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基于Duffing–Hopf振荡器的并联构网型逆变器电压前馈阻尼控制
Voltage Feedforward Damping Control Based on Duffing–Hopf Oscillator for Parallel Grid-Forming Inverters
Siyi Luo · Wu Chen · Haozhe Jin · Yueyin Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
基于振荡器的构网型(GFM)控制虽具备优异的同步能力与动态响应,但缺乏惯量支撑。本文针对并联GFM逆变器系统,提出了一种基于Duffing–Hopf振荡器的电压前馈阻尼控制策略,旨在解决惯量不足导致的系统稳定性与可靠性问题,提升弱电网下的并网性能。
解读: 该研究直接服务于阳光电源PowerTitan及PowerStack等储能变流器(PCS)的构网型技术演进。随着高比例新能源接入,电网强度降低,传统的跟网型控制已难以满足需求。Duffing–Hopf振荡器控制策略能有效提升PCS在弱电网下的电压支撑能力与阻尼特性,解决多机并联时的谐振与稳定性难题。建...
考虑逆变器与无功补偿装置阻抗交互的SVC参数设计方法
A Parameter Design Method for SVC Considering the Impedance Interaction Between Inverters and Reactive Compensation Devices
Chengjia Bao · Xingye Wang · Yonggang Li · Tianyi Zhang 等5人 · IET Power Electronics · 2026年1月 · Vol.19
本文针对分布式电源接入点配置静止无功补偿器(SVC)引发的谐波振荡问题,建立逆变器与SVC端口阻抗模型,通过模态分析量化系统阻尼,提出基于粒子群优化的SVC参数设计方法,在满足无功支撑能力的同时抑制多模态谐振,提升弱电网下并网稳定性。
解读: 该研究高度契合阳光电源在弱电网并网场景下的核心技术需求,尤其对ST系列PCS、PowerTitan储能系统及组串式光伏逆变器在高比例新能源配电网中的阻抗稳定性设计具有直接指导价值。建议将文中SVC协同阻尼设计方法融入iSolarCloud智能运维平台的并网适配算法,并在PowerTitan系统中预置...
基于扰动观测器与漏斗控制的VSC-MTDC并网海上风电场暂态频率-电压支撑策略
Transient Frequency-Voltage Support Strategy for VSC-MTDC Integrated Offshore Wind Farms Based on Perturbation Observer and Funnel Control
Wen Gao · Kaishun Xiahou · Yang Liu · Zhigang Li 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年2月
针对基于电压源换流器的多端直流系统(VSC-MTDC)并网的低惯量海上风电场(OWFs)所面临的暂态频率与电压稳定性问题,提出一种基于非线性扰动观测器与漏斗控制的暂态频率-电压支撑(PFTFVS)策略。该策略通过改进观测器的扰动估计能力与漏斗控制器的自适应特性,提升系统的暂态支撑能力及抗干扰性能。方案包含三部分:风电机组的自适应暂态频率与转速控制、利用直流电容储能特性的换流站频率支撑控制,以及基于快速功率调节能力的换流站电压支撑控制。仿真验证了所提策略的有效性与鲁棒性。
解读: 该暂态频率-电压支撑策略对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。文章提出的扰动观测器与漏斗控制方法可直接应用于构网型GFM控制技术优化,提升储能系统在弱电网下的暂态支撑能力。其直流电容储能特性的频率支撑控制思路可借鉴至SG系列光伏逆变器的直流侧能量管理,增强光...
