法通过解耦强化和混合频率前馈，有效解决了q轴阻抗非无源区导致的稳定性问题，可直接应用于优化现有VSG控制策略。该技术能增强储能系统在高阻抗电网下的虚拟惯量和阻尼响应...
基于滑模方法的不平衡与弱电网下并网逆变器有限时间鲁棒控制器
Finite-Time Robust Controller Using Sliding Mode Approach for Grid-Connected Inverters Under Unbalanced and Weak Grids
Pooyan Alinaghi Hosseinabadi · Saad Mekhilef · Hemanshu Pota · Mostefa Kermadi 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月
本文提出并通过实验验证了一种用于并网三相逆变器的新型无抖振有限时间滑模控制器，旨在提高注入电网的电流质量。所提出的控制器应用于电流控制环和锁相环（PLL）。该控制器融入了有限时间稳定性概念，确保在特定的调节时间内实现稳定，并且与传统的渐近稳定性相比，响应速度更快。其设计特点是在滑模面和控制律中引入了具有多个可调设计参数的新型非线性项。此外，通过对符号函数进行时间积分来平滑控制信号。这种方法在设计参数选择上提供了更大的灵活性，能够有效平衡快速响应、鲁棒性和抖振消除。针对趋近阶段和滑模阶段，对闭环系...
解读: 从阳光电源的业务角度分析，这项基于有限时间滑模控制的并网逆变器技术具有显著的应用价值。该技术直接针对弱电网和不平衡电压等非正常工况，这正是我们光伏逆变器和储能系统在实际应用中面临的核心挑战，尤其在电网基础设施薄弱的新兴市场和高比例新能源接入场景。 技术层面，该方案通过在电流控制环和锁相环同时应用有...
一种改进电能质量和抑制功率波动的自同步并网虚拟同步机自适应控制方法
An Adaptive Control Approach for Improved Power Quality and Power Ripple Mitigation in a Self-Synchronized Grid-Tied VSG
Sameer Kumar Behera · Anup Kumar Panda · Venkata Ramana Naik N · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年9月
本文针对集成到三相并网虚拟同步发电机（TPGTVSG）系统的光伏发电机（PVG），提出了一种增强型自适应集成控制策略（EAICS），以抑制电网电流中的谐波，并抑制因光伏发电机动态特性而产生的功率振荡。所提出的控制策略在虚拟同步发电机（VSG）技术中采用了具有自适应功率控制的改进型比例谐振电流（MPRC）控制器。此外，在电网电压畸变的情况下，采用相位校正参考电流（PCRC）发生器抑制注入电网电流中的谐波，该发生器还能在电网电压骤升和骤降时抑制功率和频率振荡。因此，EAICS控制中三种控制技术协同作...
解读: 从阳光电源的业务角度来看，该论文提出的增强型自适应集成控制策略（EAICS）对我司光伏并网逆变器和储能系统产品具有重要的技术参考价值。 该技术的核心创新在于将改进型比例谐振电流控制器、自适应功率控制与虚拟同步发电机（VSG）技术深度融合，在电网电压畸变工况下有效抑制并网电流谐振，并通过相位校正参考...
用于电网互联系统中双电压源逆变器的低电压穿越运行与功率管理策略
LVRT Operation with Power Management Strategy for Dual Voltage Source Inverter in Grid-Interfaced Systems
Nimitha Muraleedharan · Mahesh K. Mishra · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
随着可再生能源的广泛应用，微电网在最大化能量捕获的同时维持电网电能质量面临重大挑战。本文提出一种双电压源逆变器（DVSI）拓扑结构的新应用，以在电网电压变化条件下实现低电压穿越（LVRT）。该结构由两个逆变器组成，分别向电网输送有功功率并补偿无功及谐波负载电流。引入基于改进型双二阶广义积分器的准1型锁相环（DSOGI-QTI-PLL），以提升在谐波、不平衡和直流偏移等电网扰动下的控制性能。提出一种集成可再生能源与储能系统的功率管理策略，确保公共耦合点（PCC）在电网扰动及负荷波动下的功率平衡与频...
解读: 该DVSI拓扑与LVRT功率管理策略对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。双逆变器架构可借鉴至储能PCS设计，实现有功无功解耦控制，提升电网扰动下的功率调节能力。DSOGI-QTI-PLL算法可增强SG系列光伏逆变器在弱电网和谐波污染环境下的并网稳定性。所提...
