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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...
面向限流的约束感知构网型控制
Constraint-Aware Grid-Forming Control for Current Limiting
Dominic Groß · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
本文提出了一种约束感知构网型（GFM）控制策略，在生成电压参考值（相位和幅值）的振荡器动力学中，显式考虑了电流限制和调制限制。该方法在满足约束条件的同时，最大限度地减小了与传统无约束GFM下垂控制的偏差，有效提升了逆变器在弱电网或故障工况下的运行稳定性。
解读: 该技术对阳光电源的PowerTitan系列液冷储能系统及大型组串式逆变器具有重要意义。随着高比例可再生能源接入，电网强度下降，构网型（GFM）技术已成为核心竞争力。该研究通过在振荡器层面引入约束感知，解决了GFM在过流保护时的非线性切换难题，能显著提升阳光电源产品在弱电网下的黑启动能力和电压支撑稳定...
一种无需电流采样的LLC变换器恒定谐振电流限制策略
Constant Resonant Current Limiting Strategy for LLC Converter Without Current Sensing
Qiqi Li · Bangyin Liu · Ruichang Zheng · Shanxu Duan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年9月
LLC谐振变换器在启动和过载时存在较大的电流冲击。传统的开环限流方法效果有限且设计复杂，而闭环限流方法则需要额外的电流采样。本文基于状态轨迹分析，研究了谐振电流、输出电压与开关频率之间的关系，提出了一种无需电流传感器的恒定谐振电流限制策略，有效解决了LLC变换器的过流保护问题。
解读: 该研究直接优化了LLC变换器的控制逻辑，对阳光电源的储能变流器（PCS，如ST系列、PowerTitan）及户用光伏逆变器中的DC-DC级具有重要参考价值。在储能系统中，LLC变换器常用于实现高效的DC-DC变换，该策略通过无需电流采样即可实现精确限流，不仅能降低硬件成本（减少电流传感器），还能提升...
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，...
基于LLC变换器的直流变压器在过载条件下的限流技术
Current Limiting in Overload Conditions of an LLC-Converter-Based DC Transformer
Jakub Kucka · Drazen Dujic · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年9月
本文研究了基于LLC谐振变换器的直流变压器在开环运行下的优势，如高效率、电压刚性及电气隔离。针对其在过载条件下缺乏电流限制能力的缺陷，文章提出了相应的限流策略，以提升系统在复杂工况下的可靠性与稳定性。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及直流耦合光储系统具有重要参考价值。LLC拓扑常用于储能变流器（PCS）的隔离级，实现高效率能量转换。在直流微网或多端口能量路由器应用中，过载限流技术能有效提升系统在极端负载波动下的鲁棒性，防止功率器件过流损坏。建议研发团...
基于虚拟导纳控制的构网型模块化多电平变换器的小信号稳定性分析与增强
Small-Signal Stability Analysis and Enhancement of Virtual Admittance Control Based Grid-Forming MMC
Lei Gao · Jing Lyu · Aolin Shi · Xiaoqiang Fu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
构网型模块化多电平变换器（GFM-MMC）在提升电力系统（尤其是弱电网）小信号稳定性方面展现出巨大潜力。虚拟导纳控制常用于GFM-MMC的限流，但该控制策略可能对系统小信号稳定性产生不利影响。本文针对此问题进行了深入分析，并提出了相应的稳定性增强策略。
解读: 该研究直接关联阳光电源PowerTitan等大型储能系统及高压大功率变换技术。随着电网弱化，构网型（GFM）技术已成为储能PCS的核心竞争力。虚拟导纳控制是实现PCS限流与构网支撑的关键，但其带来的稳定性挑战是工程落地中的痛点。建议研发团队参考该文献的稳定性增强策略，优化PowerTitan系列在弱...
电压调节同步Buck变换器的限流次优滑模控制
Current-Limited Suboptimal Sliding Mode Control for Voltage-Regulated Synchronous Buck Converters
Rafael Ramos · Victor Repecho · Domingo Biel · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年11月
本文提出了一种基于非线性切换面的新型滑模控制策略，旨在实现降压变换器在启动过程中的次优限流响应。该设计通过结合不同的切换面，使系统轨迹在输出电压误差较小前沿恒流路径运行，并引入非奇异终端滑模控制，优化了动态性能与限流保护。
解读: 该研究提出的限流滑模控制技术对于阳光电源的DC-DC变换环节具有重要参考价值。在户用及工商业光伏逆变器、储能系统（如PowerStack/PowerTitan中的DC-DC模块）以及电动汽车充电桩中，启动阶段的电流冲击保护至关重要。采用该非线性滑模控制策略，可以在保证系统动态响应速度的同时，有效限制...
