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系统并网技术 构网型GFM 弱电网并网 并网逆变器 ★ 5.0

面向宽范围短路比的构网型电压源变换器功率自同步控制

Power Self-Synchronization Control of Grid-Forming Voltage-Source Converters Against a Wide Range of Short-Circuit Ratio

Peng Wang · Junpeng Ma · Rui Zhang · Shunliang Wang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月

针对功率同步控制(PSC)在强电网下易失稳的问题,本文提出了一种功率自同步控制(PSSC)策略。该方法使电压源变换器(VSC)能够在短路比(SCR)从1到无穷大的宽范围内稳定运行,有效提升了构网型逆变器在弱电网及强电网环境下的适应能力。

解读: 该技术对阳光电源的构网型(GFM)产品线具有极高价值。目前阳光电源的PowerTitan储能系统及大型组串式逆变器正向构网型技术演进,以支撑高比例可再生能源电网。PSSC策略解决了传统控制在弱电网(如偏远光伏电站)下的稳定性瓶颈,并兼顾了强电网下的运行性能。建议研发团队将其集成至iSolarClou...

系统并网技术 并网逆变器 弱电网并网 储能变流器PCS ★ 5.0

基于阻抗的直流母线电压同步电压源变换器动态分析

Impedance-Based Dynamics Analysis for DC-Link Voltage-Synchronized Voltage-Source Converters

Liang Zhao · Xiongfei Wang · Zheming Jin · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年9月

本文针对采用直流母线电压同步控制的电压源变换器(VSC),提出了交流侧和直流侧的阻抗建模与动态分析方法。研究探讨了不同直流侧负载与电源对系统稳定性的影响,发现恒功率负载(CPL)相比恒流和恒阻负载具有更高的失稳风险。

解读: 该研究对阳光电源的组串式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器(PCS)具有重要指导意义。在光储一体化系统中,直流母线侧往往连接电池系统或DC-DC变换器,表现出显著的恒功率负载特性。本文提出的阻抗分析方法可用于优化PCS的控制环路设计,特别是在弱电网环境下,通过精确的阻抗...

系统并网技术 构网型GFM 下垂控制 并网逆变器 ★ 5.0

构网型电压源变换器控制:一种自适应快/慢内部电压源视角

Control of Grid-Forming VSCs: A Perspective of Adaptive Fast/Slow Internal Voltage Source

Heng Wu · Xiongfei Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年8月

本文探讨了构网型(GFM)变换器在电网大扰动下的稳定性与性能平衡问题。指出GFM变换器的内部电压源(IVS)动态存在内在冲突,即快速动态有利于支撑电网,但可能牺牲稳定性。文章提出了一种自适应快/慢IVS控制策略,以优化GFM变换器在扰动下的动态响应与稳定性。

解读: 该研究直接针对当前电力系统向高比例可再生能源转型中的核心技术痛点——构网型控制。对于阳光电源的PowerTitan系列储能系统及大型组串式光伏逆变器,在弱电网或离网应用场景下,该自适应控制策略能显著提升系统在故障期间的电压支撑能力与暂态稳定性。建议研发团队将此自适应快/慢IVS逻辑集成至iSolar...

系统并网技术 并网逆变器 弱电网并网 储能变流器PCS ★ 5.0

直流母线电压同步电压源变换器的低频振荡分析与阻尼

Analysis and Damping of Low-Frequency Oscillation for DC-Link Voltage-Synchronized VSCs

Liang Zhao · Zheming Jin · Xiongfei Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年7月

本文研究了直流母线电压同步控制的电压源变换器(VSC)在弱电网下的低频振荡问题。该振荡主要由直流侧恒功率负载/源(CPL/CPS)引起。文章提出了一种有源阻尼方法,通过优化控制参数抑制振荡,提升系统在直流侧功率波动下的稳定性。

解读: 该研究直接关联阳光电源的核心业务。在PowerTitan等大型储能系统及组串式光伏逆变器中,直流侧功率波动与电网同步控制的交互是影响系统稳定性的关键。随着电网弱化,直流母线电压同步控制带来的低频振荡风险增加。建议研发团队将该有源阻尼策略集成至iSolarCloud智能运维平台及PCS控制算法中,特别...

