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构网型与跟网型变流器混联并网系统配比关键影响因素分析
Proportion Key Influencing Factors Analysis of Grid-Forming and Grid-Following Converters in Hybrid Grid-Connected Systems
张斌张学广徐殿国 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
跟网型变流器在弱电网下易引发次同步振荡失稳，构网型变流器可提升混联系统在次同步频段的小干扰稳定性。本文建立混联系统状态空间模型，研究构网型与跟网型变流器控制参数及电压环结构对系统稳定性的影响，分析构网型变流器配比下限的关键因素，确定不同影响因素下的稳定边界，并结合频域阻抗法揭示其作用机理，最后通过RT-LAB半实物实验验证理论分析的准确性。
解读: 该研究对阳光电源的储能与光伏产品线具有重要指导意义。研究成果可直接应用于ST系列储能变流器的GFM控制优化，特别是在弱电网条件下的稳定性提升。对SG系列光伏逆变器的GFL控制参数优化也有重要参考价值。通过合理配置GFM/GFL比例，可提升PowerTitan等大型储能系统在弱电网下的并网性能，减少次...
低阻抗下构网型变流器稳定性机理分析
Analysis of Stability Mechanism of Grid-Forming Converters under Low Impedance
严文博黄云辉方正王栋唐金锐周克亮 · 高电压技术 · 2025年3月 · Vol.51
构网型变流器具有电压源特性，在高阻抗弱电网中稳定性良好，但在低阻抗强电网下可能失稳。本文建立其在低阻抗下的状态空间模型，结合特征根轨迹与参与因子，分析不同电网强度及控制参数下的主导模态与稳定趋势。进一步构建接入交流电网的动力学模型，表征内电势的惯量、阻尼与同步分量。研究表明，低阻抗下端电压控制环引入显著负阻尼，降低系统稳定性；提高该环带宽可减小负阻尼，增强稳定性。适当减小惯量系数、增大阻尼系数亦有助于提升阻尼水平。
解读: 该研究对阳光电源的构网型变流器产品具有重要指导意义。研究成果可直接应用于ST系列储能变流器和大型储能系统PowerTitan的控制优化，特别是在强电网并网场景下的稳定性提升。通过调整端电压控制带宽、惯量系数和阻尼系数，可以优化SG系列光伏逆变器在低阻抗并网点的运行特性。这些发现为我司GFM控制策略的...
电压下垂控制下电力系统的 小信号稳定性
Small-signal stability of power systems with voltage droop
Jakob Niehues · Robin Delabays · Anna Büttner · Frank Hellmann · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年9月
确保未来以逆变器为主导的电网稳定性是电网运营商面临的核心挑战，尤其是当来自多个供应商的设备相互作用时。在这项工作中，我们推导出了保证小信号稳定性的新条件。这些条件与设备特性无关，并且可以在每个母线的邻域内进行局部验证。逆变器可以具有高度的异质性，并可以实施任何关于频率、电压幅值、有功和无功功率以及内部状态的控制律。我们所做的唯一结构假设是，控制实现了电压幅值和无功功率之间的精确下垂关系，并且整个电网具有恒定的电阻电抗比（R/X）。当将这些条件应用于已有的控制设计模型时，我们能够重现并推广已有的结...
解读: 该电压下垂控制稳定性研究对阳光电源ST储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有直接应用价值。研究揭示的下垂系数与线路阻抗比匹配机制，可优化多台ST变流器并联运行时的协调控制策略，提升系统阻尼特性。小信号稳定性分析方法可应用于构网型GFM控制算法的参数整定，特别是在多厂商设备混合并网场景下，为...
基于相位补偿的直流配电系统高频振荡抑制
High-Frequency Oscillation Suppression in DC Distribution Systems Based on Phase Compensation
王彤鹭王跃樊囿麟李宇飞赵笔安 · 电工技术学报 · 2025年1月 · Vol.40
直流配电系统因电力电子设备密集分布而呈现弱阻尼特性，易引发小信号稳定性问题。随着供电密度提升，阻抗不匹配向高频段转移，数字控制延时引发的高频振荡日益突出。为此，本文构建考虑数字控制延时的级联直流系统修正阻抗模型，提升高频建模精度；进而分析高频振荡机理，并提出基于相位补偿的抑制策略，通过重塑负载变换器闭环输入阻抗，有效抑制高频振荡，增强系统稳定性。实验在240 V直流系统中验证了所提方法的有效性。
解读: 该高频振荡抑制技术对阳光电源直流侧产品具有重要应用价值。在PowerTitan储能系统中，多台ST系列变流器并联运行时，数字控制延时易引发高频振荡，所提相位补偿策略可通过重塑变流器输入阻抗特性，有效抑制kHz级振荡，提升系统稳定裕度。该方法可直接应用于1500V光伏系统的直流母线稳定控制，优化SG逆...