电网故障下具有改进限流能力的构网型逆变器模型预测双环控制
Model-Predictive Dual-Control Loop With Improved Current-Limiting Capability for Grid-Forming Inverter Under Grid Faults
Han Zhang · Cheng Xue · Rui Liu · Yunwei Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
针对构网型（GFM）逆变器在电网故障下的限流难题，本文提出了一种模型预测双环控制策略。该方法克服了传统线性控制器在紧急故障状态下性能受限及级联结构带宽不足的问题，通过优化模型预测控制（MPC）算法，显著提升了逆变器在故障期间的限流能力与故障穿越性能。
解读: 该研究直接契合阳光电源在构网型（GFM）技术领域的战略布局。随着高比例可再生能源接入，电网对逆变器支撑能力要求提升，PowerTitan系列储能系统及大型地面光伏逆变器需具备极强的故障穿越与弱电网适应性。本文提出的MPC双环控制策略能有效解决故障期间的过流保护与电压支撑矛盾，建议研发团队将其引入下一...
占空比控制H桥LLC谐振变换器中的均等损耗分布
Equal Loss Distribution in Duty-Cycle Controlled H-Bridge LLC Resonant Converters
Jakub Kucka · Drazen Dujic · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年5月
占空比控制是LLC谐振变换器实现限流的常用方法，常用于启动或过载保护。然而，该方法会改变谐振槽电流波形，导致开关损耗和导通损耗增加。本文研究了如何在占空比控制下实现损耗的均匀分布，以提升变换器的安全运行能力。
解读: 该研究针对LLC谐振变换器在限流模式下的损耗优化问题，对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及户用光伏逆变器中的DC-DC变换级具有重要参考价值。在储能变流器（PCS）中，LLC拓扑常用于实现高效率的能量转换，通过优化占空比控制下的损耗分布，可有效提升系统在极端工况...
基于电容-二极管钳位限流的LLC谐振变换器分析与设计
Analysis and Design of LLC Resonant Converters With Capacitor–Diode Clamp Current Limiting
Chi Wa Tsang · Martin P. Foster · David A. Stone · Daniel T. Gladwin · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年3月
本文提出了一种针对过载条件下LLC谐振变换器的电容-二极管钳位限流设计方法。通过描述函数技术分析电容-二极管钳位的基波行为，建立了一种新的基于基波谐波近似（FHA）的等效电路模型，并给出了确定导通特性的迭代计算流程。
解读: 该技术对阳光电源的储能变流器（如PowerTitan、ST系列PCS）及电动汽车充电桩产品线具有极高的应用价值。LLC拓扑在高效DC-DC变换中广泛应用，但过载保护一直是设计难点。引入电容-二极管钳位技术，能有效提升变换器在极端工况下的可靠性与短路保护能力，降低对功率器件的过流应力要求。建议研发团队...
一种对称故障下电压幅值控制构网型变流器的限流方法
A Current Limiting Method for Single-Loop Voltage-Magnitude Controlled Grid-Forming Converters During Symmetrical Faults
Teng Liu · Xiongfei Wang · Fangcheng Liu · Kai Xin 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年4月
本文针对单环电压幅值控制的构网型（GFM）变流器，提出了一种对称故障下的限流方法。该方法包含两部分：通过调整外环功率参考值限制稳态故障电流，以及通过直接修改调制电压参考值实现瞬态虚拟电阻，从而有效避免故障期间的过流问题。
解读: 随着高比例可再生能源接入，电网强度下降，构网型（GFM）技术已成为阳光电源PowerTitan储能系统及大型地面光伏电站逆变器的核心竞争力。该文献提出的限流策略直接解决了GFM变流器在弱电网或故障工况下的过流保护难题，无需复杂的双环控制即可实现稳态与瞬态的电流抑制。建议研发团队将其应用于PowerT...
