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考虑LCC-HVDC与新能源电站动态交互的暂态过电压分析与抑制
Analysis and Suppression for Temporary Overvoltage Considering Dynamic Interactions Between LCC-HVDC and Renewable Energy Plants
Xinyu Liu · Jierui Huang · Di Zheng · Huanhai Xin 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年2月
暂态过电压（TOV）严重制约可再生能源电力的输送与利用，尤其在采用电网换相换流器高压直流（LCC-HVDC）系统送电时。本文通过划分系统暂态过程阶段，揭示换相失败期间送端系统的TOV机理，并量化重复换相失败下交流电压与直流电流的演化特性。进一步分析新能源电站与LCC-HVDC控制参数对TOV的影响，提出参数协同优化方法以抑制过电压；当系统趋于闭锁时，确定最优闭锁时机以降低闭锁引发的TOV。基于典型算例的电磁暂态仿真验证了所提方法的准确性与有效性。
解读: 该研究对阳光电源大规模新能源并网系统具有重要应用价值。针对LCC-HVDC换相失败引发的暂态过电压问题，可直接应用于PowerTitan储能系统和SG系列光伏逆变器的控制策略优化。研究提出的参数协同优化方法为阳光电源构网型GFM控制技术提供理论支撑，通过优化储能变流器的电压/无功控制参数与HVDC系...
一种利用晶闸管斩波模块实现能量耗散功能的MMC及其在海上风电VSC-HVDC系统中的应用
An MMC With Integrated Energy Dissipation Function Using Thyristor-Based Chopper Modules for the Offshore Wind VSC-HVDC System
Sihang Wu · Lei Qi · Meichen Jin · Zhiguo He 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
直流斩波器（DCC）是实现海上风电VSC-HVDC系统交流故障穿越（FRT）的关键设备。现有DCC多为独立设置且采用全控型器件，成本高昂。本文提出一种集成能量耗散功能的模块化多电平变换器（MMC），通过在子模块中集成基于晶闸管的斩波电路，有效降低了系统成本并提升了故障穿越能力。
解读: 该技术对阳光电源的风电变流器及大型海上风电并网解决方案具有重要参考价值。通过将能量耗散功能集成至MMC子模块，可显著降低海上风电直流输电系统的硬件冗余与成本，提升系统在电网故障下的稳定性。建议研发团队关注晶闸管集成方案在海上风电变流器中的应用潜力，这有助于优化阳光电源在海上风电领域的系统集成方案，提...
一种基于全控型与半控型器件组合的新型直流斩波器，用于海上风电VSC-HVDC输电系统
A Novel Modular DC Chopper Based on Combination of Fully and Semicontrolled Devices for Offshore Wind VSC-HVDC Transmission System
Yunqi Jing · Jianwen Zhang · Liqian Su · Gang Shi 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年1月
基于电压源换流器的高压直流输电（VSC-HVDC）广泛应用于海上风电并网。然而，交流电网故障引起的直流过电压对系统构成严重威胁。直流斩波器作为能量耗散装置，常用于增强系统的故障穿越能力。本文提出了一种结合全控型与半控型器件的新型混合直流斩波器拓扑。
解读: 该研究针对海上风电VSC-HVDC系统的直流过电压保护问题，提出的混合直流斩波器拓扑在提升系统故障穿越能力方面具有显著价值。阳光电源在风电变流器及大型储能系统（如PowerTitan）领域拥有深厚积累，该技术可优化海上风电变流器及直流侧保护方案，提升系统在高压直流输电场景下的可靠性。建议研发团队关注...
一种基于新型柔性晶闸管开关模块的交流斩波器，用于可再生能源VSC-HVDC输电系统
A Novel Flexible Thyristor Switch Modules Based AC Chopper for the Renewable Energy VSC-HVDC Transmission System
Sihang Wu · Jipei Yang · Xiangxi Mu · Liantao Jiang 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月
可再生能源VSC-HVDC系统应用前景广阔，交流斩波器（ACC）是实现系统故障穿越（FRT）的核心设备。传统ACC由多个三相耗能阀组成，存在晶闸管数量多、占地面积大及控制复杂等问题。本文提出一种新型柔性晶闸管开关模块，旨在优化ACC结构，提升系统在电网故障下的稳定性与可靠性。
解读: 该技术主要针对高压直流输电及大规模可再生能源并网的故障穿越（FRT）问题。对于阳光电源而言，该研究在提升大型地面光伏电站及大型储能电站（如PowerTitan系列）在弱电网或复杂电网环境下的并网稳定性方面具有参考价值。新型晶闸管模块化设计有助于优化PCS系统的功率密度和散热布局，降低系统体积。建议研...