构网型与跟网型逆变器并联系统精确频域建模及简化稳定判据
Accurate Frequency-Domain Modeling and Simplified Stability Criterion for Grid-Forming and Grid-Following Inverter Parallel Systems
尚佳宇 · 虞家骏 · 刘增 · 王施珂 等6人 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
构网型与跟网型逆变器并联系统广泛应用于孤岛交流微网。两类逆变器的功率环与锁相环均引入基波频率小信号动态，导致显著的频率耦合交互，影响系统稳定性。本文基于端口阻抗与频率-电流端口特性，建立包含主电路、内环、功率环及锁相环动态及其相互作用的精确小信号频域模型。进一步分析频率动态特性，结合盖尔圆定理，在典型工况下推导出基于回率矩阵主对角元素的简化稳定判据。仿真与实验验证了所提模型与判据的有效性。
解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器与SG系列光伏逆变器的混合并网系统具有重要应用价值。在PowerTitan储能系统中，构网型储能变流器与跟网型光伏逆变器并联运行时，功率环与锁相环的频率耦合交互是影响微网稳定性的关键因素。所提精确频域建模方法可用于优化阳光电源GFM/GFL混合控制策略，简化稳定判据...
多时滞风电系统的小信号多连通稳定区域划分
Small-Signal Multi-Connected Stability Region Partitioning for Multi-Delay Wind Power Systems
马晓阳赵阳俊梁锦文肖先勇万雨恒汪颖 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
在含风电的电力系统中，时滞引发的非线性分岔显著影响系统稳定性。由于时滞使系统成为无限维动力系统，传统分岔理论难以直接界定稳定域。为此，提出一种基于Lyapunov-Schmidt约化的稳定域划分方法。首先建立非线性微分-代数方程模型，结合延拓法识别各类分岔点，划分参数平面下的小信号稳定区域；进而构建考虑时滞的改进动态模型，并通过Lyapunov-Schmidt约化实现系统降维；最后求解有限维分岔映射，获得时滞空间内分岔分布，划分多连通稳定区域，并通过时域仿真验证其准确性。
解读: 该研究对阳光电源的风电变流器和储能变流器产品具有重要指导意义。时滞稳定性分析可直接应用于ST系列储能变流器和风电变流器的GFM/GFL控制系统设计，特别是在大型风储联合项目中。通过多连通稳定区域划分方法，可以优化变流器控制参数设置，提高PowerTitan等大型储能系统在风电接入场景下的稳定性。该方...
多虚拟同步发电机主导系统稳定性分析方法及提高措施综述
A Review on Stability Analysis Methods and Enhancement Measures for Multi-Virtual Synchronous Generator Dominated Systems
胡秦然 · 巫绍辉 · 韩汝帅 · 张旺 等8人 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
随着电网中电力电子设备比例上升，系统惯量下降，微电网等全电力电子化系统面临严峻频率稳定挑战。虚拟同步发电机（VSG）技术通过模拟同步机外特性提供虚拟惯量，未来将广泛应用于多机协同支撑场景。本文综述主配电网中VSG的稳定性研究进展，介绍其原理与电流源、电压源型拓扑特性，系统梳理从单机到多机系统的小信号与暂态稳定性分析方法及提升措施，并针对微电网全时序运行阶段，多层次剖析VSG面临的稳定性难题，最后提出后续研究方向与建议。
解读: 该研究对阳光电源储能与光伏产品的高比例并网应用具有重要指导意义。VSG技术可直接应用于ST系列储能变流器和大型储能系统PowerTitan的构网控制，提升系统惯量支撑能力；同时可优化SG系列光伏逆变器的并网特性，实现多机协同。研究成果有助于提升阳光电源在微电网场景下的产品竞争力，特别是在储能变流器的...
