袁铁江 · 张江飞 · 滕越 · 中国电机工程学报 · 2025年1月 · Vol.45

针对传统控制下新能源制氢系统惯量响应缺失、频率稳定性差及参与电网调节能力弱等问题，提出基于虚拟同步机（VSG）的协调控制策略。建立系统模型，结合电解槽安全约束与蓄电池协同，构建网侧VSG控制模型；设计自适应VSG方法以避免过度响应，削弱新能源波动平抑能力；通过附加响应控制抑制直流母线电压波动；并提出多模式下考虑单元状态的能量管理策略。仿真验证所提方法可提升系统惯量支撑与一次调频能力，显著增强频率稳定性。

解读: 该VSG协调控制技术对阳光电源ST储能系统和光储制氢一体化方案具有重要应用价值。研究中的自适应VSG控制可直接应用于PowerTitan储能系统，提升其构网型GFM控制性能，增强电网惯量支撑和一次调频能力。电解槽安全约束与蓄电池协同的能量管理策略，可优化阳光电源光伏制氢系统中SG逆变器、ST储能变流...

Yiming Cao · Yingzhou Peng · Chongyu Zhao · Quanjie Wang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月

随着可再生能源的广泛应用，具备自同步并网能力的虚拟同步发电机（VSG）受到广泛关注。作为功率转换核心器件，IGBT因易发生故障而影响系统可靠性与寿命，成为研究重点。现有主动热控制（ATC）方法虽可调控IGBT芯片结温并延长寿命，但多需改动模块结构或导致电能质量下降，且忽视基频电流引起的长期热循环对周期性结温波动的影响。为此，本文提出一种基于开关频率调制的VSG内部IGBT主动热控制方法，有效降低IGBT平均结温及周期性结温波动。仿真与实验验证了该方法的有效性。

解读: 该基于开关频率调制的VSG热控制技术对阳光电源储能与光伏产品线具有重要应用价值。针对ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统，该方法可在不改动IGBT模块结构的前提下，通过动态调节开关频率有效降低功率器件平均结温及基频热循环引起的周期性温度波动，直接提升系统可靠性与寿命。对于阳光电源已广...

张静怡 · 田震 · 李锡林 · 黄萌 等6人 · 电力系统自动化 · 2025年4月 · Vol.49

随着新能源发电机组大规模并网，电力系统暂态同步失稳风险加剧。构网型变流器采用虚拟同步发电机（VSG）控制可模拟同步机动力学特性，提升电网同步能力。为精确量化虚拟惯量与阻尼对暂态稳定性的影响，本文提出基于迭代等面积法则的分析方法。依据能量守恒原理，通过迭代算法求解临界稳定下频率-功角分布函数，量化惯量与阻尼做功对加减速面积的影响，并比较不同参数下的暂态稳定域，揭示参数对稳定边界的作用。MATLAB/Simulink仿真与RT-LAB硬件在环实验验证了该方法的有效性与优越性。所提方法保守性低，可快速...

解读: 该VSG暂态稳定性量化分析方法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，所提迭代等面积法可精确计算虚拟惯量与阻尼参数边界，指导GFM控制策略优化，降低弱电网并网时的暂态失稳风险。该方法保守性低、计算快速的特点适合集成到iSolarCloud平台，...

作者未知 · 中国电机工程学报 · 2025年12月 · Vol.2025

Virtual synchronous generator (VSG) suffers from insufficient damping, causing frequency oscillations during active power regulation. This paper proposes an IFO-TVC hybrid method: IFO captures small-signal power/angle increments via delay to enhance ...

解读: 该研究直接支撑阳光电源构网型储能变流器（如ST系列PCS、PowerTitan）在弱电网及孤岛场景下的高稳定性需求。VSG阻尼增强可显著提升PowerTitan在调频调峰、黑启动等应用中的动态响应与抗扰能力，建议将IFO-TVC算法集成至iSolarCloud智能控制平台，并优先在海外弱电网项目（如...

Ruoxue Yu · Xianfu Lin · Yiyi Zhang · Jimmy Chih-Hsien Peng · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月

混合同步控制（HSC）技术结合了虚拟同步发电机（VSG）的功率同步与锁相环（PLL）控制，具有优良动态性能，但其小信号特性如稳定性区域、虚拟惯性和阻尼性能尚不明确。本文从阻抗角度分析HSC-VSG系统，考虑功率环与内环控制间的耦合，揭示HSC在弱电网中可能引入q轴阻抗非无源区，降低等效惯性和阻尼。为此，提出一种引入解耦强化与混合频率前馈的改进HSC方法，有效抑制阻抗交点引发的失稳，增强虚拟惯量与阻尼响应，改善频率变化率与频率最低点。实验验证了该方案的理论有效性。

解读: 该混合同步控制优化技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。针对弱电网并网场景，改进的HSC方法通过解耦强化和混合频率前馈，有效解决了q轴阻抗非无源区导致的稳定性问题，可直接应用于优化现有VSG控制策略。该技术能增强储能系统在高阻抗电网下的虚拟惯量和阻尼响应...