高压与中压直流电网中模块化多电平直流变换器与双有源桥变换器的对比研究
Comparison of the Modular Multilevel DC Converter and the Dual-Active Bridge Converter for Power Conversion in HVDC and MVDC Grids
Stefan P. Engel · Marco Stieneker · Nils Soltau · Sedigheh Rabiee 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年1月
随着可再生能源发电占比提升及分布式电源在配电网的应用，高压（HVDC）与中压（MVDC）直流输配电技术日益重要。本文对比分析了模块化多电平直流变换器（MMC）与双有源桥（DAB）变换器在直流电网功率转换中的性能表现，探讨了其在不同电压等级下的适用性与技术挑战。
解读: 该研究对比的MMC与DAB拓扑是高压直流输电及大功率储能变换的核心技术。对于阳光电源的PowerTitan及PowerStack系列储能系统，DAB拓扑在双向DC-DC变换中具有高效率与高功率密度的优势。随着光储电站向更高电压等级（如1500V及以上）演进，研究MMC技术有助于提升公司在大型储能电站...
基于接地晶闸管回路的混合MMC用于双极性高压直流系统阀侧单相接地故障
Grounded Thyristor Loop-Based Hybrid MMCs for Valve-Side Single-Phase-to-Ground Faults in Bipolar HVdc Systems
Huailong Li · Fujin Deng · Jie Tian · Yu Lu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
阀侧单相接地（SPG）故障是基于模块化多电平换流器（MMC）的双极性高压直流系统的关键挑战。本文提出了一种基于接地晶闸管回路（GTL）的混合MMC（HMMC），旨在保护双极性高压直流系统免受阀侧SPG故障影响。通过在不同桥臂电感与地之间连接晶闸管支路，该拓扑能够有效应对故障工况。
解读: 该研究针对高压直流输电（HVDC）系统中的MMC拓扑优化及故障保护，虽然阳光电源目前核心业务聚焦于光伏逆变器、储能系统及风电变流器，但随着公司在大型储能电站及电网侧支撑技术（如构网型技术）的深入，MMC拓扑的故障穿越与保护机制对未来大功率储能变流器（PCS）及高压直流接入技术具有重要的参考价值。建议...
非对称故障下风电场接入MMC-HVDC系统的弱电网特性分析与电压支撑增强运行模式选择
Weak Grid Characteristic Analysis and Operating Mode Selection for Voltage Support Enhancement of Wind Farms Connected to MMC-HVDC During Asymmetric Faults
Jianan Yan · Xiaojie Shi · Tao Liu · Zhiqiang Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月
本文研究了在无同步机支撑的MMC-HVDC风电并网系统中，非对称故障下的电压支撑问题。针对弱电网特性，分析了MMC电压-频率控制模式下的运行局限，并提出了增强电压支撑能力的运行模式选择策略，以满足电网规范对风电机组故障穿越的要求。
解读: 该研究涉及的构网型（Grid-forming）控制技术与阳光电源的PowerTitan系列储能系统及大型地面光伏逆变器的高压并网技术高度相关。随着新能源渗透率提升，弱电网环境下的电压支撑能力已成为核心竞争力。阳光电源应借鉴文中针对非对称故障的控制策略，优化逆变器在弱电网下的故障穿越（LVRT/HVR...
基于IGCT的MMC极端故障综合分析与实验
Comprehensive Analysis and Experiment of Extreme Faults in MMC Based on IGCT
Wenpeng Zhou · Biao Zhao · Ruihang Bai · Yantao Lou 等11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年5月
高压直流输电（HVDC-VSC）是大规模可再生能源并网的关键技术，模块化多电平换流器（MMC）是其中的主流拓扑。极端故障严重威胁MMC的安全可靠性。本文针对基于IGCT（集成门极换流晶闸管）的MMC系统，对其极端故障的成因及特性进行了深入的理论分析与实验验证。
解读: 虽然阳光电源目前的主流产品（如组串式逆变器、PowerTitan储能系统）多采用IGBT/SiC器件，但该研究针对MMC拓扑及极端故障的分析方法，对公司未来布局高压大功率直流输电及大型储能系统具有重要的参考价值。IGCT在高压大容量场景下的应用特性分析，有助于研发团队在极端工况下提升系统保护策略的鲁...