含单相面对面型MMC-DC/DC变换器的高压直流输电系统阻抗建模及稳定性分析
Impedance Modeling and Stability Analysis of HVDC Systems with Single-Phase Front-to-Front MMC-DC/DC Converters
刘熠王跃武鸿刘永慧李润田李风漠 · 高电压技术 · 2025年1月 · Vol.51
在海上风电直流汇集系统中，单相模块化多电平换流器面对面型（MMC-FTF）DC/DC变换器是连接中压汇集线与高压直流输电线路的关键设备。目前针对其阻抗建模及系统小信号稳定性研究较少。本文提出共差模提取矩阵，统一了单相与三相MMC的多谐波线性化阻抗模型，并建立了MMC-FTF直流侧阻抗模型。基于阻抗稳定性判据，揭示了其与岸上MMC换流站互联时的振荡风险。通过相角灵敏度分析，量化控制器参数对稳定性的影响，提出参数整定准则。最后通过仿真与硬件在环实验验证了所提模型与方法的有效性。
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。MMC-FTF DC/DC变换器的阻抗建模方法可直接应用于ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的高压直流侧设计，有助于提升系统稳定性。所提出的共差模提取矩阵技术可优化SG系列1500V光伏逆变器的多电平拓扑控制。该研究的小信号稳定性...
基于电压-功率下垂的阻尼方法用于直流链路电压同步型构网变换器
A Voltage-Power Droop-Based Damping Method for DC-Link Voltage-Synchronized Grid-Forming Converters
Xiaokui Liu · Taihang He · Shanxu Duan · Changsong Chen · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
直流链路电压调节已被集成于直流链路电压同步型构网（DVS-GFM）变换器中，近年来受到广泛关注。然而，传统匹配控制易受直流侧恒功率负载引起的低频振荡影响而不稳定。本文首先分析了DVS-GFM变换器在传统匹配控制下的小信号稳定性，发现其缺乏阻尼机制，导致直流侧低频振荡。为此，提出一种基于电压-功率下垂的阻尼方法，该下垂支路与匹配控制并行运行，可有效提供阻尼作用，抑制振荡并提升直流电压动态响应性能。实验结果验证了所提方法的有效性。
解读: 该DVS-GFM阻尼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。当前储能系统直流侧常面临恒功率负载引起的低频振荡问题，影响系统稳定性。所提电压-功率下垂阻尼方法可直接集成到阳光电源构网型储能变流器的控制策略中，与现有匹配控制并行运行，有效抑制直流母线电压振...
基于数据驱动振荡模式预测的风电并网系统谐振抑制方法
Data-Driven Oscillation Mode Prediction Based Resonance Mitigation Scheme for Wind Turbine Generators Connected Power System
Lujie Yu · Jiong Ding · Jiebei Zhu · Heyu Luo 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年5月
本文提出了一种数据驱动的振荡模式预测（DOMP）模型，旨在减轻风力发电机（WTG）接入电力系统中的潜在模态谐振问题，而无需建立复杂的状态空间分析模型。该方法首先对历史运行场景下的系统振荡模式进行识别和聚类，以提供高质量的训练数据。然后，采用深度极限学习机算法对DOMP模型进行训练，将场景信息作为输入，已识别的振荡模式作为输出。基于DOMP预测的振荡模式，对WTG控制参数进行优化，以防止潜在的模态谐振，并提高系统在未来不确定场景下的小信号稳定性。通过对改进的IEEE 39节点和IEEE 118节点...
解读: 该数据驱动振荡预测技术对阳光电源的风电变流器和储能产品具有重要应用价值。可直接应用于ST系列储能变流器的并网控制，提升大规模储能电站的谐振抑制能力；也可集成到SG系列逆变器的GFM/GFL控制中，增强新能源并网系统稳定性。该方法无需精确建模，通过机器学习实现在线预测和自适应控制，契合阳光电源在智能化...
通过考虑多智能体协作的分布式构网型负荷集成提升小信号稳定性
Small-Signal Stability Enhancement through Integration of Distributed Grid-Forming Loads Considering Multi-Agent Collaboration
Issarachai Ngamroo · Tossaporn Surinkaew · Yasunori Mitani · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年4月
未来孤岛微电网（MGs）中分布式可控负荷的集成度日益提高。这为主动调节电网频率和电压创造了新机遇，进而推动了分布式电网形成负荷（DGFM - Ls）的发展。与此同时，确保鲁棒性同样重要，尤其是在多智能体协作过程中保持小信号稳定性。本文提出了一种提高含DGFM - Ls的孤岛微电网小信号稳定性的策略。对含DGFM - Ls的微电网的小信号模型进行了数学推导和分析。通过对多智能体协作进行建模，以提高含DGFM - Ls的微电网的小信号稳定性。此外，还考虑了多智能体协作带来的不确定性，如部分或完全缺乏...
解读: 该研究的分布式构网型负荷控制策略对阳光电源储能和光伏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PowerTitan系统的GFM控制优化，提升多机并联运行稳定性；也可集成到SG系列光伏逆变器的VSG控制中，增强弱电网适应性。多智能体协同控制思路可用于iSolarCloud平台的分布式能源...
