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构网型逆变器内部动态的扩展阻抗模态分析
Extended Impedance Modal Analysis of Internal Dynamics in Grid-Forming Inverters
郑乐郑佳杰 · 电工技术学报 · 2025年1月 · Vol.40
随着构网型逆变器（GFM）在电力系统中渗透率的提升，系统动态特性发生显著变化。传统的阻抗模态分析（MAI）方法难以揭示GFM内部控制回路间的耦合机制。本文提出扩展阻抗模态分析（EMAI）方法，将GFM动态分解为同步动态与电磁动态，分别计算其等效阻抗参与因子与参与比，识别系统主导动态，并引入显式参数参与因子定位关键控制参数。通过改造的14节点和68节点系统仿真验证了该方法的有效性。EMAI无需构建全系统状态空间模型，即可有效辨识影响稳定性的关键控制回路，具有良好的工程应用前景。
解读: 该扩展阻抗模态分析(EMAI)方法对阳光电源的储能与光伏产品线具有重要应用价值。特别是对ST系列储能变流器和大型PowerTitan系统的GFM控制优化,可通过分解同步与电磁动态,精准识别控制回路间的耦合机制。这有助于提升产品在弱电网条件下的稳定性能,优化VSG控制参数设计。该方法无需建立复杂模型即...
新能源场站跟网/构网变流器协同控制策略综述
Review of Grid-Following/Grid-Forming Converter Cooperative Control Strategies in New Energy Stations
王冠淇 · 裴玮 · 熊佳旺 · 李毅丰 等5人 · 高电压技术 · 2025年2月 · Vol.51
在“30·60”双碳目标背景下，新能源场站逐步取代传统化石能源场站，电力电子设备大量接入导致系统电压与频率稳定性问题日益复杂。本文基于变流器控制策略与新能源场站建模，系统梳理了场站内多变流器协同控制及多机暂态稳定性分析方法。首先分析单机控制特性，阐明跟网型与构网型变流器混合运行的必要性；其次总结场站结构与等值建模方法；进而归纳多机系统暂态稳定分析手段；随后分类阐述不同场景下的协同控制策略；最后评述现有策略的优势与局限，为后续研究提供参考。
解读: 该跟网/构网协同控制技术对阳光电源核心产品具有重要应用价值。在ST系列储能变流器中，可实现GFM/GFL混合运行模式切换，提升弱电网适应性；在PowerTitan大型储能系统中，多机协同控制策略可优化场站级暂态稳定性，降低次同步振荡风险；在SG系列光伏逆变器中，构网型控制算法可增强电压/频率支撑能力...
基于虚拟调速控制的大型孤岛新能源基地LCC直流送出方案
A Virtual Speed Control-Based LCC-HVDC Transmission Scheme for Large-Scale Islanded Renewable Energy Bases
王凯伦宋强赵彪刘文华余占清曾嵘 · 电力系统自动化 · 2025年1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...
含跟网/构网型混联多馈入系统协调优化配置方法
Coordinated Optimal Configuration Method for Hybrid Multi-Infeed Systems with Grid-Following and Grid-Forming Converters
余光正 · 胡越 · 刘晨曦 · 汤波 等7人 · 中国电机工程学报 · 2025年2月 · Vol.45
随着同步机组被电力电子设备替代，电力系统逐渐由‘物理同步’转向‘控制同步’，变流器控制引发的稳定性问题日益突出。研究表明，构网型设备可抑制弱电网下跟网型设备引起的次同步振荡，但在强电网中易诱发低频振荡。当前系统处于向‘双高’过渡阶段，不同电网强度下混联多馈入系统中两类变流器的电压支撑能力量化及多频段协调配置方法尚不明确。本文通过模态分析揭示不同电网强度下主导振荡模态的分布特性，建立协调配置原则；基于模态解耦等效分析，阐明阻尼比与支撑能力指标的关系，提出提升小干扰稳定性的协调优化配置方法，并通过仿...
解读: 该混联多馈入系统协调配置技术对阳光电源ST储能变流器和SG光伏逆变器产品线具有重要应用价值。研究揭示的GFM/GFL混合控制策略可直接应用于PowerTitan储能系统，通过模态分析量化不同电网强度下的电压支撑能力，优化构网型与跟网型设备配比：在弱电网场景下增强GFM控制抑制次同步振荡，在强电网中合...