面向高比例逆变器电力系统的耦合全阶动态整体小信号稳定性分析
Holistic Small-Signal Stability Analysis for Large-Scale Inverter-Intensive Power Systems With Coupled and Full-Order Dynamics From Control Systems and Power Networks
Lizhi Ding · Yuzhu Ouyang · Xiaonan Lu · Junjie Qin 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年10月
基于逆变器的电源(IBR)在现有电力系统中的渗透率不断提高,这为增强可持续性带来了巨大益处,但同时也在惯性不足、潜在不稳定以及复杂的网络动态等方面带来了不可避免的挑战。然而,电网跟随型(GFL)和电网形成型(GFM)IBR 与其他组件(即同步发电机 [SG]、负载和网络等)之间的相互作用所引入的额外耦合尚未得到清晰的探究。目前仍缺乏一个涵盖控制系统和电网的全面、可扩展且定量的稳定性分析框架。为填补这一技术空白,本文建立了一个包含旋转发电单元和 IBR 的整个系统的整体小信号模型。提出了一个扩展的...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项关于大规模逆变器密集型电力系统小信号稳定性的全局分析技术具有重要战略价值。随着公司光伏逆变器和储能系统在全球电网中的渗透率持续提升,该研究所关注的跟网型(GFL)和构网型(GFM)逆变器之间的耦合交互问题,正是阳光电源在高比例新能源接入场景下亟需解决的核心技术挑战。 ...
基于模型预测控制的最大能量效率跟踪的感应电能传输系统动态性能提升:分析与实验验证
Dynamic Improvement of Inductive Power Transfer Systems With Maximum Energy Efficiency Tracking Using Model Predictive Control: Analysis and Experimental Verification
Shunpan Liu · Ruikun Mai · Lingyun Zhou · Yong Li 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月
针对感应电能传输(IPT)系统在负载和输入电压波动下效率与稳定性下降的问题,本文提出了一种结合扰动观察法(P&O)与模型预测控制(MPC)的最大能量效率跟踪(MEET)策略。该方法有效提升了串联-串联补偿IPT系统的动态响应性能与运行效率。
解读: 该研究提出的MPC控制策略在提升功率变换效率和动态响应方面具有参考价值。对于阳光电源的电动汽车充电桩业务,尤其是无线充电技术领域,该算法可优化能量传输效率,提升用户体验。此外,MPC在复杂工况下的鲁棒性控制思路,也可借鉴应用于储能变流器(PCS)的功率控制,以应对电网波动,提升系统在弱电网环境下的动...
基于失稳模式引导的模型更新方法用于数据驱动的暂态稳定性评估
Instability Pattern-Guided Model Updating Method for Data-Driven Transient Stability Assessment
Huaiyuan Wang · Fajun Gao · Qifan Chen · Siqi Bu 等5人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年7月
深度学习方法广泛应用于电力系统暂态稳定性评估(TSA),但其结果缺乏可解释性且评估过程难以控制,限制了实际应用。本文提出一种失稳模式引导的模型更新方法以优化TSA模型。首先,构建基于Transformer编码器的TSA模型,通过注意力分布解释和分析预测结果;其次,引入注意力引导损失函数,针对特定失稳模式调整评估规则,提升分类精度;同时采用注意力保持损失,维持其他样本的评估能力并抑制过拟合;此外,基于注意力分布构建代表性数据集以降低更新成本。在IEEE 39节点系统与华东电网中的仿真验证了该方法的...
解读: 该失稳模式引导的暂态稳定评估技术对阳光电源PowerTitan大型储能系统和构网型控制产品具有重要应用价值。在电网侧储能场景中,ST系列储能变流器需快速判断电网扰动后的稳定性并调整控制策略,该方法基于Transformer的注意力机制可实现毫秒级稳定性预判,指导GFM控制器动态调节虚拟惯量和阻尼参数...
考虑尾流效应下风电出力不确定性对电力系统小信号稳定性的概率分析
Probabilistic Analysis of Small-Signal Stability of Power Systems Affected by Wind Power Generation Uncertainties Considering Wake Effects
Zhaoyuan Wang · Siqi Bu · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年8月
目前大多数受风力发电影响的电力系统小干扰稳定性概率分析(PASS)研究都忽略了风电场(WFs)中的固有现象,即尾流效应(WE)。这将导致小干扰稳定性概率分析结果不准确。因此,本文提出了一种考虑风电场尾流效应的小干扰稳定性概率分析方法。首先,提出了一种改进的尾流效应模型,用于描述不同尾流区域风速亏损的形状转变。该模型能够更真实、准确地反映尾流效应。此外,由于所提出的改进尾流效应模型的计算结果可直接被电力系统模型使用,因此无需修改即可轻松集成到电力系统模型中,且计算时间有限,适用于小干扰稳定性概率分...