系统强度约束下的构网型储能规划在可再生能源电力系统中的应用
System Strength Constrained Grid-Forming Energy Storage Planning in Renewable Power Systems
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...
基于单输入单输出传递函数的构网型储能系统交互建模与稳定性分析
Interaction Modeling and Stability Analysis of Grid-Forming Energy Storage System Based on SISO Transfer Functions
Kezan Zhang · Mengxuan Shi · Xia Chen · Dejun Shao 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年9月
随着光伏（PV）规模的快速扩大，构网型储能系统（GFM-ESS）被广泛用于提供惯性响应和电压支撑以改善系统动态特性。不同同步方式的换流器在动态行为上存在显著差异，且构网型（GFM）与跟网型（GFL）设备在多时间尺度控制下可能引发混合系统的次同步振荡。本文研究了由GFM-ESS与跟网型光伏系统（GFL-PV）组成的并网系统，基于单输入单输出（SISO）传递函数建立了PV-ESS动态交互模型。通过开环全回路与子回路传递函数结合，揭示了弱电网下GFM-ESS对GFL-PV动态特性的影响机制，并分析了不...
解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器与SG系列光伏逆变器的协同运行具有重要指导意义。基于SISO传递函数的交互建模方法可直接应用于PowerTitan储能系统的GFM控制策略优化，特别是在弱电网场景下与大规模GFL光伏阵列并网时的稳定性设计。研究揭示的多时间尺度控制耦合机制，可用于改进阳光电源构网型储...
级联构网型变换器次同步振荡的分析与阻尼——考虑直流链动态
Analysis and Damping of Subsynchronous Oscillations for Cascaded Grid-Forming Converters Considering DC-Link Dynamics
Lingchao Kong · Haiguo Tang · Chao Wu · Jian Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年7月
构网型（GFM）变流器因其电压支撑能力在可再生能源应用中受到了广泛关注。现有研究通常假设级联 GFM 变流器的直流母线电压恒定，这可能会在某些存在直流母线动态特性的情况下引发稳定性问题。因此，本文首先分析了考虑直流母线动态特性的 GFM 变流器的小信号稳定性。研究发现，由于直流母线电容的非最小相位特性，直流母线存在固有的不稳定风险，这可能会导致交流侧出现次同步振荡。为解决这一问题，通过比例控制器将直流母线动态特性引入有功和无功功率控制环。该方法不会增加控制器的阶数，且易于实现数字化。与仅将直流母...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文聚焦的构网型（GFM）变流器次同步振荡问题具有重要的工程应用价值。随着我们在光伏逆变器和储能系统中大规模部署构网型控制技术以增强电网支撑能力，直流侧动态特性引发的稳定性问题正日益凸显，这直接关系到产品在弱电网和高比例新能源接入场景下的可靠运行。 该研究揭示了直流母...
本地负荷对电压源换流器直流电压控制时间尺度振荡的影响
Local Load Effect on the DC Voltage Control Timescale Oscillation of Voltage Source Converters
Yanjun Liu · Jiabing Hu · Wei He · Yunpeng Zhou 等5人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年8月
摘要：电压源换流器（VSC）接入的可再生能源发电厂通常远离负荷中心，弱电网条件会带来显著的稳定性风险。目前已有大量研究对直流电压控制（DVC）时间尺度内的振荡进行分析。然而，大多数研究聚焦于发电机通过长输电线路接入电网的场景。更普遍的情况，即负荷沿这些输电线路分布的场景，尚未得到足够关注，这可能导致一些振荡机制未被发现。本文发现了一个小信号稳定性问题，即当本地负荷连接在基于VSC的发电厂附近时，可能会出现意外的振荡。为全面分析这一现象，本文以锁相环（PLL）为主要研究对象，分析了端电压控制（TV...
解读: 该研究对阳光电源的弱电网并网产品具有重要指导意义。研究发现的本地负荷影响机理可直接应用于SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的控制策略优化，特别是在偏远地区大型光储电站中。通过合理配置本地辅助负载和改进直流电压控制算法，可以提升产品在弱电网条件下的稳定性。这对完善阳光电源的GFL/GFM控制技术、...