弱电网下跟/构网型变流器并联系统的阻抗频率耦合及稳定性分析
Impedance Frequency Coupling and Stability Analysis of Grid-Following/Gird-Forming Converter Parallel Systems in Weak Grids
盛李龙 · 许津铭 · 李威 · 康嘉华 等6人 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
在含跟网型光伏与构网型储能的异构系统中，现有阻抗分析方法未充分考虑变流器间及电网阻抗的频率耦合效应，导致弱电网下稳定性评估不准确。本文以两机异构系统为例，分析系统内部耦合对输出阻抗的影响，发现电网阻抗及另一变流器阻抗会对跟网型变流器中低频段输出阻抗产生附加影响，而构网型变流器基本不受影响。据此提出将构网型变流器与电网合并为等效电网的阻抗模型，提升了小干扰稳定性分析精度。硬件在环实验验证了所提模型在弱电网下可准确判断系统稳定性。
解读: 该阻抗频率耦合分析技术对阳光电源光储混合系统具有重要应用价值。研究揭示的跟网型光伏（SG系列逆变器）与构网型储能（ST系列变流器）并联时的阻抗耦合机制，可直接应用于PowerTitan等大型光储电站的稳定性设计。所提出的等效电网模型能精准评估弱电网下SG光伏逆变器中低频段振荡风险，优化其锁相环与电流...
适应短路比与惯量变化的直驱风电机组跟-构网融合控制策略及功率支撑特性
Adaptive Grid-Following/Grid-Forming Integrated Control Strategy and Power Support Characteristics of PMSG-Based Wind Turbines under Varying Short-Circuit Ratio and Inertia
苏开元 · 刘朋印 · 殷波 · 丛聪 等5人 · 中国电机工程学报 · 2025年15月 · Vol.45
随着新能源大规模接入，电力系统短路比与惯量特性显著变化，传统跟网或构网控制面临适应性挑战。为此，提出一种适应短路比与惯量变化的直驱风电机组跟-构网融合控制策略，并研究其功率支撑特性。基于同步融合框架，设计机侧与网侧协同控制方案，构建以短路比和惯量比为判据的融合系数表达式；建立有功-频率、无功-电压动态响应模型，分析关键参数影响规律；通过电磁暂态仿真验证所提策略的有效性。结果表明，该融合控制可自适应调节机组的跟网/构网行为与备用容量，在宽短路比范围内实现有功功率支撑及稳定性与经济性的协调优化。
解读: 该研究的跟-构网融合控制策略对阳光电源的储能与光伏产品线具有重要参考价值。其自适应控制方法可直接应用于ST系列储能变流器和大型PowerTitan系统,提升在弱电网条件下的并网适应性。融合控制框架也可优化SG系列光伏逆变器的GFM功能,实现更灵活的跟网/构网模式切换。特别是短路比自适应技术,有助于提...
跟网型和构网型变流器混合系统稳定性分析方法
Stability Analysis Method for Grid-Following and Grid-Forming Converter Hybrid Systems
王冠淇裴玮熊佳旺李毅丰 · 中国电机工程学报 · 2025年1月 · Vol.45
为提升以跟网型变流器（GFL）为主的新能源系统对电压频率的支撑能力，当前研究趋势是引入构网型变流器（GFM），构建GFL-GFM混合系统。由于两类变流器控制特性差异显著且存在耦合效应，系统稳定性分析更为复杂。现有研究多集中于单一类型变流器，缺乏对混合系统稳定性的定量分析。本文推导了混合系统稳定的关键条件，定义“混合系统支撑量”与“改进短路比”以表征系统稳定性及强度，分析变流器参数与容量配比的影响，并获得临界容量占比。仿真与实验验证了理论分析的正确性。
解读: 该混合系统稳定性分析方法对阳光电源ST系列储能变流器与SG系列光伏逆变器的协同运行具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统中，可指导GFM构网型储能变流器与GFL跟网型光伏逆变器的容量配比设计，通过'改进短路比'量化评估系统强度，优化控制参数以避免耦合振荡。该方法可直接应用于iSolar...
离散域下基于轮换计算的跟/构网逆变器混联系统暂态稳定性求解算法
A Transient Stability Solution Algorithm for Hybrid Grid-Following and Grid-Forming Inverter Systems Based on Alternating Computation in Discrete Domain
李锐博 · 颜湘武 · 蔡光 · 裴建楠 等5人 · 电工技术学报 · 2025年1月 · Vol.40
随着新能源渗透率提升，跟/构网逆变器混联并网成为保障系统稳定运行的重要方式。针对其高阶非线性特性导致暂态稳定评估困难的问题，本文建立包含锁相环与虚拟同步机的四阶非线性模型，提出一种基于轮换计算的暂态稳定性求解方法。该方法在功角域进行能量与角速度迭代计算，并映射回时间域，分离大扰动下系统的复杂动态，形成并行对称运动形态，实现跟网与构网控制变量的同步求解，兼具能量法机理清晰与离散迭代法精度高的优势。仿真与实验验证了方法的有效性。
解读: 该跟/构网逆变器混联系统暂态稳定性求解算法对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。文章提出的基于轮换计算的离散域求解方法，可直接应用于阳光电源GFM/GFL混合控制策略的稳定性评估与参数优化。该算法兼具能量法机理清晰与离散迭代法精度高的优势，能够有效分析VSG...
