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基于特征子系统的广义短路比导出原理及计算方法
Derivation Principle and Calculation Method of Generalized Short-Circuit Ratio Based on Characteristic Subsystems
辛焕海刘晨曦黄林彬高晖胜鞠平 · 中国电机工程学报 · 2025年7月 · Vol.45
随着跟网型新能源与电力电子装备的大规模接入，系统电压支撑能力下降，新型电力系统稳定风险上升。针对同构与弱异构场景下广义短路比及临界短路比量化方法不统一的问题，本文从小扰动稳定性出发，提出特征子系统概念及其计算方法，并阐释其物理意义。基于此，建立了广义短路比与临界短路比的通用导出原理与计算框架，并给出了非额定运行、有功反向及含构网型装备等复杂场景下的具体计算公式。算例验证了所提方法的有效性。
解读: 该研究对阳光电源的GFM/GFL产品设计具有重要指导意义。通过特征子系统分析方法，可以精确评估ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的并网稳定性,优化其在弱电网下的控制性能。研究成果可直接应用于PowerTitan等大型储能系统的电网支撑能力设计,提升产品在高渗透率新能源场景下的适应性。特别是对构网...
基于复转矩系数的无内环构网变流器低频振荡分析与抑制策略
Low-frequency Oscillation Analysis and Suppression Strategy of Grid-forming Converters without Inner Loop Based on Complex Torque Coefficient
陈雪韬 · 吴超 · 王简 · 王勇 等6人 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
在高电力电子化系统中，无内环构网变流器因控制简单、电压源特性优良而广泛应用，但在弱阻尼系统中易引发低频振荡。本文采用复转矩系数法，揭示其失稳机理在于常值虚拟阻抗在低频段缺乏相位滞后，难以提供有效阻尼转矩，且增大虚拟阻抗会加剧无功环路负阻尼。为此，提出基于低通滤波器的虚拟阻抗策略，增强系统低频阻尼转矩。仿真与StarSim半实物实验结果验证了该策略对低频振荡的有效抑制能力。
解读: 该研究对阳光电源的储能和大型光伏产品线具有重要参考价值。无内环GFM控制在ST系列储能变流器和大功率SG系列逆变器中可简化控制结构,提升系统稳定性。提出的低通滤波型虚拟阻抗策略可有效解决PowerTitan等大型储能系统在弱电网下的低频振荡问题。这对提升阳光储能产品在高渗透率新能源场景下的并网性能具...
构网型与跟网型变流器混联并网系统配比关键影响因素分析
Proportion Key Influencing Factors Analysis of Grid-Forming and Grid-Following Converters in Hybrid Grid-Connected Systems
张斌张学广徐殿国 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
跟网型变流器在弱电网下易引发次同步振荡失稳，构网型变流器可提升混联系统在次同步频段的小干扰稳定性。本文建立混联系统状态空间模型，研究构网型与跟网型变流器控制参数及电压环结构对系统稳定性的影响，分析构网型变流器配比下限的关键因素，确定不同影响因素下的稳定边界，并结合频域阻抗法揭示其作用机理，最后通过RT-LAB半实物实验验证理论分析的准确性。
解读: 该研究对阳光电源的储能与光伏产品线具有重要指导意义。研究成果可直接应用于ST系列储能变流器的GFM控制优化，特别是在弱电网条件下的稳定性提升。对SG系列光伏逆变器的GFL控制参数优化也有重要参考价值。通过合理配置GFM/GFL比例，可提升PowerTitan等大型储能系统在弱电网下的并网性能，减少次...