解读: 该研究对阳光电源大型风电变流器和储能系统的稳定性控制具有重要参考价值。通过考虑尾流效应的不确定性分析方法,可优化ST系列储能变流器和风电变流器的小信号稳定控制策略。研究成果可直接应用于:1)风储混合电站的GFM/GFL协调控制;2)PowerTitan储能系统的并网稳定性优化;3)大型风电场的群控策...
阻尼阻抗接口分布式电力系统协同仿真中的自适应多参数无模型延时补偿
Adaptive Multi-Parameter Model-Free Delay Compensation in Damping Impedance Interfaced Distributed Power System Co-Simulation
Elutunji Buraimoh · Gokhan Ozkan · Laxman Timilsina · Grace Muriithi 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年6月
摘要:通过实时联合仿真对地理上分散的实验室进行虚拟整合,为大规模复杂系统的联合仿真提供了强大的能力,但通信延迟会影响准确性和稳定性,从而阻碍了这一技术的应用。这一挑战在实时电力系统联合仿真中尤为突出,因为延迟可能导致失步,并限制动态和暂态研究。本研究提出了一种自适应、多参数的无模型框架,用于预测和补偿联合仿真系统中的延迟,从而解决这一关键问题。该框架利用改进的阻尼阻抗法接口算法和自适应参数调整预测系统,无需进行复杂的接口信号变换、处理、分解、重构、相位估计和系统建模,也无需人工干预,即可对延迟进...
解读: 该自适应延时补偿技术对阳光电源分布式系统测试验证具有重要价值。在PowerTitan大型储能系统与SG光伏逆变器的协同仿真测试中,多地实验室联合验证时常面临通信延迟导致的接口不稳定问题。该无模型补偿方法可直接应用于iSolarCloud平台的分布式HIL测试环境,提升储能-光伏-电网多子系统协同仿真...
一种具有鲁棒内环电流控制的可调度虚拟振荡器电网形成控制方法以提升暂态稳定性
A Sophisticated Grid-Forming Dispatchable-Virtual Oscillator Control With Robust Inner Current Control for Improving Transient Stability
Muntathir Al Talaq · Muhammad Bakr Abdelghany · Ahmed Al-Durra · Hatem Zeineldin 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年6月
可调度虚拟振荡器控制(D - VOC)是一种颇具前景的时域电网形成(GFM)技术,旨在模拟物理振荡器的动态行为。大信号稳定性(LSS)是电力系统规划的关键方面,主要涉及电源在受到干扰后彼此同步的能力。然而,GFM暂态稳定性分析通常忽略了内部电流控制(ICC)和电压控制(VC)的影响,这可能导致评估不准确。实际上,本文分析了ICC、VC和电流参考角对D - VOC大信号稳定性的影响,确定了纳入ICC虽然提高了稳定性评估的精度,但同时也限制了吸引域(RoA)。此外,本文使用一般二次型和多项式李雅普诺...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项自适应可调度虚拟振荡器控制(AD-VOC)技术对我们的构网型(Grid-Forming)逆变器产品线具有重要战略价值。该技术直接解决了当前光伏储能系统在电网扰动下的暂态稳定性难题,这正是我们高比例新能源接入场景中面临的核心挑战。 技术价值方面,AD-VOC通过引入内环...