海上风电DRU-HVDC送出系统构网-跟网型风机容量配置
Grid-Forming and Grid-Following Wind Turbine Capacity Configuration for Offshore Wind Power DRU-HVDC Transmission Systems
俞露杰 · 王志远 · 朱介北 · 童文昊 等5人 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
为提升基于二极管整流单元（DRU）的高压直流输电系统在海上风电外送中的可靠性与经济性，构网型（GFM）与跟网型（GFL）混合风电场受到关注。本文首先论证了GFL风电场经DRU并网系统的平衡点存在性与小扰动稳定性，指出电压与频率波动为主要矛盾；进而分析GFM-GFL混合系统运行特性，阐明GFM机组稳定电压/频率的机理；随后提出计及静态与小扰动稳定约束的GFM机组与DRU无功补偿协同配置方法；最后通过PSCAD/EMTDC时域仿真验证了所提方案的有效性与可行域边界的准确性。
解读: 该研究对阳光电源的储能与光伏产品线具有重要参考价值。GFM-GFL混合系统的稳定性分析方法可直接应用于ST系列储能变流器和PowerTitan系统的控制策略优化,提升大规模储能电站的并网稳定性。研究中提出的GFM容量配置方法对SG系列光伏逆变器的构网能力设计具有指导意义,有助于提升产品在弱电网条件下...
海上风电柔性直流外送系统主动支撑技术综述
A Review of Active Support Technologies for Offshore Wind Power Flexible DC Transmission Systems
阳岳希 · 贺之渊 · 彭程 · 张汉斌 等6人 · 高电压技术 · 2025年6月 · Vol.51
随着近海风电开发趋于饱和，远海风电日益受到重视。基于电压源换流器的高压直流输电（VSC-HVDC）因其灵活可控、孤岛运行和远距离输电优势，成为远海风电外送的首选方案。然而，大规模风电接入导致电网弱系统、低惯量与电压支撑不足等稳定性问题，提升系统主动支撑能力成为研究热点。本文首先介绍系统拓扑与传统控制策略，继而从有功与无功角度分析跟网型控制下附加控制方法及其局限性，探讨构网型控制的技术需求与标准，梳理不同技术路线的特点，最后展望发展趋势并指出关键技术挑战。
解读: 该研究对阳光电源在海上风电并网和储能领域具有重要参考价值。VSC-HVDC主动支撑技术可直接应用于ST系列储能变流器的构网型控制，提升PowerTitan储能系统的电网支撑能力。研究中的跟网型GFL和构网型GFM控制策略，与阳光电源现有的SG系列逆变器控制技术高度契合，可优化产品在弱电网条件下的并网...
考虑暂态模式切换的构网型变换器并联跟网型变换器系统暂态稳定性分析
Transient Stability Analysis of Grid-Forming and Grid-Following VSC Parallel System Considering Transient Mode Switching
陈祯怡杨黎晖史金柱韩晓静 · 中国电机工程学报 · 2025年15月 · Vol.45
针对构网型（GFM-VSC）与跟网型（GFL-VSC）变换器混联系统中复杂的暂态交互问题，建立考虑GFM-VSC电流限幅环节的暂态耦合模型，揭示其模式切换与GFL-VSC间的动态耦合机理。分析故障期间及切除后GFL-VSC参数对GFM-VSC模式切换的影响，给出GFM-VSC恢复至正常模式的临界条件，并通过仿真验证理论分析的准确性。
解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器与SG系列光伏逆变器混联场景具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统中，GFM型储能变流器与GFL型光伏逆变器并联运行时，电流限幅导致的模式切换会引发暂态交互问题。研究揭示的动态耦合机理可优化ST储能系统的电流限幅策略与模式切换逻辑，提出的临界恢复条件可...