刘思佳 · 刘海涛 · 张隽 · 于思奇 等7人 · 电工技术学报 · 2025年5月 · Vol.40

虚拟同步机（VSG）控制因其具备主动支撑能力而备受关注，但其电压支撑特性受多种因素影响尚不明确，且需兼顾短路电流限制。本文基于变流器电压源特性，建立稳态下各控制环节的等效阻抗模型及系统等效电路，推导机端电压表达式并分析关键影响因素。在此基础上，提出一种兼顾电压支撑能力与限流需求的虚拟阻抗与电压补偿系数自适应控制策略。通过Matlab/Simulink仿真验证，结果表明减小虚拟阻抗或无功下垂系数、增大电压补偿系数可有效提升电压支撑能力，所提自适应策略可在短路电流不越限的前提下实现最优电压支撑。

解读: 该研究对阳光电源构网型储能系统具有重要应用价值。针对ST系列储能变流器的VSG控制模式，文章提出的等效阻抗建模方法可精准量化虚拟阻抗、无功下垂系数对机端电压的影响规律，为PowerTitan大型储能系统的电压支撑能力优化提供理论依据。所提自适应控制策略兼顾电压支撑与短路电流限制，可直接应用于弱电网场...

刘欣邓昊贾焦心王利桐孙海峰 · 电工技术学报 · 2025年8月 · Vol.40

高比例新能源通过电力电子变换器并网易引发系统失稳，多变流器系统的小干扰稳定性分析备受关注。本文将构网型与跟网型逆变器统一建模为诺顿等效电路，推导适用于任意网络结构且计及序阻抗频率耦合效应的小干扰稳定性判据。提出系统稳定性分析步骤，便于评估各变流器对稳定性的贡献；通过分析虚拟同步发电机输出序导纳矩阵行列式的Nyquist曲线在50 Hz处的补线原则，准确判定其右半平面极点数。算例结合时域仿真、硬件在环实验与理论分析对比，验证了所提方法的准确性。

解读: 该多变流器小干扰稳定性分析方法对阳光电源具有重要工程价值。在PowerTitan大型储能系统中，多台ST系列储能变流器并联运行时，该统一建模方法可准确评估GFM与GFL混合组网的稳定裕度，优化控制参数配置。针对VSG控制的构网型逆变器，文中提出的序导纳Nyquist判据可精确判定右半平面极点，直接应...

王凯伦宋强赵彪刘文华余占清曾嵘 · 电力系统自动化 · 2025年4月 · Vol.49

基于构网型新能源的电网换相换流器（LCC）高压直流输电为无常规电源支撑的大型新能源基地提供了一种高效外送方案。针对构网型新能源与LCC的功能定位及系统惯量与强度支撑问题，提出一种LCC-HVDC虚拟同步系统方案。通过LCC触发角控制实现有功功率与交流电压解耦，使风机变流器运行于P/f下垂型虚拟同步机（VSG）模式。采用负向功率流等价方法，将风机等效为负向虚拟负荷，LCC等效为负向虚拟原动机，并设计LCC虚拟调速控制以实现孤岛有功平衡与频率调节。从反馈控制角度分析系统稳定性对VSG虚拟惯量的要求及...

解读: 该研究提出的LCC-HVDC虚拟同步系统方案对阳光电源的构网型产品具有重要参考价值。其虚拟调速控制技术可优化ST系列储能变流器和大功率SG系列光伏逆变器的VSG控制策略,提升系统惯量支撑能力。特别是在大型新能源基地应用场景中,该方案的P/f下垂控制和故障穿越技术可增强PowerTitan储能系统的并...