直流异步互联系统中的低频功率振荡：来自LUXI背靠背高压直流工程的启示
Low-Frequency Power Oscillations in DC Systems for Asynchronous Interconnection: Insights from the LUXI Back-to-Back HVDC Project
Zhixuan Li · Ying Xue · Qiang Fu · Yiping Chen 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年6月
基于电压源换流器的高压直流输电（VSC - HVDC）系统被认为是为异步互联系统提供功能支持的有效解决方案。然而，本研究表明，VSC - HVDC系统提供的频率支持可能会因频率控制与交流电网频率动态特性之间的相互作用而导致低频功率振荡（LFPO）。为便于说明，详细报道了中国鲁西背靠背VSC - HVDC工程中观测到的0.25Hz低频功率振荡的实际案例。在该工程中，VSC - HVDC系统设计了一种频率控制（即同频控制），用于在正常运行条件下消除两个异步交流电网之间的频率差异。基于阻尼转矩法的分析...
解读: 该研究对阳光电源的大型储能和光伏产品线具有重要参考价值。研究的低频振荡问题与PowerTitan储能系统和大型SG逆变器在弱电网条件下的并网稳定性直接相关。文中提出的控制参数优化方法可用于改进ST系列储能变流器和SG系列逆变器的GFM/GFL控制策略，提升产品在异步互联场景下的稳定性能。特别是对系统...
基于LCC-HVDC系统的双端一次频率支撑与交流电压调节
Bilateral Primary Frequency Support and AC Voltage Regulation of LCC-HVDC Systems for Asynchronously Interconnected Systems
Zhixuan Li · Ying Xue · Yiping Chen · Nan Chen 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年11月
现代电力系统对电网灵活性要求日益提高。由于交流输电线路不可控，传输系统的灵活性主要依赖于高压直流（HVDC）系统的主动控制，尤其是主流的电网换相换流器型（LCC-HVDC）系统。现有LCC-HVDC控制方法难以在提供双向频率支撑的同时维持交流电压稳定。为此，本文提出一种协调控制策略，实现异步互联系统下的双端频率支撑与交流电压调节。通过建立包含送端与受端系统频率耦合动态的低阶频率响应模型，量化频率支撑水平，并解析计算控制器参数，确保本地频率响应能力的同时不损害远端系统的频率稳定性。实时仿真验证了所...
解读: 该LCC-HVDC双端频率支撑技术对阳光电源储能系统具有重要参考价值。文中提出的频率-电压协调控制策略可直接应用于PowerTitan大型储能系统的电网支撑功能：通过建立低阶频率响应模型量化支撑能力，可优化ST系列储能变流器的构网型GFM控制算法，实现双向频率调节与电压稳定的协同。特别是其解析化参数...
基于神经网络的LCC-HVDC系统准稳态动态增强模型
Dynamics Enhanced Quasi-Steady-State Model of LCC-HVDC Systems Based on Neural Network
Ke Yang · Xin Wang · Quan Zhang · Guangchao Geng 等5人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年5月
现有LCC-HVDC系统时域仿真在精度与效率之间存在权衡。电磁暂态模型虽精确但计算成本高，准稳态模型高效却难以准确描述换相过程，尤其在不对称故障下表现不足。本文提出一种基于神经网络的准稳态模型（NN-QSS），可精确刻画LCC-HVDC动态特性，有效识别换相失败，并适用于不平衡故障场景。通过改进的IEEE 39节点系统、中国某省级实际电网及CIGRE标准系统硬件在环验证表明，该模型在准稳态尺度下动态响应接近电磁暂态模型，换相失败识别准确率较现有方法提升18.8%。
解读: 该神经网络增强的LCC-HVDC准稳态建模技术对阳光电源大型储能系统和光伏并网产品具有重要应用价值。在PowerTitan储能系统中，可借鉴NN-QSS方法建立储能变流器快速仿真模型，实现电网故障下的换相失败预测与主动保护，提升ST系列储能变流器在不对称故障工况下的低电压穿越能力。该技术将准稳态建模...
考虑受端换流器动态特性的LCC-HVDC系统稳定性评估与影响分析
Stability Assessment and Impact Analysis on LCC-HVDC System Considering the Dynamic Characteristic of Receiving-side Converter
Haipan Li · Heng Nian · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年9月
随着风电装机容量的增加，送端交流电网中的线换相换流器高压直流输电（LCC-HVDC）系统面临次/超同步振荡（SSSOs）风险，威胁系统稳定。基于阻抗的方法依赖精确模型分析SSSOs，但现有研究多将受端换流器简化为理想直流电压源，忽略了其交直流动态特性，导致稳定性评估不准确，且受端系统对振荡的影响尚不明确。本文提出统一的小信号传递路径框架，建立计及受端系统的完整LCC-HVDC阻抗模型，基于直流阻抗网络详细分析系统稳定性及受端系统对SSSOs的影响，并定义二阶量化指标评估受端交互作用，讨论忽略该交...
