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孤岛微电网中同步发电机与虚拟同步机并联的暂态功角稳定性
Transient Angle Stability of Paralleled Synchronous and Virtual Synchronous Generators in Islanded Microgrids
Huijie Cheng · Zhikang Shuai · Chao Shen · Xuan Liu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年8月
随着虚拟同步机（VSG）技术的发展，同步发电机与VSG在微电网中的并联运行日益普遍。本文研究了两者并联系统在故障条件下的暂态功角稳定性差异，分析了系统参数差异对稳定性的影响，旨在提升微电网在复杂工况下的运行可靠性。
解读: 该研究直接关联阳光电源的构网型（Grid-forming）技术战略。随着PowerTitan等储能系统及组串式逆变器在弱电网及微电网场景的应用增加，如何实现储能变流器（PCS）与传统同步发电机的稳定并联是核心挑战。本文提出的暂态功角稳定性分析方法，可优化阳光电源构网型控制算法，提升系统在故障下的抗扰...
基于逆变器的分布式电源中虚拟同步机与下垂控制动态特性比较
Comparison of Dynamic Characteristics Between Virtual Synchronous Generator and Droop Control in Inverter-Based Distributed Generators
Jia Liu · Yushi Miura · Toshifumi Ise · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年5月
针对逆变器分布式电源缺乏惯性和构网能力的问题，本文对比了下垂控制与虚拟同步机（VSG）两种控制策略。研究重点在于分析两者在有功和无功功率控制中的动态特性差异，为提升高比例可再生能源接入下的电网稳定性提供理论支撑。
解读: 该研究直接关联阳光电源的核心业务——构网型（Grid-forming）技术。随着全球电网对电力电子化程度的提升，阳光电源的PowerTitan系列储能系统及组串式逆变器正加速从跟网型（GFL）向构网型（GFM）演进。VSG与下垂控制是实现构网功能的关键算法，直接决定了设备在弱电网下的频率支撑、惯量模...
一种基于无功功率控制环频率前馈的虚拟同步发电机同步稳定性改进方法
An Improved Synchronization Stability Method of Virtual Synchronous Generators Based on Frequency Feedforward on Reactive Power Control Loop
Xiaoling Xiong · Chao Wu · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月
本文针对电网故障下虚拟同步发电机（VSG）的同步稳定性问题，揭示了无功功率控制环中低通滤波器对暂态稳定性的影响机制。提出了一种基于频率前馈的改进控制策略，有效提升了VSG在弱电网或故障条件下的同步稳定性，为构网型逆变器控制提供了理论支撑。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的构网型（Grid-forming）技术路线。随着PowerTitan系列储能系统及大型光伏电站对弱电网适应性要求的提升，VSG控制策略的稳定性至关重要。本文提出的频率前馈方法能有效解决大扰动下的同步失稳问题，建议研发团队将其集成至iSolarCloud智能运维平台下的控制算...
基于输出阻抗优化的大扰动下并网虚拟同步机稳定性分析与改进
Analysis and Improvement of Large-Disturbance Stability for Grid-Connected VSG Based on Output Impedance Optimization
Mingxuan Li · Sirui Shu · Yue Wang · Peng Yu 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年8月
虚拟同步机（VSG）在模拟同步发电机特性的同时，面临严峻的小扰动及大扰动稳定性挑战。针对短路或线路跳闸等大扰动场景，本文从输出阻抗优化角度出发，深入探讨并解决VSG在大扰动下的稳定性问题，旨在提升其在复杂电网环境下的运行可靠性。
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系列储能系统及大型地面光伏电站对弱电网支撑能力要求的提升，VSG控制策略的稳定性至关重要。通过输出阻抗优化，可显著提升阳光电源组串式逆变器及PCS产品在故障穿越期间的鲁棒性，减少因大扰动导致的脱网风险。建议...
基于LCC辅助二极管整流器的构网型海上风电场并网技术
Grid-Forming Offshore Wind Farm Integration Through LCC-Assisted Diode Rectifier
Kailun Wang · Zhiyong Yuan · Qiang Song · Qingming Xin 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2024年10月
提出一种线路换相换流器（LCC）辅助二极管整流器（LCCA-DR）用于海上风电场（OWF）并网。该结构在直流侧将小容量LCC与二极管整流器串联，为高压直流（HVdc）输电提供有功功率调控自由度，实现风电场本地功率平衡。风电机组变流器可采用经典的P/f和Q/V型构网控制，作为虚拟同步机（VSG）运行，而LCCA-DR则充当虚拟调速器（VG），调节海上交流电网频率，实现同步运行。VSG-VG协同控制实现功率解耦，提升控制性能与系统稳定性。由于HVdc有功调节仅需微小直流电压变化，LCC容量占比低，相...