系统并网技术 并网逆变器 PWM控制 跟网型GFL ★ 5.0

跟网型电压源变换器

VSC)的无源化:有源阻尼与多采样PWM的比较

Ivan Z. Petric · Paolo Mattavelli · Simone Buso · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年11月

本文对比了增强跟网型电压源变换器(VSC)稳定性的不同策略。由于数字控制延迟,VSC导纳表现出非无源区,引入负阻尼并可能导致并网运行失稳。研究表明,常用的有源阻尼(AD)策略仅在特定频率范围内有效,而多采样PWM技术提供了另一种优化途径。

解读: 该研究直接针对阳光电源核心产品——组串式及集中式光伏逆变器在弱电网环境下的并网稳定性问题。数字延迟引起的非无源性是导致逆变器在弱电网下振荡的关键因素。多采样PWM技术相比传统有源阻尼,能更有效地从源头抑制谐振,提升逆变器在复杂电网环境下的适应性。建议研发团队在iSolarCloud智能运维平台监测到...

系统并网技术 构网型GFM 下垂控制 储能变流器PCS ★ 5.0

基于自适应虚拟阻抗限流的构网型电压源变换器小信号建模与控制器参数整定

Small-Signal Modeling and Controller Parameters Tuning of Grid-Forming VSCs With Adaptive Virtual Impedance-Based Current Limitation

Heng Wu · Xiongfei Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年6月

自适应虚拟阻抗(VI)控制是限制构网型电压源变换器(GFM-VSC)在电网故障期间电流的有效方案。然而,该方法依赖于电流幅值检测,引入了非线性动态,增加了控制器参数整定的难度。本文建立了该系统的小信号模型,并提出了相应的参数整定方法。

解读: 该研究直接服务于阳光电源PowerTitan和PowerStack等储能变流器(PCS)的构网型技术升级。随着高比例可再生能源接入,电网强度降低,构网型控制已成为核心竞争力。文章提出的自适应虚拟阻抗限流技术,能够有效解决PCS在弱电网或故障工况下的过流保护与稳定性矛盾。建议研发团队将该小信号建模方法...

系统并网技术 并网逆变器 弱电网并网 跟网型GFL ★ 5.0

面向并网电压源变换器的低阶无源鲁棒电流控制设计

Low-Order Passivity-Based Robust Current Control Design for Grid-Tied VSCs

Javier Serrano-Delgado · Santiago Cobreces · Mario Rizo · Emilio Bueno · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年10月

本文提出了一种针对三相电压源变换器(VSC)的系统性鲁棒电流控制设计方法。通过结合公共耦合点(PCC)阻抗不确定性的固有无源特性与基于无源性的控制理论,该方法确保了系统在面对中高频不确定性干扰时的稳定性。

解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心业务。在弱电网环境下,光伏逆变器(组串式/集中式)与储能变流器(PowerTitan/ST系列)常面临阻抗匹配导致的谐振风险。本文提出的低阶无源鲁棒控制策略,能够有效提升阳光电源产品在复杂电网环境下的并网稳定性,减少对复杂滤波器参数的依赖。建议研发团队将其应用于iSol...

系统并网技术 构网型GFM 并网逆变器 微电网 ★ 5.0

面向构网型电压源变换器的无源性双环矢量电压电流控制

Passivity-Based Dual-Loop Vector Voltage and Current Control for Grid-Forming VSCs

Heng Wu · Xiongfei Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月

本文提出了一种针对构网型电压源变换器(GFM-VSC)的无源性双环矢量电压电流控制方法。该方法在电压控制模式和限流模式下,均能保证GFM-VSC输出阻抗的无源性,并具备较强的时延鲁棒性。频域分析、仿真及实验结果验证了该控制策略的有效性。

解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心产品线,特别是PowerTitan系列储能系统及大型地面光伏电站的构网型逆变器。随着电网弱网化趋势加剧,GFM技术是提升系统稳定性的关键。该无源性控制策略能有效解决高比例新能源接入下的振荡问题,特别是在限流模式下的稳定性保障,对提升PowerTitan在复杂电网环境下的...

