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适应短路比与惯量变化的直驱风电机组跟-构网融合控制策略及功率支撑特性
Adaptive Grid-Following/Grid-Forming Integrated Control Strategy and Power Support Characteristics of PMSG-Based Wind Turbines under Varying Short-Circuit Ratio and Inertia
苏开元 · 刘朋印 · 殷波 · 丛聪 等5人 · 中国电机工程学报 · 2025年8月 · Vol.45
随着新能源大规模接入，电力系统短路比与惯量特性显著变化，传统跟网或构网控制面临适应性挑战。为此，提出一种适应短路比与惯量变化的直驱风电机组跟-构网融合控制策略，并研究其功率支撑特性。基于同步融合框架，设计机侧与网侧协同控制方案，构建以短路比和惯量比为判据的融合系数表达式；建立有功-频率、无功-电压动态响应模型，分析关键参数影响规律；通过电磁暂态仿真验证所提策略的有效性。结果表明，该融合控制可自适应调节机组的跟网/构网行为与备用容量，在宽短路比范围内实现有功功率支撑及稳定性与经济性的协调优化。
解读: 该研究的跟-构网融合控制策略对阳光电源的储能与光伏产品线具有重要参考价值。其自适应控制方法可直接应用于ST系列储能变流器和大型PowerTitan系统,提升在弱电网条件下的并网适应性。融合控制框架也可优化SG系列光伏逆变器的GFM功能,实现更灵活的跟网/构网模式切换。特别是短路比自适应技术,有助于提...
风电场接入弱电网控制耦合振荡分析及解耦抑制策略
Analysis and Decoupling Suppression Strategy of Control Coupling Oscillation for Wind Farms Connected to Weak Power Grids
孙素娟 · 侯凯 · 孙立鑫 · 过亮 等6人 · 电力系统自动化 · 2025年7月 · Vol.49
随着大型风电基地在弱电网条件下的短路比持续降低，跟网型风电系统因控制耦合引发的次同步振荡风险加剧。本文基于直驱风电场接入弱交流电网的传递函数模型，揭示了控制环节带宽重叠导致滞后相角叠加的振荡机理；提出基于电源近端电压虚拟采样的解耦控制策略，通过阻断锁相环与电压前馈中的振荡传播路径，有效抑制相角叠加，从根本上解决耦合振荡问题。该方法不依赖系统电感精度，适应极低短路比与多频振荡，兼顾动态性能与抑制效果，且易于工程实现，控制器在环测试验证了其有效性。
解读: 该研究对阳光电源的GFL型产品在弱电网并网应用具有重要参考价值。基于虚拟采样的解耦控制策略可优化SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的弱电网适应性,尤其适用于短路比极低的偏远地区并网场景。该方法不依赖系统参数,实现简单,可集成到现有控制平台,有助于提升产品在复杂电网条件下的稳定性。建议在新一代产品...
黑盒变换器接入发电机
CIGs）的振荡稳定性区域分析
作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 日期未知
现有稳定性分析方法多局限于特定工况，难以识别临界运行条件。本文定义了以短路比和输出功率为变量的振荡稳定性区域（OSR），并提出了一种获取该区域的方法，有效解决了黑盒变换器接入发电机（CIGs）在弱电网下的稳定性评估难题。
解读: 该研究对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统具有重要参考价值。随着全球光伏与储能装机容量增加，电网强度（SCR）不断降低，设备在弱电网下的振荡风险显著提升。该OSR分析方法可集成至iSolarCloud智能运维平台或研发仿真工具中，帮助工程师在项目前期快速评估逆...
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...
高惯量异步调相机：一种支撑可再生能源电站电压与频率的新工具
High-Inertia Asynchronous Condenser: A New Tool Cosupporting the Voltage and Frequency of Renewable Energy Stations
Xianfei Xie · Patrick J. Palanas · Yahong Chen · Xiaozhe Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
针对现代电网短路比低及缺乏机械惯量的问题，传统同步调相机惯量不足。本文提出一种高惯量异步调相机（HIAC）系统，通过结合异步电机与储能技术，有效提升可再生能源电站的电压支撑能力与频率稳定性，为弱电网下的电力系统提供更强的惯量响应。
解读: 该技术对于阳光电源的PowerTitan及PowerStack等大型储能系统具有重要战略意义。随着光伏与储能电站并网比例提升，弱电网下的电压与频率稳定性成为核心痛点。HIAC技术与阳光电源的构网型（Grid-forming）控制策略高度互补，建议将该高惯量技术理念融入下一代储能变流器（PCS）的控制...
并网变换器的自适应暂态稳定控制
Adaptive Transient Stabilization Control for Grid-Connected Converters
Shiying Zhou · Yumei Ma · Donghai Zhu · Haipeng Zhu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
本文提出了一种基于逆系统的并网变换器（GCC）自适应暂态稳定控制方法。通过将非线性系统转化为伪线性系统，该方法能够在弱电网故障期间自适应调节GCC的有功电流参考值。相比现有方法，该方案对不同短路比具有更强的适应性。
解读: 该技术对阳光电源的组串式及集中式光伏逆变器业务具有重要价值。随着全球光伏渗透率提升，电网强度普遍下降，弱电网下的并网稳定性已成为核心痛点。该自适应控制策略能显著提升逆变器在弱电网故障下的暂态支撑能力，降低脱网风险，提升系统对不同短路比（SCR）的兼容性。建议研发团队将其集成至iSolarCloud智...
