Han Zhang · Cheng Xue · Rui Liu · Yunwei Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

针对构网型（GFM）逆变器在电网故障下的限流难题，本文提出了一种模型预测双环控制策略。该方法克服了传统线性控制器在紧急故障状态下性能受限及级联结构带宽不足的问题，通过优化模型预测控制（MPC）算法，显著提升了逆变器在故障期间的限流能力与故障穿越性能。

解读: 该研究直接契合阳光电源在构网型（GFM）技术领域的战略布局。随着高比例可再生能源接入，电网对逆变器支撑能力要求提升，PowerTitan系列储能系统及大型地面光伏逆变器需具备极强的故障穿越与弱电网适应性。本文提出的MPC双环控制策略能有效解决故障期间的过流保护与电压支撑矛盾，建议研发团队将其引入下一...

Juan Dolado Fernández · Joaquín Eloy-García · Eduardo Rausell Navarro · Santiago Arnaltes Gómez 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

随着可再生能源渗透率提升，电力电子变流器成为电网关键组件。本文聚焦于构网型（GFM）变流器，探讨其在电网故障期间自主建立和维持系统电压的能力，重点研究了提升GFM变流器低电压穿越（LVRT）性能的控制算法，以增强电网稳定性。

解读: 该研究直接契合阳光电源PowerTitan液冷储能系统及大型组串式逆变器在弱电网场景下的应用需求。随着全球电网对构网型技术要求的提升，该算法能够优化阳光电源储能变流器（PCS）在故障期间的电压支撑能力，提升系统黑启动及微网运行的可靠性。建议研发团队将该LVRT算法集成至iSolarCloud智能运维...

Lingchao Kong · Haiguo Tang · Chao Wu · Jian Wang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

构网型（GFM）变换器因其电压支撑能力在可再生能源领域备受关注。现有研究多假设直流母线电压恒定，这在考虑直流侧动态时可能导致稳定性问题。本文分析了考虑直流母线动态的GFM变换器小信号稳定性，并提出了相应的阻尼控制策略以抑制次同步振荡。

解读: 该研究直接关联阳光电源的构网型技术布局。随着PowerTitan系列储能系统及组串式光伏逆变器在弱电网场景下的应用增加，直流侧动态对系统稳定性的影响日益显著。本文提出的阻尼控制策略可优化阳光电源GFM算法，提升系统在复杂电网环境下的抗干扰能力，特别是在大规模储能电站及光储一体化项目中，能有效预防次同...

T.Ide · Y.Hirase · E.Yoshimur · Y.Umezu 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 随着可再生能源在电力系统中的快速集成，基于逆变器的资源（IBR）之间的功率振荡已成为一个突出问题。为解决这一问题，有必要识别电网的不稳定极点，并调整相关参数。然而，在包含基于逆变器资源的微电网（MG）中，由于功率-频率下垂特性，系统频率可能显著偏离额定值。当考虑逆变器控制和线路动态特性时，系统复杂性进一步增加。因此，传统的特征值分析方法——通常假设系统频率恒定或采用简化模型——可能不再有效。本研究建立了一个综合的数学模型，该模型包含了仅由构网型（GFM）和跟网型（GFL）逆变器组成的微电网...

解读: 该研究针对逆变器型电源同步振荡问题,对阳光电源储能系统(ST系列PCS、PowerTitan)和微电网解决方案具有重要价值。文中提出的GFM/GFL混合微电网建模方法可直接应用于优化公司VSG控制策略,通过敏感参数识别和互扰环路分析,可提升多机并联稳定性。建议将该方法集成到iSolarCloud平台...