考虑电流限幅的构网型变流器暂态稳定分析与自适应限幅方法
Transient Stability Analysis and Adaptive Current Limiting Method for Grid-Forming Converters Considering Current Limitation
何宏亮 · 肖晃庆 · 张利东 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
电流限幅环节显著影响构网型变流器的暂态同步机制与动态特性。本文基于功角特性曲线，分析传统d轴优先限幅策略在大扰动下的动态行为，指出在电压暂降且故障未及时切除时，变流器可能“锁死”于限幅模式。为此提出一种自适应限幅方法，通过引入自适应系数调节限幅状态下的功角特性。确定系数范围以确保系统可恢复，并利用等面积法则选取最优值，提升极限切除角与切除时间。PSCAD/EMTDC仿真验证了理论分析与所提控制策略的有效性。
解读: 该自适应电流限幅技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的构网型GFM控制具有重要应用价值。针对电网电压暂降故障场景，传统d轴优先限幅易导致变流器锁死问题，影响系统暂态稳定性。所提自适应限幅方法通过动态调节功角特性，可显著提升ST储能系统在弱电网和微电网场景下的故障穿越能力...
构网型储能接入海上油田群电网的频率稳定分析
Frequency Stability Analysis of Grid-Forming Energy Storage Connected to Offshore Oilfield Cluster Power Grids
苏开元 · 魏澈 · 邱银锋 · 李国香 等6人 · 中国电机工程学报 · 2025年10月 · Vol.45
随着高比例新能源接入及燃气轮机逐步退出，海上油田群电网频率稳定问题日益突出，构网型储能为改善该问题提供了可能。本文建立考虑变流器控制参数、原动机-调速器响应速度等因素的等值频率响应模型，推导其闭式解，从频率变化率、最低频率、系统惯量和频率波动四方面分析频率稳定性，揭示惯性参数、调频系数与虚拟阻抗的影响规律，并通过实际案例仿真验证方法有效性。进一步对比跟网型与构网型储能在频率支撑能力上的差异，为提升海上油田群电网频率稳定性提供技术支撑。
解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan储能系统在海上油田等孤岛电网应用具有重要价值。文章揭示的构网型GFM控制中惯性参数、调频系数与虚拟阻抗对频率稳定性的影响规律，可直接指导ST储能变流器的虚拟同步机VSG参数优化设计，提升频率响应速度和抗扰动能力。特别是闭式解推导方法可用于快速评...
基于虚拟同步相角补偿的构网型双馈风电机组轴系扭振阻尼控制
Grid-forming Control of DFIG-based Wind Turbines with Virtual Synchronous Phase Angle Compensation for Shaft Torsional Vibration Damping
郭子腾张宇张琛宗皓翔蔡旭 · 高电压技术 · 2025年3月 · Vol.51
构网型风电控制有助于缓解高比例新能源电力系统的频率与电压稳定性问题。现有研究多关注机组网侧动态特性，而对机电耦合下的轴系扭振特性分析不足。构网型控制增强了电网与风机前端的动态交互，易引发轴系扭振。本文建立计及机电耦合的构网型风电机组状态空间模型，通过特征值分析揭示引入额外阻尼的必要性，阐明经典阻尼策略在构网模式下的局限性，并提出基于虚拟同步相角补偿的新型阻尼控制方法，在不削弱惯量响应的前提下有效抑制轴系欠阻尼甚至发散振荡。联合Bladed与NovaCor的实时仿真验证了理论分析与所提策略的有效性...
解读: 该研究对阳光电源构网型产品的机电耦合稳定性控制具有重要参考价值。虚拟同步相角补偿技术可直接应用于ST系列储能变流器和大型储能系统的GFM控制，优化其轴系扭振特性。同时该方法也可迁移至SG系列光伏逆变器的VSG控制，提升高比例新能源并网稳定性。特别是在PowerTitan等大型储能系统中,该技术有助于...
不平衡弱电网下构网型双馈风电机组转子侧变流器优化策略
Optimal Control Strategy for Rotor-side Converter of Grid-forming DFIG Wind Turbines under Unbalanced Weak Grid Conditions
徐上 · 谢震 · 杨曙昕 · 李梦杰 等6人 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
在不平衡弱电网条件下，双馈风电机组存在正负序耦合通路，机网交互增强，导致系统稳定性恶化。本文建立了构网型双馈风电机组的小信号状态空间模型，分析了正负序转子电流控制的稳定性和不平衡度影响。提出基于自适应虚拟阻抗的优化控制策略，实现对不平衡定子电压与电流的协同补偿。理论分析与硬件在环实验结果表明，该策略显著提升了机组在不平衡弱电网下的运行稳定性。
解读: 该研究的构网型控制策略对阳光电源的储能变流器和大功率风光储系统具有重要参考价值。自适应虚拟阻抗控制方法可优化ST系列储能变流器在弱电网下的并网性能,提升PowerTitan储能系统的电网支撑能力。研究中的正负序解耦控制思路可应用于SG系列逆变器的不平衡电网适应性改进。该技术与阳光电源现有的GFM控制...
