Zhongguan Wang · Jiachen Liu · Li Guo · Xiaodi Zang 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年7月

可再生能源在电力系统中的渗透率不断提高，这使得风电场提供频率支撑成为必要。考虑到风力发电机组（WTs）的复杂协调以及频率响应的时变特性，有必要评估风电场的一次频率调节（PFR）能力并构建可行区域。为应对基于物理的方法中参数不完整以及现有数据驱动方法可解释性不足的挑战，本文提出了一种用于风电场的基于数据驱动的状态空间映射方法，以构建下垂系数和惯性系数的可行区域，并通过迭代方案确定最优系数。基于库普曼算子理论（KOT），将一次频率调节的非线性模型转化为线性升维形式，从而可以利用测量数据进行实时评估。...

解读: 从阳光电源的业务视角看，这项基于数据驱动状态空间映射的风电场频率调节技术具有重要的战略参考价值。随着我国"双碳"目标推进，新能源渗透率持续提升，电网对风光储系统的一次调频能力提出了更高要求。该论文提出的下垂-惯量系数可行域评估方法，为解决新能源参与电网频率支撑这一核心问题提供了新思路。 该技术的核...

Jakob Niehues · Robin Delabays · Anna Büttner · Frank Hellmann · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年9月

确保未来以逆变器为主导的电网稳定性是电网运营商面临的核心挑战，尤其是当来自多个供应商的设备相互作用时。在这项工作中，我们推导出了保证小信号稳定性的新条件。这些条件与设备特性无关，并且可以在每个母线的邻域内进行局部验证。逆变器可以具有高度的异质性，并可以实施任何关于频率、电压幅值、有功和无功功率以及内部状态的控制律。我们所做的唯一结构假设是，控制实现了电压幅值和无功功率之间的精确下垂关系，并且整个电网具有恒定的电阻电抗比（R/X）。当将这些条件应用于已有的控制设计模型时，我们能够重现并推广已有的结...

解读: 该电压下垂控制稳定性研究对阳光电源ST储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有直接应用价值。研究揭示的下垂系数与线路阻抗比匹配机制，可优化多台ST变流器并联运行时的协调控制策略，提升系统阻尼特性。小信号稳定性分析方法可应用于构网型GFM控制算法的参数整定，特别是在多厂商设备混合并网场景下，为...

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...

Jinxin Liu · Jiacheng Sun · Pengfei Gao · Yuji Zeng 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年3月

涡轮电推进混合架构结合燃气轮机驱动发电机与储能系统，是满足分布式电推进功率需求的重要拓扑之一。为实现涡轮发电机与储能系统混合供电的自主分散功率分配及直流母线电压稳定，本文提出一种融合虚拟阻抗下垂与负载侧串联虚拟惯量的新型控制策略。该策略使燃气轮机承担低频功率波动，储能系统缓冲高频分量，并通过重塑负载侧机械输入阻抗抑制燃气轮机自激振荡，提升系统稳定性。实验平台验证了所提方法的有效性。

解读: 该涡轮电混合动力系统的分散式能量管理策略对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要借鉴价值。文中提出的虚拟阻抗下垂控制与负载侧串联虚拟惯量技术，可直接应用于光储混合系统的功率分配优化：使光伏逆变器承担低频功率波动，储能系统缓冲高频分量，提升直流母线电压稳定性。该方法对阳光...

Dilip Pandit · Atri Bera · Tu Nguyen · Raymond Byrne 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年4月

由于积极的脱碳目标、成本降低和政府投资增加，现代电网中可再生能源的并网比例迅速上升。然而，基于逆变器的发电方式渗透率提高会因系统惯性下降而引发频率稳定性问题。本文提出一种量化电动汽车（EV）为电网提供频率支持能力的框架，以提升可再生能源的并网极限。考虑EV提供虚拟惯性和一次频率响应，结合EV行为不确定性建立随机模型以确定其放电上限。构建包含EV动态虚拟惯性和下垂系数的多机系统频率响应（MM-SFR）模型，并从中导出频率安全约束。结合换流器电压安全与低电压穿越约束，嵌入非线性优化框架以求解可再生能...