Huazhao Ding · Rabi Kar · Zhixin Miao · Lingling Fan · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年12月

本文提出了一种新型构网型（GFM）控制结构的设计方法，该结构由典型的跟网型（GFL）控制结构经最小化修改而来，通过手动切换标志位即可实现电压源换流器（VSC）在GFL与GFM模式间的灵活切换。所设计的VSC可在并网模式下通过锁相环（PLL）同步至主电网运行于GFL模式，也可在并网或孤岛条件下以基于功率的同步机制运行于GFM模式。为确保运行的平稳性，本文通过一系列实验对控制策略及模式切换逻辑进行了验证。实验结果表明，该可切换控制结构能有效实现预期控制功能，并支持控制模式间的平滑切换。

解读: 该可切换GFL/GFM控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan储能系统具有重要应用价值。通过最小化修改实现模式切换的设计思路，可直接应用于现有产品的固件升级，降低硬件改造成本。在并网场景下，ST储能系统可运行于GFL模式提供功率支撑；在弱网或孤岛工况下自动切换至GFM模式维持电网稳...

Shufeng Zhang · Changan Liu · Yuntao Shi · Yushuai Qi · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2024年12月

并网构网型（GFM）逆变器的控制至关重要，因为它能为系统提供稳定的频率和电压支持，从而实现更多可再生能源的接入。本文旨在开发一种将风险敏感控制与残差补偿控制相结合的新型一次控制策略，增强策略设计的灵活性，以提高GFM逆变器在存在扰动、噪声和参数不确定性情况下的性能。所提出的基于风险敏感残差生成器的补偿控制策略包含两个风险敏感因子——一个用于无偏状态估计和残差生成，另一个用于改善闭环系统性能。这两个风险敏感因子增加了GFM逆变器一次控制策略的设计自由度。首先，本文建立了风险敏感状态估计与残差生成之...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于风险敏感残差发生器的补偿控制策略对构网型（GFM）逆变器技术具有重要的战略意义。随着新能源渗透率不断提高，构网型逆变器已成为替代传统同步发电机、提供电网频率和电压支撑的关键技术，这与阳光电源在光伏逆变器和储能系统领域的核心业务高度契合。 该技术的核心价值在于通过引...

Jialun Yang · Hua Ye · Yantuan Wang · Yutian Liu 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年12月

现有的基于优先级的并网型（GFM）逆变器限流控制（CLC）可能会导致故障恢复失败，包括陷入限流控制以及在限流控制和恒压控制（CVC）之间出现模式振荡。为解决这些问题，本文首先通过在相量图中阐述三种故障恢复状态的条件，揭示了下垂控制的并网型逆变器的故障恢复机制。然后，提出了两种方法，包括确定电流角度的最优范围和饱和模块的上限，以确保并网型逆变器成功实现故障恢复。多次实验测试验证了理论分析的正确性。

解读: 该故障恢复机理研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有直接应用价值。现有CLC控制导致的恢复失败问题在弱电网场景下尤为突出，影响系统可靠性。文章提出的图形化分析方法可优化阳光电源构网型GFM控制策略，解决电流限幅后的模式切换异常，提升故障穿越后的快速恢复能力。该技术可应...

Rui Qiu · Chengxi Liu · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年12月

摘要：电网故障是电力系统中最严重的扰动之一，会损害电网可靠性并增加停电风险。为解决这一问题，分布式发电单元需在低电压穿越（LVRT）期间提供动态电压支撑（DVS）。本文提出一种自适应动态电压支撑（ADVS）方案，以实现多个构网型（GFM）分布式发电单元之间的分布式无通信协作，从而提升配电网的系统电压幅值。该ADVS方案包含两部分：最优动态电压支撑（ODVS）方法和分布式发电单元的在线外部系统参数估计方法。ODVS推导分布式发电单元的输出电流特性，以在公共连接点（PCC）实现最有效的动态电压支撑，...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的自适应动态电压支持（ADVS）方案对我司构网型逆变器和储能系统产品具有重要的技术参考价值。该方案解决了分布式发电单元在电网故障期间的协同电压支撑难题，这与我司在高比例新能源接入场景下的技术需求高度契合。 **核心技术价值：**该方案的最大亮点在于实现了无通信的...