超弱电网下跟网型逆变器有功功率传输增强与稳定性研究
Enhanced Active Power Transfer and Stability for Grid-Following Inverters Within an Ultraweak Grid
Guangda Ma · Chuan Xie · Cheng Li · Jianxiao Zou · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
本文针对超弱电网环境下跟网型（GFL）逆变器面临的大信号失稳（LSD）和小信号失稳风险，深入分析了无功电流注入（RCI）对功率角特性、端电压及最大有功传输功率（MTAP）的影响，并提出了相应的优化控制策略，以提升系统在低短路比（SCR）条件下的并网稳定性。
解读: 该研究直接针对阳光电源核心产品——组串式及集中式光伏逆变器在弱电网场景下的并网痛点。随着全球光伏渗透率提升，电网强度普遍下降，该技术对于优化阳光电源逆变器的控制算法、提升在低SCR电网下的最大输出功率及故障穿越能力具有重要指导意义。建议研发团队将文中关于RCI对MTAP影响的分析集成至iSolarC...
基于有源电纳的鲁棒构网型控制
Robust Grid-Forming Control With Active Susceptance
Fangzhou Zhao · Xiongfei Wang · Zichao Zhou · Yin Sun 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年3月
本文提出了一种针对宽范围短路比（SCR）具有鲁棒性的构网型控制方案。通过在传统功率同步控制中引入有源电纳环，增强了系统阻尼，实现了高稳定性，并支持使用标准的电压定向矢量电流控制，避免了复杂控制带来的局限性。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统具有极高应用价值。随着全球电网SCR水平不断降低，弱电网下的稳定性成为核心痛点。该方案通过有源电纳环增强阻尼，能够显著提升阳光电源构网型（GFM）产品的并网适应性，特别是在高比例可再生能源接入的弱电网场景下。建议研发团...
一种基于脑情绪学习的构网型逆变器智能同步功率控制
An Intelligent Synchronous Power Control for Grid-Forming Inverters Based on Brain Emotional Learning
Arman Oshnoei · Hoda Sorouri · Remus Teodorescu · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月
针对构网型逆变器（GFMI）在强电网连接下易出现小信号稳定性问题，本文提出了一种基于脑情绪学习（BEL）的智能同步功率控制（SPC）方案。该方案通过提升控制系统对短路比（SCR）变化的自适应能力，有效解决了GFMI在宽范围SCR下的稳定性挑战，增强了系统并网的鲁棒性。
解读: 该技术对阳光电源的构网型产品线（如PowerTitan系列储能PCS及大型组串式光伏逆变器）具有重要参考价值。随着全球电网弱电网特征日益明显，传统的虚拟同步机（VSG）控制在极端SCR条件下易失稳。引入脑情绪学习（BEL）等智能算法，可显著提升逆变器在弱电网下的动态响应与稳定性，减少对电网强度的依赖...
考虑电压稳定性约束的弱电网条件下风电场运行
Operating Wind Power Plants Under Weak Grid Conditions Considering Voltage Stability Constraints
Torsten Lund · Heng Wu · Hamid Soltani · John Godsk Nielsen 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
本文分析了弱电网条件下风电场（WPPs）的功率传输极限（Pmax）。研究指出，短路比（SCR）无法全面反映电网参数及配置对Pmax的影响，而电压灵敏度（∂Q/∂V）能更准确地评估系统稳定性，并据此提出了相应的评估指标。
解读: 该研究对阳光电源的风电变流器及大型光伏/储能电站的并网策略具有重要指导意义。在弱电网环境下，传统的SCR指标存在局限性，采用∂Q/∂V作为评估指标能更精准地指导变流器控制参数设计，提升系统在极端电网条件下的稳定性。建议将此评估方法集成至iSolarCloud智能运维平台，用于评估电站并网点的电压支撑...
面向宽范围短路比的构网型电压源变换器功率自同步控制
Power Self-Synchronization Control of Grid-Forming Voltage-Source Converters Against a Wide Range of Short-Circuit Ratio
Peng Wang · Junpeng Ma · Rui Zhang · Shunliang Wang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月
针对功率同步控制（PSC）在强电网下易失稳的问题，本文提出了一种功率自同步控制（PSSC）策略。该方法使电压源变换器（VSC）能够在短路比（SCR）从1到无穷大的宽范围内稳定运行，有效提升了构网型逆变器在弱电网及强电网环境下的适应能力。
解读: 该技术对阳光电源的构网型（GFM）产品线具有极高价值。目前阳光电源的PowerTitan储能系统及大型组串式逆变器正向构网型技术演进，以支撑高比例可再生能源电网。PSSC策略解决了传统控制在弱电网（如偏远光伏电站）下的稳定性瓶颈，并兼顾了强电网下的运行性能。建议研发团队将其集成至iSolarClou...
