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光伏发电技术 构网型GFM 跟网型GFL ★ 5.0

跟网型和构网型新能源并网控制阻抗对比与振荡机理分析

Grid-Following and Grid-Forming Renewable Energy Grid-Connected Control Impedance Comparison and Oscillation Mechanism Analysis

雷雨李光辉王伟胜何国庆郭梓暄 · 中国电机工程学报 · 2025年1月 · Vol.45

“双碳”战略下,风电、光伏等电力电子接口新能源快速发展。跟网型(GFL)与构网型(GFM)控制的并网宽频振荡问题备受关注。现有研究基于阻抗模型与Nyquist判据分析二者振荡风险,但多回路耦合下不同频段阻抗特性差异来源尚不明确,同步环节作用机制及GFM抑制GFL振荡的机理仍需深入。本文对比GFL与GFM多频段阻抗特性,定量揭示同步环节影响及主导因素;建立三端口稳定性判据,阐明GFM抑制振荡的作用机理;并通过硬件在环实验验证理论分析的正确性。

解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的并网控制策略优化具有重要价值。文章揭示的GFL与GFM多频段阻抗特性差异及同步环节作用机理,可直接应用于PowerTitan储能系统的构网型控制算法改进,提升弱电网适应性。三端口稳定性判据为光储混合系统中GFM抑制GFL振荡提供理论依据,指导阳...

系统并网技术 构网型GFM 多物理场耦合 ★ 5.0

一种基于并网电流反馈的构网型变流器次同步振荡抑制策略

A Grid-Current-Feedback-Based Subsynchronous Oscillation Mitigation Strategy for Grid-Forming Converters

张琦 · 刘俊良 · 陈兵 · 杜雄 等5人 · 电工技术学报 · 2025年5月 · Vol.40

构网型变流器因具备类似同步发电机的外特性,在串联电容补偿线路下易引发次同步振荡。本文建立其复变量阻抗模型,计及频率耦合效应,推导单输入单输出等效阻抗模型,分析串补度与耦合效应对系统稳定性的影响;提出基于并网电流反馈的阻抗重塑策略,引入反馈系数k构建二元阻抗模型,利用幅相等值线设计k以抑制振荡;仿真与实验验证了分析结论与控制策略的有效性。

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稳定性控制具有重要应用价值。构网型变流器在串补线路中的次同步振荡问题,直接影响储能电站的并网可靠性。文中提出的并网电流反馈抑制策略,可优化ST系列储能变流器的构网型控制算法,提升PowerTitan等大型储能系统在弱电网条件下的运行稳定性。该方法通过...

风电变流技术 多物理场耦合 ★ 5.0

风电并网系统近工频振荡的自适应阻尼控制

Adaptive Damping Control of Sub-synchronous Oscillations in Grid-Connected Wind Power Systems

王晰 · 翟文辉 · 田晓煜 · 亢朋朋 等6人 · 电力系统自动化 · 2025年7月 · Vol.49

当部分线路因故障或检修退出运行时,风电并网系统可能出现有功出力突变诱发的近工频耦合振荡,且不同拓扑结构下振荡频率随之变化。为此,提出一种基于自适应阻尼控制的抑制方法。通过分析实际风电场振荡案例,归纳风险场景;构建“即测-即辨-即控”的自适应控制架构,包含基于二阶RLC等效电路的振荡特征辨识与全工况优化的阻尼参数设计;电磁暂态仿真验证表明,该方法可有效抑制多种工况下的近工频振荡,具备快速响应与强适应性。

解读: 该研究对阳光电源的大型风电变流器和储能产品具有重要参考价值。自适应阻尼控制架构可应用于ST系列储能变流器和大功率风电变流系统,提升系统在复杂电网环境下的稳定性。'即测-即辨-即控'的快速响应机制,可优化PowerTitan储能系统的电网支撑能力。基于RLC等效建模的方法,也可用于完善iSolarCl...