解读: 该研究对阳光电源V2G储能系统和充电桩产品线具有重要应用价值。文章提出的EV虚拟惯性和一次频率响应框架，可直接应用于阳光电源车网互动充电桩和PowerTitan储能系统的协同控制策略。具体而言：1）EV动态虚拟惯性和下垂系数的MM-SFR模型可优化ST系列储能变流器的VSG控制算法，提升电网频率支撑...

Pengcheng Wang · Min Chen · Jiahui Wang · Guannan Zhu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

在构网型（GFM）控制中，有功功率和无功功率之间的固有耦合会降低无功功率控制精度、限制功率支撑能力并减缓动态过程。为解决这一问题，本文针对下垂控制变流器提出了一种基于有功功率前馈补偿的功率解耦方法，该方法可消除所有四个象限的功率耦合，尤其适用于运行模式灵活的分布式发电系统。利用小信号模型分析了物理功率耦合行为，确定线路阻抗比（R/X）和功率角是影响耦合特性的关键因素。通过比较耦合系数和变流器输出电压可知，可通过输出电压补偿实现功率解耦，这构成了所提方法的基础。通过精确计算补偿项，可在不影响响应速...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于有功功率前馈补偿的功率解耦方法对我司构网型逆变器产品具有重要的技术价值。当前，随着新能源渗透率提升和弱电网场景增多，构网型（GFM）控制已成为光储系统的核心技术方向，而有功-无功功率耦合问题一直制约着系统的动态响应速度和四象限运行能力。 该技术通过精确计算输出电压...

Yun Zhang · Shihong Jing · Yihang Wei · Tong Li 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月

电动飞机是未来发展趋势，但电池性能限制了电动飞机应用。分布式电池组平衡对电动飞机安全有重大影响。提出一种基于模糊逻辑控制和优化可变参数下垂控制的电池组源-负载分离动态功率平衡方法。通过定义源和负载准则设置启停平衡条件，该方法实现更快平衡速度，同时实现电池组间更小能量传输。动态变化的平衡电流防止实现平衡前大电流充电，降低充电期间热应力并减少电池退化。该方法在更少模式下实现飞机电力系统能量平衡，最小化平衡模式间频繁切换。还消除传统下垂控制在电池平衡系统中引起的电压偏差，增强供电可靠性。建立包含四组4...

解读: 该航空电池组平衡研究对阳光电源储能系统管理有重要参考价值。模糊下垂控制和源-负载分离的动态平衡策略可应用于阳光PowerTitan储能系统的多电池簇并联管理，提高平衡效率和降低热应力。动态变化平衡电流减少电池退化和消除直流母线电压偏差的技术可提升阳光ST系列储能变流器的可靠性和电池寿命。更少模式切换...

Jinghan Zhao1Keting Wan2Yongpan Chen3Miao Yu4 · 现代电力系统通用与清洁能源学报 · 2025年1月 · Vol.1

在以电力电子装置为主的直流电力系统中，恒功率负载和饱和元件显著影响系统的大幅信号稳定性。针对多状态变量与高阶系统带来的分析复杂性，本文提出一种计及完整控制动态的等效单机模型，简化大信号分析过程。在此基础上，结合恒功率负载动态与饱和约束，提出基于平方和规划的吸引域估计方法，有效降低了保守性。进一步，设计了基于平方和规划的控制参数优化算法以扩展吸引域，并实现控制器综合。仿真结果验证了所提模型、估计方法及优化算法的有效性与准确性。

解读: 该研究针对直流电力系统下垂控制的大信号稳定性分析，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。研究提出的等效单机模型和平方和规划方法，可直接应用于多机并联储能系统的控制参数优化，有效解决恒功率负载和饱和约束导致的稳定性问题。该技术可增强阳光电源储能系统在直流微网场...