合成离散惯性
Synthetic Discrete Inertia
Ángel Vaca · Federico Milano · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年4月
本文提出通过控制灵活的离散设备实现合成惯性，以维持电力系统的功率平衡，即使系统中不含同步发电机或传统构网型变流器。文章还探讨了由于非协调离散惯性控制器相互作用可能引发的循环问题及其解决方案。通过改进的WSCC 9节点测试系统和全爱尔兰输电系统仿真，验证了所提方法的有效性、动态性能及面临的挑战。
解读: 该合成离散惯性技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。文章提出的离散设备惯性响应方案可直接应用于储能系统的构网型GFM控制策略优化，通过灵活调度储能单元实现系统惯性支撑，无需依赖传统同步发电机。特别是针对非协调控制器交互引发的循环问题及其解决方案，可为阳光...
用于直流微电网的虚拟他励直流电机控制策略与双有源桥
DAB）变换器的构网型变换器
Hesam Pishbahar · Hassan Moradi · Shokoofeh Bagheri · Navid Piri Yengijeh · IET Power Electronics · 2025年6月 · Vol.18
随着同步发电机被低惯量或无惯量的可再生能源替代，电力系统的惯量降低，威胁微电网稳定性。为此，本文提出一种基于能量传递特性控制的构网型变换器（GFMC），通过借鉴他励直流电机方程，适用于直流微电网。仿真结果表明，所提出的GFMC方案能有效调节惯性参数，显著提升直流微电网的动态稳定性。
解读: 该虚拟他励直流电机控制策略对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。文章提出的GFMC构网型控制方案可直接应用于直流微电网场景下的储能系统，通过可调惯性参数增强系统动态稳定性，这与阳光电源现有VSG虚拟同步机技术形成互补。DAB双有源桥拓扑的能量传递特性控制可优...
基于模型参考自适应的构网型逆变器快速功率控制策略
Fast Power Control Strategy for Grid-Forming Inverter Based on Model Reference Adaptation
Xinxin Fu · Xing Zhang · Feng Han · Mengze Wu 等5人 · IET Power Electronics · 2025年9月 · Vol.18
本文提出一种针对构网型逆变器的快速功率控制策略：首先，通过具有超前特性的前置滤波器提升有功功率控制带宽；其次，引入模型参考自适应机制，实时调节前置滤波器参数，以抑制电网阻抗变化对带宽扩展性能的影响。所提控制方法在保障系统稳定性的前提下，显著提升了逆变器输出功率的动态响应速度，可有效实现新能源最大功率点的快速跟踪。
解读: 该模型参考自适应快速功率控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的构网型GFM控制具有重要应用价值。通过超前滤波器提升功率控制带宽，可显著改善PowerTitan储能系统在电网支撑模式下的动态响应性能，增强频率电压支撑能力。模型参考自适应机制能实时适应电网阻抗变化，提升系统在弱电网环...
带电流限制器的构网型逆变器电力系统动态状态估计
Power System Dynamic State Estimation of Grid-Forming Inverters With Current Limiter
Xingyu Zhao · Bendong Tan · Junbo Zhao · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年9月
当限流器在大扰动期间启动时，构网型逆变器（GFM）会从电压源切换为电流源。这一情况可能会降低动态状态估计（DSE）的准确性。为解决该问题，本文将限流器建模为随时间变化的阻抗，从而为动态状态估计提供了一种统一的状态空间表示方法。这使得在存在和不存在电流限制的情况下都能捕捉构网型逆变器的动态特性。在连接到修改后的 IEEE 39 节点系统的构网型逆变器上进行的数值计算结果证明了所提方法的有效性。
解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器和大功率光伏逆变器的GFM控制具有重要参考价值。电流限制器状态估计技术可直接应用于PowerTitan储能系统的故障穿越控制，提升系统在大扰动下的运行稳定性。对于SG系列高功率密度逆变器，该方法有助于优化虚拟同步机VSG控制策略，实现更精准的限流保护。通过将该状态估...
不确定性在构网型专属电力系统非线性潮流中的传播
Uncertainty Propagation Through Nonlinear Flows of Grid-Forming Exclusive Power Systems
Soummya Roy · Hugo N. Villegas Pico · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年4月
确定电网形成型（GFM）独立系统在不确定运行条件下的暂态稳定性是一个新出现的问题。本文通过以下方法解决了这一难题：（i）构建考虑电流饱和的GFM发电厂解析模型；（ii）采用显式龙格 - 库塔方法来传播用多元多项式向量表示的初始条件不确定性。该传播方法基于一种创新的截断多项式乘法算法，以防止因连续运算导致多项式次数爆炸。利用收缩理论根据计算得到的多项式确定暂态稳定性。通过修改后的WSCC 9节点和IEEE 39节点系统展示了这些成果。
解读: 该不确定性传播分析技术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，该方法可量化参数波动、负荷随机性对GFM控制稳定性的影响，优化虚拟同步机VSG参数整定策略。通过广义多项式混沌展开高效评估系统暂态稳定边界，可提升弱电网场景下储能系统的鲁棒性设计...
