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考虑控制器限幅的多虚拟同步发电机系统暂态同步稳定性分析
Transient Synchronization Stability Analysis of Multi-Virtual Synchronous Generator Systems Considering Controller Saturation
陆艺源 · 李宇骏 · 杨冬梅 · 牟同鹏 等8人 · 电力系统自动化 · 2025年4月 · Vol.49
为保护电力电子器件，虚拟同步发电机（VSG）常配置电流与频率限幅。暂态过程中限幅易被触发，影响系统稳定性。本文建立含电流限幅的多VSG系统动态模型，构造暂态能量函数，结合最近不稳定平衡点法求得系统稳定的最大能量V(x͂)。分析频率限幅对能量边界的影响，识别出仅含动能的两个特殊离开边界点，并提出运行点重置控制策略。通过优化获得避免电流限幅的最大能量Vcs，基于min{V(x͂), Vcs}设定频率限幅值，确保系统全局稳定。仿真与硬件在环实验验证了理论正确性。
解读: 该研究针对VSG控制器限幅问题的暂态稳定性分析，对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有直接应用价值。文中提出的电流与频率限幅协调控制策略，可优化现有构网型GFM控制算法，通过暂态能量函数法预判稳定边界，避免限幅触发导致的失稳风险。运行点重置控制策略可集成到储能PCS的保护...
多虚拟同步发电机主导系统稳定性分析方法及提高措施综述
A Review on Stability Analysis Methods and Enhancement Measures for Multi-Virtual Synchronous Generator Dominated Systems
胡秦然 · 巫绍辉 · 韩汝帅 · 张旺 等8人 · 电力系统自动化 · 2025年6月 · Vol.49
随着电网中电力电子设备比例上升，系统惯量下降，微电网等全电力电子化系统面临严峻频率稳定挑战。虚拟同步发电机（VSG）技术通过模拟同步机外特性提供虚拟惯量，未来将广泛应用于多机协同支撑场景。本文综述主配电网中VSG的稳定性研究进展，介绍其原理与电流源、电压源型拓扑特性，系统梳理从单机到多机系统的小信号与暂态稳定性分析方法及提升措施，并针对微电网全时序运行阶段，多层次剖析VSG面临的稳定性难题，最后提出后续研究方向与建议。
解读: 该研究对阳光电源储能与光伏产品的高比例并网应用具有重要指导意义。VSG技术可直接应用于ST系列储能变流器和大型储能系统PowerTitan的构网控制，提升系统惯量支撑能力；同时可优化SG系列光伏逆变器的并网特性，实现多机协同。研究成果有助于提升阳光电源在微电网场景下的产品竞争力，特别是在储能变流器的...
多VSG系统中内电压控制对有功功率振荡负阻尼效应的分析与抑制
Analysis and Mitigation of Inner Voltage Control’s Negative Damping Effect on Active Power Oscillations in Multi-VSG Systems
Rui Liu · Zhiheng Lin · Han Zhang · Yunwei Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月
虚拟同步机（VSG）作为一种构网型技术，在提升高比例电力电子电力系统的频率与电压稳定性方面展现出巨大潜力。本文针对多台VSG并联系统，深入分析了内电压控制环路引发的负阻尼效应，该效应会导致VSG与电网之间以及VSG单元之间的有功功率振荡，并提出了相应的抑制策略。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的构网型（Grid-forming）技术战略。随着PowerTitan系列储能系统及大型光伏电站对弱电网支撑能力要求的提升，VSG技术已成为核心竞争力。文章揭示的内电压控制负阻尼效应，对于优化阳光电源PCS（储能变流器）的控制算法至关重要。建议研发团队在PowerTitan及...