基于拓扑结构的边缘计算框架用于电力系统小信号稳定性分析
A Topology-Based Edge Computing Framework for Digital Power System Small-Signal Stability Analysis
Zhiqi Xu · Wei Jiang · Junbo Zhao · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年1月
电力系统稳定性分析正向数据驱动模式转型。然而,传统集中式数据处理方式在数字化背景下面临计算与通信负担重、数据隐私等问题。为此,本文提出一种基于电力系统拓扑结构的边缘计算框架,利用智能电子设备(IED)的本地计算与通信能力,减轻控制中心负担,推动系统数字化转型。发电机侧的IED作为边缘节点,采集本地区域数据辨识子系统动态模型,并逐步合并相邻子系统模型,最终构建全系统动态模型。该模型分布式存储于各边缘节点,支持并行处理。采用分治策略进行特征值分析,将计算任务递归分解至不同节点组并行执行。算例验证了所...
解读: 该边缘计算框架对阳光电源PowerTitan储能系统和iSolarCloud平台具有重要应用价值。在大型储能电站场景中,可将小信号稳定性分析任务分布至ST系列储能变流器的本地控制器,利用其IED功能实现分布式动态模型辨识与特征值计算,有效降低集中式云平台的通信带宽和计算负荷。该技术特别适用于多储能单...
含混合负载
恒压负载与恒功率负载)的升压变换器输入-输出线性化
Sameer Arora · Poras Balsara · Dinesh Bhatia · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年1月
本文研究了受控电力电子变换器在恒功率负载(CPL)特性下的不稳定问题。由于CPL具有负阻抗特性,会严重影响系统稳定性。针对非最小相位特性的升压(Boost)变换器,文章提出了一种输入-输出线性化控制策略,以解决混合负载下的非线性控制难题,提升系统在复杂负载环境下的稳定性。
解读: 该研究对阳光电源的户用及工商业光伏逆变器(如SG系列)以及储能变流器(如ST系列PCS)具有重要参考价值。在光储一体化系统中,直流侧往往连接多种负载,尤其是当后端连接精密设备或高频变换器时,恒功率负载(CPL)特性显著。通过应用输入-输出线性化控制,可有效抑制CPL引起的直流母线电压振荡,提升系统在...
考虑死区和开关延迟的MMC共模电压抑制
Common-Mode Voltage Reduction for MMC With Consideration of Dead Zone and Switching Delay
Hui Liu · Dong Jiang · Jianan Chen · Junzhao Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年9月
模块化多电平变换器(MMC)因其卓越性能被广泛应用,但功率器件的高频开关会引入严重的电磁干扰(EMI)。共模电压(CMV)是主要的EMI来源,影响电气元件的正常运行及系统稳定性。本文研究了在考虑死区时间和开关延迟的情况下,通过优化调制策略来抑制MMC系统的共模电压。
解读: 该研究针对MMC拓扑的共模电压抑制,对阳光电源的集中式逆变器及大型储能系统(如PowerTitan系列)具有重要参考价值。随着大功率电力电子设备向高频化、高功率密度发展,EMI问题日益突出。通过优化死区补偿与调制算法,可有效降低系统电磁噪声,提升设备电磁兼容性(EMC)水平,减少对电网及周边设备的干...
基于阻尼重构控制的无线电机系统建模与稳定性增强方法
Modeling and Stability Enhancement Method of Wireless Motor System Based on Damping Reconstruction Control
Shuai Dong · Yuebo Chen · Xiangyu Chen · Baichuan Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
无线电机系统通过消除电气连接提高了可靠性,但副边电感与直流母线电容的谐振,与具有负阻抗特性的电机驱动器相互作用,导致直流母线电压振荡与不稳定。本文提出了一种基于阻尼重构的控制策略,通过抑制谐振来增强系统的稳定性。
解读: 该研究探讨的直流母线电压振荡抑制与阻尼重构控制,对阳光电源的电力电子变换器设计具有参考价值。在储能变流器(PCS)和电动汽车充电桩产品线中,当直流侧存在多级变换或长距离传输时,类似的阻抗交互引起的谐振问题较为常见。该文提出的阻尼重构方法可优化PCS的控制算法,提升在弱电网或复杂负载下的直流母线稳定性...
