Cong Luo · Yandong Chen · Shuhan Liao · Zhiwei Xie 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年2月

高比例可再生能源通过构网型逆变器（GFMI）接入电网。近年来，单台GFMI在严重电网故障下的暂态稳定性已被广泛研究，但并联GFMI系统的定量分析仍较少。为此，本文建立了考虑逆变器间动态交互的并联系统大信号等效模型，并构造包含动能、势能、阻尼耗散及交互能量的李雅普诺夫函数，实现精确的稳定域估计。分析表明，增加阻尼、减小惯性或降低某台GFMI参考功率会因交互功率增大而恶化系统整体稳定裕度，这与单机系统特性不同。为此提出一种自适应调节阻尼、惯性和参考功率的无通信分散式暂态控制策略，确保并联系统暂态稳定...

解读: 该并联构网逆变器稳定域估计与分散式暂态控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究揭示的并联系统交互能量效应可指导多机并联场景下虚拟惯性和阻尼参数优化，避免单机优化策略在多机系统中失效。所提无通信分散式控制策略可直接应用于ST储能变流器的GFM控制算法...

Wenjia Si · Jingyang Fang · Xingyou Chen · Tao Xu 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月

构网型变流器被视为电力电子化电力系统的关键技术，但其在暂态过程中常被忽视的无功功率控制问题亟待研究。本文创新性地指出，采用典型无功控制策略（如电压下垂、无功下垂及无功PI控制）的构网型变流器可能面临暂态功角和/或电压稳定性问题。研究表明，零阶无功控制仅存在功角稳定问题，但无功调节能力有限；而一阶控制（如PI控制）虽可实现恒定无功运行，却可能引发功角、电压及混合稳定性问题。本文揭示了其失稳机理，并对典型控制方案进行了全面比较，实验结果验证了理论分析。

解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的构网型GFM控制策略优化具有重要价值。文章揭示的无功控制与暂态稳定性耦合机理，可直接应用于优化阳光电源储能系统在弱电网场景下的电压支撑能力。针对零阶控制（电压/无功下垂）和一阶控制（PI调节）的稳定性差异分析，为ST系列产品在不同...

Zhiyuan Meng · Xiangyang Xing · Xiangjun Li · Wenlong Ding 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年8月

虚拟同步发电机（VSG）通过模拟同步机特性为电网提供频率和电压支撑，提升新能源系统的稳定性。然而，在电网故障期间，VSG同样面临失步等问题。本文通过分析功率-功角曲线中运行点的动态行为，提出一种自适应功率角补偿（APAC）算法，有效解决VSG的两类暂态稳定问题。该控制策略在故障期间从有功功率控制切换至功率同步控制，并实施功角补偿，无需依赖平衡点存在或复杂的参数设计与线路阻抗信息，显著增强系统鲁棒性与暂态稳定性。仿真与实验结果验证了所提方法的有效性。

解读: 该自适应功率角补偿算法对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。当前阳光电源构网型GFM控制中的VSG技术在电网故障时存在失步风险，该算法通过功率-功角曲线动态分析实现有功功率控制与功率同步控制的自适应切换，无需复杂参数整定和线路阻抗信息，可直接集成到ST储能变...

Xiuqiang He · Maitraya Avadhut Desai · Linbin Huang · Florian Dörfler · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月

本文针对在电网故障情况下运行的构网型逆变器提出了一种“交叉形成”控制概念。交叉形成是指电压相角形成和电流幅值形成。它与经典的构网型和跟网型范式不同，经典构网型范式以电压幅值和相角形成为特征，跟网型范式则以电压幅值和相角跟踪（或电流幅值和相角形成）为特征。交叉形成概念旨在满足逆变器在管理故障电流限制的同时保持构网能力（特别是满足电网规范要求的电压相角形成）的需求。文中提出了简单可行的交叉形成控制实现方法，使逆变器在对称或不对称故障穿越期间，能够迅速将故障电流限制在规定水平，同时保留用于构网同步的电...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项"交叉构网"（Cross-Forming）控制技术为我们的光伏逆变器和储能系统产品线带来了重要的技术突破机遇。该技术通过解耦电压角度控制和电流幅值控制，在保持构网能力的同时实现故障电流限制，这正是当前高比例新能源接入电网面临的核心挑战。 对于阳光电源而言，这项技术的价...