面向频率稳定性提升的VSG暂态稳定性增强方法
A Transient Stability Enhancement Method for VSG Targeting Frequency Stability Improvement
杨万里涂春鸣肖凡郭祺 · 中国电机工程学报 · 2025年1月 · Vol.45
电网故障期间维持虚拟同步发电机（VSG）的暂态稳定性对系统安全至关重要，而频率稳定性是其实现的前提。现有方法较少兼顾二者，为此提出一种面向频率稳定性提升的VSG暂态稳定性增强控制策略。通过分析惯性和阻尼在不同故障下对系统动态特性的影响，引入角频率偏差反馈的有功控制环，并结合小信号与大信号模型综合研究暂态响应。进一步提出考虑最优阻尼比的参数设计方法，实验结果验证了理论分析与所提方法的有效性。
解读: 该VSG暂态稳定性增强方法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，该方法通过角频率偏差反馈优化有功控制环，可显著提升电网故障期间的频率稳定性和暂态响应性能。基于最优阻尼比的参数设计方法可直接应用于VSG控制算法优化，增强构网型GFM控制策略...
一种具有虚拟电阻以增强小信号稳定性与暂态同步稳定性的改进型VSG控制策略
A Modified VSG Control Scheme With Virtual Resistance to Enhance Both Small-Signal Stability and Transient Synchronization Stability
Shimiao Chen · Yao Sun · Hua Han · Siqi Fu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年5月
研究表明，虚拟电阻虽能抑制同步谐振，却会削弱虚拟同步机（VSG）的暂态同步稳定性。为解决这一矛盾，本文提出了一种改进的VSG控制方案，核心思想是利用虚拟公共连接点（PCC）处的虚拟有功功率替代实际有功功率参与控制，从而在提升小信号稳定性的同时，有效增强系统在暂态下的同步能力。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的构网型（Grid-Forming）技术布局。随着PowerTitan系列储能系统及大型组串式逆变器在弱电网场景下的应用日益广泛，VSG控制的稳定性至关重要。本文提出的改进方案能有效解决虚拟电阻带来的暂态同步问题，对于提升阳光电源储能变流器（PCS）在复杂电网环境下的抗扰动能...
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...
基于人工智能的可靠虚拟同步机控制设计
Artificial Intelligence-Based Control Design for Reliable Virtual Synchronous Generators
Qianwen Xu · Tomislav Dragicevic · Lihua Xie · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月
虚拟同步机（VSG）是解决高比例可再生能源并网下频率稳定问题的关键技术。然而，VSG仿真带来的功率波动增加了电力电子变换器中功率半导体器件的应力，从而对其可靠性产生负面影响。本文提出了一种基于人工智能的控制策略，旨在优化VSG性能的同时提升系统的可靠性。
解读: 该研究直接契合阳光电源在构网型（Grid-Forming）技术领域的战略布局。随着PowerTitan等储能系统及大型光伏电站对电网支撑能力要求的提高，VSG控制已成为核心竞争力。本文提出的AI控制策略可有效平衡VSG的频率支撑性能与功率器件的寿命损耗，对提升阳光电源组串式逆变器及PCS产品的长期运...
一种用于虚拟同步机控制稳定性增强的混合功率同步方案
A Hybrid Power Synchronization Scheme for Stability Enhancement of Virtual Synchronous Generator Control
Yang Shao · Yi Xiao · Yongheng Yang · Lunbo Deng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月
针对串联补偿输电系统中虚拟同步机（VSG）控制引发的次同步振荡（SSO）问题，本文分析了其产生机理，即电容性串补线路与感性VSG之间的阻抗谐振。为解决该问题，提出了一种混合功率同步方案，旨在提升VSG在弱电网及复杂输电环境下的并网稳定性。
解读: 随着阳光电源PowerTitan系列储能系统及组串式逆变器在大型地面电站和弱电网环境下的广泛应用，构网型（GFM）技术已成为核心竞争力。本文提出的混合功率同步方案直接针对VSG在串补电网下的次同步振荡问题，对阳光电源提升储能PCS及大型光伏逆变器的电网适应性具有重要参考价值。建议研发团队将该同步控制...