提高提供虚拟惯性和阻尼的跟网型换流器控制器稳定性
Improved Stability of a Grid-Following Converter Controller Supplying Virtual Inertia and Damping
Angelo Maurizio Brambilla · Davide del Giudice · Federico Bizzarri · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年1月
随着可再生能源驱动的换流器接口发电机（CIG）在配电网中广泛分布，同步发电机和被动负荷逐步退出，导致系统惯性和负荷阻尼等关键频率稳定参数下降。为此，通常采用跟网型（GFL）CIG控制策略模拟同步机的机电行为，提供虚拟惯性和阻尼。然而，GFL-CIG依赖锁相环（PLL），易受电网强度和运行工况影响而引发失稳。本文提出一种新型GFL-CIG控制方案，相较传统方法更优地复现同步机动态特性。通过特征值与暂态稳定分析表明，在相同PLL模型下，新方案具有更大的稳定裕度，并能提供与同等惯性和阻尼的同步机相当的...
解读: 该改进型GFL控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。研究提出的增强稳定性GFL方案可直接应用于弱电网场景下的储能系统频率支撑功能优化，相比传统虚拟同步机VSG控制，新方案在保持相同惯性和阻尼支撑能力的同时，显著提升了PLL在低短路比电网中的稳定裕度。这为阳光电源P...
基于电压定向矢量控制的光伏逆变器接入弱电网下的强迫振荡分析
Forced Oscillation Analysis of Voltage-Oriented Vector Control-Based PV Inverter Connected to Weak Power Grids
Zhen Gong · Xiaorong Xie · Chengxi Liu · Yonghao Gui 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年7月
基于同步旋转坐标系的矢量控制（SRF-VC）广泛应用于单级光伏（PV）逆变器并网。然而，最大功率点跟踪（MPPT）引起的有功功率参考值（Pref）间谐波会引发挥发性振荡源，结合SRF-VC中的超调效应与有功-无功功率耦合（RRPC），可能导致振荡放大与强迫振荡问题。本文建立频域解析模型，分析MPPT引发Pref振荡时超调与RRPC对强迫振荡的影响。通过相量图揭示弱电网下锁相环动态缓慢导致的功率耦合机理，推导计及RRPC通道的频域模型，解析次/超同步频率下振荡放大特性，并利用Bode图研究不同控制...
解读: 该研究对阳光电源SG系列光伏逆变器在弱电网并网场景具有重要指导意义。文章揭示的MPPT引发Pref间谐波振荡与SRF-VC控制中超调效应、有功-无功功率耦合（RRPC）导致的强迫振荡机理，可直接应用于优化SG系列逆变器的矢量控制策略。建议：1）在MPPT算法中增加功率参考滤波环节，抑制间谐波注入；2...
一种基于无颤振固定时间滑模功率同步控制的电压型逆变器黑启动解决方案
A Black Start Solution for Voltage-Controlled Inverters With Chattering-Free Fixed-Time Sliding Mode Power Synchronization Control
Arjita Pal · Pooyan Alinaghi Hosseinabadi · Bijaya Ketan Panigrahi · Hemanshu R. Pota · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年4月
基于逆变器的发电设备在电力系统恢复中起着至关重要的作用，特别是通过黑启动能力协助系统恢复，使其在当代电网韧性策略中至关重要。本文提出了一种新颖的无抖振固定时间滑模功率同步控制（FSMPSC）方法，专门用于增强电压控制（VC）逆变器的黑启动能力。该控制器的主要目标是增强闭环系统的鲁棒性，使采用电网形成（GFM）控制的逆变器在各种电网条件下都能与公用电网无缝集成。值得注意的是，这种集成无需额外的同步单元，如锁相环（PLL）。所提出的控制器显著改善了电网同步性能，使逆变器在保持电压源特性的同时，能够从...
解读: 该固定时间滑模功率同步控制技术对阳光电源储能产品线具有重要应用价值。特别适用于ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的黑启动功能优化，可提升系统恢复供电的可靠性与响应速度。无颤振特性有助于改善储能变流器的电能质量，与阳光电源现有的GFM控制技术形成良好互补。该方案也可扩展应用于SG系列...
