Jinxin Ouyang · Jianfeng Yu · Shoudong Xu · Shuqi Bi · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年12月

大规模风电场中风电机组运行状态差异给电力系统频率控制带来严峻挑战。双馈感应发电机（DFIG）可通过调节转子动能参与频率响应，其协调控制依赖于对功率支撑能力（PSC）的准确评估。现有评估方法多关注风速或转速等单一变量影响，忽略了转子转速、桨距角与转子电流间的耦合约束，导致PSC难以精确评估与充分利用。本文分析了机械功率动态变化下DFIG的功率特性，建立了计及多状态变量耦合约束的PSC模型，提出了相应的评估方法，并设计了基于不同运行状态的DFIG出力分配与风电场频率协调控制策略。算例验证了所提方法的...

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频率调节能力优化具有重要参考价值。文中提出的多状态变量耦合约束模型可用于完善储能系统的功率支撑能力评估,有助于提升PowerTitan等大型储能系统在电网频率调节中的表现。研究成果可直接应用于储能变流器的GFM控制算法优化,特别是在考虑多机组协调控制...

Jiabing Hu · Zebin Liu · Yingbiao Li · Jianbo Guo · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年8月

随着以双馈感应发电机（DFIG）型风力发电机组（WTs）为代表的风电渗透率不断提高，电力系统动态呈现出多时间尺度特征。此外，系统的强非线性特性导致动态过程中多时间尺度动态之间出现跨时间尺度耦合现象。然而，以往的研究通常采用线性方法评估平衡点邻域的稳定性，而忽略了非线性效应引起的跨时间尺度特征。本文针对这一不足，在以双馈感应发电机型风力发电机组为主导的电力系统中采用基于二阶泰勒展开的正规形方法（NFM）。随后，揭示了跨时间尺度耦合模式和现象。此外，分析了耦合动态的频率特性和阻尼特性。最后，在实时实...

解读: 该研究对阳光电源的风电变流器和储能变流器产品线具有重要参考价值。研究揭示的跨时间尺度动态交互机制，可直接应用于ST系列储能变流器和风电变流器的控制系统优化，特别是在高渗透率新能源场景下的稳定性控制。通过将非线性分析方法集成到控制算法中，可提升产品在弱电网条件下的适应性。这对完善阳光电源的构网型(GF...

Hafsah Mushtaq · Abdul Saleem Mir · Nilanjan Senroy · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年12月

本文研究了表征风速动态特性的风速自相关性对并网双馈感应发电机（DFIG）系统电力系统动态特性的影响。基于蒙特卡罗的非线性时域仿真（MC - TDS）和随机特征值分析被用于证明随机风动态特性的影响。MC - TDS的统计结果通过基于随机微积分的李亚普诺夫方程法（LEM）进行了验证。此外，相应时域仿真结果的傅里叶分析对研究结果进行了补充。研究得出结论，风速自相关性是表征随机风速波动对DFIG动态性能影响的一个重要因素。研究针对不同的电网强度、DFIG不同的传动系统参数以及不同的风速状态考察了该影响。...

解读: 该研究对阳光电源的风电变流器和储能变流器产品线具有重要参考价值。风速自相关性对双馈机组动态特性的影响机理，可直接应用于我司风电变流器的控制策略优化，特别是在低频功率振荡抑制方面。研究结论也可迁移应用到ST系列储能变流器的并网控制，通过改进GFM/GFL控制算法提升系统稳定性。建议在现有产品中增加基于...

Yi Luo · Jun Yao · Dong Yang · Hai Xie 等6人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年2月

在严重对称电网故障期间，转子侧变流器与网侧变流器（RS - GSC）之间的相互作用对基于双馈感应发电机的并网风力发电机组（WT - DFIG）的低电压穿越（LVRT）性能有显著影响。因此，为提高WT - DFIG在对称电网故障期间的LVRT性能，本文提出一种LVRT控制策略，该策略通过协调RS - GSC的电流参考值来实现。与现有LVRT策略相比，通过协调RS - GSC的有功和无功电流，所提出的策略不仅可以提高直流母线电压的暂态稳定水平，还能提升WT - DFIG的LVRT性能。最后，利用实验...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的双馈风电机组低电压穿越（LVRT）改进策略具有重要的技术参考价值。虽然我司核心业务聚焦于光伏逆变器和储能系统，但该研究中关于转子侧与网侧变流器（RSC-GSC）协调控制的思想，与我司风电变流器产品线及新能源并网技术存在显著的技术共性。 该技术的核心价值在于通过...