解读: 该研究提出的LCCA-DR构网控制方案对阳光电源的储能与风电产品线具有重要参考价值。其VSG-VG协同控制架构可优化ST系列储能变流器的并网性能,特别是在大规模储能电站中实现更稳定的功率解耦控制。LCC辅助整流的低容量比设计思路,可启发PowerTitan系统的拓扑优化,降低成本。VSG构网控制策略...
配备正交优先限流器的虚拟同步机暂态稳定性分析
Transient Stability Analysis of Virtual Synchronous Generator Equipped With Quadrature-Prioritized Current Limiter
Si Phu Me · Mohammad Hasan Ravanji · Bruno Leonardi · Deepak Ramasubramanian 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年9月
本文研究了配备正交优先限流器（q-prioritized CL）的虚拟同步机（VSG）在过流保护激活时的暂态稳定性。研究表明，除了主控制器正反馈引起的失稳外，限流器的介入会改变VSG的运行特性，可能导致系统在故障期间出现新的失稳风险。
解读: 随着阳光电源构网型（Grid-Forming）储能系统（如PowerTitan系列）在全球电网中的渗透率提升，VSG控制策略的稳定性至关重要。本文提出的正交优先限流策略及暂态稳定性分析，直接关系到阳光电源储能变流器（PCS）在弱电网或故障穿越工况下的安全运行。建议研发团队在PCS控制算法中引入该稳定...
基于虚拟同步机协调控制的背靠背电机驱动系统电网频率调节支持
Grid Frequency Regulation Support From Back-to-Back Motor Drive System With Virtual-Synchronous-Generator-Based Coordinated Control
Daisuke Terazono · Jia Liu · Yushi Miura · Shigekazu Sakabe 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
虚拟同步机（VSG）控制使逆变器接口的分布式电源具备类似同步发电机的惯性，为解决未来电网惯性缺失提供了方案。本文提出了一种智能电机背靠背系统的控制方案，通过模拟动能变化，实现对电网频率的有效调节支持。
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）具有重要参考价值。随着高比例新能源接入，电网惯量支撑需求日益迫切，VSG技术是提升系统稳定性的核心。该文提出的背靠背协调控制策略可优化储能PCS在弱电网下的频率响应性能，建议研发团队关注其惯量模拟算法在大型储...
非理想电网条件下虚拟同步机谐波电流与涌流故障电流协调抑制方法
Harmonic Current and Inrush Fault Current Coordinated Suppression Method for VSG Under Non-ideal Grid Condition
Leming Zhou · Siyi Liu · Yandong Chen · Weilang Yi 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
针对虚拟同步机（VSG）在电网对称故障时，电压控制型谐波抑制方法会加剧涌流故障电流的问题，本文提出了一种谐波电流与涌流故障电流的协调抑制方法。该方法解决了输出阻抗视角下两者抑制效果相互制约的矛盾，提升了VSG在非理想电网下的运行稳定性与故障穿越能力。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的构网型（Grid-forming）技术路线，对于PowerTitan系列液冷储能系统及大型组串式光伏逆变器在弱电网或复杂电网环境下的应用具有重要指导意义。当前构网型技术是提升电网支撑能力的关键，该协调抑制方法能有效解决VSG在故障瞬间的电流冲击问题，提升设备在极端工况下的可...
预定义时间观测器结合滑模控制通过构网型换流器实现异质电力系统快速频率支撑
Predefined-time Observer-based Sliding Mode Control for Fast Frequency Support in Heterogeneous Power System Through Grid-Forming Converter
Sunhua Huang · Zhao Xu · Linyun Xiong · Yang Zhou 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年6月
在可再生能源占比高且广泛使用电力电子设备的低惯量异构电力系统中，系统受到扰动时会面临严重的频率稳定性问题。基于虚拟同步发电机（VSG）控制的构网型（GFM）变流器具有电压源特性，可提供惯量和频率支撑。本文针对基于VSG的GFM变流器提出了一种基于预设时间观测器的滑模控制器（PTOBSMC），以在负载和跟网型（GFL）可再生能源大幅变化的异构电力系统中提供频率支撑。建立了由GFM变流器、GFL可再生能源和同步发电机组成的异构电力系统模型。提出了预设时间观测器，以准确估计GFL风力发电机输出功率和负...