Tianyi Xu · Shan Jiang · Ye Zhu · Georgios Konstantinou · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月

构网型（GFM）控制是一种很有前景的解决方案，可在基于逆变器的电源占比不断增加的低惯量电力系统中提供阻尼和频率支撑服务。本文研究了在频率扰动期间，考虑到变流器及其底层电源的物理限制（即电流和功率额定值）影响的情况下，GFM变流器所能提供的频率响应服务。具体而言，用于保护功率半导体的电流限幅器会限制GFM变流器可实现的输出功率范围，并使其在发生大频率扰动时容易失去与电网的同步。加入功率限幅器可确保在扰动期间不超过电流限制的情况下达到稳定平衡点，但会通过降低有效阻尼系数对频率稳定性产生负面影响。为解...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对构网型（GFM）变流器的复合功率-频率同步环路技术具有重要的战略价值。随着全球新能源渗透率持续提升，电网惯量不足带来的频率稳定性问题日益突出，该技术直接回应了阳光电源在光伏逆变器和储能系统产品线面临的核心挑战。 该研究的核心创新在于解决了传统GFM控制中电流限幅器...

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...

Mengjie Li · Zhen Xie · Shang Xu · Shuying Yang 等5人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年11月

当前研究表明，在双馈感应发电机（DFIG）风力发电机组（WT）中实施构网型（GFM）控制有可能提高弱电网中电力系统的稳定性。然而，关于采用GFM控制的DFIG机电稳定性的研究较少。本研究首先建立了连接到弱电网的GFM DFIG机电系统的小信号模型。理论分析表明，随着电网强度的减弱，系统在传动链固有频率（NF）附近易发生机电振荡。随后，本文详细分析了控制系统中的传动链阻尼支路，建立了传动链NF振荡周期内的平均能量耗散模型，并研究了引起传动链振荡（DO）的机制。此外，从GFM控制参数的角度提出了振荡...

解读: 从阳光电源新能源系统集成业务视角来看，本文针对双馈风电机组在弱电网下的构网型控制技术研究具有重要的借鉴价值。尽管研究对象为风电系统，但其揭示的构网型控制在弱电网环境下的机电振荡机理，与我司光储系统面临的并网稳定性挑战存在本质相通性。 该研究的核心价值在于系统性地分析了构网型控制下的机电耦合振荡问题...

Jiwei Ge · Yang Han · Ensheng Zhao · Yuxiang Liu 等6人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年11月

微电网的分布式发电主要来自可再生能源，通过电力电子变换器实现灵活的能量转换。然而，微电网缺乏旋转惯量，抗干扰能力较差，使其更容易出现暂态不稳定问题，而这种暂态不稳定无法通过小信号分析进行评估。为了分析大扰动对系统暂态稳定性的影响，本文对由构网型（GFM）和跟网型（GFL）变换器组成的微电网中的非线性特性进行了数学描述。然后，建立了独立交流微电网的通用非线性动态模型。此外，采用基于Takagi - Sugeno（TS）多模型的迭代算法来估计吸引域（DOA）。本文的主要创新点在于对由多种类型变换器和...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于孤岛微电网非线性动态建模和大信号稳定性分析的研究具有重要的战略价值。该论文针对微电网转动惯量不足和抗扰动能力弱的核心痛点，建立了包含构网型（GFM）和跟网型（GFL）变流器的通用非线性动态模型，这与阳光电源在光伏逆变器和储能变流器领域的技术路线高度契合。 对于阳光...

Ali Arjomandi-Nezhad · Yifei Guo · Bikash C. Pal · Guangya Yang · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年11月

当基于电网形成型（GFM）逆变器的电源（IBRs）面临严重的电网扰动（如短路故障）时，电流限制机制可能会被触发。因此，GFM IBRs 会进入电流饱和模式，引发非线性动态行为，并给扰动后的暂态功角稳定带来巨大挑战。本文进行了系统研究，以揭示 GFM IBR 的故障恢复行为并识别失稳风险。给出了 GFM IBR 从电流饱和模式恢复到正常运行模式的必要条件的封闭表达式。基于这些分析可以推断，幅值饱和电流的相角会显著影响故障后的恢复和暂态稳定性；根据不同的相角选择，系统可能会根据以下情况沿多条故障后轨...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文针对构网型（GFM）逆变器在电网故障下的电流限幅与暂态稳定性问题，具有重要的工程应用价值。随着阳光电源在大型光伏电站、储能系统及微电网领域的深入布局，构网型控制技术已成为支撑高比例新能源接入的核心技术路线，该研究直接关系到产品在极端工况下的可靠性与电网适应性。 论...

