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计及限流切换的构网型变换器并联系统暂态同步稳定分析
Transient Synchronization Stability Analysis of Grid-Forming Converter Parallel Systems Considering Current Limiting Switching
吴峰 · 鲍颜红 · 郑建勇 · 徐泰山 等7人 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
电网短路故障下，并联运行的新能源构网型变换器暂态交互作用显著增强，系统暂态同步失稳风险上升。本文建立了构网型变换器并联系统的暂态交互模型，结合同步发电机稳定理论，揭示了暂态交互能量对稳定性的影响机理及功角牵引机制，阐明多变换器稳定性趋同或弱稳定个体加速失稳的动态过程。提出计及限流切换的稳定域构建方法，分析运行状态与控制参数对暂态稳定性的影响规律，仿真与实验结果验证了理论分析的正确性。
解读: 该研究对阳光电源构网型储能系统具有重要应用价值。针对ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统中多机并联场景，研究揭示的暂态交互能量影响机理和功角牵引机制，可直接用于优化GFM控制策略，提升电网故障下的暂态同步稳定性。提出的计及限流切换的稳定域构建方法，为ST变流器的限流保护与暂态稳定协调...
基于网络能量轨迹特征学习的新能源电力系统暂态稳定评估
Transient Stability Assessment of Renewable Energy Power Systems Based on Network Energy Trajectory Feature Learning
张宇驰蔡国伟刘铖张泽栋王盈月杨晶莹 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
快速准确的暂态稳定评估对保障电力系统安全运行至关重要。高比例电力电子设备接入使系统呈现多控制切换的非光滑动态特性，影响现有方法的准确性与泛化能力。本文提出一种基于网络能量轨迹特征学习的暂态稳定评估方法。构建增广网络数据下的暂态能量函数，分析网络能量时空分布与稳定性的映射关系，提出支路脆弱度与稳定判别指标。通过注意力机制增强关键支路特征，以稳定评估函数和支路相角差为输入，建立评估模型。在新英格兰39节点和CEPRI-TAS 197节点系统上的仿真验证了方法的有效性与鲁棒性。
解读: 该研究对阳光电源的储能和光伏逆变器产品线具有重要参考价值。通过网络能量轨迹特征学习方法，可优化ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的暂态稳定控制策略，尤其适用于PowerTitan等大型储能系统的并网稳定性评估。研究提出的支路脆弱度分析方法，可用于完善iSolarCloud平台的故障预警功能。该技...
功率同步型构网变流器并网系统暂态同步稳定性研究综述
A Review on Transient Synchronization Stability of Grid-Connected Power-Synchronized Grid-Forming Converters
孙鹏飞 · 田震 · 查晓明 · 黄萌 等7人 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
高比例可再生能源接入导致电力系统惯量降低、支撑能力减弱。功率同步型构网变流器通过模拟同步机特性可提供主动支撑，但其电力电子器件耐流耐热能力有限，限流控制引发多环路交互作用，易导致暂态同步失稳与闩锁问题，严重影响系统稳定运行。其同步环高度非线性，使暂态稳定性分析与量化困难，控制优化面临挑战。本文综述了不考虑及考虑故障限流时系统的建模、稳定性分析与边界量化方法，并总结了相应的暂态同步稳定控制策略，最后展望了未来研究方向。
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。功率同步型构网控制可直接应用于ST系列储能变流器和大型PowerTitan系统，提升其电网支撑能力。研究中的限流控制与暂态稳定性分析方法有助于优化SG系列光伏逆变器的故障穿越性能。特别是对多环路交互作用的深入研究，可用于改进公司现有的VSG控制算法...
基于能量函数嵌入的准稳态模型实现连锁故障高效仿真
Efficient Simulation of Cascading Outages Using an Energy Function-Embedded Quasi-Steady-State Model
Zhenping Guo · Xiaowen Su · Kaiyang Huang · Kai Sun 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年1月
本文提出一种嵌入能量函数的准稳态模型，用于在考虑暂态稳定性的同时高效模拟电网连锁故障。与传统准稳态模型相比，该模型结合短期动态仿真与能量函数法，无需完整暂态稳定仿真即可评估系统暂态稳定性及故障传播过程。每次扰动后，模型首先进行短时域仿真获取扰动后轨迹，继而搜索势能局部最大点并利用牛顿法求解相关不稳定平衡点，最后基于此点估算暂态能量裕度以预测发电机失步。该模型在NPCC 140节点系统上验证了其精度与计算效率，并与嵌入暂态稳定仿真的准稳态模型进行了对比。
解读: 该连锁故障高效仿真技术对阳光电源PowerTitan大型储能系统及ST系列储能变流器的电网支撑功能具有重要价值。文中提出的能量函数嵌入准稳态模型可应用于储能系统的构网型GFM控制策略优化：通过快速评估暂态稳定裕度，储能系统可在电网扰动时动态调整有功/无功输出，预防连锁故障扩散。该方法的计算高效性使其...