Alessia Camboni · Vincenzo Mallemaci · Fabio Mandrile · Radu Bojoi · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年12月

可再生能源通过电力电子设备持续接入电网，影响了电力系统的稳定性，对换流器控制技术提出了新挑战。虚拟同步电机（VSM）通过模拟同步机行为，为可再生能源并网提供了可行的控制方案。然而，在大电压跌落情况下，虚拟转子加速显著，导致VSM存在暂态失稳问题。现有研究虽提出多种改进控制策略，但往往增加算法复杂性和参数整定难度，且仅能缓解而非根除该问题。本文提出虚拟同步补偿器（VSC）新架构，从实现机制上彻底消除VSM的暂态不稳定性。VSC在严重且持续的电压跌落下仍能保持同步运行，无需附加控制模块。理论分析与实...

解读: 该虚拟同步补偿器（VSC）技术对阳光电源构网型产品具有重要应用价值。针对ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统，VSC架构可从根本上解决现有VSG控制在电网电压大幅跌落时的暂态失稳问题，无需复杂的附加控制模块和繁琐参数整定，显著提升储能系统的电网支撑能力和故障穿越性能。对于SG系列光伏...

Donghai Zhu · Yumei Ma · Xiangjinwen Li · Liuyang Fan 等6人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年8月

构网型风力发电机组（GFM - WT）在电网故障期间，由于电流限幅控制切换，易发生暂态失稳。然而，现有研究忽略了电流饱和过程引发的暂态失稳问题，未能充分揭示失稳机理。为解决该问题，本文分析了电网故障后构网型风力发电机组的电流饱和过程。指出存在两种电流饱和情况，即瞬时电流饱和模式（CSMI）和后续电流饱和模式（CSMS）。然后，考虑上述新运行模式，对构网型风力发电机组的暂态稳定性进行了分析。分析表明，在电流饱和过程中，功角的暂态特性将被重塑。基于此，提出了一种阻尼增强控制方法，通过抑制电流饱和过程...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文所研究的构网型风机暂态稳定性问题，对我司在新能源并网设备领域具有重要的技术借鉴价值。尽管研究对象是风力发电系统，但其核心技术原理完全适用于我司的构网型光伏逆变器和储能变流器产品线。 论文揭示的关键技术问题——电流饱和过程中的暂态失稳机制——正是当前构网型设备面临的...

Sunhua Huang · Linyun Xiong · Yang Zhou · Fei Gao 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年5月

本文提出了一种分布式分数阶预定义时间滑模控制器（DFOPTSMC），用于调节外部储能装置，以提高存在时滞和输入饱和的电力系统的暂态稳定性。时滞会恶化电力系统的性能，甚至导致系统不稳定。基于阿斯特恩变换定理，将存在通信时滞的电力系统模型转换为无延迟模型。同时，在实际电力系统中，外部储能装置的输出需要受到限制。为此，提出了饱和补偿系统以弥补外部储能装置输入饱和的影响。因此，提出了一种考虑通信时滞和输入饱和的DFOPTSMC来调节储能装置，该控制器具有快速响应能力和较强的调节能力，可提高电力系统的暂态...

解读: 该分布式预定义时间控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。DFOPTSMC方法可直接应用于储能系统的功率调节控制，解决电网通信时滞和功率器件饱和限制问题，提升暂态稳定性。其预定义时间收敛特性可优化现有VSG虚拟同步机控制策略，实现更快速的频率响应和更强...

Yiwen Fan · Minxiao Han · Shuozhe Wang · Li Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2024年9月

采用构网型（GFM）控制的变流器在现代电力系统中主动参与电网电压与频率的建立和调节。然而，系统非线性特性增加了暂态稳定性分析的难度，尤其当GFM变流器引入限流控制时，故障期间的暂态过程更加复杂。本文基于哈密顿理论构建GFM变流器动态模型及其在限流模式前后的系统能量函数，分析不同故障条件下限流切换过程及其对稳定性的影响，揭示限流切换与功角特性的映射关系，并探讨关键参数对系统稳定裕度及电网强度的作用。最后，通过MT6040实时仿真器结合StarSim-HIL平台验证了限流过程与稳定裕度分析的准确性。

解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的构网型控制优化具有重要价值。基于哈密顿理论的暂态稳定性分析方法可直接应用于GFM控制算法改进：1）通过能量函数精确评估限流切换过程的稳定裕度，优化虚拟阻抗和电流限幅参数设计；2）建立限流切换与功角特性的映射关系，为ST系列在弱电网...