双模式构网型换流器
Dual Grid-Forming Converter
Federico Milano · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年1月
本信函提出了一种用于构网型（GFM）控制变流器的对偶模型。该模型的灵感来源于对有损耗同步电机模型的有功和无功功率方程结构的观察，这些方程在电枢电阻和暂态电抗方面几乎是对称的。所提出的装置能够在无需频率信号的情况下补偿电网功率不平衡。实际上，有功功率控制基于电压幅值的变化率。另一方面，通过无功功率支持实现同步和频率控制。本信函表明，所提出的对偶 GFM 控制具有鲁棒性，能够在诸如负载断电和三相故障等重大事故后恢复正常运行状态。
解读: 该双模式构网型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。通过引入有功-无功功率的差异化动态响应机制，可显著提升现有GFM控制策略在弱电网场景下的电压频率支撑能力，特别适用于高比例新能源接入的独立微网和偏远地区储能项目。该技术可与阳光电源现有VSG虚拟同步...
SOFC-GT集成发电系统的协调控制
Coordinated Control of the Integrated SOFC-GT Generation System for Microgrid Applications
Hanbin Dang · Changyue Li · Yuhua Du · Zhipeng Li 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年2月
本文提出一种新型协调控制策略，用于实现固体氧化物燃料电池-燃气轮机（SOFC-GT）集成系统的联合发电。该系统兼具跟网型（GFL）与构网型（GFM）运行能力，相较传统独立运行的SOFC或GT系统具有更强的可控性。此外，设计了自适应功率分配策略，调节氢电转换过程以耦合SOFC与GT的运行，确保系统在多种工况下的安全高效运行。文中给出了详细的控制算法并进行了验证。
解读: 该SOFC-GT协调控制技术对阳光电源储能与微电网产品具有重要借鉴价值。文中提出的GFL/GFM双模式运行策略与阳光电源PowerTitan储能系统的构网型控制技术高度契合，其自适应功率分配算法可应用于ST系列储能变流器的多能源协调管理。特别是氢电耦合的协调控制思路，可为阳光电源拓展氢储能与电化学储...
面向故障后风电主导电网恢复的控制设计与电磁暂态仿真
Control Design and EMT Simulation Toward the Restoration of Faulted Wind-Dominant Grids
Hoang P. Dang · Zhenghan Zhang · Hugo N. Villegas Pico · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年3月
当前电力工程师面临利用电磁暂态（EMT）仿真研究风电主导电网恢复的挑战。本文提出三项策略：（i）通过直流耦合电池可靠控制构网型风电机组的直流链路电压；（ii）优化控制器参数，确保风电场在电网恢复过程中稳定并网；（iii）在输电故障发生时自主做出恢复决策。上述贡献通过WSCC 9节点和22节点电力系统的风电主导版本的EMT仿真进行验证，对落实北美电力可靠性公司建议具有重要意义。
解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器和大型储能系统的控制策略优化具有重要参考价值。文中提出的直流耦合电池控制方案可用于提升ST储能系统的电压稳定性；并网控制参数优化策略可应用于储能变流器的GFM控制算法升级；自主恢复决策机制对PowerTitan大型储能系统的故障穿越能力提升具有启发。这些技术创新有助...
具有圆形电流限制和虚拟阻抗电流限制的下垂控制型构网逆变器的临界清除时间
Critical Clearing Time for Droop-Controlled Grid-Forming Inverters With Circular Current Limiting and Virtual Impedance Current Limiting
Xue Lyu · Wei Du · Sheik Mohammad Mohiuddin · Yunzhi Cheng · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年1月
临界清除时间是评估构网型（GFM）逆变器大信号稳定性的关键参数。电流限幅器的变化会显著影响逆变器在大扰动期间的暂态行为。本文提出了一种基于功角关系的方法，用于评估下垂控制的 GFM 逆变器在三相金属性短路故障场景下的故障恢复能力，同时考虑了圆形电流限幅器和虚拟阻抗法。高保真度仿真验证了所提出公式在估算 GFM 逆变器临界清除时间方面的准确性。
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重要指导意义。临界清除时间分析可直接应用于优化产品的电流限幅设计：圆形电流限制与虚拟阻抗限流方案的对比研究，为ST储能变流器在电网故障时的暂态稳定性提升提供理论依据。建议在下垂控制型GFM模式中，根据不同应用场景...
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