一种基于传统下垂控制与虚拟同步机控制对比的构网型逆变器广义下垂控制策略
A Generalized Droop Control for Grid-Supporting Inverter Based on Comparison Between Traditional Droop Control and Virtual Synchronous Generator Control
作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 日期未知
本文提出了一种用于构网型逆变器的广义下垂控制（GDC）策略。通过对比传统下垂控制与虚拟同步机（VSG）控制的优缺点，指出两者在应对不同电网动态需求时的局限性。GDC旨在融合两者的优势，以实现更优的电网支撑性能和动态响应特性。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的构网型（Grid-forming）技术路线，对于PowerTitan系列储能系统及大型组串式光伏逆变器在弱电网环境下的稳定性至关重要。传统的下垂控制与VSG各有侧重，GDC策略能够提升阳光电源产品在复杂电网场景下的频率与电压支撑能力，增强系统黑启动及微网运行的鲁棒性。建议研...
一种基于光伏与超级电容协调的经济型虚拟同步发电机系统
A Cost-Efficient Virtual Synchronous Generator System Based on Coordinated Photovoltaic and Supercapacitor
Jia Liu · Yuguang Hou · Jingyu Guo · Xinyu Liu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月
虚拟同步机（VSG）控制因具备惯量支撑和一次调频能力，在并网逆变器中得到广泛应用，但通常以增加储能成本为代价。本文提出了一种基于光伏（PV）与超级电容（SC）协调的经济型构网型VSG系统，旨在降低系统成本的同时实现高效的电网支撑功能。
解读: 该研究直接契合阳光电源PowerTitan和PowerStack等储能系统及构网型（Grid-forming）逆变器技术的发展方向。通过光伏与超级电容的协同，能够有效优化储能配置，降低系统全生命周期成本（LCOE）。建议研发团队关注该控制策略在iSolarCloud平台上的集成，利用超级电容的高功率...
一种改善虚拟同步机同步稳定性的暂态阻尼方法
Transient Damping Method for Improving the Synchronization Stability of Virtual Synchronous Generators
Xiaoling Xiong · Chao Wu · Bin Hu · Donghua Pan 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
虚拟同步机（VSG）旨在模拟同步发电机动态以实现分布式能源并网。然而，VSG在电网故障下的同步稳定性尚不明确。本文揭示了VSG因非线性特性导致失步的内在机理，并提出了一种暂态阻尼方法以提升其在故障期间的同步稳定性。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的构网型（Grid-forming）技术路线。随着全球电网弱网化趋势加剧，阳光电源的PowerTitan系列储能系统及大型组串式光伏逆变器在弱电网下的稳定性至关重要。本文提出的暂态阻尼方法可有效优化VSG控制算法，提升产品在电网故障下的低电压穿越（LVRT）能力及抗扰动性能。...
基于阻尼能量可视化与近似的虚拟同步机并联系统暂态稳定性分析
Transient Stability Analysis for Paralleled System of Virtual Synchronous Generators Based on Damping Energy Visualization and Approximation
Qiannan Qu · Xin Xiang · Jintao Lei · Wuhua Li 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
随着虚拟同步机（VSG）控制逆变器在可再生能源系统中的渗透率不断提高，分析并联VSG系统间交互作用下的暂态稳定性变得至关重要。然而，VSG对逆变器间相对运动产生的阻尼效应尚不明确，这阻碍了对系统暂态稳定性的精确评估。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的构网型（Grid-Forming）技术布局。随着电力系统弱网化趋势加剧，阳光电源的PowerTitan储能系统及组串式光伏逆变器正向构网型控制演进。该文提出的阻尼能量可视化方法，可用于优化阳光电源iSolarCloud平台下的多机并联控制策略，提升大型储能电站及光储电站在复...