构网型下垂控制本质及虚拟阻抗对其源端特性的影响分析
Grid-Forming Droop Control Nature and Analysis of Virtual Impedance Impact on Its Source-Side Characteristics
秦晓辉 · 范宸珲 · 齐磊 · 丁保迪 等7人 · 中国电机工程学报 · 2025年15月 · Vol.45
在双碳目标背景下，新型电力系统呈现“双高”特征，电网强度趋弱，构网型控制迎来发展机遇。下垂控制及其优化技术虚拟阻抗因静态特性简洁而广受关注，但其深层机理、动态因果关系及虚拟阻抗对无功-电压特性的影响尚不明确。本文深入探讨下垂控制的本质与适应性，分析虚拟阻抗对源端输出特性的影响，结合仿真验证，并与戴维南等效系统对比，提出网侧电压参考设计方法及双向虚拟阻抗策略，兼顾正常运行时的电压支撑与故障下过电流抑制。
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策略具有直接应用价值。文章揭示的下垂控制深层机理和虚拟阻抗对无功-电压特性的影响分析，可优化阳光电源GFM控制算法中的电压支撑能力。提出的双向虚拟阻抗策略能同时解决正常运行时的电压调节与故障时的过流抑制问题，这对弱电网场...
新型电力系统下的先进构网技术及应用
Special Editor's Message on Advanced Grid-Forming Technologies and Applications under New Power Systems
张兴陈燕东黄萌 · 电工技术学报 · 2025年1月 · Vol.40
随着我国新型电力系统建设加速，新能源与电力电子装备渗透率持续提升。在大型新能源基地、海上风电输送、柔性直流联网及微电网等场景中，电力系统呈现显著的电力电子化特征，运行特性由同步机主导转向变流器控制主导。为保障高比例电力电子化系统的稳定运行，亟需发展构网型技术，构建先进的技术架构，支撑电网规划、系统协同运行与装备性能优化，充分释放电力电子系统灵活调控潜力。
解读: 该研究对阳光电源的构网型产品技术升级具有重要指导意义。首先，构网型GFM技术可直接应用于ST系列储能变流器和PowerTitan系统，提升其电网支撑能力；其次，该技术可优化SG系列光伏逆变器的并网性能，特别是在大型新能源基地场景中的稳定运行。通过构网型控制技术的应用，可显著提升阳光电源产品在高比例电...
计及电压动态的构网型变流器多机并联系统暂态建模与稳定域估计
Transient Modeling and Stability Region Estimation of Grid-Forming Converter Multi-Parallel Systems Considering Voltage Dynamics
罗聪陈燕东谢志为高铭琨谢佳伟 · 电工技术学报 · 2025年1月 · Vol.40
构网型变流器接口的新能源具备频率与电压支撑能力，但面临暂态同步失稳风险。现有研究局限于单机系统，难以推广至多机并联场景且缺乏稳定域定量分析。本文建立考虑机组外交互与功率内耦合的多机大信号等值模型，构造包含电压动态、阻尼耗散及机组暂态交互的李雅普诺夫函数集，实现最大稳定域的非路径依赖估计，并预判故障清除后的同步稳定性；通过稳定域比较，量化控制与电网参数对稳定边界的影响，揭示关键动态因素的作用机制，硬件在环实验验证了所提方法的有效性。
解读: 该研究对阳光电源构网型储能变流器的稳定性设计具有重要指导意义。研究成果可直接应用于ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的多机并联控制,优化系统暂态响应性能。通过李雅普诺夫稳定域估计方法,可提升产品在电网故障工况下的同步稳定性,为储能电站群控系统的稳定裕度设计提供定量依据。该技术对完善...