通过虚拟同步机自适应惯性和阻尼控制增强并网双馈风力发电机的暂态响应
Enhancing Transient Response of Grid Connected DFIG-WT through Adaptive Inertia and Damping Control with Virtual Synchronous
Shwetank Agrawal · Barjeev Tyagi · Vishal Kumar · Pawan Sharma · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年6月
本文提出了一种具有自适应惯性与阻尼控制（AIDC）的虚拟同步（VSync）方法，用于与电网相连的基于双馈感应发电机（DFIG）的风力发电机组（WT），以增强其暂态响应。所提出的控制策略可在暂态条件下实现虚拟惯性和阻尼调节。VSync方法引入了同步发电机（SG）的摇摆方程，无需锁相环（PLL）即可实现双馈感应风力发电机组（DFIG - WT）的同步。为实现控制动作，开发了一种基于转子磁链的双馈感应发电机建模方法。通过适当的转子磁链幅值控制来调节无功功率。利用AIDC方法调节VSync产生的内电压角...
解读: 该研究提出的VSG自适应惯性阻尼控制技术对阳光电源的储能变流器和大功率光伏逆变器产品线具有重要参考价值。特别是对ST系列储能变流器的GFM控制优化,可提升电网支撑能力;对SG系列光伏逆变器的VSG控制实现,有助于增强弱电网适应性。通过动态调节虚拟惯量和阻尼系数,可使产品在电网扰动时表现出更好的暂态响...
一种用于集成双向电动汽车的孤岛微电网中弹性运行的新型构网型逆变器控制策略
A Novel Grid-Forming Inverter Control Strategy for Resilient Operations in an Islanded Microgrid With Bidirectional Electric Vehicle Integration
Karan Singh Joshal · Neeraj Gupta · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月
本文对一个7母线孤岛微电网系统的设计、控制和性能评估进行了详细分析。该微电网系统有两个分布式能源（DER）单元，由配备电池储能系统（BESS）的太阳能光伏组成，同时还有一台柴油发电机（DIG）作为第三种能源。一辆电动汽车（EV）接入其中一条母线，可在电网到车辆（G2V）和车辆到电网（V2G）两种模式下运行。微电网的控制框架围绕连接到DER单元和DIG的三个形成电网的三相半桥逆变器展开。一种带有虚拟阻抗和前馈微分的改进下垂控制方法可减轻畸变、减少环流并改善暂态响应，从而提高稳定性和动态性能。逆变器...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的构网型逆变器控制策略与我司在光储一体化及微电网解决方案方面的技术路线高度契合，具有重要的参考价值和应用潜力。 **核心技术价值方面**，论文采用的增强型下垂控制结合虚拟阻抗和前馈导数机制，能够有效抑制谐波畸变和环流问题，这直接呼应了我司PowerStack储...
基于SiC MOSFET固态断路器的电机控制中心：设计分析、新型软启动与软关断策略
SiC MOSFET Solid-State Circuit Breaker-Based Motor Control Center: Design Analysis, Novel Soft Start, and Soft Turn-Off Strategies
Jiale Zhou · Haichen Liu · Xiwen Xu · Yao Wang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
固态断路器（SSCB）被视为直流配电系统中具有变革潜力的技术，但在交流系统中的研究与应用较少，主要受限于与成熟机械断路器的竞争。本文提出一种集成软启动器、接触器、断路器及热继电器功能的三相SSCB，适用于电机控制中心（MCC）。重点探讨其电流保护、软启动与接触器功能，给出380 V/63 A SSCB的关键设计，包括半导体器件、压敏电阻（MOV）、缓冲电路与散热器选型，并分析MOV寿命。在200 A下验证了故障保护性能。提出新型软启动与软关断策略，关断时机由电网电压锁相环（PLL）相位决定，无需...
解读: 该SiC MOSFET固态断路器技术对阳光电源储能与充电桩产品线具有重要应用价值。其集成软启动、接触器、断路器多功能的设计理念可直接应用于PowerTitan储能系统的电池簇保护与并网控制，替代传统机械接触器，提升响应速度至微秒级。新型软启动/软关断策略基于PLL相位控制、无需电流传感器的特点，可优...
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