Jingrong Yu · Wenhao Yang · Jiaqi Yu · Chen Peng 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

为应对不对称电网故障，需并网逆变器输出正序和负序电流以调节公共耦合点电压。由于注入了负序电流，在不对称情况下双序同步的稳定机制变得更为复杂。本文提出了一种双序动态耦合模型，该模型同时考虑了正序和负序电流耦合以及功角差。基于此模型，不仅确定了正序和负序平衡点的存在条件，还确定了运行点的暂态过程稳定条件，从而为不对称电网故障期间的暂态稳定性判断奠定了完整的基础。研究指出，正序和负序同步过程之间的耦合会导致更多的暂态同步失稳。仿真和实验结果验证，与以往方法相比，基于双序动态耦合模型的同步稳定性分析对于...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于跟网型逆变器不对称故障下双序同步稳定性分析的研究具有重要的工程应用价值。随着我司光伏逆变器和储能变流器在全球电网中的大规模部署，电网不对称故障（如单相接地、两相短路等）已成为影响系统稳定运行的关键挑战。 该研究提出的双序动态耦合模型突破了传统分析方法的局限性，首次...

Li Li · Huihui Song · Shitao Wang · Meng Liu 等6人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年12月

基于安德罗诺夫 - 霍普夫（Andronov - Hopf）的虚拟振荡器控制（AHO）是一种新型的非线性构网型（GFM）控制策略，与下垂控制和虚拟同步发电机控制相比，具有更好的动态性能。然而，电网电压跌落会影响AHO逆变器与电网之间的同步。在极端情况下，系统可能没有稳定运行点，从而导致暂态稳定性问题。本文建立了考虑逆变器电压特性的动态功角模型。随后，分析了在电流无约束运行情况下AHO参数对暂态稳定性的影响，并讨论了电流限幅策略的作用。在此基础上，从优化电压特性和补偿功率设定值（OVCP）的角度，...

解读: 从阳光电源构网型逆变器技术演进角度看，该论文提出的Andronov-Hopf虚拟振荡器控制策略代表了新一代非线性并网控制技术方向，对我司光伏逆变器和储能系统的技术升级具有重要参考价值。 在业务应用层面，AHO控制相比传统下垂控制和虚拟同步机具有更优的动态性能，这直接契合我司大型地面电站和工商业储能...

Wenjia Si · Wenrui Li · Nima Tashakor · Jingyang Fang · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年9月

作为多电力电子电源电力系统中的一项关键技术，构网型变流器正日益普及。然而，其在电网故障下的暂态行为尚未得到充分研究。特别是，现有文献仅分别研究暂态功角或电压稳定性问题，未考虑两者同时发生的情况。为填补这一研究空白，本文对暂态功角和电压稳定性问题进行了全面分析。首先，推导了平衡点的存在条件。然后，利用拉萨尔不变集定理揭示了稳定平衡点的吸引域。所推导的稳定条件可确保构网型变流器在暂态过程中安全运行。此外，研究发现有功功率削减和无功功率注入均能增强暂态功角和电压稳定性。然而，有功功率削减会恶化频率调节...

解读: 从阳光电源的业务布局来看，这项关于构网型变流器暂态稳定性的联合分析研究具有重要的战略价值。随着公司在光伏逆变器和储能系统领域向构网型技术转型，该论文提出的联合暂态角稳定和电压稳定分析方法直接切中当前技术痛点。 在技术价值层面，该研究首次系统性地分析了构网型变流器在电网故障时同时面临的角稳定和电压稳...