Yun Liu · Yue Chen · Huanhai Xin · Jingzhe Tu 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年11月

随着基于逆变器的可再生能源逐步替代同步发电机，现代电力系统的系统强度显著下降，可能引发小信号稳定性问题。构网型换流器储能系统虽在提升系统强度方面具有灵活性和有效性，但其规划阶段的经济性与系统强度支撑能力协同优化仍缺乏研究。本文提出一种考虑系统强度约束的构网型储能优化规划方法，以实现期望的小信号稳定裕度。基于广义短路比框架，量化储能容量与位置对系统强度的影响，并构建含特征值约束的选址定容优化模型。考虑有无候选站点数量限制两种场景，设计基于二次支撑函数的迭代优化算法求解。在改进的IEEE 39节点和...

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控制技术具有重要应用价值。文中提出的基于广义短路比的储能选址定容优化方法，可直接应用于阳光电源储能系统规划方案设计，通过量化储能容量与位置对系统强度的贡献，优化PowerTitan在弱电网场景下的配置策略。特征值约束的...

Huanhai Xin · Kehao Zhuang · Pengfei Hu · Linbin Huang 等6人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年11月

随着大规模可再生能源接入电网，构网型（GFM）电压源换流器（VSC）与跟网型（GFL）VSC的互联已成为电力系统的一个显著发展趋势。然而，GFM VSC和GFL VSC在同步机制上存在显著差异，导致互联系统的小信号同步稳定特性尚不明确。为填补这一空白，本文引入同步发电机同时控制dq轴内电势分量的概念以增进物理理解，构建了一种能够统一GFM - VSC和GFL - VSC的等效结构。在数学层面，建立了基于电流源的互联系统同步稳定性分析模型。此外，基于广义奈奎斯特判据，提出了互联系统小信号同步稳定裕...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文针对构网型（GFM）与跟网型（GFL）变流器互联系统的同步稳定性分析具有重要的工程应用价值。随着我司光伏逆变器和储能系统在大型新能源电站中的广泛部署，GFM与GFL混合组网已成为实际工程的典型场景。该研究通过双轴同步发电机的统一建模视角，为解决两类变流器同步机理差异...

Zizhen Guo · Wenchuan Wu · Guannan Wu · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年11月

基于振荡器的电网形成（GFM）方法因其具备全局同步潜力而受到关注。然而，现有的可调度虚拟振荡器控制（dVOC）等方法属于二状态振荡器，无法平稳应对来自电源或电网的大扰动。本文提出一种全状态虚拟振荡器控制（fVOC）策略，该策略将频率和电压幅值作为从直流电压扩展而来的振荡器状态。理论分析和实验测试均表明，采用fVOC的GFM光伏（PV）系统能够有力抵御大扰动，并在因太阳辐照度波动、负载变化或短路故障导致直流母线功率失衡期间提供弹性电网支撑。本文推导了考虑一次动态特性的非线性模型，以阐明基于fVOC...

解读: 从阳光电源构网型逆变器业务角度看，这项全状态虚拟振荡器控制（fVOC）技术具有重要的战略价值。该技术通过将频率和电压幅值作为直流电压的扩展振荡状态，突破了现有dVOC两状态振荡器的局限性，这对我司高比例新能源接入场景下的电网稳定性支撑能力提升具有直接意义。 技术价值方面，fVOC能够平滑应对光照波...