系统并网技术 并网逆变器 弱电网并网 跟网型GFL ★ 5.0

基于电力电子电力系统的频域模态分析

Frequency-Domain Modal Analysis for Power-Electronic-Based Power Systems

Shih-Feng Chou · Xiongfei Wang · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年5月

本文提出两种用于并网电压源变换器(VSC)电流控制交互的频域模态分析方法:“峰值拾取”法和“圆拟合”法。与传统谐振模态分析不同,该方法通过模态阻抗的奈奎斯特图而非幅频响应进行分析,从而实现对电力电子化电力系统交互行为的精确预测。

解读: 该研究对于阳光电源的核心产品线(如组串式逆变器、PowerTitan储能系统)具有极高的应用价值。随着电网弱电网特征日益显著,逆变器与电网间的控制交互引发的谐振问题成为系统稳定性挑战。该文提出的模态分析方法能更精准地识别控制环路交互,有助于优化阳光电源并网算法,提升产品在复杂电网环境下的稳定性。特别...

系统并网技术 并网逆变器 弱电网并网 跟网型GFL ★ 5.0

弱电网下锁相环同步电压源变换器电流控制器设计再思考

Rethinking Current Controller Design for PLL-Synchronized VSCs in Weak Grids

Hong Gong · Xiongfei Wang · Lennart Harnefors · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月

本文重新审视了弱电网下锁相环(PLL)同步电压源变换器(VSC)的电流控制器设计。文章考虑了PLL动态特性、弱电网阻抗及电压前馈(VFF)控制的影响,提出了一种基于单输入单输出传递函数的模型,用于表征各控制环路间的相互作用,并分析了其对系统稳定性的影响。

解读: 该研究直接针对弱电网环境下并网逆变器(如阳光电源组串式和集中式光伏逆变器)的稳定性挑战。随着全球光伏渗透率提升,电网强度普遍下降,该文提出的控制环路交互分析方法对于优化阳光电源逆变器的PLL参数整定和电压前馈策略具有重要指导意义。通过改进电流控制器设计,可显著提升公司产品在弱电网下的并网稳定性,减少...

控制与算法 PWM控制 并网逆变器 光伏逆变器 ★ 5.0

电压源变换器多频比例谐振电流控制器设计

Design of Multifrequency Proportional–Resonant Current Controllers for Voltage-Source Converters

Florian Hans · Walter Schumacher · Shih-Feng Chou · Xiongfei Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月

本文探讨了多频比例谐振(PR)电流控制器在电压源变换器中的应用。针对传统基于开环增益交越频率和相位裕度的设计方法存在的局限性,文章提出了更优化的控制器设计方案,旨在提升变换器在多频段下的电流跟踪性能与系统稳定性。

解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心业务。多频PR控制技术对于提升光伏逆变器(组串式/集中式)和储能变流器(PowerTitan/ST系列)在弱电网环境下的谐波抑制能力和电流跟踪精度至关重要。特别是在电网电压畸变或存在背景谐波时,该控制策略能显著优化并网电流质量,降低THD。建议研发团队将其应用于iSol...

系统并网技术 并网逆变器 PWM控制 弱电网并网 ★ 5.0

基于虚拟磁链的电压源变换器电流控制无源化方法

Virtual-Flux-Based Passivation of Current Control for Grid-Connected VSCs

Heng Wu · Xiongfei Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月

本文提出了一种用于电压源变换器(VSC)的基于无源性的电流控制方案。该方案引入了基于虚拟磁链的阻尼器,并实现了在电流控制环路存在较大时间延迟情况下的无源输出导纳特性。通过导纳建模和实验测试,验证了该方法的有效性。

解读: 该研究针对弱电网下并网变换器常见的稳定性问题,通过无源控制提升了系统的鲁棒性,这对阳光电源的组串式光伏逆变器及PowerTitan系列储能变流器(PCS)具有重要参考价值。随着全球电网弱化趋势加剧,该技术可有效解决长距离输电或高比例新能源接入带来的谐振与控制延迟问题。建议研发团队将其应用于iSola...