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...

Arjita Pal · Bijaya Ketan Panigrahi · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年4月

本文提出一种改进的惯性下垂控制框架，用于提升构网型电压源换流器（VSC）在动态电网条件下的鲁棒性。该控制策略通过调节VSC端电压而非公共耦合点电压，优化系统响应。基于全阶线性化模型进行特征值分析，揭示传统控制器在强电网及功率耦合下的失稳机理。所提方法显著增强小信号稳定性，有效抑制强网条件下耦合效应带来的振荡，且对电网参数变化的特征值敏感度极低。时域仿真与硬件在环实验验证了其在不同电网强度和耦合场景下的优越性能。

解读: 该增强型惯性下垂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。通过调节VSC端电压而非PCC电压的创新控制策略，可显著提升构网型控制在强电网条件下的鲁棒性，解决传统GFM控制在电网阻抗变化时易失稳的痛点。该方法对电网参数变化敏感度极低的特性，特别适用于阳光电...

Xiaoxiao Liu · Willem Leterme · Paul D. Judge · Geraint Chaffey Chaffey 等5人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年8月

模块化多电平换流器（MMC）高压直流输电系统的控制结构复杂，其交流侧短路故障响应由多个交互控制环路共同决定。本文采用基于初等效应和Morris筛选的全局敏感性分析方法，识别部分黑箱化MMC控制模型中的关键参数。结果表明，故障电流注入参数与锁相环增益对内部及交流侧故障行为均有显著影响，且二者存在非线性交互作用；总能量控制对交流侧故障响应与保护性能亦具重要影响，但常被现有研究忽视。本文进一步研究了电网强度、故障前运行模式和故障类型的影响，以增强结论的普适性。该方法为输电系统运营商在无需完整模型访问权...

解读: 该MMC交流故障响应关键参数识别技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究揭示的故障电流注入参数、锁相环增益与总能量控制的非线性交互作用，可直接应用于优化阳光电源构网型GFM控制策略中的故障穿越能力。基于Morris筛选的全局敏感性分析方法为ST储能系统...

Daniel Glover · Anamika Dubey · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年10月

随着基于逆变器的资源（IBRs）在有源配电网（ADNs）中大规模接入带来的挑战日益凸显，基于学习的电力系统运行任务解决方案作为潜在手段正受到越来越多的关注。尽管机器学习（ML）方法在评估中能取得较高的准确率，但由于安全担忧和可解释性有限，它们尚未在公用事业规模得到广泛应用。这为能够同时满足性能和监管要求的ML方法提供了发展机遇。为改善这些不足，本文提出了一种基于深度强化学习（DRL）的无模型自适应电压 - 无功控制（VVC）调度框架，用于太阳能光伏（PV）智能逆变器（SIs）的系统级电压调节和损...

解读: 该Volt-VAR下垂曲线学习技术对阳光电源SG系列光伏逆变器的智能控制具有重要应用价值。当前SG逆变器采用固定下垂曲线进行无功调节，难以适应动态电网环境。该研究提出的数据驱动方法可集成至逆变器DSP控制器，通过iSolarCloud平台收集历史运行数据训练神经网络模型，实现下垂参数的自适应优化。技...

Shraf Eldin Sati · Muhammad Bakr Abdelghany · Basil Hamad · Ahmed Al-Durra 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年6月

基于逆变器的可控分布式电源可通过基于成本的下垂控制策略在孤岛微电网中实现经济功率分配。然而，引入动态成本信息可能影响系统稳定性。本文提出一种结合虚拟同步发电机技术的经济功率共享机制，在保证动态功率按需分配的同时增强系统惯性和阻尼特性，从而提升孤岛微电网的运行经济性与暂态稳定性。

解读: 该经济功率共享与VSG稳定性增强技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究提出的基于成本的下垂控制策略可直接应用于多储能单元并联场景，实现不同SOC状态下的经济调度优化。结合VSG技术的惯性与阻尼增强机制，可提升阳光电源构网型GFM控制策略在孤岛微电网中...