功率同步型构网变流器并网系统暂态同步稳定性研究综述
A Review on Transient Synchronization Stability of Grid-Connected Power-Synchronized Grid-Forming Converters
孙鹏飞 · 田震 · 查晓明 · 黄萌 等7人 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
高比例可再生能源接入导致电力系统惯量降低、支撑能力减弱。功率同步型构网变流器通过模拟同步机特性可提供主动支撑，但其电力电子器件耐流耐热能力有限，限流控制引发多环路交互作用，易导致暂态同步失稳与闩锁问题，严重影响系统稳定运行。其同步环高度非线性，使暂态稳定性分析与量化困难，控制优化面临挑战。本文综述了不考虑及考虑故障限流时系统的建模、稳定性分析与边界量化方法，并总结了相应的暂态同步稳定控制策略，最后展望了未来研究方向。
解读: 该研究对阳光电源的储能与光伏产品线具有重要指导意义。功率同步型构网控制可直接应用于ST系列储能变流器和大型PowerTitan系统，提升其电网支撑能力。研究中的限流控制与暂态稳定性分析方法有助于优化SG系列光伏逆变器的故障穿越性能。特别是对多环路交互作用的深入研究，可用于改进公司现有的VSG控制算法...
基于缓冲函数和阻尼切换的构网型储能参数自适应调整方法
Adaptive Parameter Adjustment Method for Grid-Forming Energy Storage Based on Buffer Function and Damping Switching
崔杨 · 马搏余 · 戴汉扬 · 马鑫 等5人 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
在新型电力系统高比例新能源与电力电子设备背景下，构网型控制虽提升系统惯量与阻尼支撑能力，但可能削弱动态调节性能。为此，本文提出一种基于缓冲函数与稳态/暂态阻尼切换的储能参数自适应调整方法。通过引入缓冲函数提高惯量调节平滑度，结合阻尼切换机制减小频率变化过程中的有功功率稳态误差，并采用模糊控制对惯量与阻尼进行修正，确保系统稳定性。仿真结果表明，该方法可有效提升系统小干扰稳定性和功率响应动态性能。
解读: 该自适应参数调整方法对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。文章提出的缓冲函数与阻尼切换机制可直接优化现有构网型GFM控制策略：在虚拟同步机VSG算法中引入平滑惯量调节，避免功率突变对储能系统的冲击；通过稳态/暂态阻尼自适应切换，提升ST变流器在弱电网并网时的...
飞轮储能技术及其构网应用展望 (Flywheel Energy Storage Technology and Its Prospects for Grid-Forming Applications)
飞轮储能技术及其构网应用展望
唐西胜 · 娄彦涛 · 戴兴建 · 汪泰安 等6人 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
随着新能源发电与电力电子设备并网比例不断提升，电力系统对惯量响应、故障暂态支撑及快速调频调压等构网能力需求日益突出。飞轮储能作为一种短时高功率的物理储能技术，在电网高频次快速调节中具有广阔应用前景。本文综述高速飞轮储能技术的发展现状，提出以功率、储能量和转速为核心的“技术强度”综合评价指标，分析国内外技术发展趋势，探讨单机在磁悬浮轴承、高强度转子、真空散热与轴系振动抑制等方面的关键技术挑战，并指出飞轮阵列构网需优化集成架构、协同控制与能量管理，提升整体响应速度与暂态性能。
解读: 飞轮储能的高频次快速调节特性与阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统形成技术互补。其毫秒级惯量响应能力可增强构网型GFM控制的暂态支撑性能，优化虚拟同步机VSG的频率电压调节速度。飞轮阵列的协同控制与能量管理策略可借鉴应用于ESS集成方案的多机并联架构，提升系统整体响应速度。磁悬浮轴承...