陆艺源 · 李宇骏 · 杨冬梅 · 牟同鹏 等8人 · 电力系统自动化 · 2025年4月 · Vol.49

为保护电力电子器件，虚拟同步发电机（VSG）常配置电流与频率限幅。暂态过程中限幅易被触发，影响系统稳定性。本文建立含电流限幅的多VSG系统动态模型，构造暂态能量函数，结合最近不稳定平衡点法求得系统稳定的最大能量V(x͂)。分析频率限幅对能量边界的影响，识别出仅含动能的两个特殊离开边界点，并提出运行点重置控制策略。通过优化获得避免电流限幅的最大能量Vcs，基于min{V(x͂), Vcs}设定频率限幅值，确保系统全局稳定。仿真与硬件在环实验验证了理论正确性。

解读: 该研究针对VSG控制器限幅问题的暂态稳定性分析，对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有直接应用价值。文中提出的电流与频率限幅协调控制策略，可优化现有构网型GFM控制算法，通过暂态能量函数法预判稳定边界，避免限幅触发导致的失稳风险。运行点重置控制策略可集成到储能PCS的保护...

胡秦然 · 巫绍辉 · 韩汝帅 · 张旺 等8人 · 电力系统自动化 · 2025年6月 · Vol.49

随着电网中电力电子设备比例上升，系统惯量下降，微电网等全电力电子化系统面临严峻频率稳定挑战。虚拟同步发电机（VSG）技术通过模拟同步机外特性提供虚拟惯量，未来将广泛应用于多机协同支撑场景。本文综述主配电网中VSG的稳定性研究进展，介绍其原理与电流源、电压源型拓扑特性，系统梳理从单机到多机系统的小信号与暂态稳定性分析方法及提升措施，并针对微电网全时序运行阶段，多层次剖析VSG面临的稳定性难题，最后提出后续研究方向与建议。

解读: 该研究对阳光电源储能与光伏产品的高比例并网应用具有重要指导意义。VSG技术可直接应用于ST系列储能变流器和大型储能系统PowerTitan的构网控制，提升系统惯量支撑能力；同时可优化SG系列光伏逆变器的并网特性，实现多机协同。研究成果有助于提升阳光电源在微电网场景下的产品竞争力，特别是在储能变流器的...

Chang Li · Yaqian Yang · Yong Li · Yuxing Liu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月

本文提出一种考虑频率 - 电压耦合效应的构网型虚拟同步发电机（GF - VSG）系统振荡传播机理阐释建模方法。具体而言，所提出的自稳定环模型和感应稳定环模型阐明了VSG频率与电压之间振荡传播的物理意义。所提出的模型和方法弥补了传统单输入单输出系统无法识别这种振荡传播现象的不足。研究还发现，尤其是在振荡传播受到抑制时，频率振荡并不总是与电压振荡耦合。最后，通过仿真和实验验证了所建模型和分析的有效性。

解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文针对构网型虚拟同步发电机（GF-VSG）的振荡传播建模研究具有重要的战略价值。随着我司在储能系统和新能源并网领域的深入布局，构网型控制技术已成为提升电网支撑能力的核心方向，而该研究恰好解决了这一技术路线中的关键稳定性问题。 论文提出的频率-电压耦合振荡传播机制对我司...

Guohang Huang · Juan Wei · Xueting Cheng · Sheng Huang 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年4月

虚拟同步发电机（VSG）控制因其与同步发电机的相似性而广泛应用于并网逆变器中。然而，VSG通过同步摇摆方程延缓频率变化以提供惯性支持的同时，导致功率响应变慢。在风力发电机组（WTs）中应用时，VSG削弱了功率跟踪能力，降低了风能捕获效率，并影响调度指令执行。外部频率响应引发的功率波动因转子与叶片的惯性难以及时跟随，增加运行风险。为此，本文提出一种针对D-PMSG型虚拟同步风力发电机（VSWT）的分层并网功率性能提升方法，通过协调同步摇摆方程与电压励磁方程参数，融合VSWT的构网型功率流动与机电状...

解读: 该分层并网功率性能提升方法对阳光电源的储能和风电产品线具有重要应用价值。通过优化VSG控制策略,可显著提升ST系列储能变流器和风电变流器的并网性能。特别是其协调同步摇摆方程与电压励磁方程的创新思路,可用于改进PowerTitan大型储能系统的构网型控制。该方法在保证系统稳定性的同时提高功率响应速度,...

Min Huang · Huiying Zhang · Kangan Wang · Zhilei Yao 等5人 · IEEE Access · 2025年3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...

Zeyu Zhang · Dan Sun · Chen Zhao · Zhenyu Gu 等5人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年2月

为提高微电网中双馈感应发电机（DFIG）系统的频率支撑能力并改善控制效果，本文提出一种基于双层模型预测控制（MPC）的双馈感应发电机成网控制（GFM - DFIG）方法用于一次调频（PFR）。首先，设计了顶层MPC，通过优化虚拟同步发电机（VSG）控制器的控制系数和功率指令来增强PFR能力。该层以预测的频率恶化趋势为参考，在并网和孤岛模式下自适应调节控制系数。然后，采用二次优化算法，结合系统频率响应（SFR）模型，计算出能抑制频率下降的附加功率，用于修正功率指令。同时，设计了VSG控制器的阻尼比...