Zishuo Huang · Wenchuan Wu · Chenhui Lin · Zizhen Guo · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年11月

随着风电在电力系统中渗透率的提高，通过惯性和下垂控制使风电机组参与电网一次调频已得到验证。然而，在风电机组退出调频以恢复转速时，可能引发二次频率跌落（SFD）。本文提出一种协同控制策略以缓解SFD。首先建立包含同步机组与风电机组的系统频率响应模型，并构建风电转速动态预测模型。基于此优化风电场内各机组的下垂与惯性系数，在保证转速安全的前提下最小化总风能损耗，从而抑制SFD。进一步设计基于低通滤波器的平滑过渡策略，避免退出调频时有功功率突降。最后提出分阶段退出机制，防止大量机组同时退出导致功率骤减。...

解读: 该研究的协同频率控制策略对阳光电源ST系列储能变流器和大型储能系统具有重要参考价值。文中提出的系数优化分配和平滑退出机制,可直接应用于储能系统的GFM控制算法优化,提升电网支撑能力。特别是基于低通滤波的平滑过渡方案,可用于改进PowerTitan系统的调频响应特性,避免功率突变。这些技术创新对完善阳...

Yi Wang · Goran Strbac · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年11月

本文提出一种面向弹性交直流混合微电网最优容量配置的暂态稳定性驱动规划框架，综合考虑不同类型故障下的频率与电压稳定要求及交直流互联变流器的频压耦合动态。该模型采用防御者-攻击者-防御者（DAD）结构，并通过增强型遗传算法结合稀疏计算与局部搜索进行求解。在运行层面，提出一种计及常规机组调速器、自动电压调节器及逆变型电源下垂控制动态的暂态稳定约束最优潮流（TSC-OPF）方法，并引入Lyapunov优化以处理储能设备的时间耦合特性，实现小时级决策与秒级动态的协同优化。算例验证了该框架在满足暂态稳定性前...

解读: 该暂态稳定性驱动规划框架对阳光电源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TSC-OPF方法与Lyapunov优化可直接应用于交直流混合微电网场景下的储能容量配置，特别是在工商业微电网和离网系统中。文中提出的频压耦合动态建模可优化阳光电源双向变流器的控制策略，增...

Arpan Laha · Abirami Kalathy · Praveen Jain · Majid Pahlevani · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月

本文提出了一种基于李群理论的单相微逆变器离网运行新型控制策略。针对太阳能微逆变器储能容量小、负载突变时调节能力弱的问题，引入特殊正交群SO(2)及其李代数so(2)构建控制系统框架，用于生成参考电流并调控并联微逆变器公共耦合点电压。该控制器具有快速瞬态响应和强鲁棒性，能有效应对剧烈负载波动。无需虚拟阻抗补偿即可抑制输出阻抗变化影响，避免传统下垂控制中因阻抗压降导致的电压偏差，实现更精确的电压调节。且适用于各类线性与非线性负载，无需调整控制结构。实验结果表明，所提方法在动态性能与稳定性方面优于传统...

解读: 该李群控制方案对阳光电源ST系列储能变流器及SG系列微逆变器的离网运行具有重要应用价值。针对储能容量受限场景，该方法无需虚拟阻抗补偿即可实现精确电压调节，可直接应用于PowerTitan储能系统的离网模式优化，提升负载突变时的动态响应速度。相比传统下垂控制，李群控制框架在非线性负载适应性方面的优势，...

作者未知 · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2025年1月

摘要：嵌入微电网中的逆变器接口分布式电源（IIDG）注入的故障电流有限，因此给孤岛微电网的保护带来了挑战。本文提出了一种新颖的保护方案，该方案在故障情况下从IIDG接口控制中注入负序（NPS）电流分量，以促进故障检测和隔离。这种注入是通过在IIDG传统下垂控制器的基础上增加一种新颖的正序（PPS）电压与负序电压（<inline - formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.o...

