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基于有功/无功不平衡激励-内电势幅频响应的设备统一模型
A Unified Device Model Based on Active/Reactive Power Imbalance Excitation–Internal EMF Amplitude and Frequency Response
何维袁小明景浩文王思成 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
新能源发电与直流输电等电力电子设备的广泛接入导致电力系统动态特性复杂化，对动态稳定分析提出更高要求。由于缺乏反映系统动态的统一设备模型，系统失稳机理难以揭示。本文基于交流系统运行原理与设备功能共性，提出以有功/无功功率不平衡为激励、内电势幅值与频率响应为核心的第一性原理统一模型框架。通过分析同步机、异步机与锁相环并网变流器的工作机理，揭示其内电势动态的共性特征，并构建三类设备的统一模型示例。仿真验证了模型对系统动态本质的刻画能力，证明了该模型在动态过程认知中的有效性与必要性。
解读: 该统一建模方法对阳光电源的并网产品线具有重要指导意义。通过有功/无功不平衡激励-内电势响应模型，可优化SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的并网控制策略，特别是在构建虚拟同步机(VSG)控制时能更准确把握设备动态特性。该模型有助于提升产品在弱电网条件下的稳定性，可用于PowerTitan大型储能系...
基于单相移调制DAB变换器的MPC设计：非线性模型对无功功率最小化的影响
MPC Design for SPS Modulated DAB Converters: Impact of Nonlinear Models on Reactive Power Minimization
Hossein G. Sahebi · Saman A. Gorji · Mojtaba Hajihosseini · Samson Yu · IET Power Electronics · 2025年6月 · Vol.18
本文提出一种针对单相移调制双有源桥（DAB）变换器的模型预测控制（MPC）策略，旨在最小化无功功率并提升扰动下的电压稳定性。通过对比线性与非线性模型在MPC设计中的性能权衡，提出一种混合MPC框架以兼顾建模精度与计算效率。实验结果验证了该方法的有效性。
解读: 该MPC无功功率优化技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。DAB变换器是储能系统DC-DC隔离级的核心拓扑，文中提出的混合MPC框架可直接应用于ST系列的双向DC-DC模块，通过实时最小化无功功率降低磁性元件损耗和电流应力，提升系统效率1-2%。该方法在...
基于被动法的电网基波阻抗估计：包含模型与现场验证
Passive Method for Estimating Fundamental Frequency Grid Impedance: Including Model and Field Verification
Gabriel Miguel Gomes Guerreiro · Ranjan Sharma · Frank Martin · Nikolaus Goldenbaum 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年2月
本文提出一种经现场验证的被动式方法，用于估计等效电网基波阻抗。该方法以无功功率、有功功率和电压有效值测量值为输入，数学推导不依赖相角与频率估计。通过电磁暂态仿真（含实际风机控制代码）、现场风机实测数据及运行中风电场的实测进行了全面验证，且输电系统运营商配合调整电网结构以测试两种电网场景。结果表明，该方法的估计值与预期值具有良好一致性。
解读: 该被动式电网阻抗估计方法对阳光电源的储能和光伏产品线具有重要应用价值。特别适用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的并网控制优化。通过仅需测量无功功率、有功功率和电压有效值,无需复杂的相角测量,可实现对电网阻抗的准确估计。这一特性有助于提升产品在弱电网条件下的并网稳定性,优化GFL/GFM控制策...
柔性牵引供电系统的有功与无功功率优化控制
Active and Reactive Power Optimization Control for Flexible Traction Power Supply System
Li Zeng · Xiaoqiong He · Shuang Yang · Ercong Wang 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年9月
柔性牵引变电站（FTSS）中变流器的使用为优化柔性牵引供电系统（FTPSS）的功率分配铺平了道路。本文提出了适用于FTPSS的有功和无功功率优化控制方法。所提出的有功功率优化控制方法可在FTPSS中无需与列车进行任何通信的情况下，通过控制FTSS输出电压的相角差来协调各FTSS的输出有功功率，并降低牵引网中的有功功率损耗。所提出的无功功率优化控制策略考虑了FTSS的容量和输出电压限制，自适应地协调各FTSS的输出无功功率，确保了FTPSS的安全性。建立了基于MATLAB/Simulink的仿真模...
