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基于精确小信号建模的电网阻抗自适应VSG控制
Grid Impedance Adaptive VSG Control Based on Accurate Small-Signal Modelling
Minyang Wang · Yuxin Yang · Yuchen Zhang · Mir Nahidual Ambia 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年3月
可再生能源的广泛整合增加了基于逆变器的发电，削弱了电网强度和惯性，给电力系统稳定性带来了挑战。为解决这些问题，虚拟同步发电机（VSG）控制作为一种现代电网形成（GFM）技术应运而生，它能够自主提供有功和无功功率，以支撑电网频率和电压。然而，当VSG逆变器在强电网条件下运行时，在固定参数设置下可能会出现功率振荡，使电网难以达到稳定状态。在这种情况下，基于频率变化率（RoCoF）的传统稳定性分析是不够的，需要基于系统阻抗变化的先进分析方法并进一步改进。本文提出了一种精确的VSG逆变器小信号模型以及一...
解读: 该电网阻抗自适应VSG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。通过精确小信号建模实时识别电网阻抗变化，可显著提升弱电网环境下储能系统的构网型GFM控制性能。该自适应调节机制能够动态优化虚拟惯性和阻尼参数，增强系统在电网阻抗波动时的稳定裕度，特别适用于高...
具有动态虚拟惯性和频率、电流、电压限幅特性的新型虚拟同步发电机设计
Novel Virtual Synchronous Generator design with dynamic virtual inertia and bounded frequency, current and voltage characteristics
Theodoros E. Kavvathas · George C. Konstantopoulos · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年6月
本文提出一种新型虚拟同步发电机（VSG）架构，通过引入动态虚拟惯性以提升传统VSG的动态响应性能，并确保频率、输出电流和电压始终处于预设范围内。所设计的控制律根据频率变化率和频率偏差实时调节虚拟惯性，有效抑制扰动后的频率变化率（RoCoF）与最大频率偏差，同时保证虚拟惯性始终位于限定区间内且不引入非连续动态。基于向量场理论与最终有界性定理，严格证明了系统状态变量的有界性。在连接无穷大母线及含多台VSG与同步机的完整系统中均进行了稳定性分析。通过Typhoon HIL实时仿真平台与实验系统验证了该...
解读: 该动态虚拟惯性VSG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GFM控制已采用VSG技术，但传统固定惯性方案在扰动响应与频率稳定间存在矛盾。本文提出的根据频率变化率和偏差实时调节虚拟惯性的方法，可显著提升ST储能系统在负荷突变和短路故障下的...
具有非线性刚度的虚拟同步发电机虚拟转轴控制用于功率振荡抑制
Virtual Shaft Control of Virtual Synchronous Generator With Nonlinear Stiffness for Power Oscillation Suppression
Xiangyu Zhang · Huazhi Liu · Yabo Cao · Yuan Fu 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2024年11月
在高比例风电接入系统中，虚拟同步发电机（VSG）需具备宽频带功率振荡抑制能力并降低自激共振风险。本文首先分析基于双馈感应发电机（DFIG）风电机组所模拟VSG与同步机间的线性虚拟转轴耦合关系，建立引入虚拟转轴后的两自由度系统模型。提出一种具有立方刚度的非线性虚拟转轴结构，以降低VSG自激共振风险，并结合最优带宽理论拓展其振荡抑制频带。进一步设计适用于DFIG风电机组的非线性虚拟转轴控制策略，优化关键参数。在32%高风电渗透率的9节点系统硬件在环平台上验证，结果表明该方法可有效提升VSG的频率调节...
解读: 该非线性虚拟转轴VSG控制技术对阳光电源储能与风光产品具有重要应用价值。可直接应用于ST系列储能变流器的GFM控制策略优化,提升系统频率调节能力;也可集成到SG系列大功率逆变器的VSG控制中,增强高渗透率场景下的并网稳定性。通过引入非线性刚度特性,可有效降低储能变流器在弱电网条件下的自激振荡风险,扩...