Yong Wan · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年11月

针对风力发电系统在全风速范围内的多重控制问题，本文提出一种基于估计器的双馈感应发电机与风力机协同控制方案，兼顾转速与机械功率的安全约束及最大功率点跟踪。首先设计全局估计器精确获取不可测的叶轮区转速，用于判别运行区域并生成参考指令；进而设计非线性自适应DFIG控制器与变桨控制器以跟踪参考目标；最后引入通用障碍Lyapunov函数确保系统物理安全约束的满足。通过多种随机风速下的蒙特卡洛仿真验证了该框架的优越性。

解读: 该研究提出的DFIG协同控制方案对阳光电源的储能变流器和风电变流产品线具有重要参考价值。其中全局估计器和自适应控制技术可优化ST系列储能变流器的并网控制性能,特别是在弱电网条件下的稳定性。通用障碍Lyapunov函数保障物理约束的方法,可应用于PowerTitan大型储能系统的安全保护。此外,该文的...

Wei Wang · Yingbiao Li · Jiabing Hu · Jianbo Guo · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年7月

基于双馈感应发电机（DFIG）的风力发电机组包含多时间尺度运行的控制环路与储能元件，易引发跨时间尺度的动态交互。现有研究多关注单一时间尺度或控制环路间的耦合，较少涉及控制与储能元件间的跨尺度影响。本文揭示交流电流控制时间尺度上的电流控制对直流电压控制时间尺度下直流电容动态特性的跨尺度影响机制。通过模态分析识别该影响现象与规律，构建等效电路模型解析其作用机理，并在四机两区系统及中国西北电网中进行仿真验证。

解读: 该研究对阳光电源的储能变流器和风电变流器产品具有重要参考价值。研究揭示的电流控制与直流电容动态交互机制，可直接应用于ST系列储能变流器和风电变流器的控制系统优化，特别是在大容量储能系统PowerTitan的多时间尺度控制设计中。通过跨时间尺度分析方法，可提升产品在弱电网条件下的并网稳定性，优化直流母...

Dongyang Sun · Jun Cao · Zijie Qian · Lu Gao · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年1月

随着可再生能源渗透率的提高，并网系统中次同步振荡（SSO）的风险上升，其成因也日益复杂。当发生次同步振荡时，迫切需要一种有效的抑制策略来维持风电场中双馈感应发电机（DFIG）的输出功率稳定。本文首先研究了英国霍恩西海上风电场的次同步振荡案例，分析了电压振荡对输出功率波动的影响，并指出在电压型次同步振荡下仅抑制电流振荡的局限性。为了在次同步振荡特性变化的情况下提高双馈感应发电机输出功率的稳定性，提出了一种将直接功率控制与增强型线性自抗扰控制（ELADRC）相结合的抑制策略。最后，利用仿真模型和实验...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文针对双馈风电机组次同步振荡（SSO）抑制的研究具有重要的技术借鉴价值。随着新能源渗透率持续攀升，电网稳定性问题日益凸显，这不仅是风电领域面临的挑战，也是光伏、储能系统并网运行中的共性难题。 论文提出的基于直接功率控制与增强线性自抗扰控制（ELADRC）的功率稳定策略...

Yuri O. Cota · Jefferson S. Costa · Angelo Lunardi · Igor Oliani 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年3月

模型预测控制（MPC）因其固定开关频率和多变量控制能力，广泛应用于电力系统特别是可再生能源发电中。在双馈感应发电机（DFIG）系统中的应用可有效抑制转矩与电流振荡，提升动态稳定性。然而，MPC加权因子的设计对成本函数具有直接影响，不当选择将恶化系统性能。本文提出一种基于根轨迹法（RLM）的加权因子设计方法，通过确保闭环特征值稳定，优化功率调节与电能质量性能，并构建性能图谱分析加权因子与预测时域对系统动态的影响。最后通过实验平台验证所提MPC控制策略在调节DFIG转子电流、保障并网能量稳定性与性能...

