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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...
基于匹配控制的构网型变换器小扰动稳定性综述
A Review on Small-Signal Stability of Grid-Forming Converters Based on Matching Control
李奕曈 · 艾诚 · 覃瑶 · 刘腾 等6人 · 高电压技术 · 2025年2月 · Vol.51
匹配控制是一种适用于光伏、风电、静止无功补偿器及柔性直流输电等非理想直流电压源场景的构网型控制方法。现有研究多聚焦于其对同步机转子惯性的模拟，而对其同步阻尼与小扰动稳定机理的分析尚不充分。本文梳理了匹配控制的研究发展脉络，提出基于反馈与前馈的同步阻尼分类方法，并从直流侧、网侧和机侧三个层面系统归纳各类匹配控制的小扰动稳定机制，最后结合四类典型应用场景进行案例分析，深化对其应用价值与动态特性的认识。
解读: 该匹配控制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，文章提出的同步阻尼分类方法（反馈/前馈）可优化GFM控制策略，提升弱电网下的小扰动稳定性。对于SG系列光伏逆变器在非理想直流源场景的应用，文章从直流侧、网侧、机侧三层面的稳定机制分析，可指导...
构网型变流器交流电压控制器
AC-Voltage Controller for Grid-Forming Converters
Diego Rios-Castro · Diego Perez-Estevez · Jesus Doval-Gandoy · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年4月
本文提出了一种专为构网型（GFM）变流器设计的电压控制器，旨在应对不同电网阻抗场景。该控制器可与下垂控制等外部功率同步环路（PSL）协同工作，确保变流器具备快速、准确且稳定的电压-频率响应，并实现自同步、功率平衡及电网支撑功能。
解读: 该技术对阳光电源的PowerTitan系列储能系统及大型组串式光伏逆变器至关重要。随着高比例可再生能源接入，电网强度下降，构网型（GFM）技术是提升电网稳定性的核心。该电压控制器能够优化变流器在弱电网下的动态响应，提升产品在复杂电网环境下的黑启动、调频及电压支撑能力。建议研发团队将其集成至iSola...
基于电流饱和比的构网型变流器混合同步控制
Current Saturation Ratio-Based Hybrid Synchronization Control of Grid-Forming Converters
Tianyi Xu · Shan Jiang · Georgios Konstantinou · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年1月
本文针对构网型（GFM）变流器提出了一种基于电流饱和比的混合同步控制（HSC）策略。现有的HSC方案在处理物理电流限制及应对复杂电网扰动方面存在局限性。该研究通过引入电流饱和比，优化了功率同步环（PSL）与锁相环（PLL）的协同机制，提升了变流器在弱电网及故障条件下的同步稳定性与电流控制精度。
解读: 该技术对阳光电源的PowerTitan系列大型储能系统及组串式构网型逆变器具有重要价值。随着高比例可再生能源接入，电网强度降低，构网型控制已成为核心竞争力。本文提出的电流饱和比优化策略，能有效解决GFM在极端故障下的过流保护与同步稳定性矛盾，提升系统在弱电网下的黑启动及支撑能力。建议研发团队将其集成...
静止坐标系下单相微电网的建模与稳定性分析
Modeling and Stability Analysis of Single-Phase Microgrids Controlled in Stationary Frame
Nima Amouzegar Ashtiani · S. Ali Khajehoddin · Masoud Karimi-Ghartemani · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年7月
现代微电网正向采用更多构网型（GFM）变换器转型，以支持可再生能源和储能系统，从而提升系统稳定性、可靠性及灵活性。本文重点研究了静止坐标系下控制的单相微电网中，多个并联GFM变换器之间的相互作用，旨在保障微电网在不同运行工况下的稳定性。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的构网型（GFM）技术路线，特别是针对户用光伏及小型工商业微电网场景。随着分布式能源渗透率提升，单相GFM控制技术对于提升阳光电源户用逆变器及小型储能系统（如PowerStack）在弱电网或孤岛模式下的支撑能力至关重要。建议研发团队借鉴文中静止坐标系下的建模方法，优化现有逆变...
用于改善构网型变流器频率响应的频带化功率同步环
Bandwise Power-Synchronization Loop for Frequency Response Improvement in Grid-Forming Converters
Shan Jiang · Ye Zhu · Georgios Konstantinou · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
构网型（GFM）变流器在电网发生大频率扰动后易出现同步失稳。当基于下垂控制的功率参考值超出变流器可输出功率范围时，传统的功率同步环（PSL）将失效。本文提出了一种频带化功率同步环（BPSL），旨在增强GFM变流器在极端频率扰动下的频率响应能力与同步稳定性。
解读: 该技术直接针对构网型（GFM）变流器的核心痛点——大扰动下的同步稳定性，对阳光电源的PowerTitan系列储能系统及大型地面光伏电站的构网型逆变器具有极高的应用价值。随着高比例可再生能源接入，电网强度减弱，该BPSL算法能显著提升阳光电源产品在弱电网环境下的频率支撑能力和黑启动性能。建议研发团队将...