解读: 该柔性牵引供电系统的有功无功协同优化控制技术对阳光电源储能及充电桩产品线具有重要借鉴价值。文中电力电子变换器的功率协同控制策略可直接应用于ST系列储能变流器，通过有功无功解耦控制实现电网电压支撑与功率因数优化，提升PowerTitan储能系统的电能质量调节能力。牵引网电压稳定控制方法可迁移至充电桩产...
三端混合直流输电系统的精确连续无功功率控制
Accurate and Continuous Reactive Power Control of Three-Terminal Hybrid DC Transmission System
Shunliang Wang · Qinger Cheng · Boyang Shangguan · Junpeng Ma 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2024年11月
混合高压直流输电（HVDC）可避免基于电网换相换流器（LCC-HVDC）的换相失败及基于模块化多电平换流器（MMC-HVDC）的高成本问题。然而，LCC无功功率不可控导致混合HVDC控制性能不及MMC-HVDC。为此，本文建立了包含交流与直流侧动态特性的三端混合HVDC系统数学模型，揭示了无功功率、交流母线电压与三站控制变量间的定量关系，提出一种利用换流站自调节能力实现无功功率与交流电压连续精确控制的协调策略。通过电容器组协调运行维持直流电压稳定，并引入误差反馈与gamma-kick提升控制精度...
解读: 该混合HVDC无功功率精确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。研究中的协调控制策略可借鉴至储能系统的并网控制：1）多端协调控制思想可应用于大型储能电站多PCS并联运行的无功功率分配与电压支撑；2）误差反馈与连续控制方法可提升储能变流器GFL模式下的...
地磁扰动下电磁暂态视角中的级联故障导致电压崩溃
Voltage Collapse Owing to Cascading Failures Under Geomagnetic Disturbances in Electromagnetic Transient Perspective
Wen-Kai Xin · Chun-Ming Liu · Afshin Rezaei-Zare · Ze-Zhong Wang · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年1月
强太阳活动引发的严重地磁扰动（GMDs）会导致电网变压器产生大量无功功率损耗和谐波电流，后者易引发电容补偿装置继电保护误动作，造成系统无功不足与局部失衡，进而诱发级联故障甚至电压崩溃，导致大范围停电。本文分析了级联故障的机理与触发条件，提出了敏感设备作用下的电压崩溃演化过程，并基于四站八节点及IEEE 118-GMD系统的电磁暂态仿真验证了理论正确性。通过仿真结果总结了地磁暴期间级联故障的发生模式，识别了电压崩溃的触发条件与影响因素，为准确快速识别风险节点、及时采取防灾措施提供了指导。
解读: 该研究对阳光电源电网级储能系统（PowerTitan/ST系列）具有重要防护价值。地磁扰动引发的电压崩溃机理分析可指导储能变流器开发快速无功支撑策略：在GMD事件中，储能系统可通过构网型GFM控制快速注入无功功率，补偿变压器损耗，防止电压崩溃级联扩散。建议在iSolarCloud平台集成地磁扰动监测...
一种在配电网不平衡故障期间由逆变型资源提供无功功率支持的新型低电压穿越策略
A New LVRT Strategy With Reactive Power Support From Inverter-Based Resources During Unbalanced Faults on a Distribution System
Priya Raghuraman · Harshit Nath · Keith DSouza · Mesut Baran · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年3月
随着分布式能源资源（DER）集成度的不断提高，故障期间DER的突然跳闸会对电网稳定性和运行产生不利影响。因此，根据IEEE 1547标准，期望DER在故障期间具备低电压穿越（LVRT）能力并提供无功功率支持。在配电系统发生不对称故障时，确定无功功率的大小具有挑战性，因为这需要根据故障类型提供不平衡的无功功率支持。适当的无功功率支持还有助于将健全相的电压升高降至最低。本文提出了一种新颖的分相无功功率控制（PRPC）策略，该策略使DER能够在发生不平衡故障时，向故障相注入无功功率，并从健全相吸收无功...