Nathan Baeckeland · Debjyoti Chatterjee · Minghui Lu · Brian Johnson 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月

构网型（GFM）逆变器是实现高比例电力电子化电力系统的关键。本文深入探讨了GFM逆变器与传统同步发电机在过流特性上的差异，系统性地综述并分析了现有的过流限制策略，为提升逆变器在弱电网及故障条件下的运行稳定性提供了理论参考。

解读: 随着全球电网向高比例新能源转型，构网型技术已成为阳光电源PowerTitan储能系统及大型地面光伏逆变器的核心竞争力。该文献探讨的过流限制策略直接关系到阳光电源产品在弱电网环境下的故障穿越能力（LVRT/HVRT）及黑启动性能。建议研发团队重点关注文献中提出的先进限流控制算法，将其集成至iSolar...

Yun Yu · Yajuan Guan · Wenfa Kang · Juan C. Vasquez 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年11月

摘要：主动维持系统频率和电压时，嵌入同步电机仿真的构网型（GFM）逆变器可能会与电网中的其他电压源产生相互作用，导致功率振荡阻尼不足。为增强振荡阻尼，人们已开展了大量研究。然而，现有的解决方案有时在本质上相互等效，或者主要集中于GFM控制的单一性能方面。本文首先提出了一种能够整合现有GFM控制方法的通用控制方案。随后，开发了两种设计方法，同时考虑了GFM控制的主要性能方面：参考跟踪、干扰抑制和惯性响应。采用所开发的带有设计方法的控制方案，可以依次对三个主要性能方面进行定量评估，同时保持与各自指标...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇关于构网型逆变器主动阻尼控制的研究具有重要的战略价值。随着我国"双碳"目标推进和新能源渗透率持续提升，电网正从传统同步发电机主导向高比例新能源系统转变，构网型（GFM）逆变器技术已成为解决弱电网支撑能力不足的关键突破口。 该论文提出的通用控制方案直接针对我司光伏和储能...

Lei Liu · Liansong Xiong · Xianjue Luo · Xiaohan Zhao 等6人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年10月

摘要：构网型（GFM）风力发电系统（WGS）能够在扰动期间主动响应电网频率变化。然而，随着扰动强度的增加，构网型风力发电系统的频率响应（FR）性能逐渐不足，导致电网频率偏差容易超出相关阈值。由于构网型风力发电系统构建频率的特性及其与电网频率的相互作用，其频率响应机制尚不清楚，这给提升构网型风力发电系统的频率响应性能带来了挑战。为此，本文分析了构网型风力发电系统的频率响应机制，并提出了一种频率响应增强控制方法。首先，建立了能够反映上述频率相互作用的频率响应模型。然后，从物理角度分析了构网型风力发电...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项构网型风电系统频率响应技术具有重要的跨领域应用价值。虽然研究聚焦于风电领域，但其核心机理——构网型（Grid-Forming）电源的频率响应机制与增强策略，与公司光伏逆变器和储能系统的技术演进方向高度契合。 该论文揭示的间接和直接频率响应双路径机制，为阳光电源优化构网...

Priyatosh Mahish · Pratim Kundu · Sukumar Mishra · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年10月

逆变器型电源（IBR）的并网因惯性降低和快速频率响应恶化而影响电力系统频率稳定性，需协调控制跟网型（GFL）与构网型（GFM）逆变器。本文提出一种适用于并网逆变器的广域控制方法，定义了来自不同IBR及同步机组接入高压母线处PMU测量的广域跟网（WGFL）和广域构网（WGFM）信号。WGFL用于修正GFL逆变器锁相环的相角，WGFM调节GFM逆变器运行频率。PMU数据由节点相量数据集中器（PDC）分析，但存在通信延迟与丢包问题，故结合现有广域预测控制策略予以补偿。通过PSCAD/EMTDC对39节...

解读: 该广域控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的协调控制具有重要价值。针对PowerTitan大型储能系统，可通过PMU广域信号优化GFM/GFL混合运行模式，解决多站点频率响应协调难题。技术启示：1）在iSolarCloud平台集成PDC功能，实现分布式电站的广域相角同步；2）改进...