解读: 该研究的CCS-MPC加权因子设计方法对阳光电源的风电变流器和储能变流器产品具有重要参考价值。特别是在ST系列储能变流器和大型储能系统中,该方法可优化并网控制性能,提升系统动态响应能力。通过根轨迹法设计加权因子,能够有效改善功率调节精度和电能质量,这对构建高性能的GFL/GFM控制系统具有重要指导意...

Isah A. Jimoh · Taimur Zaman · Mazheruddin Syed · Hong Yue 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年12月

风能转换系统的最大功率提取与并网传输依赖于高性能控制系统。本文提出一种鲁棒的管状线性参数变化模型预测控制器（TLPVMPC），用于双馈感应发电机（DFIG）系统的转速及定子有功与无功功率控制。将风机与DFIG建模为单一LPV系统，并转化为等效线性时不变（LTI）系统，避免预测矩阵的在线更新。基于LTI表示，设计包含约束收紧的跟踪型名义MPC与扰动补偿控制器的TLPVMPC，结合卡尔曼滤波估计扰动上界以降低保守性。仿真对比滑模控制、LPVMPC与NMPC方法，在模型不确定性及DFIG电压部分故障下...

解读: 该文提出的TLPVMPC控制方法对阳光电源的储能变流与风电并网产品具有重要参考价值。其鲁棒控制策略可优化ST系列储能变流器的并网性能,特别是在电网扰动工况下的功率调节能力。LPV建模与扰动补偿技术可用于改进PowerTitan大型储能系统的电网支撑功能,提升系统在弱电网条件下的稳定性。文中提出的约束...

Kejiang Li · Wuhui Chen · Wei Qin · Canbing Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年8月

风电场公共连接点处安装的静止无功发生器（SVG）会显著影响含并网风电场电力系统的次同步振荡（SSO）特性。例如，2017年中国新疆地区由双馈感应发电机（DFIG）风电场、定无功功率模式（CRPM）SVG与弱电网相互作用引发了多起SSO事件。本文揭示了DFIG风电场、不同控制模式SVG与弱电网间相互作用引发SSO的机理，发现低电流控制器带宽的CRPM-SVG可抑制SSO，而定电压模式（CVM）和定功率因数模式（CPFM）SVG则恶化系统SSO特性。通过推导超同步与次同步分量幅值比方程，解释了事件中...

解读: 该研究对阳光电源储能和光伏产品的弱电网并网稳定性具有重要参考价值。研究发现的SVG控制模式对SSO的影响机理，可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的控制策略优化。特别是在大规模新能源电站中，通过低带宽CRPM控制模式抑制SSO的方法，可提升PowerTitan储能系统在弱电网条件下的并...

Jiakang Wang · Xu Li · Jiyong Zhang · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年5月

尽管构网型（GFM）控制已在基于逆变器的资源（IBR）中广泛应用，但其在双馈感应发电机（DFIG）中的应用，尤其是在兼顾现代电网规程（GC）与故障电流限制（FCL）要求方面仍鲜有研究。本文指出，针对GFM-IBR设计的两种典型基于虚拟阻抗（VI）的FCL方法在对称故障下不适用于GFM-DFIG，不仅无法避免暂态过流，且违背了GC对有功与无功电流分配及动态响应速度的要求。为此，提出一种新型时序FCL策略，通过在不同故障阶段自适应调节VI，并同步调整GFM-DFIG内部虚拟电势以满足GC要求。基于I...

解读: 该时序故障电流限制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的构网型控制具有重要应用价值。当前阳光电源储能产品已广泛应用GFM控制技术，但在对称故障下的电流限制与电网规程合规性仍面临挑战。文章提出的自适应虚拟阻抗调节方法可直接应用于ST系列产品的故障穿越策略优化，通过时序化调...

Jinmu Lai · Yang Liu · Xin Yin · Lin Jiang 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年11月

电网故障引发的电压跌落、骤升和谐波等异常工况严重威胁双馈感应发电机（DFIG）风电转换系统的安全运行。为提升DFIG的故障穿越能力并优化变流器容量利用，本文提出一种基于动态重构混合互联变压器（DR-HIT）的新型DFIG风电系统。通过分析拓扑结构与工作原理，设计了多种运行模式及灵活切换策略。在电网正常时，DR-HIT工作于并联模式，通过多功能变流器与网侧变流器协同控制平抑输出功率波动；发生电压故障时，自动切换至串联模式，维持机端电压稳定；故障恢复后，灵活返回并联模式。仿真与实验结果验证了该方案在...