解读: 从阳光电源微电网解决方案和储能系统业务视角来看，该论文提出的正负序电压下垂保护方案具有重要的工程应用价值。当前，光伏逆变器和储能变流器等电力电子设备在故障时输出电流受限，这一特性对孤岛微电网的保护构成了长期技术挑战，直接影响我司微电网产品的可靠性和市场竞争力。 该方案的核心创新在于将保护功能嵌入逆...

Xiaodong Liang · Muhammad Talha · Jason Pannell · Hanguang Su 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年1月

摘要：随着可再生能源在配电网中渗透率的不断提高，微电网成为电网现代化的基本组成部分。可再生分布式发电（DG）单元通过配备先进控制方案的接口逆变器接入微电网，这些逆变器在微电网运行中起着至关重要的作用。然而，分布式发电接口逆变器可能会因各种故障而失效。本文利用实验室中的 Opal - RT 实时模拟器测试平台，对一台 2 千瓦的三相两电平传统电压源逆变器（VSI）进行了开关管开路故障的实验研究。在健康状态以及 21 种单开关管和多开关管开路故障条件下，分别实施了三种电网形成逆变器控制方案（下垂控制...

解读: 该实时仿真研究方法对阳光电源的SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的可靠性优化具有重要价值。基于OPAL-RT的硬件在环测试可有效验证我司产品在开路故障工况下的响应特性,为iSolarCloud平台的故障诊断算法提供优化依据。该方法可应用于SG350HX等大功率组串式逆变器的开关器件可靠性验证,以...

Min Huang · Huiying Zhang · Kangan Wang · Zhilei Yao 等5人 · IEEE Access · 2025年1月

作为连接可再生能源的关键元件，构网型逆变器GFI多采用下垂控制作为外环，但扰动时可导致系统频率快速变化。传统模型预测控制MPC广泛用于变流器内环控制，但严重依赖模型参数。为克服上述缺陷，本研究提出虚拟同步机无模型预测控制VSG-MFPC。该方案使用基于自回归外生输入ARX模型的自回归MFPC作为内环控制结构进行电压预测，结合简化虚拟同步机VSG作为外环控制结构实现功率分配和惯量支撑控制系统。MFPC实施提升系统参数鲁棒性。在此基础上，进一步研究算法参数初始化、延迟补偿和限流能力的改进方案。此外，...

解读: 该无模型预测控制技术与阳光电源构网型储能系统高度相关。阳光ST储能变流器采用GFM控制技术支持弱电网和微电网场景。该VSG-MFPC方案的参数自适应能力可显著提升阳光储能系统对电网参数变化的鲁棒性。传统MPC依赖精确模型，在电网阻抗变化或非线性负载场景下性能下降。该研究的无模型方法可集成到阳光GFM...

Sheik M. Mohiuddin · Wei Du · Xue Lyu · Jinho Kim 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月

本文针对直接下垂控制的电网形成（GFM）逆变器提出了一种具备故障穿越能力的两阶段限流控制策略。所提出的两阶段方法包括第一阶段和第二阶段的两个限流控制。在故障期间，第一阶段限流控制借助滞环控制，通过封锁绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的开关脉冲，立即将逆变器输出电流幅值钳位至其最大暂态限值。第二阶段限流控制利用有功和无功限流控制回路调节调制波形的幅值和角频率，从而将逆变器输出电流幅值限制在其稳态限值内。通过分两个阶段实施限流动作，该方法能够在故障发生后的几个脉宽调制（PWM）周期内有效限制过电流，并...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的两阶段电流限制策略对我们的构网型（GFM）逆变器产品线具有重要的技术参考价值。随着高比例新能源接入电网，构网型逆变器因其主动支撑电网的能力，正成为我们储能系统和光伏并网解决方案的核心技术方向。 该技术的创新点在于双重保护机制的协同设计：第一阶段通过滞环控制在...