构网型变流器的频域惯量设计
Frequency Domain Inertia Design of Grid-Forming Converters
Shan Jiang · Ye Zhu · Tianyi Xu · Xiongfei Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年7月
合成惯量在构网型（GFM）变流器的频率响应中起关键作用。惯量系数过小无法有效抑制频率波动，而过大则可能在极端频率事件中影响电网同步稳定性。本文探讨了GFM变流器在频域内的惯量设计方法，旨在平衡频率支撑能力与同步稳定性。
解读: 该研究对阳光电源的构网型技术布局具有核心指导意义。随着高比例可再生能源接入，电力系统对构网型（GFM）功能的需求日益迫切。该频域惯量设计方法可直接应用于阳光电源的PowerTitan系列储能变流器及大型地面光伏逆变器中，优化其在弱电网下的频率支撑性能。通过精确的惯量参数整定，能显著提升设备在极端工况...
刚性电网中构网型变流器的功率动态解耦控制
Power Dynamic Decoupling Control of Grid-Forming Converter in Stiff Grid
Fangzhou Zhao · Xiongfei Wang · Tianhua Zhu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年8月
本文提出了一种基于构网型（GFM）的解耦控制方法，有效缓解了有功与无功功率之间的动态耦合，特别适用于短路比超过30的超强电网系统稳定性控制。文中通过解析研究揭示了物理耦合行为，并识别出分别位于40-50Hz和0-10Hz的两种潜在谐振。
解读: 该研究直接服务于阳光电源构网型（GFM）技术路线。随着PowerTitan系列储能系统及大型地面光伏电站在全球电网中占比提升，电网强度变化带来的振荡问题日益突出。该解耦控制策略可优化阳光电源组串式逆变器及储能变流器（PCS）的控制算法，提升在强电网及复杂电网环境下的运行稳定性，减少功率交互引起的谐振...
单环电压幅值控制构网型变换器的暂态稳定性分析
Transient Stability of Single-Loop Voltage-Magnitude Controlled Grid-Forming Converters
Teng Liu · Xiongfei Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年6月
本文针对采用单环电压幅值控制方案的构网型（GFM）变换器，进行了面向设计的暂态稳定性分析。研究揭示了电压幅值控制器对暂态稳定性具有关键影响，这与采用矢量电压控制的GFM变换器（其稳定性主要由外环功率控制决定）存在显著差异。
解读: 随着阳光电源PowerTitan储能系统及大型光伏电站对弱电网支撑能力的提升，构网型（GFM）技术已成为核心竞争力。本文揭示的单环电压幅值控制对暂态稳定性的影响，对于优化阳光电源储能变流器（PCS）的控制策略至关重要。在弱电网或微电网应用场景下，该研究有助于提升设备在故障扰动下的暂态响应能力，避免传...
一种带电压前馈补偿与虚拟电感的虚拟同步机解耦控制方法
A Decoupling Control Method for Virtual Synchronous Generator With Voltage Feedforward Compensation and Virtual Inductor
Zhiyuan Meng · Xiangyang Xing · Qicai Ren · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
本文针对传统虚拟同步机（VSG）控制中存在的有功与无功功率耦合问题，提出了一种改进的解耦控制方法。通过引入电压前馈补偿和虚拟电感技术，有效提升了功率调节速度及无功控制精度，增强了构网型变流器在可再生能源大规模接入下的电网惯量支撑能力。
解读: 该技术对阳光电源的PowerTitan、PowerStack系列储能变流器及大型地面光伏逆变器具有重要意义。随着电网对构网型（Grid-forming）技术要求的提升，解决有功-无功耦合问题能显著优化设备在弱电网下的动态响应速度和稳定性。建议研发团队将该解耦控制策略集成至iSolarCloud智能运...