储能系统技术 储能系统 构网型GFM ★ 5.0

适用于并联构网型储能系统的协调有功控制策略设计

Coordinated Active Power Control Strategy Design for Parallel Grid-Forming Energy Storage Systems

冷若寒 · 吴琛 · 胡光 · 庄可好 等6人 · 高电压技术 · 2025年7月 · Vol.51

构网型储能的有功控制可为电力系统提供有效的频率支撑,但并联运行时若控制策略不协调,易导致荷电状态(SOC)不均衡与低频振荡等问题。本文建立了并联构网储能系统的状态空间模型,分析控制参数对频率稳定与振荡抑制的影响,揭示有功分配机理,并提出协调有功控制策略。通过Matlab/Simulink仿真与RT-LAB硬件在环实验验证,结果表明该策略可有效实现SOC均衡、优化功率分配并抑制振荡,保障系统频率的安全稳定运行。

解读: 该协调有功控制策略对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有直接应用价值。研究解决的并联构网型储能SOC不均衡与低频振荡问题,正是多机并联场景的核心痛点。其状态空间建模方法可优化阳光电源GFM控制算法的参数整定,提升多台ST变流器并联时的功率协调分配能力。协调控制策略可集成至...

控制与算法 构网型GFM 跟网型GFL ★ 5.0

跟网/构网型控制交互下换流器中频特性分析及振荡抑制

Analysis and Oscillation Suppression of Medium-Frequency Characteristics of Converters under Grid-Following/Grid-Forming Control Interaction

蒙昌鑫 · 王延旭 · 王威儒 · 刘云飞 等6人 · 电力系统自动化 · 2025年4月 · Vol.49

跟网与构网型换流器并网时对系统中频段稳定性影响各异。本文采用谐波线性化法建立两类换流器的小信号序阻抗模型,对比其在中频段的阻抗特性,并分析关键控制参数对阻抗特性的影响,识别中频段主导因素。基于叠加定理研究交互阻抗对联合阻抗的作用,推导三端口网络稳定性判据,揭示系统参数与功率渗透率对稳定性的规律性影响。结果表明,构网型换流器的正电阻特性可有效补偿跟网型换流器引入的负阻尼,促使其阻抗由负阻容性转为正阻感性,显著抑制中频振荡。电磁仿真验证了理论分析的正确性。

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场景具有重要应用价值。文章揭示的GFM/GFL交互机制可直接应用于PowerTitan储能系统的控制策略优化:通过调节构网型储能变流器的正阻抗特性,补偿光伏逆变器在中频段的负阻尼效应,抑制10-100Hz振荡。三端口网络稳定性判据为阳光...

风电变流技术 弱电网并网 构网型GFM 跟网型GFL ★ 4.0

基于多能量分支重构的双馈风电机组主动阻尼控制策略

DFIG Active Damping Control Strategy Based on Remodeling of Multiple Energy Branches

Jing Ma · Yaqi Shen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年4月

针对双馈感应发电机(DFIG)经串补线路并网引发的次同步振荡问题,本文提出了一种基于DFIG多能量分支重构的主动阻尼控制策略。通过分析振荡分量的流动路径,对DFIG内部能量分支进行划分,并利用势能与耗散能量分析,实现对振荡的主动抑制。

解读: 该研究针对风电并网中的次同步振荡问题,提出的主动阻尼控制策略对阳光电源的风电变流器产品线具有重要参考价值。随着风电渗透率提升,弱电网环境下的稳定性挑战日益严峻,该策略可优化变流器控制算法,提升设备在复杂电网环境下的抗扰动能力。建议研发团队将此能量分支重构方法应用于风电变流器控制器的升级,增强系统阻尼...

