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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...
构网型储能变流器国内外技术标准对比与分析
Comparison and Analysis of Domestic and International Technical Standards for Grid-Forming Energy Storage Converters
周京华李津 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
构网型储能变流器是提升新能源消纳与电力系统稳定的关键设备。文章系统梳理了国内外相关白皮书、技术标准与报告，围绕功能分类、技术指标及合规验证，阐述了性能量化指标、测试内容与标准要求，解读了频率变化率、惯量、相位跳变和电压跳变等主动响应指标的技术内涵，分析了多层级电磁暂态仿真建模方法及在线监测数据需求，归纳了国内12类构网功能及参数要求，并展望了标准优化方向，为技术推广与工程应用提供参考。
解读: 该标准对比研究对阳光电源ST系列储能变流器的构网型GFM功能开发具有重要指导价值。文章系统梳理的频率变化率、惯量响应、相位/电压跳变等12类构网功能量化指标，可直接应用于ST储能变流器的控制算法优化和参数整定，确保产品满足国内外并网合规要求。多层级电磁暂态仿真建模方法为PowerTitan大型储能系...
基于频率-转速下垂控制的储能型双馈调相机惯量支撑方法
Inertia Support Method for Energy Storage Doubly-Fed Synchronous Condenser Based on Frequency-Speed Droop Control
赵书强 · 高铭阳 · 王慧 · 曲瀚辰 等5人 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
储能型双馈调相机（ESDFC）兼具同步调相机的强电压支撑能力与转子储能带来的优异频率响应特性，可有效支撑高比例新能源电力系统的稳定运行。针对现有虚拟惯量控制难以协调稳态定速、暂态惯量支撑与转速自恢复的问题，提出一种基于频率-转速下垂控制的惯量支撑方法，阐明其在频率扰动下的转速调节机制。通过小信号建模分析等效惯量特性，构建并网系统频率响应模型，并采用特征值法分析小干扰稳定性，给出关键控制参数选取原则。仿真算例验证了所提策略在新能源场站并网场景下的频率支撑有效性。
解读: 该频率-转速下垂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。ESDFC的惯量支撑机制可直接借鉴到构网型GFM储能系统中，通过优化虚拟惯量控制策略，解决现有VSG技术在频率支撑与SOC管理之间的协调难题。所提下垂控制方法可增强ST储能系统在新能源场站的一次调频能...
基于功率量测的光伏高占比系统频率时空分布特征分析方法
Analysis Method of Spatiotemporal Frequency Distribution Characteristics in Photovoltaic-Penetrated Power Systems Based on Power Measurements
贾焦心 · 赵清帅 · 邵晨 · 颜湘武 等5人 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
随着新能源渗透率提升，电力系统惯量下降且调频资源分布不均，共模频率难以全面反映频率动态。节点间频率偏差可刻画频率响应的时空差异。为此，提出一种基于功率量测的频率偏差分析方法，无需知晓机组内部结构与参数，通过功率波动获取系统频率变化。利用仿真分析光伏高占比系统扰动后的频率时空分布特性及其影响因素，并将该方法所得结果与锁相环、同步相量测量装置对比，验证其准确性。仿真与实验表明，该方法能有效反映系统频率的时空分布特征。
解读: 该频率时空分布特征分析方法对阳光电源储能与光伏产品具有重要应用价值。针对ST系列储能变流器和PowerTitan储能系统，可基于功率量测实现分布式调频资源的精准协调控制，优化一次调频响应策略。对于SG系列光伏逆变器，该方法可指导构网型GFM控制算法改进，通过监测节点频率偏差动态调整虚拟惯量和阻尼参数...
考虑阻尼影响的虚拟同步发电机暂态同步稳定性量化分析
Quantitative Analysis of Transient Synchronization Stability of Virtual Synchronous Generators Considering Damping Effects
张静怡 · 田震 · 李锡林 · 黄萌 等6人 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
随着新能源发电机组大规模并网，电力系统暂态同步失稳风险加剧。构网型变流器采用虚拟同步发电机（VSG）控制可模拟同步机动力学特性，提升电网同步能力。为精确量化虚拟惯量与阻尼对暂态稳定性的影响，本文提出基于迭代等面积法则的分析方法。依据能量守恒原理，通过迭代算法求解临界稳定下频率-功角分布函数，量化惯量与阻尼做功对加减速面积的影响，并比较不同参数下的暂态稳定域，揭示参数对稳定边界的作用。MATLAB/Simulink仿真与RT-LAB硬件在环实验验证了该方法的有效性与优越性。所提方法保守性低，可快速...