解读: 该预定义时间观测器结合滑模控制技术对阳光电源构网型产品线具有重要应用价值。可直接应用于ST系列储能变流器和大型储能系统PowerTitan的GFM控制策略优化，提升频率支撑能力；同时适用于新一代SG系列光伏逆变器的虚拟惯量控制。该方法通过固定收敛时间观测器和鲁棒控制设计，可显著提升阳光产品在低惯量电...
一种具有鲁棒内环电流控制的可调度虚拟振荡器电网形成控制方法以提升暂态稳定性
A Sophisticated Grid-Forming Dispatchable-Virtual Oscillator Control With Robust Inner Current Control for Improving Transient Stability
Muntathir Al Talaq · Muhammad Bakr Abdelghany · Ahmed Al-Durra · Hatem Zeineldin 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年6月
可调度虚拟振荡器控制（D - VOC）是一种颇具前景的时域电网形成（GFM）技术，旨在模拟物理振荡器的动态行为。大信号稳定性（LSS）是电力系统规划的关键方面，主要涉及电源在受到干扰后彼此同步的能力。然而，GFM暂态稳定性分析通常忽略了内部电流控制（ICC）和电压控制（VC）的影响，这可能导致评估不准确。实际上，本文分析了ICC、VC和电流参考角对D - VOC大信号稳定性的影响，确定了纳入ICC虽然提高了稳定性评估的精度，但同时也限制了吸引域（RoA）。此外，本文使用一般二次型和多项式李雅普诺...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项自适应可调度虚拟振荡器控制（AD-VOC）技术对我们的构网型（Grid-Forming）逆变器产品线具有重要战略价值。该技术直接解决了当前光伏储能系统在电网扰动下的暂态稳定性难题，这正是我们高比例新能源接入场景中面临的核心挑战。 技术价值方面，AD-VOC通过引入内环...
具有构网与振荡抑制能力的并联电压源型变换器集中控制
Centralized Control for Paralleled VSCs With Grid-Forming and Oscillation Suppression Capability
Yangjian Ling · Meng Huang · Pan Feng · Zhen Tian 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年4月
光伏或储能系统中采用的多台并联电压源型变换器（VSC）在不同电网条件下可能面临振荡及故障扰动问题。本文提出一种集中式控制架构，通过构网型（GFM）控制抑制有功功率振荡并支撑电网电压与频率。以虚拟同步发电机（VSG）作为集中控制器，与本地控制器通信，并在本地控制器中引入互阻尼和功角反馈，实现精确的有功功率均分。分析了通信延迟、互阻尼等关键参数的影响。最后通过仿真及分层控制器硬件在环（CHIL）实验验证了所提控制策略的有效性。
解读: 该并联VSC集中式构网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。文章提出的VSG集中控制架构结合互阻尼和功角反馈，可直接应用于多台ST2236UX/ST2500UX-MV并联场景，解决弱电网下有功振荡和功率均分难题。通信延迟补偿策略可优化阳光电源现有分层...
可再生能源并网中的虚拟惯性支持：综述
Virtual Inertia Support for Renewable Energy Integration: A Review
M. Chethan · K. Ravi · IEEE Access · 2024年6月
本文重点综述高比例可再生能源接入下电力系统中的惯性问题。随着基于可再生能源的分布式发电单元大量接入，电力系统呈现出低惯性和弱阻尼特性，严重影响系统的频率稳定性与动态性能。电力电子逆变器使电源与应用解耦，导致系统惯性下降，功率失衡引发的频率快速变化和波动进一步加剧稳定性挑战。本文系统回顾了多种建模与控制算法，并提供详尽的参数描述，填补该领域研究空白，为微网应用中虚拟同步发电机模型与控制策略的后续研究提供参考。
解读: 该虚拟惯性支持技术对阳光电源储能与光伏产品线具有核心应用价值。文章系统梳理的VSG建模与控制算法可直接应用于ST系列储能变流器的构网型GFM控制策略优化，提升PowerTitan大型储能系统在弱电网下的频率支撑能力。针对低惯性问题的解决方案可增强SG系列光伏逆变器在高比例新能源场景下的并网稳定性，改...
提升单可控VSG型主动配电网的功率响应
Improving Power Response of Single-controllable VSG-based Active Distribution Network
Shah Fahad1Arman Goudarzi2Pierluigi Siano3Ji Xiang4 · 中国电机工程学会热电联产 · 2025年1月 · Vol.45
通过单一公共耦合点（PCC）控制主动配电网（ADN）有助于提升间歇性可再生能源（IRESs）的协调性能。现有研究采用非MPPT模式分布式电源（DGs）协调控制，实现PCC处的恒定PQ调节，但由于DGs出力的间歇性及单向广播通信机制，PCC易受暂态扰动影响。本文首先建立从PCC调控视角出发的ADN详细数学模型，增强PCC对暂态的鲁棒性；其次设计H∞控制器以优化抗干扰性能，抑制PCC暂态过程中的振荡；再次通过特征值分析探讨系统模型的收敛速度限制；最后仿真结果表明所提方法较现有先进方法具有更优的动态响...