系统并网技术 并网逆变器 控制与算法 跟网型GFL ★ 5.0

并网电压源变换器的统一模块化状态空间建模

Unified Modular State-Space Modeling of Grid-Connected Voltage-Source Converters

Dongsheng Yang · Xiongfei Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年9月

本文提出了一种并网电压源变换器的模块化状态空间建模框架。该方法将交流电流控制、锁相环、直流母线电压控制及交流电压幅值控制等不同控制环路作为独立模块进行建模,并推导了旋转坐标系(dq)下状态空间模型间的数学关系。

解读: 该建模方法对阳光电源的核心产品线(如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan储能变流器)具有极高的应用价值。通过模块化建模,研发团队可更高效地分析复杂电网环境下的系统稳定性,特别是针对弱电网并网及构网型(GFM)控制策略的优化。该技术有助于提升iSolarCloud智能运维平台在电网交互分析中...

系统并网技术 并网逆变器 弱电网并网 跟网型GFL ★ 5.0

不同控制模式下电压源变换器直流侧阻抗建模与分析

Modeling and Analysis of DC Terminal Impedance of Voltage-Source Converters With Different Control Modes

Danhong Xue · Jinjun Liu · Zeng Liu · Yiming Tu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年6月

本文针对多端高压直流系统稳定性分析,提出了常规三相两电平电压源变换器(VSC)在不同控制模式下的直流侧阻抗模型。研究涵盖了内环解耦电流控制及包含直流电压控制在内的外环控制策略,为分析变换器与直流电网的交互稳定性提供了理论基础。

解读: 该研究对阳光电源的组串式/集中式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器(PCS)具有极高价值。随着电网环境日益复杂,逆变器与直流侧/交流侧的阻抗匹配直接影响系统稳定性。本文提出的阻抗建模方法可用于优化阳光电源产品的控制环路设计,特别是在弱电网接入场景下,能有效提升系统对电网...

控制与算法 PWM控制 并网逆变器 弱电网并网 ★ 5.0

低开关频率变换器的多速率谐波补偿控制:方案、建模与分析

Multirate Harmonic Compensation Control for Low Switching Frequency Converters: Scheme, Modeling, and Analysis

Hao Tian · Yun Wei Li · Qing Zhao · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年4月

本文研究了在低开关频率(如2kHz)下,利用大功率并网电压源变换器(VSC)进行谐波补偿的控制策略。针对低开关频率带来的控制带宽限制与谐波抑制挑战,提出了一种多速率谐波补偿方案,并通过建模分析验证了其在提升电能质量方面的有效性。

解读: 该研究直接契合阳光电源大型地面光伏电站及大型储能系统(如PowerTitan系列)的核心需求。在兆瓦级集中式逆变器或大型PCS中,为降低开关损耗通常采用低开关频率,这会导致谐波治理难度增加。该多速率控制方案能有效提升系统在弱电网下的电能质量,增强并网稳定性。建议研发团队将其应用于iSolarClou...

系统并网技术 并网逆变器 跟网型GFL 弱电网并网 ★ 5.0

面向设计的锁相环同步电压源变换器暂态稳定性分析

Design-Oriented Transient Stability Analysis of PLL-Synchronized Voltage-Source Converters

Heng Wu · Xiongfei Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年4月

本文针对电压源变换器(VSC)缺乏同步物理定律的问题,研究了锁相环(PLL)在电流控制型VSC同步中的关键作用。分析了VSC与电网功率交换对同步动态的影响,并提出了一种面向设计的暂态稳定性分析方法,旨在提升变换器在复杂电网环境下的运行稳定性。

解读: 该研究直接关系到阳光电源核心产品——组串式逆变器及集中式逆变器在弱电网环境下的并网稳定性。随着全球光伏渗透率提升,电网强度降低,基于PLL的跟网型(GFL)控制策略面临暂态失稳风险。本文提出的设计导向分析方法,可指导阳光电源研发团队优化逆变器在电网电压跌落或功率剧烈波动下的控制参数,提升产品对弱电网...