系统并网技术 虚拟同步机VSG 构网型GFM 下垂控制 ★ 5.0

虚拟同步发电机相位前馈阻尼控制方法

Phase Feedforward Damping Control Method for Virtual Synchronous Generators

Mingxuan Li · Peng Yu · Weihao Hu · Yue Wang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年8月

阻尼控制对抑制虚拟同步发电机(VSG)振荡至关重要。传统的频率偏差反馈阻尼控制存在多重控制目标间的矛盾,导致VSG控制性能下降。本文提出了一种相位前馈阻尼控制方法,旨在解决这些矛盾并提升系统稳定性。

解读: 该研究直接针对构网型(Grid-forming)逆变器核心控制算法,对阳光电源的PowerTitan储能系统及大型组串式光伏逆变器具有重要意义。随着电网弱电网特性增强,传统的下垂控制在阻尼特性上存在局限,该相位前馈阻尼控制方法能有效提升系统在复杂电网环境下的稳定性。建议研发团队将其应用于iSolar...

功率器件技术 GaN器件 宽禁带半导体 功率模块 ★ 4.0

共源共栅GaN HEMT的自持关断振荡:发生机理、不稳定性分析及振荡抑制

Self-Sustained Turn-OFF Oscillation of Cascode GaN HEMTs: Occurrence Mechanism, Instability Analysis, and Oscillation Suppression

Peng Xue · Francesco Iannuzzo · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月

本文全面研究了共源共栅(Cascode)GaN HEMT在关断过程中产生的自持振荡现象。文章分析了振荡波形,指出振荡的发生受测试电路寄生参数影响,并深入探讨了其发生机理、不稳定性条件及相应的抑制策略,为高频功率变换器的可靠设计提供了理论依据。

解读: GaN器件在高频、高效率功率变换中具有显著优势,是阳光电源下一代户用光伏逆变器及小型化储能PCS产品提升功率密度的关键技术路径。本文针对Cascode GaN器件关断振荡的分析,对优化驱动电路设计、抑制EMI噪声及提升系统可靠性具有直接指导意义。建议研发团队在开发高频GaN逆变器时,重点参考文中关于...

可靠性与测试 可靠性分析 功率模块 热仿真 ★ 5.0

基于开关频率的主动热控制中的振荡抑制

Mitigation of Oscillations in Switching Frequency-Based Active Thermal Control

Riccardo Sancio · Martin Votava · Karthik Debbadi · Yoann Pascal 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年11月

电力电子模块在运行中易受热循环应力影响,导致寿命缩短。主动热控制(ATC)旨在缓解此类应力。其中,基于开关频率的主动热控制(SF-ATC)是抑制结温波动最简单且常用的方法,本文重点研究了该策略中产生的振荡问题及其抑制方案。

解读: 该研究直接关系到阳光电源核心产品(如组串式/集中式逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器)的长期可靠性。在高温或高负载工况下,通过优化开关频率进行主动热管理,可有效降低功率模块(IGBT/SiC)的结温波动,从而显著提升产品在全生命周期内的可靠性。建议研发团队在iSolarCl...

功率器件技术 GaN器件 宽禁带半导体 可靠性分析 ★ 4.0

半桥电路中增强型氮化镓器件的不稳定性分析与振荡抑制

Instability Analysis and Oscillation Suppression of Enhancement-Mode GaN Devices in Half-Bridge Circuits

Kangping Wang · Xu Yang · Laili Wang · Praveen Jain · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年2月

本文分析了基于增强型氮化镓(GaN)晶体管的半桥电路中的不稳定性问题。这种不稳定性可能导致持续振荡,进而引发过电压、严重的电磁干扰(EMI),甚至导致器件击穿。研究指出,GaN器件在死区时间反向导通时处于饱和区,受寄生参数影响较大。

解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型化充电桩产品中对高功率密度和高效率的追求,GaN器件的应用日益广泛。本文研究的半桥电路振荡问题是提升系统可靠性的关键。建议研发团队在设计高频功率模块时,重点优化PCB布局以降低寄生参数,并针对GaN器件在死区时间的特性优化驱动电路设计,以抑制振荡并降低EMI,从而提...

