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构网型技术:演进历程、功能定位与应用展望
Grid-Forming Technology: Evolution, Functional Positioning and Application Prospects
王伟 · 周少泽 · 黄萌 · 艾诚 等7人 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
为支撑新能源高效利用与电力可靠供应，构网型技术已在多种电力系统场景中开展初步实践。本文梳理其演进历程及国内外标准规范，分析技术发展的内在驱动，明确其在不同电网形态下的功能定位；从稳态、动态与暂态稳定性等角度剖析当前面临的技术挑战，并对未来规模化应用所需解决的关键问题进行展望，以推动其在新型电力系统中的广泛应用。
解读: 该研究对阳光电源储能与光伏产品的构网型技术升级具有重要指导意义。ST系列储能变流器和大型储能系统PowerTitan可基于构网型控制实现独立供电能力；SG系列光伏逆变器通过引入VSG控制可提升弱电网适应性。研究成果有助于优化产品在稳态、动态和暂态工况下的性能表现，对提升阳光电源在新型电力系统中的技术...
构网型储能变流器自适应低电压穿越控制策略
Grid-forming Energy Storage Converter Adaptive Low Voltage Ride-through Control Strategy
李建林 · 邹菲 · 游洪灏 · 袁晓冬 · 电工技术学报 · 2025年1月 · Vol.40
构网型储能变流器虽具备主动支撑能力，可有效降低新型电力系统风险，但在系统扰动导致电压跌落时易出现失稳与过电流问题。本文分析其暂态特性及扰动电流主导因素，揭示系统稳定性取决于功角曲线与有功参考值的交点存在性，扰动电流大小与无功输出相关。据此提出一种自适应低电压穿越控制策略，通过动态调节有功、无功功率参考值，在不改变控制结构的前提下实现电压源特性维持与主动支撑能力，兼顾系统稳定与电流限幅。仿真与半实物实验验证了该策略的有效性。
解读: 该自适应低电压穿越控制策略对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究提出的动态功率参考值调节方法可直接应用于构网型GFM控制架构优化，解决电压跌落时的失稳与过电流问题。通过功角曲线分析实现稳定性判据，结合无功输出调节扰动电流的技术路线，可增强ST储能变流器在...
基于混合同步控制的构网型变流器不对称故障下暂态稳定分析
Transient Stability Analysis of Grid-Forming Converters with Hybrid Synchronous Control under Asymmetric Faults
王龙悦 · 胡鹏飞 · 于彦雪 · 杨锐良 等5人 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
构网型变流器因具备主动支撑能力和弱电网适应性而受到广泛关注，但其在电网故障下的暂态稳定问题仍制约着实际应用。现有研究多集中于对称故障场景，针对不对称故障的研究尚不充分。本文针对混合同步型构网控制，引入正负序解耦机制，构建适用于不对称故障的控制框架；建立系统详细动态模型，结合相图法定量揭示正负序电流与暂态失稳边界的数学关系；并通过电磁暂态仿真与硬件在环实验验证了所提方法的有效性与分析准确性。
解读: 该混合同步控制下不对称故障暂态稳定分析技术对阳光电源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。研究提出的正负序解耦机制可直接应用于PowerTitan大型储能系统，提升单相接地等不对称故障下的暂态稳定裕度。相图法揭示的失稳边界数学关系为阳光电源弱电网并网场景下的电流限...
构网型变流器控制技术及原理综述
A Review of Grid-Forming Converter Control Technologies and Principles
刘辉于思奇孙大卫吴林林李蕴红王潇 · 中国电机工程学报 · 2025年1月 · Vol.45
近年来，新能源机组多采用跟网型控制，削弱了系统的同步机制，引发多次稳定问题。构网型控制可使变流器作为电压源并网，提供电压、频率支撑并增强系统惯量与阻尼。本文综述了四种典型构网型技术的发展历程，深入解析下垂控制、虚拟同步机与匹配控制的原理及其与跟网型控制的本质差异，并通过电磁暂态仿真对比各类控制策略的暂态响应特性，凸显构网型在主动支撑方面的优势，最后探讨了关键技术难点与未来研究方向。
解读: 该综述对阳光电源构网型控制技术发展具有重要指导价值。文中对比的下垂控制、虚拟同步机VSG与匹配控制原理，可直接应用于ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的控制策略优化，增强电网支撑能力。四种典型GFM技术的暂态响应特性对比，为SG系列光伏逆变器在弱电网场景下的稳定运行提供算法改进方向...