构网型电压源变换器的同宿分岔
Homoclinic Bifurcation of a Grid-Forming Voltage Source Converter
Jingxi Yang · Chi K. Tse · Meng Huang · Xikun Fu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年11月
本文研究了构网型电压源变换器（GFM）在暂态扰动下的失步现象。研究发现，系统在失去同步后会产生功率、电流和相位角的持续低频振荡，其物理本质是系统发生了同宿分岔。文章分析了稳定平衡点在分岔发生前的演变规律，为提升GFM并网稳定性提供了理论支撑。
解读: 随着阳光电源PowerTitan系列储能系统及大型地面光伏电站中构网型（GFM）技术的广泛应用，系统在弱电网或极端扰动下的稳定性成为核心竞争力。本文揭示的同宿分岔机制，直接解释了GFM在特定工况下失步振荡的深层原因。建议研发团队在iSolarCloud智能运维平台中引入该稳定性判据，并在PowerT...
孤岛微电网的非线性行为与降阶模型
Nonlinear Behavior and Reduced-Order Models of Islanded Microgrid
Jingxi Yang · Chi K. Tse · Dong Liu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年8月
本文研究了由构网型变换器组成的孤岛微电网，该系统表现出复杂的非线性动态特性。文章推导了多种降阶模型，在无需大量计算资源的前提下，为深入理解系统动态行为提供了物理洞察，对微电网的稳定性分析与控制设计具有重要意义。
解读: 该研究直接服务于阳光电源构网型（Grid-forming）技术的发展。随着PowerTitan等储能系统在弱电网及离网场景的应用日益广泛，系统稳定性成为核心挑战。本文提出的降阶模型可有效降低复杂微电网仿真与控制参数整定的计算负担，有助于优化阳光电源构网型储能变流器（PCS）的控制算法，提升在孤岛运行...
具有复杂下垂控制的构网型变流器的定量稳定性条件
Quantitative Stability Conditions for Grid-Forming Converters With Complex Droop Control
Xiuqiang He · Linbin Huang · Irina Subotić · Verena Häberle 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
本文分析了采用复杂下垂控制（即可调度虚拟振荡器控制）的并网变流器的暂态稳定性。理论证明了该控制策略始终具备稳态平衡点，优于传统下垂控制，并给出了定量稳定性条件。
解读: 随着高比例可再生能源接入，电网强度下降，构网型（GFM）技术是阳光电源下一代逆变器和储能系统的核心竞争力。本文研究的复杂下垂控制（DVOC）能够提供优于传统下垂控制的暂态稳定性，对于提升PowerTitan、PowerStack系列储能变流器及大型组串式逆变器在弱电网下的支撑能力至关重要。建议研发团...
构网型变流器的高精度惯量与阻尼估计方法及测试设备
High-Accuracy Inertia and Damping Estimation Method and Testing Equipment for Grid-Forming Converters
Yufan Wang · Jingyang Fang · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
随着构网型变流器（GFMC）在现代电力系统中的广泛应用，其惯量和阻尼参数对频率调节及系统稳定性至关重要。本文提出了一种高精度的参数估计方法及配套测试设备，旨在提升GFMC在弱电网下的运行稳定性，为电力系统辅助服务提供技术支撑。
解读: 该研究直接契合阳光电源PowerTitan及ST系列储能变流器（PCS）的构网型控制技术需求。随着高比例新能源接入，电网强度降低，构网型技术已成为阳光电源储能产品的核心竞争力。该文提出的高精度惯量与阻尼估计方法，可有效提升阳光电源PCS在弱电网下的频率支撑能力，并为iSolarCloud平台提供更精...
一种增强暂态稳定性的构网型变流器Andronov-Hopf振荡器
A是一种增强暂态稳定性的构网型变流器Andronov-Hopf振荡器
Siyi Luo · Wu Chen · Zewei Hao · Yueyin Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
构网型控制因其自同步电压生成能力及在弱电网下的优异小信号稳定性，被广泛应用于可再生能源系统。Andronov-Hopf振荡器（AHO）作为一种新兴的非线性控制策略，在实现构网型控制方面展现出潜力，但其在大信号扰动下的暂态行为尚需进一步研究。
解读: 该研究针对构网型（Grid-forming）变流器的暂态稳定性问题，对于阳光电源的PowerTitan系列液冷储能系统及大型地面光伏电站的并网控制具有重要参考价值。随着高比例可再生能源接入，电网强度降低，传统的VSG控制在极端扰动下可能面临失稳风险。AHO控制策略作为一种非线性控制方案，能显著提升系...