一种考虑电流限制和功率约束的提升VSC暂态稳定性的混合控制方法
A Hybrid Control Method to Improve VSC Transient Stability With Considering Current Limit and Power Constraint
Xiaoling Xiong · Bochen Luo · Meng Huang · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
针对具有限流控制的构网型（GFM）变流器在电网故障下易失稳的问题，本文提出了一种结合特定功率设计准则的GFM与跟网型（GFL）混合控制方法。通过合理的功率需求设计，该方法在确保电流限制的同时，有效提升了系统的暂态稳定性。
解读: 该研究直接针对高比例可再生能源接入下的电网稳定性挑战，对阳光电源的构网型（GFM）技术路线具有重要指导意义。在PowerTitan储能系统及大型组串式逆变器中，随着电网弱化，如何平衡限流保护与暂态稳定性是核心痛点。该混合控制策略可优化逆变器在故障期间的动态响应，提升系统在弱电网下的支撑能力，建议研发...
限流状态下构网型逆变器的暂态稳定性增强方法
Transient Stability-Enhancing Method for Grid-Forming Inverters Under Current Limiting
Nathan Baeckeland · Bowen Yang · Gab-Su Seo · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月
构网型（GFM）逆变器通过控制内部参考电压和相位实现自然同步与功率分配。然而，在电网故障、过载或频率相位突变等扰动下，为保护设备，逆变器会进入限流运行模式。本文针对该模式下的暂态稳定性问题，提出了一种增强控制方法，以提升系统在极端工况下的鲁棒性。
解读: 该研究直接契合阳光电源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需求。随着高比例可再生能源接入，构网型技术已成为提升电网支撑能力的核心。本文提出的限流控制策略，能够有效解决阳光电源储能变流器（PCS）在电网故障期间的暂态失稳风险，提升系统在黑启动及弱电网下的运行可靠性。建...
一种用于电流模式DC-DC降压变换器的高精度限流方案
A High-Precision Current-Limiting Scheme for Current-Mode DC–DC Buck Converter
Yongyuan Li · Chengjie Xu · Wei Guo · Yongbo Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年1月
峰值电流模式DC-DC降压变换器广泛应用于中低功率领域。针对现有限流方案中电流采样带宽限制和固有传播延迟导致的限流阈值偏差问题，本文提出了一种高精度限流方案，有效提升了变换器在不同工况下的限流准确性。
解读: 该研究聚焦于DC-DC变换器的基础控制电路优化，对阳光电源的户用光伏逆变器及充电桩产品线具有参考价值。在户用逆变器及充电桩内部的辅助电源或DC-DC功率级中，高精度的限流保护不仅能提升系统的可靠性，还能在极端工况下更好地保护功率器件。建议研发团队关注该方案中关于传播延迟补偿的算法，以优化现有产品在小...
电网故障下具有增强限流动态特性及宽稳定范围的构网型变流器
Grid-Forming Converter With Enhanced Current Limiting Dynamics During Grid Faults and Wide Stability Range
Diego Ríos-Castro · Pablo Marino Fernández-Abraldes · Diego Pérez-Estévez · Jesús Doval-Gandoy · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
构网型（GFM）变流器在提升高比例可再生能源电网的电压与频率稳定性方面发挥关键作用。在额定工况下，GFM变流器通过电压源模式（VSM）控制输出电压。而在非额定工况，特别是面对严重电网故障时，该研究重点探讨了如何优化变流器的限流动态性能，以确保在故障期间及恢复过程中的系统稳定性与运行可靠性。
解读: 该研究直接契合阳光电源在构网型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弱电网支撑能力要求的提高，GFM技术已成为核心竞争力。文章提出的增强限流动态控制策略，可有效优化阳光电源PCS产品在极端电网故障下的暂态响应，提升LVRT（低电压穿越）能力，避免过流保护导致的脱网。建...
基于统一故障穿越能力的构网型逆变系统弹性评估指标
Unified Fault Ride-Through Capability-Based Resilience-Aware Metrics for Grid-Forming Inverter-Based Systems
Han Zhang · Rui Liu · Xiaoting Wang · Yunwei Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月
本文针对构网型（GFM）逆变器，探讨了故障期间电流限制策略对系统安全与弹性的影响。文章提出了一套基于故障穿越（FRT）能力的弹性评估指标，旨在满足最新IEEE标准及电网规范要求，通过优化电流限制策略，提升逆变器在弱电网及故障工况下的运行稳定性。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的构网型技术布局。随着电力系统转动惯量降低，PowerTitan系列储能系统及大型地面光伏逆变器对GFM控制策略的需求日益迫切。文章提出的FRT弹性评估指标，可指导阳光电源优化逆变器在极端故障下的电流控制逻辑，提升产品在弱电网环境下的支撑能力。建议研发团队将该评估体系集成至i...