基于虚拟同步相角补偿的构网型双馈风电机组轴系扭振阻尼控制
Grid-forming Control of DFIG-based Wind Turbines with Virtual Synchronous Phase Angle Compensation for Shaft Torsional Vibration Damping
郭子腾张宇张琛宗皓翔蔡旭 · 高电压技术 · 2025年3月 · Vol.51
构网型风电控制有助于缓解高比例新能源电力系统的频率与电压稳定性问题。现有研究多关注机组网侧动态特性，而对机电耦合下的轴系扭振特性分析不足。构网型控制增强了电网与风机前端的动态交互，易引发轴系扭振。本文建立计及机电耦合的构网型风电机组状态空间模型，通过特征值分析揭示引入额外阻尼的必要性，阐明经典阻尼策略在构网模式下的局限性，并提出基于虚拟同步相角补偿的新型阻尼控制方法，在不削弱惯量响应的前提下有效抑制轴系欠阻尼甚至发散振荡。联合Bladed与NovaCor的实时仿真验证了理论分析与所提策略的有效性...
解读: 该研究对阳光电源构网型产品的机电耦合稳定性控制具有重要参考价值。虚拟同步相角补偿技术可直接应用于ST系列储能变流器和大型储能系统的GFM控制，优化其轴系扭振特性。同时该方法也可迁移至SG系列光伏逆变器的VSG控制，提升高比例新能源并网稳定性。特别是在PowerTitan等大型储能系统中,该技术有助于...
不平衡弱电网下构网型双馈风电机组转子侧变流器优化策略
Optimal Control Strategy for Rotor-side Converter of Grid-forming DFIG Wind Turbines under Unbalanced Weak Grid Conditions
徐上 · 谢震 · 杨曙昕 · 李梦杰 等6人 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
在不平衡弱电网条件下，双馈风电机组存在正负序耦合通路，机网交互增强，导致系统稳定性恶化。本文建立了构网型双馈风电机组的小信号状态空间模型，分析了正负序转子电流控制的稳定性和不平衡度影响。提出基于自适应虚拟阻抗的优化控制策略，实现对不平衡定子电压与电流的协同补偿。理论分析与硬件在环实验结果表明，该策略显著提升了机组在不平衡弱电网下的运行稳定性。
解读: 该研究的构网型控制策略对阳光电源的储能变流器和大功率风光储系统具有重要参考价值。自适应虚拟阻抗控制方法可优化ST系列储能变流器在弱电网下的并网性能,提升PowerTitan储能系统的电网支撑能力。研究中的正负序解耦控制思路可应用于SG系列逆变器的不平衡电网适应性改进。该技术与阳光电源现有的GFM控制...
基于缓冲函数和阻尼切换的构网型储能参数自适应调整方法
Adaptive Parameter Adjustment Method for Grid-Forming Energy Storage Based on Buffer Function and Damping Switching
崔杨 · 马搏余 · 戴汉扬 · 马鑫 等5人 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
在新型电力系统高比例新能源与电力电子设备背景下，构网型控制虽提升系统惯量与阻尼支撑能力，但可能削弱动态调节性能。为此，本文提出一种基于缓冲函数与稳态/暂态阻尼切换的储能参数自适应调整方法。通过引入缓冲函数提高惯量调节平滑度，结合阻尼切换机制减小频率变化过程中的有功功率稳态误差，并采用模糊控制对惯量与阻尼进行修正，确保系统稳定性。仿真结果表明，该方法可有效提升系统小干扰稳定性和功率响应动态性能。
解读: 该自适应参数调整方法对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。文章提出的缓冲函数与阻尼切换机制可直接优化现有构网型GFM控制策略：在虚拟同步机VSG算法中引入平滑惯量调节，避免功率突变对储能系统的冲击；通过稳态/暂态阻尼自适应切换，提升ST变流器在弱电网并网时的...