抗拒DoS攻击与通信延迟的混合电力系统虚拟惯性辅助频率调节
Resilient Ratio Control Assisted Virtual Inertia for Frequency Regulation of Hybrid Power System Under DoS Attack and Communication Delay
Pawan Kumar Pathak · Anil Kumar Yadav · Innocent Kamwa · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年10月
由于存在拒绝服务(DoS)攻击和通信时延(CTD),基于火电厂与风电场的混合电力系统(HPS)在面临风电波动和负荷变化时,其频率调节可能无法得到保障,在最糟糕的情况下,整个系统可能会失稳。本文提出了一种鲁棒比例 - 积分(PI)控制器,以补偿通信时延的影响,并且首次采用了基于智能模糊逻辑辅助比例控制的虚拟惯量(VI)来应对拒绝服务攻击。该控制器的设计采用了受物理启发的优化方法——菲克定律优化(FLO),并利用哈里托诺夫定理来确定控制器的最大和最小边界。通过考虑各种实际场景来评估所提出控制设计的有...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这篇论文所提出的虚拟惯量技术与网络安全防护机制对我们在新能源并网控制领域具有重要的参考价值。随着光伏、风电等新能源在电网中的渗透率不断提升,系统惯量不足导致的频率稳定问题日益凸显,而论文提出的模糊逻辑辅助的虚拟惯量控制策略,恰好契合了我们储能变流器和光伏逆变器产品在电网支撑...
考虑直流换流站控制模式切换的含可再生能源交直流系统静态电压稳定裕度最优增益控制
Optimal Enhancement Control of Static Voltage Stability Margin for AC/DC Power System With Renewables Considering Control Mode Switching of DC Converter Stations
Wanbin Liu · Shunjiang Lin · Yuerong Yang · Ziqing Yang 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年1月
在可再生能源电站(RESs)高渗透率的交直流电力系统中,注入母线的功率具有高度随机波动性,这给确保系统具备足够的静态电压稳定裕度(SVSM)带来了巨大挑战。本文考虑了可再生能源输出的不确定性以及直流换流站控制模式随负荷增长而切换的影响,提出了一种交直流电力系统的最优静态电压稳定裕度提升控制模型。在该模型中,通过调节发电机的功率输出和端电压以及直流换流站多种控制模式的参数,提升了可再生能源功率不确定情况下系统的静态电压稳定裕度。通过提出三角凸包松弛法,并利用不确定性感知模型(UaM)方法和内层优化...
解读: 该交直流系统电压稳定性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。研究中的直流换流站控制模式动态切换机制可直接应用于储能变流器的GFM/GFL混合控制策略,提升构网型与跟网型模式切换的平滑性。所提出的无功补偿协调优化方法可增强储能系统在高比例新能源场景下的...
面向两级单相并网光伏系统的数字孪生开发:基于AMSA与LCOGI的控制技术
Digital Twin Development for Two-Stage Single-Phase Grid-Tied Solar Photovoltaic System: Using AMSA and LCOGI Based Control Technique
Arun Kumar · Nishant Kumar · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年10月 · Vol.73
本文提出一种高保真数字孪生模型,用于两级单相并网光伏逆变器系统。采用后向欧拉法构建离散时间数学模型,结合传感器数据实现实时同步;利用自适应动量搜索算法(AMSA)精准辨识器件参数,并引入LCOGI-dq控制优化PWM生成,提升稳定性与故障响应能力。硬件FPGA验证显示模型匹配度超98%。
解读: 该研究高度契合阳光电源组串式逆变器(如SG系列)及户用光储系统对高精度建模、实时状态感知与智能故障预警的需求。其AMSA参数辨识与LCOGI-dq控制可直接赋能iSolarCloud平台的预测性运维模块,提升ST系列PCS在弱电网下的动态响应能力。建议将DT框架集成至PowerStack储能系统控制...