一种无缝增强电网刚度的控制策略用于并网型虚拟同步发电机系统中的谐波补偿与功率波动抑制
A Seamless Enhancing Grid Stiffness Control Strategy for Harmonic Compensation and Power Ripple Mitigation in Grid-Tied Virtual Synchronous Generator System
Sameer Kumar Behera · Anup Kumar Panda · Venkata Ramana Naik N. · Satyabrata Behera · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2025年4月
摘要：对于光伏发电渗透率较高的电网而言，构网型逆变器（GFMIs）至关重要。公用电网中的不确定性会使 GFMI 系统不稳定。因此，采用虚拟同步发电机（VSG）可通过降低频率变化率（RoCoF）来增强系统稳定性和电网刚度。为应对系统中各种不确定性引发的谐波和振荡问题，本文针对三相并网 VSG（TPGTVSG）系统提出了一种增强型自适应综合控制策略（EAICS），该策略将改进的比例谐振电流（MPRC）控制器与相位校正参考电流（PCRC）发生器相结合，以进一步提升系统整体性能。MPRC 控制器还包含针...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的虚拟同步发电机（VSG）增强型自适应集成控制策略具有重要的技术参考价值。随着光伏渗透率的提升，电网对构网型逆变器（GFMI）的需求日益迫切，这与我司在光储一体化系统和电网支撑技术方面的战略方向高度契合。 该技术的核心价值在于三个方面：首先，通过VSG技术增强电...
基于序阻抗的虚拟同步机(VSG)与传统并网逆变器稳定性对比研究
Sequence-Impedance-Based Stability Comparison Between VSGs and Traditional Grid-Connected Inverters
作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 日期未知
传统并网逆变器（TGCI）在弱电网环境下易发生小信号失稳。本文建立了虚拟同步机（VSG）的小信号序阻抗模型，并对比分析了VSG与TGCI的序阻抗特性，揭示了两者在并网稳定性方面的差异。
解读: 该研究直接关联阳光电源的构网型（Grid-Forming）技术布局。随着PowerTitan等储能系统及大型光伏电站接入弱电网的需求增加，VSG技术已成为提升系统惯量支撑与电压稳定性的核心。通过对比VSG与传统跟网型（GFL）逆变器的序阻抗特性，阳光电源研发团队可优化控制算法，提升产品在极端弱电网下...
限流策略对虚拟同步机暂态稳定性的影响
Impacts of Current Limiting on the Transient Stability of the Virtual Synchronous Generator
Kourosh Gharouni Saffar · Sina Driss · Firouz Badrkhani Ajaei · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年2月
本文研究了不同限流策略对虚拟同步机（VSG）暂态稳定性的影响。通过理论分析构建了VSG在不同工况下的功率-功角曲线，并利用硬件在环实验进行了验证。研究表明，参考电流饱和策略对系统的暂态稳定性具有显著影响，为提升VSG在故障条件下的运行稳定性提供了理论依据。
解读: 该研究直接关联阳光电源构网型（Grid-forming）技术路线。随着PowerTitan系列储能系统及大型组串式逆变器在弱电网场景下的应用增多，VSG控制策略的暂态稳定性至关重要。本文提出的限流策略分析有助于优化阳光电源iSolarCloud平台下的并网控制算法，提升产品在电网故障下的抗扰动能力，...
并联虚拟同步机(VSG)系统中有功功率振荡的建模、分析与抑制
Modeling, Analysis, and Mitigation of Active Power Oscillation in Parallel VSGs System
Jiadong Sun · Xiangyang Xing · Chenghui Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年11月
虚拟同步机(VSG)因能模拟传统同步发电机特性而被广泛应用。然而，在并联VSG系统中，负载变化时易产生有功功率振荡，导致过载及频率稳定性下降。本文针对该问题进行建模分析，并提出相应的抑制策略，以提升多机并联系统的运行稳定性。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的构网型(Grid-forming)技术布局。随着PowerTitan系列储能系统及大型光伏电站对弱电网支撑能力的提升，VSG技术已成为核心竞争力。本文提出的有功振荡抑制策略，可直接优化阳光电源PCS（储能变流器）及大型组串式逆变器的并联控制算法，有效解决多机并联下的功率环流...