解读: 该研究针对VSG型主动配电网的功率响应优化，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。文中提出的H∞控制器设计可直接应用于阳光电源构网型GFM控制技术，增强PCC点暂态鲁棒性，抑制振荡。特别是在多台SG系列光伏逆变器通过单一PCC并网场景下，该方法可优化非MPP...
基于SOGI功率计算建模的单相构网型变换器功率环精确设计
Accurate Power Loop Design of a Single-Phase Grid-Forming Power Converter via Modeling of SOGI-Based Power Calculation
Jia Liu · Jinyi Su · Yadan Hou · Jingyu Guo 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
针对单相构网型(GFM)变换器设计,研究二阶广义积分器(SOGI)功率计算方法引入的周期时变性。采用功率的相量域表示建立小信号线性化模型,获得功率计算部分的线性化传递函数。将线性化传递函数用于单相虚拟同步发电机(VSG)的精确闭环极点配置设计。提出自适应状态反馈(ASF)极点分配设计方案处理周期时变性。仿真和实验验证了线性化模型在精确设计单相GFM变换器闭环中的有效性。
解读: 该单相构网型功率环精确设计技术对阳光电源单相储能和光伏逆变器的VSG功能开发有重要指导价值。SOGI功率计算线性化建模方法可应用于户用储能系统的单相构网控制器设计,提高闭环性能和稳定性。ASF极点配置方案对阳光电源SG系列单相光伏逆变器的构网型升级有借鉴意义,可实现精确的功率-频率控制。该技术对分布...
互联多虚拟同步发电机系统电能质量与功率分配的分层优化
Hierarchical Improvement of Power Quality and Power Sharing for Interconnected Multi-Virtual Synchronous Generators
Changbin Hu · Gaowei Wang · Shanna Luo · Xuecheng Li 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
针对互联多虚拟同步发电机系统中存在的电能质量下降和无功功率分配不均问题，提出一种基于分层架构的电能质量提升与功率分配协调控制策略。通过建立系统的状态空间模型，设计基于残差的分层补偿控制结构，包含电力电子层的电能质量控制器与通信网络层的分布式功率分配控制器。该结构无需扰动或线路参数信息，不改变原有控制器，具有低阶、易实现、响应快等优点。小信号分析验证了系统的整体稳定性，仿真与实验结果证明了该策略的有效性。
解读: 该分层电能质量与功率分配协调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。针对多台储能变流器并联运行场景，该技术可直接应用于阳光电源构网型GFM控制架构的优化升级：通过残差补偿控制器实现电能质量提升与无功功率精确分配，无需修改现有VSG控制器，兼容性强。分层...
基于分层模型预测控制的联络线功率流动考虑下的协调频率控制
Coordinated Frequency Control Based on Hierarchical MPC Considering Tie-line Power Flow
Ning Ma · Feifei Bai · Tapan K. Saha · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年9月
在系统发生故障时，基于逆变器的电源（IBRs）和同步发电机（SGs）的频率响应特性存在显著差异，资源间的相互作用往往会导致机电暂态过程延长。然而，目前对于不同类型发电机提供多种频率服务（特别是快速频率响应（FFR）和虚拟惯量）的协调控制策略关注有限。此外，暂态过程中输电线路功率容量的严格限制以及联络线潮流快速恢复的需求常常被忽视，这增加了系统解列的风险。本文提出了一种采用分层模型预测控制（HMPC）的协调频率控制方法。所提出的HMPC包括一个上层控制器和多个下层控制器，上层控制器用于管理多区域潮...
解读: 该分层MPC协调频率控制技术对阳光电源ST储能系统和SG光伏逆变器产品线具有重要应用价值。针对高比例IBRs并网场景，可直接应用于PowerTitan储能系统的构网型GFM控制策略优化：上层MPC实现多储能站点间的频率调节指令协调分配，下层控制器结合虚拟同步机VSG技术实时调节各变流器输出。联络线功...