构网型变流器中的低频谐振：成因与阻尼控制
Low-Frequency Resonances in Grid-Forming Converters: Causes and Damping Control
Fangzhou Zhao · Tianhua Zhu · Zejie Li · Xiongfei Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
本文深入研究了构网型电压源变流器（GFM-VSC）在输出功率中出现的同步谐振（SR）和次同步谐振（SSR）现象。文章分析了谐振产生的机理，重点探讨了控制交互对系统稳定性的影响，并提出了相应的阻尼控制策略以抑制低频振荡，提升系统并网稳定性。
解读: 随着阳光电源PowerTitan、PowerStack等储能系统及大型光伏电站向构网型（GFM）技术演进，系统在弱电网下的稳定性成为核心挑战。本文研究的低频谐振抑制技术对优化PCS控制算法至关重要。建议研发团队将文中提出的阻尼控制策略集成至iSolarCloud智能运维平台及PCS底层控制逻辑中，以...
单相构网型变换器功率与电压环的耦合分析与解耦设计
Coupling Analysis and Decoupling Design of Power and Voltage Loops for Single-Phase Grid-Forming Converters
Zicheng Zhang · Chenghui Zhang · Cheng Fu · Jingyang Fang · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
在现代电力系统中，构网型变换器（GFMC）因其卓越的电网支撑能力成为关键技术。通常，GFMC的功率外环与电压内环为简化设计而独立配置，但两者间的耦合会导致性能下降甚至系统失稳。本文旨在分析这种耦合机制，并提出相应的解耦设计方法以提升系统稳定性。
解读: 该研究直接针对构网型技术（Grid-forming）的核心控制难题，对阳光电源的PowerTitan系列储能系统及组串式光伏逆变器具有重要指导意义。随着电网弱电网特征日益明显，传统的跟网型控制已无法满足高比例可再生能源接入需求。该解耦设计方法可优化阳光电源逆变器在弱电网下的电压支撑性能，提升系统在黑...
单电压环PI控制构网型变换器的稳定性分析与谐波滤波增强
Stability Analysis and Harmonic Filtering Enhancement of Single-Voltage-Loop PI-Controlled Grid-Forming Converters
Wenrui Li · Wenjia Si · Mowei Lu · Jingyang Fang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
构网型变换器（GFMC）因具备电压形成与频率调节能力而备受关注。相比多环控制，单电压环控制具有结构简单、动态响应快且无环路耦合等优势。本文针对单电压环控制在LCL滤波下的稳定性问题及谐波抑制能力进行了深入分析，并提出了相应的增强策略，为提升构网型设备的并网性能提供了理论支撑。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的构网型（Grid-forming）技术路线，特别是针对PowerTitan系列液冷储能系统及大型地面光伏电站的并网控制。单电压环控制策略的简化有助于降低计算资源占用，提升系统动态响应速度，这对于阳光电源在弱电网环境下的电网支撑能力至关重要。建议研发团队参考文中的谐波滤波增强...
孤岛模式下构网型变流器预同步过程的暂态稳定性分析
Transient Stability Analysis of Grid-Forming Converters During Presynchronization Process in Islanded Mode
Yi Yuan · Junpeng Ma · Shunliang Wang · Peng Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
功率同步控制（PSC）常用于构网型变流器的功率分配与电网同步。然而，并联变流器的顺序启动会导致变流器与负载间的有功功率失配，进而引发同步稳定性问题。本文提出了构网型变流器的暂态模型，以解决预同步过程中的稳定性挑战。
解读: 该研究直接关联阳光电源的核心业务——构网型（Grid-Forming）储能技术。随着PowerTitan和PowerStack等大容量储能系统在微电网及弱电网场景的应用增加，多机并联运行时的启动稳定性至关重要。本文提出的暂态模型及同步控制优化策略，可直接指导阳光电源PCS产品的控制算法升级，提升系统...
通过虚拟同步补偿器方法增强并网变换器的鲁棒稳定性
Enhancing the Robust Stability of Grid-Tied Converters Through the Virtual Synchronous Compensator Approach
Vincenzo Mallemaci · Sante Pugliese · Fabio Mandrile · Enrico Carpaneto 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
现代电网的稳定性日益依赖于构网型变换器的性能。虚拟同步机（VSM）是提供电网支撑的关键技术，但其可靠性常受电网阻抗估计偏差及多机交互等不确定性因素挑战。本文探讨了利用虚拟同步补偿器方法来增强变换器在复杂电网环境下的鲁棒稳定性。
解读: 该研究直接契合阳光电源构网型（Grid-forming）技术的发展战略。随着PowerTitan系列储能系统及大型光伏电站对电网支撑能力要求的提高，VSM技术已成为提升系统惯量和频率稳定性的核心。本文提出的鲁棒稳定性增强方法，可优化阳光电源组串式逆变器及储能变流器（PCS）在弱电网环境下的控制算法，...
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