风电变流技术 弱电网并网 构网型GFM 控制与算法 ★ 4.0

基于无模型自适应控制的PMSG风电场经VSC-HVDC并网次同步振荡抑制

Model-Free Adaptive Control for Mitigation of SSO in PMSG-Based Wind Farms With VSC-HVDC

Xi Wu · Han Yang · Chaohang Zheng · Zixiao Zou · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月

针对PMSG风电场经VSC-HVDC并网时,因运行工况变化导致次同步振荡(SSO)频率时变的问题,现有固定参数控制策略抑制能力有限。本文提出一种无模型自适应控制方法,无需精确数学模型即可实现SSO的有效抑制,增强了系统在复杂工况下的稳定性。

解读: 该研究对于阳光电源的风电变流器业务具有重要参考价值。随着风电场经HVDC远距离输电成为趋势,弱电网下的振荡问题日益突出。阳光电源的风电变流器产品可借鉴此无模型自适应控制策略,提升在复杂电网环境下的动态响应能力和抗干扰能力。此外,该算法思想也可迁移至阳光电源的构网型(GFM)储能变流器(PCS)中,以...

系统并网技术 并网逆变器 弱电网并网 PWM控制 ★ 4.0

电压源换流器高压直流输电

VSC-HVDC)高频振荡机理分析与抑制方法

Jianhang Zhu · Jiabing Hu · Lei Lin · Yifan Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年9月

本文研究了高压直流输电系统中电压源换流器(VSC)的高频振荡(HFO)问题。研究表明,控制系统的长延时是导致HFO的主要因素。文章探讨了通过软件优化(如在终端电压前馈控制中增加低通滤波器)等现有抑制方案的局限性,并提出了改进策略。

解读: 该研究涉及的控制系统延时与高频振荡问题,对阳光电源的组串式逆变器及大型储能系统(如PowerTitan系列)在弱电网环境下的并网稳定性具有重要参考价值。随着阳光电源构网型(GFM)技术的推广,控制环路延时对系统阻抗特性的影响愈发关键。建议研发团队借鉴文中的前馈控制优化思路,评估在iSolarClou...

控制与算法 PWM控制 空间矢量调制SVPWM ★ 2.0

注入电压谐波的传递机理分析及其对FOC永磁同步电机电流谐波调节的影响

Transfer Mechanism Analysis of Injected Voltage Harmonic and its Effect on Current Harmonic Regulation in FOC PMSM

Zhaoqian Wu · Zhijian Yang · Kang Ding · Guolin He · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年1月

谐波注入法常用于永磁同步电机(PMSM)磁场定向控制(FOC)系统以抑制电流谐波和转矩脉动。然而,在特定工况下,该方法可能失效并导致系统振荡。本文旨在分析谐波注入的传递机理,揭示其引发振荡的根本原因,为优化电机控制策略提供理论依据。

解读: 该研究聚焦于电机驱动控制中的谐波注入与振荡抑制,属于底层电机控制算法领域。阳光电源的业务主要集中在光伏逆变器、储能PCS及风电变流器,虽然核心控制逻辑(如PWM调制、谐波抑制)与电机驱动有共通之处,但该文章侧重于PMSM伺服系统,与公司主营的电力电子变换器业务关联度有限。建议关注其谐波抑制策略在风电...

风电变流技术 风电变流器 并网逆变器 弱电网并网 ★ 4.0

双馈风力发电机组并网次同步振荡的变流器PI参数整定

PI Parameter Tuning of Converters for Sub-Synchronous Interactions Existing in Grid-Connected DFIG Wind Turbines

Aikang Chen · Da Xie · Daming Zhang · Chenghong Gu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年7月

风能作为清洁能源被广泛开发,但风电机组控制器引发的振荡严重影响电力系统稳定性。本文基于小信号模型特征值和参与因子分析,研究了双馈风电机组(DFIG)并网过程中的次同步振荡问题,并提出了一种针对变流器PI参数的整定方法,以实现振荡抑制

解读: 该研究针对风电变流器在弱电网或复杂电网环境下的次同步振荡问题,对提升阳光电源风电变流器产品的电网适应性具有重要参考价值。通过优化PI参数整定策略,可增强变流器在宽频带下的稳定性,降低因控制器参数不当引发的振荡风险。建议研发团队将该小信号建模与参与因子分析方法集成至iSolarCloud智能运维平台,...