Jiwei Ge · Yang Han · Ensheng Zhao · Yuxiang Liu 等6人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年11月

微电网的分布式发电主要来自可再生能源，通过电力电子变换器实现灵活的能量转换。然而，微电网缺乏旋转惯量，抗干扰能力较差，使其更容易出现暂态不稳定问题，而这种暂态不稳定无法通过小信号分析进行评估。为了分析大扰动对系统暂态稳定性的影响，本文对由构网型（GFM）和跟网型（GFL）变换器组成的微电网中的非线性特性进行了数学描述。然后，建立了独立交流微电网的通用非线性动态模型。此外，采用基于Takagi - Sugeno（TS）多模型的迭代算法来估计吸引域（DOA）。本文的主要创新点在于对由多种类型变换器和...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于孤岛微电网非线性动态建模和大信号稳定性分析的研究具有重要的战略价值。该论文针对微电网转动惯量不足和抗扰动能力弱的核心痛点，建立了包含构网型（GFM）和跟网型（GFL）变流器的通用非线性动态模型，这与阳光电源在光伏逆变器和储能变流器领域的技术路线高度契合。 对于阳光...

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...

Pengfei Sun · Zhen Tian · Xiaoming Zha · Meng Huang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

电流限幅器可有效抑制跟网型（GFM）逆变器的过电流，但可能导致系统失去稳定平衡点（SEP），从而引发动态失稳。本文提出一种基于混合功率同步机制的暂态稳定性增强控制策略，通过动态调节有功与无功功率同步环路，提升故障期间系统的暂态稳定性。该方法在保持电流约束的同时，增强系统在对称电网故障下的恢复能力，确保快速重返稳定平衡点。仿真结果验证了所提策略的有效性。

解读: 该混合功率同步暂态稳定增强技术对阳光电源构网型产品具有重要应用价值。针对ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统，该技术可解决电流限幅器导致的动态失稳问题，通过动态调节有功/无功功率同步环路，在对称故障下保持稳定平衡点，提升系统故障穿越能力。这为阳光电源GFM控制策略提供优化方向：可在现...

Jinming Xu · Zihan Ling · Hanxu Diao · Shaojun Xie · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年4月

对于跟网型逆变器，在弱电网条件下，电网电压骤降可能会导致其失去同步。众多研究致力于解决由锁相环主导的暂态失稳问题，同时将逆变器的直流输入视为理想的恒定电压源。然而，直流输入通常连接到光伏阵列。直流母线电压控制产生的有功电流参考值并非恒定，在电网故障时可能会达到其软件上限。在大多数现有研究中，直流母线电压控制及其输出限幅对暂态稳定性的影响被忽略了。因此，本文建立了一个考虑直流母线电压控制及其输出限幅与锁相环耦合的非线性模型。研究发现，触发限幅后仍存在暂态失稳的风险，而使用传统的降阶模型可能会得出错...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对跟网型逆变器暂态稳定性的研究具有重要的工程应用价值。该研究突破了传统分析中将直流侧视为理想电压源的简化假设，建立了考虑直流母线电压控制及其限幅输出与锁相环耦合的非线性模型，这与我司光伏逆变器的实际工作场景高度契合。 在弱电网环境下，电网电压跌落引发的同步失稳是制约...

Nathan Baeckeland · Bowen Yang · Gab-Su Seo · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

并网构网型（GFM）逆变器的主控制器控制内部参考电压和相角，使逆变器能够自然地与所连接电网同步并实现功率共享；然而，当电网因线路故障、过载或频率和相位偏移等因素出现扰动时，GFM 逆变器可能会进入限流运行状态，以保护设备免受热损坏。这可能导致主控制器生成的内部参考频率出现积分饱和问题，并导致与电网完全失步。为提高 GFM 逆变器主控制器在应对暂态失稳方面的鲁棒性，本文提出了一种方法，该方法通过引入“虚拟功率”的概念来调节主控制器控制的参考信号。虚拟功率可抵消主控制器中的积分饱和问题，使处于限流状...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对构网型（GFM）逆变器暂态稳定性增强的技术具有重要的战略价值。随着光伏和储能系统在电网中的渗透率不断提升，构网型逆变器正成为新能源并网的关键技术路线，其能够主动支撑电网电压和频率，这与阳光电源在大型地面电站和独立微电网领域的产品发展方向高度契合。 该论文针对的核心...