解读: 该LVRT控制策略对阳光电源的SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器产品线具有重要应用价值。通过优化无功电流注入控制算法，可提升产品在配电网不平衡故障时的电压支撑能力，特别适用于高分布式能源渗透率场景。该技术可优化阳光电源GFL型逆变器的故障穿越性能，提升产品在欧美等高要求市场的竞争力。建议在SG3...
基于混合功率同步的对称电网故障下跟网型逆变器暂态稳定性增强控制
Hybrid Power Synchronization Based Transient Stability Enhanced Control for Grid-Forming Inverters Under Symmetrical Grid Fault
Pengfei Sun · Zhen Tian · Xiaoming Zha · Meng Huang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
电流限幅器可有效抑制跟网型（GFM）逆变器的过电流，但可能导致系统失去稳定平衡点（SEP），从而引发动态失稳。本文提出一种基于混合功率同步机制的暂态稳定性增强控制策略，通过动态调节有功与无功功率同步环路，提升故障期间系统的暂态稳定性。该方法在保持电流约束的同时，增强系统在对称电网故障下的恢复能力，确保快速重返稳定平衡点。仿真结果验证了所提策略的有效性。
解读: 该混合功率同步暂态稳定增强技术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，该技术可解决电流限幅器导致的动态失稳问题，通过动态调节有功/无功功率同步环路，在对称故障下保持稳定平衡点，提升系统故障穿越能力。这为阳光电源GFM控制策略提供优化方向：可在现...
考虑无功功率的同步调相机对锁相环稳定性改善及短路比评估的影响
Synchronous Compensators Considering Reactive Power for PLL Stability Improvement and Short-Circuit Ratio Evaluation
Jorge Suárez-Porras · Fidel Fernández-Bernal · Luis Rouco · Andrés Tomás-Martín · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年6月
本文研究了同步补偿器（SC）对基于电网跟随型逆变器的电源（IBR）稳定性的影响，特别关注无功功率的作用。采用商用同步补偿器的全阶仿真模型，以及作为研究模型的双馈感应发电机（以代表最复杂的基于逆变器的电源）。以短路比（SCR）作为关键指标，研究证实了基于逆变器的电源中的锁相环（PLL）对系统稳定性至关重要，并表明同步补偿器注入的无功功率起着不可忽视的作用。研究表明，同步补偿器在小信号稳定性方面的主要影响体现在锁相环在连接点处看到的戴维南阻抗，在同步补偿器的情况下，该阻抗为次暂态阻抗和同步补偿器的无...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于同步补偿器（SC）提升锁相环稳定性的研究具有重要的战略价值。随着我司光伏逆变器和储能系统在全球高比例新能源电网中的大规模部署，跟网型逆变器（IBR）的并网稳定性已成为制约新能源消纳的核心技术瓶颈。 该研究揭示了两个关键技术洞察：首一，锁相环（PLL）是影响IBR系...
利用大规模电池储能系统和光伏系统实现配电网优化自适应电压控制
Optimized Adaptive Voltage Control for Distribution Network Using Utility-Scale BESS and PV Systems
Gagandeep Singh Dua · Syed Muhammad Hur Rizvi · Sajan K. Sadanandan · Sayed Abdelaziz 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年8月
光伏（PV）系统和电池储能（BESS）等分布式能源资源（DERs）渗透率的不断提高，正在从根本上改变传统的被动配电网，同时也为提高运营效率创造了机遇。例如，电池储能系统可以解决光伏输出的间歇性问题，有助于削峰，并改善电压分布。因此，本文研究了光伏和电池储能系统在提供额外电压支撑方面的运营效益，以补充有载分接开关（OLTC）等传统电压调节机制。本研究首先在一个由80个节点组成、运行电压等级为33千伏和11千伏的实际中压（MV）配电网中开展。探索了两种不同的电压控制方法，即本地控制和集中控制。在本地...
解读: 该优化自适应电压控制技术对阳光电源PowerTitan储能系统与SG系列逆变器协同运行具有重要应用价值。研究中的模型预测控制与在线学习机制可直接应用于ST系列储能变流器的控制算法优化，提升其动态无功响应能力。BESS与PV协同电压调控策略可集成至iSolarCloud平台，实现源网荷储协调控制。该方...