拓扑与电路 DC-DC变换器 PWM控制 储能变流器PCS ★ 4.0

恒压负载下感应电能传输系统的振荡评估与抑制及脉冲跳跃调制

Evaluation and Suppression of Oscillations in Inductive Power Transfer Systems With Constant Voltage Load and Pulse Skipping Modulation

Jiayu Zhou · Giuseppe Guidi · Kjell Ljøkelsøy · Jon Are Suul · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年8月

本文研究了恒压负载特性导致感应电能传输系统产生欠阻尼振荡模式的机理。在使用脉冲密度调制(PDM)等脉冲跳跃策略时,跳跃的电压脉冲会激发该模式,导致系统出现恒阻负载下不存在的严重振荡。文章分析了该关键模式的成因并提出了相应的抑制策略。

解读: 该研究对于阳光电源的电动汽车充电桩及储能系统(如PowerStack)具有重要参考价值。在充电桩和储能PCS中,电池组通常表现为恒压负载特性,若采用脉冲跳跃或轻载下的不连续调制策略,极易引发系统谐振。建议研发团队在设计高频DC-DC变换器控制算法时,引入针对恒压负载的阻尼补偿策略,以避免在轻载或脉冲...

功率器件技术 SiC器件 宽禁带半导体 功率模块 ★ 5.0

针对SiC MOSFET的开关损耗优化与钳位能量回馈的过电压及振荡抑制电路

Overvoltage and Oscillation Suppression Circuit With Switching Losses Optimization and Clamping Energy Feedback for SiC MOSFET

Chengzi Yang · Yunqing Pei · Laili Wang · Longyang Yu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年12月

针对SiC MOSFET快速开关导致的严重关断过电压与振荡,缓冲电路是一种经济有效的解决方案。然而,由于缓冲电路在开关过程中解耦了功率回路寄生电感,会导致开通损耗显著增加。本文研究了功率回路寄生电感对开关过程的影响,并提出了一种新型缓冲电路,在抑制过电压与振荡的同时,实现了开关损耗的优化与钳位能量的有效回馈。

解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有极高的应用价值。随着PowerTitan系列储能系统及组串式光伏逆变器向更高功率密度和更高开关频率演进,SiC MOSFET的应用已成为提升效率的关键。该研究提出的缓冲电路方案能够有效解决高频开关带来的电压尖峰与电磁干扰问题,同时通过能量回馈降低损耗,直接提升系统转换...

系统并网技术 并网逆变器 弱电网并网 构网型GFM ★ 5.0

大规模电力电子主导电力系统在LTP框架下的电磁振荡稳定器——第二部分:广义周期稳定控制与设计

Electromagnetic Oscillation Stabilizer for Large-Scale Power Electronics-Dominated Power Systems in LTP Framework–Part II: Generalized Periodic Stabilization Control and Design

Buyang Du · Jianhang Zhu · Jiabing Hu · Zeren Guo 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年11月

本文针对电力电子主导电力系统中的电磁振荡问题,在线性时变(LTP)框架下,重点研究了电磁振荡稳定器(EOS)的结构设计与参数优化。文章提出了一种广义周期稳定控制方法,旨在解决大规模并网系统中的振荡抑制难题,提升系统在复杂电网环境下的稳定性。

解读: 随着阳光电源PowerTitan储能系统及大型组串式逆变器在弱电网场景下的应用日益广泛,系统振荡问题成为影响并网稳定性的关键挑战。本文提出的LTP框架下的振荡抑制技术,对于提升阳光电源构网型(GFM)逆变器和储能变流器(PCS)在复杂电网环境下的鲁棒性具有重要指导意义。建议研发团队将该广义周期控制策...