Ali Arjomandi-Nezhad · Yifei Guo · Bikash C. Pal · Guangya Yang · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年11月

当基于电网形成型（GFM）逆变器的电源（IBRs）面临严重的电网扰动（如短路故障）时，电流限制机制可能会被触发。因此，GFM IBRs 会进入电流饱和模式，引发非线性动态行为，并给扰动后的暂态功角稳定带来巨大挑战。本文进行了系统研究，以揭示 GFM IBR 的故障恢复行为并识别失稳风险。给出了 GFM IBR 从电流饱和模式恢复到正常运行模式的必要条件的封闭表达式。基于这些分析可以推断，幅值饱和电流的相角会显著影响故障后的恢复和暂态稳定性；根据不同的相角选择，系统可能会根据以下情况沿多条故障后轨...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文针对构网型（GFM）逆变器在电网故障下的电流限幅与暂态稳定性问题，具有重要的工程应用价值。随着阳光电源在大型光伏电站、储能系统及微电网领域的深入布局，构网型控制技术已成为支撑高比例新能源接入的核心技术路线，该研究直接关系到产品在极端工况下的可靠性与电网适应性。 论...

Zhiheng Lin · Rui Liu · Yunwei Ryan Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月

为了利用太阳能等可再生能源，分布式发电系统得到了广泛应用。在这类系统中，多个组串式逆变器并联接入电网，并且通常采用锁相环（PLL）实现电网同步。然而，在电网故障导致的严重电压骤降情况下，采用锁相环同步的逆变器系统易出现暂态失稳，表现为失去同步。尽管现有研究已对逆变器与电网相互作用引起的暂态失稳问题进行了深入探讨，但不同逆变器之间相互作用导致的失稳问题尚未得到充分考虑。因此，为研究这一问题，本文建立了考虑参数差异的 n 个并联锁相环同步逆变器系统模型，用于暂态稳定性分析。研究发现，即使每个并网逆变...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于多逆变器并联系统暂态稳定性的研究具有重要的工程应用价值。在大型光伏电站和储能系统中，多台组串式逆变器并联运行是标准配置，而该论文揭示的逆变器间交互导致的暂态失稳风险，正是当前行业面临的实际痛点。 该研究的核心价值在于突破了传统分析框架的局限性。以往研究主要关注单台...

Yayao Zhang · Meng Zhan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

严重故障下可再生能源设备的暂态切换控制（TSC）使得新型电力系统的暂态特性变得更为复杂。尽管近期大多数研究聚焦于并网变流器低电压穿越期间的故障阶段或进行详细的电磁暂态仿真，但对于永磁同步发电机（PMSG）并网系统的整个暂态过程仍缺乏统一的认识。因此，本文基于PMSG的暂态切换控制方案，详细考虑了切换动态效应，将暂态过程划分为四个不同阶段：故障前、故障期间、故障后早期和故障后晚期，并针对每个阶段建立了相应的机理模型以及相关的机 - 网接口关系。此外，研究了主要参数对暂态稳定性的影响，包括故障期间无...

解读: 从阳光电源业务视角来看，这项关于永磁同步发电机（PMSG）并网系统暂态同步稳定性的研究具有重要的工程应用价值。该研究针对严重故障下瞬态切换控制（TSC）策略的完整过程建立了系统性分析框架，这与我司在风电变流器、储能变流器及光储一体化系统中面临的低电压穿越（LVRT）技术挑战高度契合。 该论文的核心...

Armando J. G. Abrantes-Ferreira · Alexandre C. Oliveira · Antonio M. N. Lima · Xiongfei Wang · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月

构网型（GFM）变换器在新能源并网中具有广泛应用前景，但其功率角暂态稳定性限制了在严重故障下的性能。现有方法将功率角δ限制在[-90°, 90°]范围内，降低了变换器的利用率。本文针对dispatchable VOC（dVOC）和虚拟同步发电机（VSG）两类GFM方法，提出一种模式自适应的功率角控制策略，可在超弱电网（SCR≈1）下提升大信号同步稳定性。该策略仅依赖本地测量估算δ，在保持输出电压幅值恒定的同时，通过调节有功功率实现四象限范围内的稳定运行。实验与控制器硬件在环结果表明，所提方法在暂...

解读: 该功率角四象限运行技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。当前阳光电源构网型产品在超弱电网（SCR≈1）场景下，功率角受限于±90°范围，限制了暂态稳定裕度。该研究提出的模式自适应功率角控制策略可直接应用于ST系列的dVOC和VSG控制模式，通过本地测量实...