解读: 该研究对阳光电源大型储能系统和高压变流器产品线具有重要参考价值。研究提出的统一小信号传递路径框架和完整阻抗建模方法，可直接应用于PowerTitan储能系统的并网稳定性分析，特别是在大规模风电配套储能场景中。其次同步振荡分析方法对ST系列储能变流器的GFM/GFL控制策略优化具有指导意义，有助于提升...
一种具有自黑启动和故障穿越能力的新型经济型高压直流系统
A Novel Cost-Effective HVDC System With Self Black-Start and Fault Ride-Through Capability
Haihan Ye · Wu Chen · Tao Li · Xingyu Liu 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年12月
本文提出了一种具备黑启动、主动建压、谐波抑制及交直流故障穿越能力的经济型高压直流输电系统。通过充分利用电流源换流器的直流电压反向特性，并将其引入海上整流站，设计了特殊的负反馈机制，可在无控制与保护介入时主动抑制直流故障短路电流。相比传统系统，该方案继承了二极管整流式HVDC的低成本优势，同时省去了启动电缆和无源滤波器，显著提升了系统在交直流故障下的运行性能。仿真结果验证了所提方案的可行性。
解读: 该研究提出的黑启动和故障穿越技术对阳光电源储能与光伏产品线具有重要参考价值。特别是其负反馈抑制直流故障的设计思路,可应用于ST系列储能变流器和PowerTitan系统的故障保护优化。文中提出的无需启动电缆和无源滤波器的方案,有助于降低SG系列光伏逆变器的系统成本。该技术可提升阳光电源产品在以下方面的...
光伏并网MMC-HVDC系统直流故障的协调式故障穿越策略
Coordinated fault ride-through strategy for DC faults of photovoltaic grid-connected MMC-HVDC systems
Yinfeng Suna · Zhi Zhaoa · Mingzhi Lua · Rong Lib · Solar Energy · 2025年8月 · Vol.296
摘要 为了减少化石燃料的使用，采用直流架空线路的大规模光伏（PV）并网模块化多电平换流器-高压直流（MMC-HVDC）系统是未来的发展趋势。然而，直流架空线路发生短路故障的可能性较高，可能对设备造成损害。首先，本文建立了系统及光伏电站的模型；其次，针对大容量光伏双极性MMC-HVDC系统，分析了直流架空线路的单极短路接地故障；最后，提出了一种综合考虑直流断路器（DCCB）、换流站控制和光伏功率输出的协调式直流故障穿越控制策略。故障发生时，非故障极的换流站维持功率传输，计算系统的不平衡功率，并利用...
解读: 该MMC-HVDC直流故障穿越技术对阳光电源大型光伏并网系统具有重要参考价值。文中提出的协调控制策略可应用于SG系列高压光伏逆变器与储能系统的联合调度:通过ST系列PCS快速功率响应平衡故障期间的功率波动,结合iSolarCloud平台实现光伏阵列出力优化与前馈增量控制。该方案对阳光电源开发具备故障...
大型海上风电场的交直流混合汇集与高压直流输电拓扑
Hybrid AC/DC Collection and HVDC Transmission Topology for Large-scale Offshore Wind Farms
Wang Xiang1Rui Tu1Mingyu Han2Jinyu Wen1 · 中国电机工程学会热电联产 · 2025年7月 · Vol.45
传统海上风电并网系统采用33kV或66kV交流电缆汇集电能，结合高压直流输电技术将电力送至陆上电网，但在风电场容量增大时存在集电系统和海上平台成本高的问题。本文提出一种适用于大规模海上风电并网的交直流混合汇集与高压直流输电方案，邻近换流站的风电机组采用交流汇集，其余采用直流汇集，两者共同接入具备三端口交-直-直混合枢纽的海上换流平台。详细介绍了系统结构、运行原理、控制策略及参数设计，并与传统交流汇集方案进行了经济性对比分析。研究表明，该方案可降低海上换流站的运行容量与功率损耗，提升整体经济性。最...
解读: 该交直流混合汇集技术对阳光电源的海上风电和储能产品线具有重要应用价值。其中三端口交-直-直混合枢纽的设计理念可用于优化ST系列储能变流器的多端口拓扑结构,提升大规模储能电站的系统效率。同时,该技术的直流汇集方案对PowerTitan储能系统的DC耦合架构具有借鉴意义,有助于降低系统成本并提高功率密度...