储能系统技术 强化学习 ★ 5.0

基于深度强化学习的储能控制用于区域间振荡阻尼

Deep Reinforcement Learning-Based Control of Energy Storage for Interarea Oscillation Damping

Abu Shouaib Hasan · Rui Fan · Di Wu · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2025年2月

随着电力消耗的不断增加以及输电投资的不足,如今的电力系统运行状态更接近其极限,这引发了对影响系统稳定性的区域间振荡问题的担忧。本文提出了一种用于增强区域间振荡阻尼的新型储能配置与控制方法。通过结合留数分析和主导模式分析,我们能够确定有利于提升阻尼性能的储能配置位置。为应对控制参数固定和阻尼不足等挑战,我们提出采用基于深度强化学习的方法进行储能控制。利用先进的基于引导替代梯度的进化策略,以稳健、高效且可重复的方式训练学习智能体。同时采用并行计算来加快训练过程。所提出的策略已在中型和大型系统上进行了...

解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看,这项基于深度强化学习的区域间振荡抑制技术具有重要战略价值。随着新能源渗透率提升和电网运行接近极限状态,区域间振荡已成为威胁大规模新能源并网稳定性的关键问题,这与我司储能系统的核心应用场景高度契合。 该技术的核心价值在于两个维度的突破:首先,通过残差分析与主导模态分析...

风电变流技术 储能系统 电网侧储能 ★ 5.0

HVDC并网海上风电场次同步振荡与中频振荡的交互分析及阻尼控制

Interaction Analysis and Damping Control of Sub-Synchronous Oscillation and Medium-Frequency Oscillation in HVDC-Connected Offshore Wind Farm

Zhihao Zhang · Peng Kou · Mingyang Mei · Runze Tian 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年2月

随着海上风能的快速发展,高压直流输电系统与基于永磁同步发电机的风能转换系统广泛应用,导致海上风电场可能出现显著的电磁振荡。现有研究多聚焦于单一振荡特性,忽视了不同振荡模式间的潜在交互。本文首次揭示了电网侧变流器可引发次同步振荡与中频振荡之间的相互作用,并产生新的二次振荡。通过模态分析与奈奎斯特稳定判据验证了主振荡与交互诱导的次生振荡共存。此外,提出了适用于运行与规划阶段的两种实用阻尼控制方法,通过附加阻尼控制器或优化变流器参数即可有效抑制多模态振荡,无需新增硬件设备。

解读: 该研究对阳光电源的大型储能系统和海上风电变流器产品线具有重要参考价值。研究揭示的次同步振荡与中频振荡交互机理,可直接应用于ST系列储能变流器和大功率风电变流器的控制系统优化。特别是文中提出的阻尼控制方法,可集成到阳光电源现有的GFM/GFL控制策略中,提升产品在复杂电网环境下的稳定性。这对完善Pow...

储能系统技术 储能系统 SiC器件 工商业光伏 ★ 4.0

用于振荡抑制和同步开关的22kV超级共源共栅固态开关设计与优化

Design and Optimization of a 22 kV Super-Cascode Solid-State Switch for Oscillation Suppression and Synchronized Switching

Ning Yan · Xiang Lin · Rolando Burgos · Dong Dong · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月

在中压变换器中,由于商用开关器件的有限电压额定值,实现可靠的中压开关具有挑战性。为克服该限制,采用超级共源共栅结构,通过串联多个低压器件实现可扩展的高压运行。在此结构中,平衡电容选择对确保同步开关和最小化振荡(特别是开通瞬态期间)至关重要。现有设计方法主要关注关断性能,常忽略绝对电容值和开通动态的影响。本文对超级共源共栅开关中的电容选择进行系统分析,考虑电容偏移和绝对值。研究了这些参数对开通延迟、电压平衡和振荡抑制的影响。引入新型平衡电路以缓解栅极和漏源振荡,确保多个器件间的稳定同步运行。为验证...

解读: 该22kV超级共源共栅固态开关研究对阳光电源中高压应用有重要参考价值。10个3.3kV SiC MOSFET串联实现22kV开关的超级共源共栅结构为阳光电源在1500V以上光伏系统和中压储能系统中应用SiC器件提供了技术路径。优化电容选择抑制振荡和确保同步开关的系统设计方法可应用于阳光ST系列储能变...

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