解读: 该研究提出的DR-HIT动态重构技术对阳光电源的储能变流器和风电变流器产品具有重要参考价值。其创新的串并联动态切换方案可应用于ST系列储能变流器的电网故障穿越控制，提升系统在电压跌落工况下的稳定性。同时，该技术的多功能变流器协同控制思路可优化PowerTitan大型储能系统的功率调节性能。此外，文中...

Wei Dai · Jun Xu · Hui Hwang Goh · Tonghui Shi 等5人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年9月

为解决大规模风电系统仿真中的维数灾问题，简化等效模型成为有效手段。近年来，风电场加装储能以增强对低惯量系统的频率支撑，但现有等效模型未考虑储能作用，难以准确反映双馈风机与储能协同下的频率响应特性。本文提出一种计及储能与双馈风机协调控制的小信号等效建模方法，推导了含储能双馈系统的通用频率响应等效表达式，构建了考虑运行状态变化及储能介入功率突变的多机等效模型，并采用改进的两阶段参数辨识方法获取等效参数，精确复现储能动作前后的频率响应过程。通过双区域四机系统中多个大型风电场验证了所提方法的有效性。

解读: 该储能-双馈风机协同频率响应建模技术对阳光电源PowerTitan储能系统和ST系列储能变流器具有重要应用价值。文章提出的小信号等效模型可直接应用于大规模风储混合电站的控制策略优化，特别是储能介入功率突变时的频率响应特性分析，有助于改进阳光电源储能系统的一次调频和惯量支撑控制算法。两阶段参数辨识方法...

Yifan Fang · Wei He · Yanjun Liu · Jiabing Hu 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年8月

准确评估可再生能源发电的惯性响应对频率稳定至关重要。然而，以双馈感应发电机（DFIG）为代表的风力发电机具有固有的时变惯性特性，与同步发电机有本质区别。现有惯性评估方法多基于同步机的时域惯性常数，难以刻画该时变特性，直接套用缺乏理论依据。本文基于角动量定理推导了时变惯性的计算表达式，揭示其随扰动动态变化的特性。进一步研究频域惯性表征方法，实现与扰动无关的惯性描述，并建立频域与时域惯性间的数学关系，阐明频域惯性的物理意义。IEEE 39节点系统仿真验证了频域方法能准确捕捉惯性动态，适用于高比例新能...

解读: 该DFIG时变惯性表征技术对阳光电源构网型储能系统具有重要应用价值。ST系列储能变流器的虚拟同步机VSG控制需准确模拟惯性响应，传统基于同步机恒定惯性常数的方法难以适配风储混合场景。文中提出的频域惯性表征方法可为PowerTitan储能系统提供与扰动无关的惯性参数整定依据，优化GFM控制器的虚拟惯量...

Souvik Das · Bhim Singh · Subhadip Chakraborty · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2025年4月

本研究提出了一种混合电力转换系统，该系统由基于双馈感应发电机（DFIG）的风力发电机、太阳能光伏阵列、电池储能装置和柴油发电机组（DG）组成，旨在保护双馈感应发电机免受电网电压异常的影响。本研究的主要贡献在于确保系统在六种运行模式和十种模式转换过程中实现不间断的电力输送，从而实现无缝动态性能。本研究还确保无论运行模式或模式转换情况如何，每种可再生能源都能在最大功率点运行。即使在非线性和不平衡负载的情况下，柴油发电机组、双馈感应发电机定子和电网的电流也能保持正弦波，满足电能质量标准。柴油发电机组在...

解读: 从阳光电源的业务布局来看，这项多模式混合能源系统的无缝控制技术具有显著的战略价值。论文提出的"光伏-风电-储能-柴发"混合系统架构与我司"多能互补、源网荷储一体化"的解决方案方向高度契合，特别是在微电网和离网场景的应用中具有直接的商业价值。 该技术的核心亮点在于实现了六种运行模式和十种过渡状态的无...