基于反向电流注入的高压直流断路器特性分析
Characterization of a Countercurrent Injection-Based HVDC Circuit Breaker
Rene Sander · Michael Suriyah · Thomas Leibfried · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年4月
本文对基于反向电流注入辅助的高压直流（HVDC）断路技术进行了精确分析。所研究的拓扑结构包含用于单极性开关操作的外部二极管整流器，以及由串联谐振电路构成的内部电力电子断路器，该电路结合了Marx发生器电压缩放原理与现有的晶闸管换流电路。
解读: 该研究涉及高压直流输电及电力电子断路技术，虽然阳光电源目前核心业务聚焦于光伏逆变器、储能系统（如PowerTitan系列）及风电变流器，但随着电力系统向高压直流输电及大规模储能电站发展，直流侧的故障保护与隔离技术至关重要。该拓扑中利用谐振电路实现电流关断的思路，可为阳光电源未来研发更高电压等级的储能...
通过作为虚拟同步机运行的VSC-HVdc站抑制低频振荡
Damping Low-Frequency Oscillations Through VSC-HVdc Stations Operated as Virtual Synchronous Machines
Linbin Huang · Huanhai Xin · Zhen Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年6月
本文探讨了通过控制策略使并网功率变换器模拟同步发电机动态，即虚拟同步机（VSM），以提升电网频率稳定性。研究重点在于分析VSM集成对电力系统低频振荡（LFO）的影响，并提出相应的阻尼控制方法，以确保在变换器主导的电力系统中实现平稳过渡与稳定运行。
解读: 该研究涉及的虚拟同步机（VSM）与构网型（Grid-Forming）控制技术是阳光电源下一代储能变流器（如PowerTitan系列）及大型光伏逆变器的核心演进方向。随着高比例可再生能源接入，电网强度减弱，利用储能PCS模拟同步机特性进行频率支撑和振荡抑制，是提升阳光电源系统并网性能的关键。建议研发团...
复合直流潮流控制器
Composite DC Power Flow Controller
Xu Zhong · Miao Zhu · Yongning Chi · Siqi Liu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年4月
本文提出了一种新型“复合直流潮流控制器（CDCPFC）”概念，旨在多端高压直流输电（MTDC）系统中提升有功功率分配能力与协调控制性能。文章阐述了其通用构建原则，为复杂直流电网的功率流控制提供了新的技术路径。
解读: 该技术主要针对高压直流输电（HVDC）领域，虽然与阳光电源目前的组串式/集中式逆变器及PowerTitan储能系统在电压等级上存在差异，但其核心的“直流潮流控制”理念对未来大型光储电站的直流汇集系统具有借鉴意义。在大型地面光伏电站或多端直流微电网场景下，该控制策略可优化多台PCS或逆变器之间的功率分...
电流整形模块化多电平DC-DC变换器
The Current Shaping Modular Multilevel DC–DC Converter
Philippe A. Gray · Peter W. Lehn · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年10月
本文研究了模块化多电平DC-DC变换器（M2DC）及HVDC自耦变压器。通过在变换器内部建立循环正弦交流电流，实现直流网络间的高效功率传输。该技术旨在优化中低变比下的能量平衡，提升单级功率变换效率。
解读: 该拓扑对于阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。随着光伏电站向高压直流（HVDC）汇集趋势发展，该变换器结构能有效简化多级变换环节，提升系统整体效率与功率密度。建议研发团队关注其在直流侧电压调节及高压直流耦合场景下的应用，特别是针对大型地面电站直流侧...
考虑无功补偿有效性的高压直流输电交流滤波器参数优化方法
Parameter Optimization Method for AC Filters in HVDC Considering Reactive Power Compensation Effectiveness
Sheng Lin · Dalin Mu · Lijuan Xu · Zhengyou He · IEEE Transactions on Power Delivery · 2024年11月
在高压直流输电系统中，交流滤波器参数显著影响无功功率补偿性能、滤波效果及投资成本，但不同运行方式下难以兼顾补偿有效性与经济性。为此，本文提出一种交流滤波器参数优化方法，以协调技术性能与经济性。通过分析多种运行工况下滤波器参数对性能与成本的影响，确定关键设计因素；综合考虑无功交换量、投资及占地成本构建目标函数，并结合子模块数量与滤波性能设定约束条件；采用带精英策略的遗传算法求解最优参数。仿真结果表明，优化后的滤波器在保障无功补偿与滤波性能的同时，有效降低了综合成本。
解读: 该HVDC交流滤波器参数优化方法对阳光电源PowerTitan大型储能系统和ST系列储能变流器具有重要应用价值。文章提出的多目标优化策略（无功补偿性能、滤波效果与成本平衡）可直接应用于储能系统并网侧滤波器设计，特别是在电网谐波污染严重区域。其遗传算法优化框架可集成到阳光电源iSolarCloud平台...
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