基于阻尼反射能量函数构建的构网型逆变器稳定性区域估计
Estimation of Stability Region for Grid-Forming Inverters Considering Switching Characteristics via Constructing Damping-Reflected Energy Functions
Cong Luo · Shuhan Liao · Yajun Liu · Yandong Chen · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年1月
构网型（GFM）逆变器广泛应用于可再生能源与电网的接口。在低电压穿越期间，为限制故障电流，GFM逆变器会切换控制策略，导致其暂态稳定性特性与同步机不同。本文考虑虚拟阻抗引起的切换特性，从能量角度建立故障期间及故障清除后GFM逆变器暂态稳定性的分析框架。为降低稳定性区域的保守性，构造了统一的能量函数，计及阻尼损耗和无功功率控制环动态。相比现有方法，所提能量函数能直观反映阻尼作用，有效降低暂态稳定预测的保守程度。仿真与硬件在环实验验证了该方法在具有切换特性的GFM逆变器暂态稳定预测中的有效性与准确性...
解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan储能系统的构网型控制具有重要应用价值。针对GFM逆变器在低电压穿越期间的虚拟阻抗切换特性，所提阻尼反射能量函数方法可直接应用于优化阳光电源储能产品的暂态稳定性评估体系。相比传统保守估计，该方法能更精确预测故障穿越能力边界，指导虚拟阻抗参数整定，...
受情绪启发的电力系统暂态稳定与电压调节综合最优控制
Emotion-Inspired Comprehensive Optimal Control for Transient Stability and Voltage Regulation in Power Systems
Rasoul Milasi · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年5月
本文提出一种融合智能与经典控制策略的综合控制器，以提升电力系统的暂态稳定性和电压调节性能。通过状态反馈线性化将非线性系统转化为线性闭环系统，并设计线性二次型调节器（LQR）实现最优控制。受人脑情绪机制启发，采用遗传算法优化情感控制器的五个增益参数，并引入模糊逻辑综合控制器协调暂态响应与电压调节。在多种工况下进行仿真与硬件在环实验，结果表明所提控制器在稳定性与电压调节方面优于传统LQR、PSS与AVR组合方案。
解读: 该情绪启发综合控制技术对阳光电源储能系统和构网型控制产品具有重要应用价值。文章提出的状态反馈线性化结合LQR优化方法，可直接应用于ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的暂态稳定控制，提升电网扰动下的快速响应能力。情感控制器的多参数协同优化思路，为阳光电源GFM构网型控制策略中的虚拟惯...
基于暂态稳定性的弹性交直流混合微电网优化规划
Transient Stability-Driven Planning for the Optimal Sizing of Resilient AC/DC Hybrid Microgrids
Yi Wang · Goran Strbac · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年11月
本文提出一种面向弹性交直流混合微电网最优容量配置的暂态稳定性驱动规划框架，综合考虑不同类型故障下的频率与电压稳定要求及交直流互联变流器的频压耦合动态。该模型采用防御者-攻击者-防御者（DAD）结构，并通过增强型遗传算法结合稀疏计算与局部搜索进行求解。在运行层面，提出一种计及常规机组调速器、自动电压调节器及逆变型电源下垂控制动态的暂态稳定约束最优潮流（TSC-OPF）方法，并引入Lyapunov优化以处理储能设备的时间耦合特性，实现小时级决策与秒级动态的协同优化。算例验证了该框架在满足暂态稳定性前...
解读: 该暂态稳定性驱动规划框架对阳光电源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TSC-OPF方法与Lyapunov优化可直接应用于交直流混合微电网场景下的储能容量配置，特别是在工商业微电网和离网系统中。文中提出的频压耦合动态建模可优化阳光电源双向变流器的控制策略，增...
构网型变换器在电网电压跌落下提升暂态稳定性和限流能力的功率支撑控制
Power Supporting Control of Grid-Forming Converters Under Grid Voltage Sags for Transient Stability Enhancement and Overcurrent Limitation
Pengfei Sun · Zhen Tian · Meng Huang · Xiaoming Zha 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月
构网型电压源变换器（GFM-VSC）的应用日益广泛，但在电网电压跌落时，其暂态稳定性提升与过电流限制之间存在矛盾。本文提出一种功率支撑控制方法，通过调节有功功率和电压幅值参考值来解决该问题。引入有功功率参考作为额外调控变量，可同时调节故障期间的功角与电压幅值，提高控制自由度。首先，在暂态稳定与电流失衡约束下确定功角与电压幅值的可行域；在此基础上设计三种最优控制模式：最大有功、最大无功及最优暂态控制模式。实验结果验证了所提方法的有效性，相比现有低电压穿越策略，可在保持电压源特性的前提下显著提升功率...
解读: 该功率支撑控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的构网型GFM控制具有重要应用价值。文章提出的功角-电压幅值协同调控方法可直接应用于PowerTitan大型储能系统，在电网故障时通过引入有功功率参考作为额外自由度，实现暂态稳定性提升与过电流保护的解耦控制。三种最优控制模式（最大有功...