高压无变压器电池储能系统的构网型控制及实验验证
Grid-Forming Control and Experimental Validation for High Voltage Transformerless Battery Energy Storage System
Xiqi Wu · Shengbing Wu · Fuwen Wang · Chaofan Wei 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
本文探讨了构网型（GFM）控制在提升高压无变压器电池储能系统（BESS）电网频率与电压稳定性方面的优势。重点分析了变换器在故障期间限流模式下的暂态稳定性特征，以及其为电网提供有效支撑的能力，并通过实验验证了相关控制策略的有效性。
解读: 该研究直接契合阳光电源PowerTitan及ST系列储能变流器（PCS）的核心技术演进方向。随着高压无变压器架构成为大型储能系统的主流，构网型（GFM）控制是实现弱电网接入及黑启动功能的关键。文章关于故障限流模式下暂态稳定性的分析，对优化阳光电源PCS的控制算法、提升系统在复杂电网环境下的鲁棒性具有...
基于抗饱和方法的虚拟阻抗调节以增强限流条件下的暂态稳定性和构网能力
Adjustable Virtual Impedance via Anti-windup Method for Enhancing Transient Stability and Grid-Forming Capability Under Current Limiting Conditions
Seongyeon Kim · Ki-Hyun Kim · Shenghui Cui · Jae-Jung Jung · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月
本文提出了一种在电流限制条件下增强暂态稳定性和构网（GFM）能力的新方法。该方法采用带有反向计算抗饱和策略的双环矢量电压控制，通过调节增益来改变等效虚拟阻抗的电阻抗比，确保了在限流工况下的无缝运行与系统稳定性。
解读: 该技术对阳光电源的PowerTitan系列储能系统及构网型光伏逆变器具有重要意义。在弱电网或高比例可再生能源接入场景下，逆变器在故障期间的限流控制往往会导致系统失稳。该抗饱和虚拟阻抗调节方法能有效提升设备在限流状态下的动态响应速度和暂态稳定性，增强系统对电网扰动的支撑能力。建议研发团队将其集成至iS...
基于电压源逆变器的UPS过载与短路保护策略
Overload and Short-Circuit Protection Strategy for Voltage Source Inverter-Based UPS
Baoze Wei · Albert Marzabal · Jose Perez · Ramon Pinyol 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年11月
本文针对基于电压源逆变器的不间断电源（UPS）系统，提出了一种过载与短路保护方法。为提升UPS系统的可靠性与可用性，该方案通过控制输出电流幅值，在发生过载或短路故障时实现快速保护，确保电力电子变换器在极端工况下的安全运行。
解读: 该研究提出的过载与短路保护策略对阳光电源的储能变流器（PCS）及户用逆变器产品线具有重要参考价值。在PowerTitan和PowerStack等大功率储能系统中，面对复杂的电网故障或负载突变，快速且精准的限流保护是保障IGBT等核心器件安全的关键。建议研发团队借鉴该文的电流控制逻辑，优化PCS在离网...
一种基于开尔文源极SiC MOSFET栅极电压控制的超快低侵入式短路限流方法
An Ultrafast and Low-Invasive Short-Circuit Current Limiting Method by Gate Voltage Control for SiC MOSFETs With Kelvin-Source
Yifan Wu · Chi Li · Jianwei Liu · Zedong Zheng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
针对SiC MOSFET在短路故障期间保护延迟内出现的大电流尖峰问题，该文提出了一种利用开尔文源极结构进行栅极电压控制的超快限流方法。该方法能有效抑制短路电流峰值，降低器件损坏风险并减缓老化，提升功率模块的可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有极高价值。在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）中，SiC MOSFET已成为提升功率密度和效率的关键器件。该研究提出的超快限流技术可直接集成于阳光电源的驱动电路设计中，在短路故障发生时实现毫秒级响应，显著提升系统在极端工况...
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