构网型变流器多模态低频振荡互阻尼排斥机制研究
Research on the Mutual Damping Repulsion Mechanism of Multi-Modal Low-Frequency Oscillations in Grid-Forming Converter
Letian Wang · Shiyun Xu · Huadong Sun · Jingtian Bi 等5人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年7月 · Vol.41
本文揭示了构网型变流器中同步环与直流电压环耦合引发的多模态低频振荡互阻尼排斥机理，指出虚拟阻尼提升同步环稳定性可能恶化直流环振荡，该现象通过阻尼转矩法、特征值及时域仿真验证。
解读: 该研究直接关联阳光电源ST系列PCS、PowerTitan及新一代构网型光储一体机在弱电网/孤岛场景下的稳定运行。VSG参数耦合引发的互斥失稳风险，影响PowerStack在新能源高渗透配网中的黑启动与调频性能。建议在iSolarCloud平台中嵌入多模态阻尼协同整定模块，并在ST-3125/340...
补偿器方法：解决虚拟同步电机的暂态稳定性问题
The Compensator Approach: Solving the Transient Stability Issues of Virtual Synchronous Machines
Alessia Camboni · Vincenzo Mallemaci · Fabio Mandrile · Radu Bojoi · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年12月
可再生能源通过电力电子设备持续接入电网，影响了电力系统的稳定性，对换流器控制技术提出了新挑战。虚拟同步电机（VSM）通过模拟同步机行为，为可再生能源并网提供了可行的控制方案。然而，在大电压跌落情况下，虚拟转子加速显著，导致VSM存在暂态失稳问题。现有研究虽提出多种改进控制策略，但往往增加算法复杂性和参数整定难度，且仅能缓解而非根除该问题。本文提出虚拟同步补偿器（VSC）新架构，从实现机制上彻底消除VSM的暂态不稳定性。VSC在严重且持续的电压跌落下仍能保持同步运行，无需附加控制模块。理论分析与实...
解读: 该虚拟同步补偿器（VSC）技术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，VSC架构可从根本上解决现有VSG控制在电网电压大幅跌落时的暂态失稳问题，无需复杂的附加控制模块和繁琐参数整定，显著提升储能系统的电网支撑能力和故障穿越性能。对于SG系列光伏...
构网型变流器中多模态低频振荡的相互阻尼排斥机制研究
Research on the Mutual Damping Repulsion Mechanism of Multi-Modal Low-Frequency Oscillations in Grid-Forming Converter
Letian Wang · Shiyun Xu · Huadong Sun · Jingtian Bi 等5人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年7月
虚拟同步发电机（VSG）控制的电网形成型变流器（GFM）的同步环（SC）与直流电压控制环（DVC）之间的耦合容易引发多模态低频振荡（LFO）。这些多模态振荡包括以SC为主导的低频振荡（SC - LFO）和以DVC为主导的低频振荡（DVC - LFO）。本文研究了多模态低频振荡的互阻尼排斥效应，并通过频域中的阻尼转矩法揭示了此类现象背后的机理。理论分析发现，随着SC和DVC的自阻尼水平提高，它们会相互施加逐渐增大的负阻尼转矩。这种相互作用导致在调节SC或DVC动态特性时，SC - LFO和DVC ...
解读: 该多模态低频振荡阻尼排斥机制研究对阳光电源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VSG控制的GFM变流器，研究揭示的同步控制环路与直流电压控制环路动态耦合机理，可直接指导ST系列产品优化控制参数设计，抑制弱电网并网时的多模态振荡风险。通过阻抗模型与状态空间建模结合...
面向网络化微电网动态形成的随机黑启动资源配置及分布式能源辅助恢复
Stochastic Black Start Resource Allocation to Enable Dynamic Formation of Networked Microgrids and DER-Aided Restoration
Cong Bai · Salish Maharjan · Han Wang · Zhaoyu Wang · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年9月
针对高比例分布式能源主导的配电网长时间停电问题，本文提出一种两阶段随机黑启动资源配置方法（SDMG-BS），支持风险规避且自适应的恢复策略。通过虚拟同步发电机控制的构网型逆变器作为黑启动电源，结合三个暂态频率指标约束保障负荷投入过程中的频率安全。利用智能开关实现微电网间及与主网的异步同步。基于场景的随机规划模型处理可再生能源、负荷及主网停电时长的多重不确定性。线性频率模型规划精度超90%。IEEE 123节点系统仿真表明，该方法关键负荷恢复率提升达20%，可在主网恢复前完成两次微电网同步，且所有...
解读: 该随机黑启动资源配置技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan储能系统具有重要应用价值。研究中基于虚拟同步机控制的构网型逆变器黑启动方案，可直接应用于阳光电源GFM控制技术优化，增强储能系统在电网停电时的自主组网能力。三个暂态频率指标约束（RoCoF、Nadir、稳态偏差）为ST储能变流...
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