解读: 该VSG暂态稳定性量化分析方法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，所提迭代等面积法可精确计算虚拟惯量与阻尼参数边界，指导GFM控制策略优化，降低弱电网并网时的暂态失稳风险。该方法保守性低、计算快速的特点适合集成到iSolarCloud平台，...
基于虚拟调速控制的大型孤岛新能源基地LCC直流送出方案
A Virtual Speed Control-Based LCC-HVDC Transmission Scheme for Large-Scale Islanded Renewable Energy Bases
王凯伦宋强赵彪刘文华余占清曾嵘 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
基于构网型新能源的电网换相换流器（LCC）高压直流输电为无常规电源支撑的大型新能源基地提供了一种高效外送方案。针对构网型新能源与LCC的功能定位及系统惯量与强度支撑问题，提出一种LCC-HVDC虚拟同步系统方案。通过LCC触发角控制实现有功功率与交流电压解耦，使风机变流器运行于P/f下垂型虚拟同步机（VSG）模式。采用负向功率流等价方法，将风机等效为负向虚拟负荷，LCC等效为负向虚拟原动机，并设计LCC虚拟调速控制以实现孤岛有功平衡与频率调节。从反馈控制角度分析系统稳定性对VSG虚拟惯量的要求及...
解读: 该研究提出的LCC-HVDC虚拟同步系统方案对阳光电源的构网型产品具有重要参考价值。其虚拟调速控制技术可优化ST系列储能变流器和大功率SG系列光伏逆变器的VSG控制策略,提升系统惯量支撑能力。特别是在大型新能源基地应用场景中,该方案的P/f下垂控制和故障穿越技术可增强PowerTitan储能系统的并...
适应短路比与惯量变化的直驱风电机组跟-构网融合控制策略及功率支撑特性
Adaptive Grid-Following/Grid-Forming Integrated Control Strategy and Power Support Characteristics of PMSG-Based Wind Turbines under Varying Short-Circuit Ratio and Inertia
苏开元 · 刘朋印 · 殷波 · 丛聪 等5人 · 中国电机工程学报 · 2025年15月 · Vol.45
随着新能源大规模接入，电力系统短路比与惯量特性显著变化，传统跟网或构网控制面临适应性挑战。为此，提出一种适应短路比与惯量变化的直驱风电机组跟-构网融合控制策略，并研究其功率支撑特性。基于同步融合框架，设计机侧与网侧协同控制方案，构建以短路比和惯量比为判据的融合系数表达式；建立有功-频率、无功-电压动态响应模型，分析关键参数影响规律；通过电磁暂态仿真验证所提策略的有效性。结果表明，该融合控制可自适应调节机组的跟网/构网行为与备用容量，在宽短路比范围内实现有功功率支撑及稳定性与经济性的协调优化。
解读: 该研究的跟-构网融合控制策略对阳光电源的储能与光伏产品线具有重要参考价值。其自适应控制方法可直接应用于ST系列储能变流器和大型PowerTitan系统,提升在弱电网条件下的并网适应性。融合控制框架也可优化SG系列光伏逆变器的GFM功能,实现更灵活的跟网/构网模式切换。特别是短路比自适应技术,有助于提...
联合机会约束经济调度中涉及频率相关逆变器控制与调节备用分配的协同优化
Joint Chance-constrained Economic Dispatch Involving Joint Optimization of Frequency-related Inverter Control and Regulation Reserve Allocation
Ye Tian1Zhengshuo Li1Wenchuan Wu2Miao Fan3 · 中国电机工程学会热电联产 · 2025年1月 · Vol.45
高比例波动性基于逆变器的可再生能源接入使电力系统的不确定性与频率安全问题日益突出，亟需在经济调度中综合考虑不确定性及频率相关约束。现有研究较少协同优化逆变器快速调节控制参数（如虚拟惯量和下垂系数）与其他可调度资源以提升系统频率安全性与调度可靠性。本文提出一种联合机会约束经济调度模型，协同优化频率相关的逆变器控制、上下调备用及基点功率，以最小化总运行成本。模型综合考虑火电机组、可调度逆变器资源及储能，协调（虚拟）惯量、备用分配与基点功率，并采用联合机会约束保障系统可靠性。此外，针对传统样本平均近似...
解读: 该联合机会约束经济调度技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究提出的虚拟惯量与下垂系数协同优化方法，可直接应用于阳光电源构网型GFM控制和虚拟同步机VSG技术的参数自适应调整，提升储能系统频率支撑能力。所提MSAA算法可集成到iSolarCloud云平...