面向设计的虚拟同步机限流单元分析与暂态控制
Design-Oriented Analysis and Transient Control for VSG With Current Saturation Unit
Cong Luo · Yandong Chen · Shuhan Liao · Zili Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
在电网故障条件下，虚拟同步机（VSG）因限流单元（CSU）的存在易产生暂态不稳定。现有研究多采用固定限流角，忽略了其对系统稳定性的影响。本文针对带限流单元的VSG进行设计导向分析，旨在解决电网故障下的暂态稳定性问题。
解读: 该研究直接服务于阳光电源构网型（Grid-forming）技术的发展，特别是PowerTitan系列液冷储能系统及大型组串式逆变器在弱电网或高比例可再生能源接入场景下的应用。随着电网对构网型逆变器支撑能力要求的提高，限流策略的暂态稳定性至关重要。建议研发团队将该设计导向分析方法集成至iSolarCl...
考虑阻尼影响的虚拟同步发电机暂态同步稳定性量化分析
Quantitative Analysis of Transient Synchronization Stability of Virtual Synchronous Generators Considering Damping Effects
张静怡 · 田震 · 李锡林 · 黄萌 等6人 · 电力系统自动化 · 2025年4月 · Vol.49
随着新能源发电机组大规模并网，电力系统暂态同步失稳风险加剧。构网型变流器采用虚拟同步发电机（VSG）控制可模拟同步机动力学特性，提升电网同步能力。为精确量化虚拟惯量与阻尼对暂态稳定性的影响，本文提出基于迭代等面积法则的分析方法。依据能量守恒原理，通过迭代算法求解临界稳定下频率-功角分布函数，量化惯量与阻尼做功对加减速面积的影响，并比较不同参数下的暂态稳定域，揭示参数对稳定边界的作用。MATLAB/Simulink仿真与RT-LAB硬件在环实验验证了该方法的有效性与优越性。所提方法保守性低，可快速...
解读: 该VSG暂态稳定性量化分析方法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，所提迭代等面积法可精确计算虚拟惯量与阻尼参数边界，指导GFM控制策略优化，降低弱电网并网时的暂态失稳风险。该方法保守性低、计算快速的特点适合集成到iSolarCloud平台，...
一种用于虚拟同步机低频稳定性增强的附加阻尼转矩方法
An Additional Damping Torque Method for Low-Frequency Stability Enhancement of Virtual Synchronous Generators
Xiaoling Xiong · Xinyue Li · Bochen Luo · Meng Huang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
虚拟同步机（VSG）因等效阻尼比不足可能引发低频振荡，严重影响系统稳定性。本文提出了一种基于阻尼转矩模型和分析方法的附加阻尼控制策略，旨在不影响VSG下垂特性和惯性响应的前提下，有效提升系统的低频稳定性。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的构网型（Grid-Forming, GFM）技术路线。随着高比例新能源接入，电网强度下降，VSG技术已成为阳光电源PowerTitan储能系统及大型光伏逆变器提升电网支撑能力的核心。该附加阻尼方法能有效解决VSG在弱电网环境下的低频振荡问题，提升系统在复杂电网工况下的鲁棒性...
虚拟同步机控制下串联补偿并网系统的次同步谐振分析与抑制
Analysis and Mitigation of Subsynchronous Resonance in Series-Compensated Grid-Connected System Controlled by a Virtual Synchronous Generator
Gaoxiang Li · Yandong Chen · An Luo · Zhixing He 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年10月
本文类比同步发电机的次同步谐振（SSR）现象，研究了虚拟同步机（VSG）在串联补偿电网中因阻抗交互引起的低频振荡问题。文章通过阻抗建模分析了系统的稳定性，并提出了相应的抑制策略，旨在解决高比例电力电子化电网中的谐振风险。
解读: 随着阳光电源PowerTitan等大型储能系统及组串式逆变器在弱电网和长距离输电场景的应用增加，构网型（GFM）技术已成为核心竞争力。VSG作为构网型控制的关键技术，在串补电网中面临的SSR风险直接影响电站的并网稳定性。本研究对于优化阳光电源逆变器及PCS的控制算法、提升在复杂电网环境下的阻抗匹配能...