计及频压耦合效应的并网虚拟同步机振荡传播建模
Modeling for Oscillation Propagation With Frequency-Voltage Coupling Effect in Grid-Connected Virtual Synchronous Generator
Chang Li · Yaqian Yang · Yong Li · Yuxing Liu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
本文针对构网型虚拟同步机（GF-VSG）系统，提出了一种考虑频压耦合效应的振荡传播建模方法。通过构建自稳定性环路模型和诱导稳定性环路模型，明确了VSG频率与电压之间振荡传播的物理机制，为提升弱电网下系统的稳定性提供了理论支撑。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的构网型（Grid-forming）技术战略。随着PowerTitan系列储能系统及大型光伏电站在弱电网环境下的应用增多，VSG控制策略的稳定性至关重要。本文提出的频压耦合建模方法，有助于优化阳光电源逆变器及储能变流器（PCS）的控制算法，有效抑制多机并网场景下的振荡风险，提...
面向构网型变换器的全状态反馈功率解耦控制：提升稳定性与惯量响应
Full-State Feedback Power Decoupling Control for Grid Forming Converter With Improved Stability and Inertia Response
Yanjun Tian · Xiaoqi Xu · Yi Wang · Zhen Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
针对高比例可再生能源接入下，虚拟同步机（VSG）在低压电阻性线路中存在的有功-无功功率耦合问题，本文提出一种全状态反馈功率解耦控制策略。该方法有效消除了功率耦合效应，显著提升了构网型变换器在弱电网下的稳定性及惯量响应能力。
解读: 该技术直接服务于阳光电源的构网型（Grid-forming）产品战略。随着PowerTitan系列储能系统及大型光伏电站对弱电网支撑能力的诉求日益增强，VSG控制的稳定性与解耦性能至关重要。该全状态反馈解耦控制可优化阳光电源PCS的控制算法，提升在复杂电网环境下的有功/无功动态响应精度，增强系统在黑...
微电网中虚拟同步机的自适应模糊神经网络功率解耦策略
Adaptive Fuzzy-Neural-Network Power Decoupling Strategy for Virtual Synchronous Generator in Micro-Grid
Yu Wang · Rong-Jong Wai · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年4月
本文提出了一种用于微电网虚拟同步机（VSG）控制的在线训练自适应模糊神经网络功率解耦（AFNNPD）策略。文章分析了微电网中VSG的功率耦合机制，推导了功率解耦方法的系统动力学模型，并设计了全滑模控制（TSMC）以提升系统动态性能。
解读: 该研究针对构网型（Grid-Forming）技术中的功率耦合问题，提出了基于智能算法的解耦控制策略，这对阳光电源的PowerTitan系列储能系统及组串式逆变器在弱电网或微电网场景下的应用具有重要参考价值。随着光储系统向构网型控制演进，VSG的动态响应与稳定性至关重要。建议研发团队关注该自适应控制策...
用于构网型变换器稳定性测试的电网惯量与阻抗模拟
Inertia and Grid Impedance Emulation of Power Grid for Stability Test of Grid-Forming Converter
Jiashi Wang · Ke Ma · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年2月
虚拟同步机（VSG）控制是提升构网型变换器电网惯量的有效方案。虚拟惯量与输出阻抗是VSG的关键特性，但其与电网惯量的交互可能引发有功功率振荡。本文探讨了如何通过模拟电网惯量与阻抗，对构网型变换器进行稳定性测试。
解读: 该研究直接服务于阳光电源PowerTitan液冷储能系统及构网型组串式逆变器业务。随着高比例新能源接入，电网强度下降，构网型技术（GFM）已成为阳光电源的核心竞争力。本文提出的惯量与阻抗模拟方法，可优化阳光电源iSolarCloud平台下的并网控制策略，提升设备在弱电网环境下的稳定性。建议研发团队将...