一种在大频率跌落及宽SCR和X/R范围下并网逆变器的紧凑型构网控制框架
A Tight Grid-Forming Control Framework for Grid-Connected Inverters Under Large Grid Frequency Drops With Wide Range of SCR and X/R
Xitong Niu · Yue Qu · Pengfeng Lin · Chenggang Cui 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
随着可再生能源渗透率提升，电网在频率大幅波动及弱电网条件下稳定性面临挑战。本文提出一种新型构网型（GFM）控制框架，旨在解决大频率跌落及宽短路比（SCR）和X/R比条件下的并网逆变器稳定性问题，确保公用事业级电站的电力供应可靠性。
解读: 该研究直接契合阳光电源在大型地面电站及储能领域的战略需求。随着全球电网弱网化趋势加剧，该构网型（GFM）控制框架对于提升阳光电源组串式逆变器及PowerTitan系列储能变流器（PCS）在极端电网工况下的支撑能力至关重要。建议研发团队将此紧凑型控制算法集成至iSolarCloud平台，通过优化控制策...
弱电网下短路比大幅波动时并网逆变器的阻抗自适应双模控制及基于D分割法的稳定性分析
Impedance Adaptive Dual-Mode Control of Grid-Connected Inverters With Large Fluctuation of SCR and Its Stability Analysis Based on D-Partition Method
Ming Li · Xing Zhang · Zixuan Guo · Hailong Pan 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年12月
传统电流源模式（CSM）在弱电网下易失稳，而电压源模式（VSM）在极弱电网下表现更佳。本文提出一种阻抗自适应双模控制策略，通过D分割法分析稳定性，有效解决了短路比（SCR）大幅波动导致的并网逆变器失稳问题，提升了系统在不同电网强度下的运行鲁棒性。
解读: 该研究直接契合阳光电源组串式逆变器及PowerTitan储能系统在弱电网环境下的并网需求。随着全球光伏渗透率提升，电网强度（SCR）波动成为行业痛点。本文提出的阻抗自适应双模控制可优化逆变器在跟网型（GFL）与构网型（GFM）模式间的平滑切换，显著增强产品在偏远地区或弱电网场景下的适应性。建议研发团...
考虑短路比要求的多直流输电系统同步调相机配置
Synchronous Condenser Placement for Multiple HVDC Power Systems Considering Short-Circuit Ratio Requirements
Jiaxin Wang · Jiawei Zhang · Qingchun Hou · Ning Zhang · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年5月
高压直流输电（HVDC）接入会降低系统的短路比（SCR）和电网强度，可能导致电压稳定性问题，尤其在高比例可再生能源系统中更为显著。同步调相机（SynCon）是提升SCR的有效手段。然而，由于SCR约束为非线性特征值不等式组，难以直接求解。本文基于广义谱分解提出瑞利割方法，将特征值不等式约束等价转化为线性约束，构建了求解SCR约束下SynCon选址定容问题的混合整数线性规划模型。理论分析了方法的收敛性、复杂度与误差，并通过与其他七种模型的数值对比验证了所提模型在解的质量和计算效率方面的优越性。
解读: 该同步调相机优化配置技术对阳光电源构网型储能系统具有重要参考价值。在高比例新能源接入场景下，阳光电源PowerTitan储能系统可通过GFM构网型控制模拟同步调相机功能，提供短路容量支撑。文中基于广义谱分解的瑞利割线性化方法，可直接应用于ST系列储能变流器的选址定容优化，解决多直流馈入系统的SCR约...
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...
弱电网中同步调相机优化配置与容量规划的混合整数线性规划模型
An MILP Model for Optimal Placement and Sizing of Synchronous Condensers in a Weak Grid
Ehsan Fouladi · Ali Mehrizi-Sani · Behrooz Bahrani · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年9月
摘要：随着基于逆变器的电源（IBR）日益普及，电力系统的强度（以短路比 [SCR] 衡量）和惯量正在下降。这是因为 IBR 不具备传统同步发电机（SG）的旋转惯量，并且它们对短路故障电流的贡献不如 SG 大。因此，在弱电网中，IBR 可能不具备足够的故障穿越（FRT）能力。安装同步调相机（SC）是一种补偿系统强度和惯量下降的解决方案，因为 SC 可以通过注入无功功率来提供旋转惯量和电压支持。然而，SC 成本高昂，需要通过确定新安装 SC 的最佳容量和位置来尽量降低其资本、运行和维护成本。本文提出...
解读: 该研究对阳光电源的大型储能和光伏逆变器产品具有重要参考价值。针对弱电网中同步调相机的优化配置问题，可启发ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的GFM控制策略优化，特别是在PowerTitan大型储能系统中实现虚拟同步机功能。通过将文中短路比SCR和系统惯量的评估方法应用于产品设计，可提升储能变流器...