基于直流电压同步的构网型直驱风电机组暂态控制方法
Transient Control Method for Grid-Forming Direct-Driven Wind Turbines Based on DC Voltage Synchronization
邓桢彦 · 王晗 · 周少泽 · 曹云峰 等6人 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
“双高”电力系统具有弱惯量、低短路比特点，跟网型新能源难以提供有效的暂态支撑，构网型控制成为关键解决方案。构网型变流器虽呈电压源特性，但受限于器件过流能力，故障下暂态电流控制困难。全功率直驱风机可通过直流电压同步实现构网，并辅以电流环抑制故障电流，但故障瞬时仍存在冲击电流，易引发保护动作。本文分析其短路电流机理与功率响应特性，提出改进暂态控制策略：采用电压矢量限幅器实现内电势与电网电压快速匹配，抑制稳态短路电流；引入自适应虚拟电阻抑制暂态电流分量；故障期间闭锁同步与无功环路，维持电压源特性，实现...
解读: 该研究的直流电压同步构网控制方法对阳光电源的储能变流器和大功率光伏逆变器产品具有重要参考价值。特别是其提出的电压矢量限幅和自适应虚拟电阻技术，可直接应用于ST系列储能变流器的GFM控制优化，提升系统在弱电网下的暂态响应性能。对于SG系列大功率光伏逆变器，该方案的故障电流抑制策略可提高产品在低短路比电...
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...
海上风电柔性直流外送系统主动支撑技术综述
A Review of Active Support Technologies for Offshore Wind Power Flexible DC Transmission Systems
阳岳希 · 贺之渊 · 彭程 · 张汉斌 等6人 · 高电压技术 · 2025年6月 · Vol.51
随着近海风电开发趋于饱和，远海风电日益受到重视。基于电压源换流器的高压直流输电（VSC-HVDC）因其灵活可控、孤岛运行和远距离输电优势，成为远海风电外送的首选方案。然而，大规模风电接入导致电网弱系统、低惯量与电压支撑不足等稳定性问题，提升系统主动支撑能力成为研究热点。本文首先介绍系统拓扑与传统控制策略，继而从有功与无功角度分析跟网型控制下附加控制方法及其局限性，探讨构网型控制的技术需求与标准，梳理不同技术路线的特点，最后展望发展趋势并指出关键技术挑战。
解读: 该研究对阳光电源在海上风电并网和储能领域具有重要参考价值。VSC-HVDC主动支撑技术可直接应用于ST系列储能变流器的构网型控制，提升PowerTitan储能系统的电网支撑能力。研究中的跟网型GFL和构网型GFM控制策略，与阳光电源现有的SG系列逆变器控制技术高度契合，可优化产品在弱电网条件下的并网...
通过集成虚拟功率方法增强直驱电压型构网逆变器的大扰动稳定性
Enhancing Large Disturbance Stability of Direct Voltage Grid-Forming Converters through Integration of the Virtual Power Method
Yorgo Laba · Frédéric Colas · Antoine Bruyère · Thibault Prevost 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
构网型控制（GFM）在现代电力系统中对维持电压稳定、提供惯量支撑具有关键作用。由于GFM以电压源模式运行，电流控制面临挑战，尤其在故障后电流限幅可能削弱系统同步能力与稳定裕度。现有基于电流环的构网控制（CCGFM）虽可实现电流限制，但持续的电流控制会降低小信号稳定性。本文提出一种融合虚拟功率方法的新型电压控制型构网（VCGFM）混合架构，在正常运行时保留传统VCGFM优越的小信号稳定性，故障期间引入虚拟功率解耦同步角与电流限幅，提升大扰动下的稳定性。实验验证了该方法的有效性。
解读: 该混合VCGFM架构对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。当前阳光电源构网型产品在电网故障时面临电流限幅与同步稳定的矛盾，该研究提出的虚拟功率解耦方法可直接应用于ST2236UX等高压储能变流器，在正常运行保持优异小信号稳定性的同时，故障期间通过虚拟功率控制...