STATCOM的鲁棒自适应控制以抑制基于逆变器资源
IBR）引起的振荡
Hui Yuan · Linbin Huang · Huisheng Gao · Di Zheng 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年5月
在多逆变器资源（IBR）系统中，静止同步补偿器（STATCOM）的接入虽可提供电压支撑，但在低短路容量电网中可能加剧由IBR与电网交互引发的次/超同步振荡。由于系统动态复杂且运行工况多变，现有研究难以全面揭示STATCOM对振荡的影响机理并有效设计其阻尼控制。本文从电网强度视角提出一种新方法，揭示STATCOM在多IBR系统中对IBR诱导振荡的影响机制，并通过优化STATCOM控制参数，确保关键工况下多个子系统的鲁棒小信号稳定性，避免依赖大量详细模型的 exhaustive 分析。所提方法在改进...
解读: 该STATCOM鲁棒自适应控制技术对阳光电源多个产品线具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统中，可借鉴其电网强度视角的振荡抑制方法，优化ST系列储能变流器的阻尼控制策略，解决弱电网下多储能系统并联引发的次/超同步振荡问题。对于构网型GFM控制技术，该研究提出的多设备交互机理分析方法可用...
我们需要多少台构网型变流器？——从小信号稳定性和电网强度角度的思考
How Many Grid-Forming Converters Do We Need? A Perspective From Small Signal Stability and Power Grid Strength
Huanhai Xin · Chenxi Liu · Xia Chen · Yuxuan Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年4月
构网型（GFM）控制因其对电网友好的动态特性，特别是交流侧的“电压源特性”，被认为是将大规模电力电子变流器接入现代电网的一种有前景的解决方案。GFM变流器的电压源特性可为电网提供电压支撑，从而增强电网（电压）强度。然而，跟网型（GFL）变流器也可通过合理调节其无功电流来实现交流电压幅值的恒定控制，这使其也可能表现出类似电压源的特性。目前，GFL和GFM变流器的电压源特性之间的本质区别是什么，以及哪种类型的电压源特性能够增强电网强度，仍不明确。本文将证明，就小信号动态特性而言，只有GFM变流器能提...
解读: 该研究为阳光电源构网型产品配置提供重要理论依据。针对ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器，可优化GFM/GFL混合配置策略：在PowerTitan大型储能系统中，无需全部单元采用GFM控制，通过小信号稳定性分析确定最优GFM渗透率，既保证弱电网支撑能力，又降低控制复杂度和成本。研究提出的电网强度量...
具有无缝模式切换的网络化微电网分布式经济控制
Distributed Economic Control With Seamless Mode Switching for Networked-Microgrids
Weitao Yao · Yu Wang · Yan Xu · Dunjian Xie · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年12月
联网微电网（NMG）系统由多个相互连接的独立微电网组成，旨在提高系统的弹性、可靠性和经济性。本文聚焦于遭受各种功率扰动的离网交流联网微电网，提出了一种具备无缝模式切换功能的分层控制方案，该方案将频率（<italic xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">f</i>）/电压（V）控制与微电网（MG）及分布式电源（DG）之间的经济功率分配相结合。下层控制旨在实...
解读: 该分布式经济控制技术对阳光电源PowerTitan储能系统和ST系列储能变流器具有重要应用价值。研究提出的无缝模式切换策略可直接应用于阳光电源构网型（GFM）与跟网型（GFL）控制技术的协同优化，提升多储能系统并联运行时的经济性和稳定性。分布式优化算法可集成至iSolarCloud云平台，实现多微电...
储能装置布点以增强基于变换器的可再生能源系统的小信号稳定性
Placing Storage Energies for Enhancing Small-Signal Stability of Converter-Based-Renewable Systems
Hui Yuan · Yi Hao · Huanhai Xin · Linbin Huang 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月
储能（SEs）具有双向功率调节的灵活性，因此它们通过电力电子变换器接入电力系统，以减少基于变换器的可再生能源（CBRs）（如太阳能和风能）带来的功率波动。然而，基于变换器的储能可能会通过电网与基于变换器的可再生能源相互作用，这增加了多基于变换器的可再生能源系统中锁相环（PLL）引起的小信号稳定性分析的复杂性和难度，尤其是在弱电网中。在此背景下，储能的配置方式如何影响锁相环引起的小信号稳定性仍不明确，特别是当储能从电网吸收有功功率时。为填补这一空白，本文从电网强度的角度分析了储能对多变换器系统中锁...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文针对储能系统（SE）在新能源并网系统中的优化配置问题提供了重要的理论指导，对公司储能与光伏协同解决方案具有显著价值。 论文揭示了储能系统在吸收有功功率模式下能够增强电网强度，进而改善锁相环（PLL）引发的小信号稳定性问题。这一发现对阳光电源的光储一体化系统设计具有直...