功率器件技术 SiC器件 三相逆变器 宽禁带半导体 ★ 5.0

基于SiC MOSFET的三相两电平逆变器最优非对称变死区时间建模与实现

Modeling and Implementation of Optimal Asymmetric Variable Dead-Time Setting for SiC MOSFET-Based Three-Phase Two-Level Inverters

Lei Zhang · Xibo Yuan · Jiahang Zhang · Xiaojie Wu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年12月

死区时间设置直接影响SiC MOSFET电压源变换器的效率、电能质量及可靠性。传统固定死区时间在SiC器件输出电容及体二极管续流作用下,会导致严重的输出电压畸变和额外损耗。本文提出了一种最优非对称变死区时间设置方法,通过建模分析有效降低了开关损耗与电压失真,提升了变换器整体性能。

解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器(PCS)具有重要意义。随着公司产品全面向SiC功率器件切换以提升功率密度和效率,非对称变死区控制技术能有效解决SiC器件在高频开关下的电压畸变问题,进一步降低损耗并提升电能质量。建议研发团队在下一代高频化逆变器及P...

系统并网技术 并网逆变器 弱电网并网 跟网型GFL ★ 5.0

基于SISO建模的并网电压源变换器稳定性分析

Stability Analysis of Grid-Connected Voltage-Source Converters Using SISO Modeling

Hongyang Zhang · Lennart Harnefors · Xiongfei Wang · Hong Gong 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年8月

本文研究了并网电压源变换器在弱电网下的交互稳定性。通过将变换器与电网阻抗建模为单输入单输出(SISO)系统,利用Nyquist稳定性判据进行分析与控制器设计。该方法简化了复杂系统的稳定性评估,为弱电网环境下的并网控制提供了理论支撑。

解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心业务。在弱电网环境下,组串式逆变器(如SG系列)和集中式逆变器常面临并网稳定性挑战。通过SISO建模简化稳定性分析,有助于优化逆变器的锁相环(PLL)及电流环参数,提升产品在复杂电网条件下的适应性。建议研发团队将此分析方法集成至iSolarCloud智能运维平台的仿真模...

系统并网技术 并网逆变器 弱电网并网 PWM控制 ★ 5.0

基于阻抗的电压源变换器直流母线电压动态分析

Impedance-Based Analysis of DC-Link Voltage Dynamics in Voltage-Source Converters

Dapeng Lu · Xiongfei Wang · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年4月

本文研究了并网电压源变换器中直流母线电压控制引起的稳定性问题。通过建立解析阻抗模型,捕捉直流母线电压控制与交流电流控制之间的相互作用,揭示了直流母线电压控制在整流与逆变模式下对系统稳定性的不同影响。

解读: 该研究直接关联阳光电源的核心业务,特别是组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器(PCS)的并网控制策略。在弱电网环境下,直流母线电压控制与交流并网控制的耦合是导致系统振荡的关键因素。通过该阻抗分析方法,研发团队可优化逆变器及PCS的控制环路参数,提升产品在复杂电网环境下的...

拓扑与电路 PWM控制 多电平 并网逆变器 ★ 5.0

一种具有半波对称性的多电平选择性谐波消除PWM通用公式

A Universal Formulation for Multilevel Selective-Harmonic-Eliminated PWM With Half-Wave Symmetry

Angel Perez-Basante · Salvador Ceballos · Georgios Konstantinou · Josep Pou 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年1月

选择性谐波消除PWM(SHE-PWM)通过低开关频率和对低次谐波的精确控制,能有效提升多电平电压源变换器的效率。相比四分之一波对称性,具有半波对称性的SHE-PWM提供了更多的解空间,从而优化了波形设计。

解读: 该技术对阳光电源的核心业务——光伏逆变器(尤其是集中式及大功率组串式逆变器)具有重要价值。通过采用半波对称的SHE-PWM,可以在保持低开关频率的前提下有效抑制低次谐波,从而降低输出滤波器的体积与成本,提升整机效率。这对于阳光电源在大型地面电站及工商业光伏项目中追求高功率密度和高效率的产品设计至关重...

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