全状态反馈功率解耦控制用于提升稳定性和惯性响应的构网型变换器
Full-State Feedback Power Decoupling Control for Grid Forming Converter With Improved Stability and Inertia Response
Yanjun Tian · Xiaoqi Xu · Yi Wang · Zhen Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
摘要：在可再生能源高渗透率的情况下，虚拟同步发电机（VSG）控制策略已在用于支撑大电网惯量的构网型变流器中得到广泛研究与应用。传统VSG控制存在有功和无功功率回路之间的耦合问题，尤其是在低压阻性馈线条件下。这种功率耦合效应不仅会降低暂态过程中惯量支撑的有效性，还会影响系统稳定性。本文分析了有功和无功功率回路之间的耦合机制，并提出一种全状态反馈控制方法来解决传统VSG控制中的耦合问题。在所提出的控制方法中，设计了状态反馈矩阵以消除有功和无功功率控制回路之间的功率耦合，并充分保留有功和无功惯量响应能...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项全状态反馈功率解耦控制技术对我们的构网型逆变器产品线具有重要战略价值。随着新能源渗透率持续攀升，电网对逆变器提供惯量支撑的需求日益迫切，而传统虚拟同步发电机（VSG）控制在低压阻性线路场景下存在的有功-无功功率耦合问题，恰恰是制约我们光伏逆变器和储能系统性能提升的关键瓶...
虚拟同步机功率耦合机理分析及改进解耦控制
Power Coupling Mechanism Analysis and Improved Decoupling Control for Virtual Synchronous Generator
Tiliang Wen · Donghai Zhu · Xudong Zou · Bingchen Jiang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
基于虚拟同步机（VSG）控制的并网变换器是提升高比例可再生能源电力系统稳定性的有效方案。然而，VSG控制中固有的有功与无功功率耦合缺陷，严重限制了功率传输能力及电网支撑性能。本文深入分析了功率耦合机理，并提出了一种改进的解耦控制策略，以优化系统性能。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的构网型（Grid-forming）技术路线。随着PowerTitan系列储能系统及组串式逆变器在弱电网和高比例新能源场景下的应用增加，VSG控制的稳定性至关重要。功率耦合问题的解决能显著提升阳光电源产品在复杂电网环境下的有功/无功独立调节能力，增强系统暂态稳定性。建议将该解...
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...
基于自适应虚拟惯性的VSG微电网频率调节改进
Improvement of Frequency Regulation in VSG-Based AC Microgrid Via Adaptive Virtual Inertia
Xiaochao Hou · Yao Sun · Xin Zhang · Jinghang Lu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年2月
本文提出了一种基于自适应虚拟惯性的虚拟同步机（VSG）控制策略，旨在提升微电网的动态频率调节能力。当系统频率偏离额定值时，自适应惯性控制通过增大惯性来减缓动态过程，从而改善频率最低点（Nadir）；当频率开始恢复时，通过减小惯性以加速恢复过程，有效优化了频率响应性能。
解读: 该技术对阳光电源的构网型（Grid-forming）储能变流器（如PowerTitan系列）具有极高的应用价值。随着高比例新能源接入，电网惯量降低，传统的跟网型控制已难以满足电网稳定性要求。该自适应虚拟惯性算法可直接集成至阳光电源的PCS控制软件中，提升系统在弱电网或孤岛运行下的频率支撑能力。建议研...
面向未知与不可预测负载的虚拟同步机观测器电流控制器
Observer-Based Current Controller for Virtual Synchronous Generator in Presence of Unknown and Unpredictable Loads
Audrey Moulichon · Mazen Alamir · Vincent Debusschere · Lauric Garbuio 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月
本文提出了一种针对虚拟同步机（VSG）的观测器电流控制器，旨在解决存在未测量及不可预测负载时的系统稳定性问题。该方法结合了线性二次型调节器（LQR）、积分器及状态观测器，有效提升了并网逆变器在复杂负载工况下的动态响应与鲁棒性。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的构网型（Grid-Forming）技术布局。随着PowerTitan等储能系统及大型光伏电站对弱电网支撑能力要求的提高，VSG技术已成为核心竞争力。该文提出的观测器控制策略能显著增强逆变器在复杂或未知负载波动下的抗干扰能力，可优化阳光电源组串式逆变器及PCS产品的控制算法，...