客座编辑评述：构网型可再生能源发电的分析与控制
Guest Editorial: Analysis and Control for Grid-Forming Renewable Power Generation
Jiabing Hu · Yuanzhu Chang · Dong Chen · Yongning Chi 等6人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年8月
本文综述了构网型可再生能源发电系统的分析与控制领域的最新研究进展。通过初步评估与全文同行评审相结合的方式，总结了各篇投稿在技术方法与创新见解方面的贡献，涵盖系统建模、稳定性分析、控制策略设计及实际应用验证等方面，旨在推动高比例可再生能源电网的可靠运行与动态性能提升。
解读: 该构网型可再生能源发电分析与控制研究对阳光电源核心产品线具有直接应用价值。在ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统中，可借鉴其系统建模与稳定性分析方法，优化GFM控制策略，提升弱电网支撑能力和多机并联稳定性。对SG系列光伏逆变器，可融合其动态性能提升技术，增强电网适应性和故障穿越能力。...
含构网型双馈风电的电力系统低频振荡能量结构分析方法
Low Frequency Oscillation Energy Structure Analysis Method for Power Systems with Grid-Forming DFIG-Based Wind Farms
孙正龙郝舒宇李明达潘超蔡国伟 · 电工技术学报 · 2025年1月 · Vol.40
构网型双馈风电机组具备主动支撑电网的能力，其接入对系统区间振荡特性产生显著影响。针对此类系统的低频振荡问题，提出一种基于能量结构的分析方法。通过推导同步机与构网型双馈风机的能量模型，分析元件动能与端口能量的动态交互关系；在时域中分解实际动能，获得动能增量与模式动能，并结合特征值分析阐明二者反映机组参与振荡程度与模态的理论依据；进一步构建基于两者的复合指标，用于评估区间振荡强度。仿真结果验证了该方法的有效性与可行性。
解读: 该研究对阳光电源的构网型储能变流器和大型风光储系统具有重要参考价值。文中提出的能量结构分析方法可直接应用于ST系列储能变流器的GFM控制优化，特别是在大规模新能源电站中的低频振荡抑制。通过动能增量与模式动能的分解方法，可提升PowerTitan等大型储能系统的并网稳定性，优化虚拟同步机VSG控制策略...
基于匹配控制的构网型变换器小扰动稳定性综述
A Review on Small-Signal Stability of Grid-Forming Converters Based on Matching Control
李奕曈 · 艾诚 · 覃瑶 · 刘腾 等6人 · 高电压技术 · 2025年2月 · Vol.51
匹配控制是一种适用于光伏、风电、静止无功补偿器及柔性直流输电等非理想直流电压源场景的构网型控制方法。现有研究多聚焦于其对同步机转子惯性的模拟，而对其同步阻尼与小扰动稳定机理的分析尚不充分。本文梳理了匹配控制的研究发展脉络，提出基于反馈与前馈的同步阻尼分类方法，并从直流侧、网侧和机侧三个层面系统归纳各类匹配控制的小扰动稳定机制，最后结合四类典型应用场景进行案例分析，深化对其应用价值与动态特性的认识。
解读: 该匹配控制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，文章提出的同步阻尼分类方法（反馈/前馈）可优化GFM控制策略，提升弱电网下的小扰动稳定性。对于SG系列光伏逆变器在非理想直流源场景的应用，文章从直流侧、网侧、机侧三层面的稳定机制分析，可指导...
低电网阻抗下构网型直挂式储能系统稳定性提升控制
Grid-forming Direct-connected Energy Storage System Stability Enhancement Control under Low Grid Impedance
朱冠南 · 陈敏 · 王鹏程 · 梁钊培 等5人 · 电工技术学报 · 2025年1月 · Vol.40
构网型直挂式储能系统因高效、模块化等优势成为大容量储能的重要方案，但接入中高压电网导致电气距离缩短，面临低电网阻抗带来的稳定性挑战。本文提出基于阻抗增强的稳定性提升控制策略，通过等效内电压控制复用滤波电感作为耦合阻抗，物理层面增强系统耦合阻抗；结合自适应虚拟阻抗提升阻尼比，抑制功率振荡，并实现限流功能。二者协同显著提升系统在低电网阻抗下的稳定性，零电网阻抗实验验证了该方法的有效性。
解读: 该阻抗增强稳定性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。直挂式储能系统直接接入中高压电网，电气距离缩短导致的低电网阻抗问题正是阳光电源构网型储能产品面临的实际挑战。文中提出的等效内电压控制复用滤波电感作为耦合阻抗的方案，无需增加硬件成本即可物理层面增强...