Shenghu Li · Diwen Tao · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年1月

随着双馈感应发电机（DFIG）数量的增加，电力系统稳定性下降，因此需要配备附加阻尼控制器（SDC）。由于控制复杂，仅部分双馈感应发电机安装了附加阻尼控制器，从而形成了异构风电场（HWF），但其动态等效模型（EM）尚未得到研究。首先，将双馈感应发电机传递函数的输出新分解为公共交互电流（CCI）和网络交互电流（CNI），以量化双馈感应发电机之间的相互作用。然后，通过将附加阻尼控制器的状态空间方程重新排列为解耦规范形式，将异构风电场划分为3种子系统，每种类型都用一台等效双馈感应发电机表示。前两种子系统...

解读: 该研究的DFIG交互电流动态等效方法对阳光电源的储能与风电产品具有重要参考价值。首先，文中提出的电磁耦合建模方法可用于优化ST系列储能变流器的并网控制策略，特别是在大规模储能电站中多机组的协调控制。其次，该灵敏度分析方法可应用于PowerTitan储能系统的系统级建模，提升多机组运行稳定性。此外，这...

Jacqueline Dubreuil · Ignacio Galiano Zurbriggen · Jeff Pieper · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年3月

基于双馈感应发电机（DFIG）的风力发电系统对电网扰动敏感，影响电力系统稳定性。电网故障时，定子磁链暂态过程易引发转子过电压，导致变流器饱和甚至损坏。本文提出一种新颖的双环状态平面控制架构，通过外环几何控制器在解耦状态空间中实现快速可控的暂态响应，并兼顾多种参考轨迹设计。该控制策略在无需附加硬件、切换电路或故障检测机制的前提下，统一处理稳态与暂态工况。基于性能指标的调参方法优化了不同电压跌落程度下的动态响应，仿真验证了所提方法在各类故障下均能实现快速恢复，极端故障下功率参考跟踪时间小于一个工频周...

解读: 该双环几何控制技术对阳光电源的储能变流器和光伏逆变器产品线具有重要参考价值。特别是ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器在弱电网或故障工况下的并网控制可借鉴其快速磁链调控思路。通过在状态空间实现解耦控制,可优化产品的电网故障穿越性能,提升系统稳定性。该方法无需增加硬件成本,可通过控制算法升级实现产品...

Lulan Yin · Weihao Hu · Rongwu Zhu · Marco Liserre 等5人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年3月

工业领域报告显示，基于风力发电机（WT）的能源系统易导致电网出现振荡问题。风力发电机系统与光伏系统的主要区别之一在于其一次能源的特性，前者是旋转的，而后者是静态的。因此，本文推导了基于双馈感应发电机（DFIG）的风力发电机系统的多物理域建模，该系统由空气动力学、力学、电磁学、电力电子学和控制系统组成，以研究从风能到电网的功率传播和频率耦合特性，展示风力发电机系统对电网性能的影响。理论分析表明，风能中的 $3n$p Hz 畸变可转换为交流电网中的 $(50\pm 3n)$p Hz 振荡。详细研究了...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，本文针对风电系统的多物理域建模与频率耦合特性研究具有重要的参考价值。虽然研究对象是双馈风电系统，但其揭示的能量传播机制和电网振荡问题与我司光伏、储能系统面临的电网稳定性挑战存在本质共性。 该研究的核心发现——风能扰动通过机械-电磁耦合转化为电网侧的特定频率振荡（3np H...

Sheshadri Shekhar Rauth · Debaprasad Kastha · Prabodh Bajpai · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年6月

为孤岛微电网供电的风力发电系统（WECS）通常会并入电池储能系统（BESS）作为能量缓冲装置。为确保安全和长使用寿命，此类系统中的电池组（BB）不得过度充电或深度放电。本文针对集成了电池储能系统的基于双馈感应发电机（DFIG）的孤岛风力发电系统，提出了一种可重构运行策略。当电池组的荷电状态（SoC）接近上限时，转子侧变流器采用改进的电压控制器调节直流母线电压，同时使双馈感应发电机偏离最大功率点运行。当电池组的荷电状态接近下限时，提出了一种基于最小用户不适因子的减载策略，以便电池储能系统能在不深度...

解读: 该BESS辅助离网WECS的SoC越限保护策略对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。文章提出的发电机转矩与负载功率协调控制方法，可直接应用于阳光电源离网型储能系统的能量管理策略优化，特别是在风光储微电网场景中，通过动态调节源荷功率平衡来避免电池过充过放，延长...

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...