基于虚拟直流电容的并网变换器虚拟同步发电机控制策略
Virtual Synchronous Generator Control Strategy for Grid-Connected Converters Based on Virtual DC Capacitance
作者未知 · 高电压技术 · 2025年12月 · Vol.2025
针对直流微电网并网变换器构网能力不足问题，提出基于虚拟直流电容的VSG控制策略，量化直流/交流惯量关系，提升直流电压稳定性与可再生能源利用率，仿真与实验验证其有效性。
解读: 该VSG控制策略直接支撑阳光电源ST系列PCS、PowerTitan及组串式逆变器在构网型（GFM）场景下的惯量响应与直流母线协同控制能力，尤其适用于光储一体化电站和弱电网/孤岛运行场景。建议将虚拟直流电容动态建模与iSolarCloud平台联动，实现VSG参数自整定与多机惯量协同优化，强化Powe...
一种基于参考前馈的虚拟同步机控制阻尼方法
A Reference-Feedforward-Based Damping Method for Virtual Synchronous Generator Control
Yun Yu · Sanjay K. Chaudhary · Gibran David Agundis Tinajero · Luona Xu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年7月
虚拟同步机（VSG）控制被广泛用于电力变换器的电网友好型互联。然而，由于直接模拟转子动力学，在阻尼效应有限的情况下，可能会引入低频功率振荡。为解决此问题，本文基于反馈控制理论提出了一种改进的功率控制律，通过参考前馈方法有效抑制振荡，提升系统稳定性。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的构网型（Grid-forming）技术战略。随着PowerTitan和PowerStack等大容量储能系统在弱电网及微电网场景下的应用增多，VSG控制带来的低频振荡是提升系统稳定性的关键痛点。该前馈阻尼方法可直接优化阳光电源储能变流器（PCS）的控制算法，提升设备在复杂电网...
面向频率稳定性提升的VSG暂态稳定性增强方法
A Transient Stability Enhancement Method for VSG Targeting Frequency Stability Improvement
杨万里涂春鸣肖凡郭祺 · 中国电机工程学报 · 2025年1月 · Vol.45
电网故障期间维持虚拟同步发电机（VSG）的暂态稳定性对系统安全至关重要，而频率稳定性是其实现的前提。现有方法较少兼顾二者，为此提出一种面向频率稳定性提升的VSG暂态稳定性增强控制策略。通过分析惯性和阻尼在不同故障下对系统动态特性的影响，引入角频率偏差反馈的有功控制环，并结合小信号与大信号模型综合研究暂态响应。进一步提出考虑最优阻尼比的参数设计方法，实验结果验证了理论分析与所提方法的有效性。
解读: 该VSG暂态稳定性增强方法对阳光电源构网型储能系统具有重要应用价值。针对ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统，该方法通过角频率偏差反馈优化有功控制环，可显著提升电网故障期间的频率稳定性和暂态响应性能。基于最优阻尼比的参数设计方法可直接应用于VSG控制算法优化，增强构网型GFM控制策略...
弱电网下不同直流母线电压控制器的虚拟同步机阻抗分析与稳定性研究
Impedance Analysis and Stabilization of Virtual Synchronous Generators With Different DC-Link Voltage Controllers Under Weak Grid
Jian Guo · Yandong Chen · Lei Wang · Wenhua Wu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年10月
本文研究了虚拟同步机（VSG）在弱电网环境下，因直流母线电压控制器实现方式不同而导致的系统不稳定性问题。通过建立VSG在dq坐标系下的宽频阻抗模型，揭示了弱电网下直流侧控制与交流侧并网性能的耦合机制，并提出了相应的稳定性优化策略。
解读: 该研究直接关联阳光电源的核心构网型（Grid-Forming）技术。随着全球光伏与储能电站接入弱电网比例提升，VSG技术是提升系统支撑能力的关键。文章提出的阻抗建模与稳定性分析方法，可指导阳光电源PowerTitan系列储能PCS及组串式逆变器在复杂电网环境下的控制参数优化，有效避免弱电网下的振荡风...
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