基于虚拟导纳的状态观测器设计以增强虚拟同步机的动态同步性能
A Virtual Admittance-Based State Observer Design for Enhanced Dynamic Synchronization Performance of Virtual Synchronous Generator
Dongren Dai · Jinghua Li · Fei Lan · Wei Tian · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
虚拟电阻（VR）虽能提升虚拟同步机（VSG）的小信号稳定性，但会削弱其动态同步性能。为解决此矛盾，本文设计了一种基于虚拟导纳的状态观测器（VABOB）。通过分析VSG小信号模型发现，仅在0Hz处需要额外虚拟电阻来抑制振荡，该观测器实现了性能的优化。
解读: 该技术直接服务于阳光电源的构网型（Grid-Forming）技术路线。随着PowerTitan系列储能系统及大型光伏电站对弱电网适应性要求的提高，VSG控制策略的稳定性与动态响应速度至关重要。本文提出的基于虚拟导纳的状态观测器，能够有效解决传统虚拟电阻带来的动态性能折损问题，提升系统在弱电网下的暂态...
增量反馈观测器和暂态矢量补偿混合驱动的构网型VSG阻尼改善方法
Hybrid Damping Improvement Method for Grid-Forming VSG Using Incremental Feedback Observer and Transient Vector Compensation
作者未知 · 中国电机工程学报 · 2025年12月 · Vol.2025
Virtual synchronous generator (VSG) suffers from insufficient damping, causing frequency oscillations during active power regulation. This paper proposes an IFO-TVC hybrid method: IFO captures small-signal power/angle increments via delay to enhance ...
解读: 该研究直接支撑阳光电源构网型储能变流器（如ST系列PCS、PowerTitan）在弱电网及孤岛场景下的高稳定性需求。VSG阻尼增强可显著提升PowerTitan在调频调峰、黑启动等应用中的动态响应与抗扰能力，建议将IFO-TVC算法集成至iSolarCloud智能控制平台，并优先在海外弱电网项目（如...
基于序阻抗的虚拟同步机(VSG)与传统并网逆变器稳定性对比研究
Sequence-Impedance-Based Stability Comparison Between VSGs and Traditional Grid-Connected Inverters
作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 日期未知
传统并网逆变器（TGCI）在弱电网环境下易发生小信号失稳。本文建立了虚拟同步机（VSG）的小信号序阻抗模型，并对比分析了VSG与TGCI的序阻抗特性，揭示了两者在并网稳定性方面的差异。
解读: 该研究直接关联阳光电源的构网型（Grid-Forming）技术布局。随着PowerTitan等储能系统及大型光伏电站接入弱电网的需求增加，VSG技术已成为提升系统惯量支撑与电压稳定性的核心。通过对比VSG与传统跟网型（GFL）逆变器的序阻抗特性，阳光电源研发团队可优化控制算法，提升产品在极端弱电网下...
限流策略对虚拟同步机暂态稳定性的影响
Impacts of Current Limiting on the Transient Stability of the Virtual Synchronous Generator
Kourosh Gharouni Saffar · Sina Driss · Firouz Badrkhani Ajaei · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年2月
本文研究了不同限流策略对虚拟同步机（VSG）暂态稳定性的影响。通过理论分析构建了VSG在不同工况下的功率-功角曲线，并利用硬件在环实验进行了验证。研究表明，参考电流饱和策略对系统的暂态稳定性具有显著影响，为提升VSG在故障条件下的运行稳定性提供了理论依据。
解读: 该研究直接关联阳光电源构网型（Grid-forming）技术路线。随着PowerTitan系列储能系统及大型组串式逆变器在弱电网场景下的应用增多，VSG控制策略的暂态稳定性至关重要。本文提出的限流策略分析有助于优化阳光电源iSolarCloud平台下的并网控制算法，提升产品在电网故障下的抗扰动能力，...
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