解读: 从阳光电源微电网解决方案和分布式能源系统业务视角看，这项基于双层模型预测控制的双馈风机构网型控制技术具有重要的参考价值和应用潜力。 该技术的核心创新在于通过双层MPC架构提升风机的一次调频能力，这与阳光电源在光储系统中面临的频率支撑需求高度契合。上层MPC通过预测频率劣化趋势自适应调节虚拟同步机控...

和萍 · 王明洋 · 文福拴 · 李秋燕 等6人 · 电力系统自动化 · 2025年6月 · Vol.49

储能虚拟同步发电机（VSG）可提升电网调节能力，但其固有振荡特性威胁系统稳定。本文建立计及虚拟励磁调节器（VER）和虚拟补偿环节的VSG小信号模型，识别影响稳定性的关键变量。采用复数力矩系数法分析表明，VER引入负阻尼力矩，为此提出功率解耦控制予以抑制。进一步发现虚拟功率补偿（VPC）提供的阻尼力矩受振荡频率影响，且不同控制目标间存在矛盾。为此提出基于虚拟频率补偿（VFC）的控制策略，可在增强阻尼的同时保持动态响应性能，并消除频率对阻尼力矩的影响。仿真验证了理论分析与所提控制的有效性。

解读: 该虚拟力矩补偿技术对阳光电源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VER负阻尼问题及功率解耦控制方案，可直接优化现有VSG控制算法，提升储能系统在弱电网下的稳定性。所提VFC策略解决了虚拟功率补偿中阻尼力矩受振荡频率影响的矛盾，为ST储能变流器的构网型GFM...

作者未知 · 高电压技术 · 2025年12月 · Vol.2025

针对MMC在传统VSG控制下存在的功率超调与稳态偏差问题，提出有功暂态反馈补偿AVSG策略，通过小信号建模与伯德图分析优化动态响应与稳态精度，并在Matlab/Simulink及StarSim HIL平台验证其在功率突变、频率跌落及潮流翻转下的优越性能。

解读: 该文提出的AVSG控制策略可直接赋能阳光电源构网型储能变流器（如ST系列PCS、PowerTitan），显著提升其在弱电网/孤岛场景下的频率支撑能力与暂态稳定性。尤其适用于光储一体化电站中应对高比例新能源引发的宽频振荡与潮流翻转问题。建议将AVSG算法集成至iSolarCloud智能控制模块，并适配...

Gaoxiang Li · Yang Shao · Xiao Liu · Jining Chen · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月

目前，串联补偿电容是提升交流能量传输效率的常用方法。然而，虚拟同步发电机（VSG）的串补并网系统易引发阻抗谐振，导致次同步振荡（SSO）。本文首先通过阻抗法揭示该SSO的特性与机理。随着串补度增加，传输效率提高，但SSO风险加剧。为此，通过分析串联补偿电容的工作机制，提出一种VSG的虚拟串联补偿控制策略，并研究了逆变器在该控制下的运行边界。相比传统串补电容方法，所提控制无需额外硬件，且具有更优的稳定性。仿真与实验验证了该控制策略及理论分析的正确性。

解读: 该虚拟串联补偿控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和构网型控制产品具有重要应用价值。当前阳光电源PowerTitan储能系统广泛采用VSG控制实现电网支撑，但在弱电网或长距离传输场景下面临传输效率与次同步振荡的矛盾。该研究提出的虚拟串补策略通过软件算法替代物理电容，可直接集成到ST系列变流器的GFM...

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...

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...

Haizhen Xu · Changzhou Yu · Chun Liu · Qinglong Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年11月

针对孤岛微电网中分布式电源容量与位置随机性导致的无功功率分配不均问题，本文提出了一种改进的虚拟电容算法。该算法通过模拟同步发电机的Q-U下垂特性，优化了电压支撑能力，有效解决了多并联分布式电源在微电网运行中的无功功率精确共享难题，提升了系统整体的稳定性和可靠性。

解读: 该研究直接服务于阳光电源的构网型（Grid-Forming）储能及光伏逆变器技术。随着PowerTitan等大型储能系统在微电网及弱电网场景的应用增加，如何实现多机并联下的无功精确分配是核心挑战。该改进算法可优化阳光电源PCS产品的控制策略，提升多台储能变流器并联时的电压支撑精度与系统鲁棒性，特别是...