低阻抗下构网型变流器稳定性机理分析
Analysis of Stability Mechanism of Grid-Forming Converters under Low Impedance
严文博黄云辉方正王栋唐金锐周克亮 · 高电压技术 · 2025年3月 · Vol.51
构网型变流器具有电压源特性，在高阻抗弱电网中稳定性良好，但在低阻抗强电网下可能失稳。本文建立其在低阻抗下的状态空间模型，结合特征根轨迹与参与因子，分析不同电网强度及控制参数下的主导模态与稳定趋势。进一步构建接入交流电网的动力学模型，表征内电势的惯量、阻尼与同步分量。研究表明，低阻抗下端电压控制环引入显著负阻尼，降低系统稳定性；提高该环带宽可减小负阻尼，增强稳定性。适当减小惯量系数、增大阻尼系数亦有助于提升阻尼水平。
解读: 该研究对阳光电源的构网型变流器产品具有重要指导意义。研究成果可直接应用于ST系列储能变流器和大型储能系统PowerTitan的控制优化，特别是在强电网并网场景下的稳定性提升。通过调整端电压控制带宽、惯量系数和阻尼系数，可以优化SG系列光伏逆变器在低阻抗并网点的运行特性。这些发现为我司GFM控制策略的...
构网型与跟网型混合直驱风电场并网稳定域分析
Analysis of Grid-Connected Stability Region for Hybrid Direct-Drive Wind Farms with Grid-Forming and Grid-Following Converters
苟少云郭春义 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
针对传统跟网型风机在弱交流电网下存在小信号失稳的问题，构网型机组可提升系统稳定裕度，促使混合型风电场发展。本文建立了混合直驱风电场并网系统的数学模型，提出兼顾稳态与小信号稳定性约束的稳定域计算方法，定量评估多维约束下的并网稳定运行域。研究了不同构网型机组占比下短路比的可行范围，并分析风电出力及集电线路长度对稳定域的影响趋势。最后通过PSCAD/EMTDC仿真验证了所提方法的准确性。
解读: 该研究对阳光电源的储能变流器和大型光伏逆变器产品线具有重要参考价值。研究成果可直接应用于ST系列储能变流器的构网型控制设计，特别是在弱电网条件下的稳定运行。对SG系列大型光伏逆变器的GFM/GFL混合控制策略优化也有重要指导意义。稳定域分析方法可用于优化PowerTitan储能系统的并网控制参数，提...
适用于并联构网型储能系统的协调有功控制策略设计
Coordinated Active Power Control Strategy Design for Parallel Grid-Forming Energy Storage Systems
冷若寒 · 吴琛 · 胡光 · 庄可好 等6人 · 高电压技术 · 2025年7月 · Vol.51
构网型储能的有功控制可为电力系统提供有效的频率支撑，但并联运行时若控制策略不协调，易导致荷电状态（SOC）不均衡与低频振荡等问题。本文建立了并联构网储能系统的状态空间模型，分析控制参数对频率稳定与振荡抑制的影响，揭示有功分配机理，并提出协调有功控制策略。通过Matlab/Simulink仿真与RT-LAB硬件在环实验验证，结果表明该策略可有效实现SOC均衡、优化功率分配并抑制振荡，保障系统频率的安全稳定运行。
解读: 该协调有功控制策略对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有直接应用价值。研究解决的并联构网型储能SOC不均衡与低频振荡问题，正是多机并联场景的核心痛点。其状态空间建模方法可优化阳光电源GFM控制算法的参数整定，提升多台ST变流器并联时的功率协调分配能力。协调控制策略可集成至...
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