基于dq轴阻抗的含源滤波器车辆-电网系统低频稳定性分析
Low-Frequency Stability Analysis of Vehicle-Grid System With Active Power Filter Based on dq-Frame Impedance
Siqi Wu · Zhigang Liu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月
为消除高速铁路车辆-电网系统中的低频振荡(LFO)现象,本文提出了一种直接接入27.5kV牵引网的单相级联H桥多电平有源电力滤波器(APF),用于提供动态无功补偿和间谐波抑制。通过建立dq轴阻抗模型,深入探讨了APF抑制LFO的机理。
解读: 该文献研究的dq轴阻抗建模与多电平APF控制策略,对阳光电源的系统并网技术具有参考价值。虽然研究背景为轨道交通,但其核心的阻抗重塑与谐波抑制技术可迁移至阳光电源的组串式逆变器及大型储能系统(如PowerTitan系列)中,特别是在弱电网环境下提升并网稳定性。建议研发团队关注该文献中的阻抗分析方法,以...
具有转子状态识别功能的径向磁通旋转无线电能传输系统
Radial-Flux Rotational Wireless Power Transfer System With Rotor State Identification
Longyang Wang · Jiangui Li · Huiying Chen · Zijun Pan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月
本文提出了一种具有转子状态识别功能的径向磁通旋转无线电能传输(RF-R-WPT)系统,旨在为旋转轴上的设备供电。该系统不仅能实现从静止侧到旋转侧的电能传输,还能同时监测转子状态,从而提升系统的稳定性、安全性和使用寿命。
解读: 该技术主要涉及旋转机械的无线电能传输与状态监测,与阳光电源的核心业务(光伏、储能、风电)虽非直接产品关联,但其“状态监测”与“无线传输”理念对风电变流器及大型储能系统的内部传感器供电与信号传输具有参考价值。在风电变流器中,旋转部件的实时状态监测是提升可靠性的关键,该技术可探索用于替代传统的滑环结构,...
基于卡尔曼滤波的H∞控制策略提升并联有源电力滤波器性能
Performance Enhancement of Shunt Active Power Filter Using a Kalman Filter-Based H∞ Control Strategy
Rakhee Panigrahi · Bidyadhar Subudhi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年4月
本文提出了一种用于三相并联有源电力滤波器(SAPF)的卡尔曼滤波(KF)辅助H∞控制方案。通过混合灵敏度方法设计H∞控制器,以增强系统的稳定性和抗扰动能力。同时,引入基于KF的电流参考生成方案,有效避免了传统同步电路的依赖,提升了系统在复杂电网环境下的动态响应与谐波补偿性能。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及储能变流器(PCS)具有重要参考价值。在弱电网环境下,逆变器面临电网阻抗波动和背景谐波干扰,基于KF的H∞控制策略能显著提升电流环的鲁棒性和谐波抑制能力,有助于优化PowerTitan等储能系统在复杂电网下的电能质量表现。建议研发团队关注该算法在iSolarCloud...
基于无源性的改进型LCL滤波器并联逆变器零序LC谐振抑制方法
Passivity-Based Zero-Sequence LC Resonance Suppression Method for Parallel Inverters System With Modified LCL Filter
Rui Zhang · Shumei Chi · Xiangyang Xing · Chenghui Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月
针对改进型LCL滤波器并联逆变器系统中的零序LC(ZSLC)谐振问题,本文提出了一种基于无源性的抑制方法。在低开关频率应用场景下,传统逆变器侧环流反馈控制因控制延迟导致稳定性下降,该方法有效解决了这一难题,提升了高功率并联系统的并网稳定性。
解读: 该研究直接针对阳光电源核心的组串式逆变器及大功率储能变流器(PowerTitan系列)并联运行场景。在大型地面光伏电站和电网侧储能项目中,多机并联带来的零序谐振是影响系统稳定性的关键痛点。该无源性控制策略能有效解决低开关频率下的谐振抑制问题,提升系统在弱电网环境下的鲁棒性。建议研发团队将其引入iSo...
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