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风电变流技术 构网型GFM ★ 5.0

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15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...

储能系统技术 构网型GFM 跟网型GFL 调峰调频 ★ 5.0

构网型储能接入海上油田群电网的频率稳定分析

Frequency Stability Analysis of Grid-Forming Energy Storage Connected to Offshore Oilfield Cluster Power Grids

苏开元 · 魏澈 · 邱银锋 · 李国香 等6人 · 中国电机工程学报 · 2025年10月 · Vol.45

随着高比例新能源接入及燃气轮机逐步退出,海上油田群电网频率稳定问题日益突出,构网型储能为改善该问题提供了可能。本文建立考虑变流器控制参数、原动机-调速器响应速度等因素的等值频率响应模型,推导其闭式解,从频率变化率、最低频率、系统惯量和频率波动四方面分析频率稳定性,揭示惯性参数、调频系数与虚拟阻抗的影响规律,并通过实际案例仿真验证方法有效性。进一步对比跟网型与构网型储能在频率支撑能力上的差异,为提升海上油田群电网频率稳定性提供技术支撑。

解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan储能系统在海上油田等孤岛电网应用具有重要价值。文章揭示的构网型GFM控制中惯性参数、调频系数与虚拟阻抗对频率稳定性的影响规律,可直接指导ST储能变流器的虚拟同步机VSG参数优化设计,提升频率响应速度和抗扰动能力。特别是闭式解推导方法可用于快速评...

储能系统技术 ★ 5.0

分散式新能源并网稳定性问题分析与控制方法

Analysis and Control Methods for Grid-Connected Stability of Distributed New Energy

李勇 · 常樊睿 · 彭衍建 · 王绍阳 等6人 · 高电压技术 · 2025年4月 · Vol.51

发展新能源是构建新型能源体系、实现“双碳”目标的关键战略。我国中东部及南部地区多采用分散式开发模式,但其常接入网架薄弱区域,叠加工业负荷与电力电子特性,易引发复杂稳定问题。本文从多时间尺度角度综述谐波、电压、暂态同步及频率等稳定性问题,梳理相关并网标准,分析机理成因,比较各类控制方法的原理与优劣,并结合新型储能与人工智能技术,展望未来研究方向。

解读: 该研究对阳光电源分散式并网产品具有重要指导价值。文中多时间尺度稳定性分析框架可直接应用于SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的控制策略优化:谐波抑制技术可提升弱电网下逆变器的电能质量;暂态同步稳定控制方法可增强构网型GFM控制算法的故障穿越能力;频率-电压协同控制策略可优化PowerTitan储能...

系统并网技术 ★ 5.0

系统小扰动初期交变电气量的幅频调制特征及解调方法

Amplitude and Frequency Modulation Characteristics of Alternating Electrical Quantities in the Early Stage of Small Disturbances and Their Demodulation Methods

吴鹏辉 · 王思成 · 袁小明 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49

电力电子化系统受扰后,在设备端口不平衡功率驱动下,内电势幅值与频率动态调节,引发电网交变电压、电流的幅频联合调制,导致振荡特性显著变化。本文基于交流信号形成与演化的幅频调制机制,揭示小扰动初期系统动态中交流信号的振荡特征,并提出相应的特征提取方法。通过分析系统运行机理,明确调制特征决定因素,构建解调算法并给出实现步骤。结合多尺度仿真与实验,验证了幅频调制演化机制的合理性及解调方法的有效性。

解读: 该研究对阳光电源的储能变流器和光伏逆变器产品线具有重要参考价值。文中提出的幅频调制特征分析方法可用于优化ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的小信号稳定性控制。特别是在大规模新能源并网场景下,该方法有助于提升PowerTitan储能系统和1500V光伏系统的电网适应性。通过在产品中集成该解调算法,...

风电变流技术 ★ 5.0

含风电的链状电力系统频率动态分布特性分析

Frequency Dynamic Distribution Characteristics Analysis of Chain-Structured Power Systems with Wind Power Integration

安军 · 石岩 · 曹帅 · 周毅博 等6人 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49

新能源接入对电力系统频率安全影响显著,频率分布特性日益受到关注。本文建立含风电多机系统的频率响应分布机理解析模型,分析风电接入对频率分布的影响机理;构建了表征频率响应相对分散性与绝对差异性的多维量化指标体系;通过“送-转-受”链状系统验证模型有效性,研究电气距离、风电及扰动位置对频率分布特性的影响规律,并在实际大规模高比例新能源系统中进行验证。

解读: 该研究对阳光电源的储能变流器和风电变流器产品具有重要指导意义。频率动态分布特性分析可直接应用于ST系列储能变流器的一次调频控制优化,提升PowerTitan储能系统在链状电网中的频率支撑能力。研究成果有助于完善风电变流器的VSG控制策略,特别是在'送-转-受'链状系统中的频率响应特性。建议在GFM控...

控制与算法 构网型GFM 跟网型GFL 下垂控制 ★ 5.0

基于改进自律分散控制的换流器型电网频率/电压调整与功率分配策略

Frequency/Voltage Regulation and Power Sharing Strategy for Converter-Based Grids via Improved Autonomous Decentralized Control

王烁哲 · 韩民晓 · 范溢文 · 孙天奎 · 中国电机工程学报 · 2025年13月 · Vol.45

针对换流器型电网中构网型换流器采用下垂控制导致频率/电压偏差及功率分配不均的问题,提出一种基于事件触发的改进自律分散控制策略。通过建立考虑通信延时与换流器动态特性的修正方程,设计事件触发函数并构造李雅普诺夫函数证明其收敛性,实现了频率/电压的二次调节与有功-无功功率优化分配。该方法在保持下垂特性不变的前提下,降低通信负担,提升系统稳定性。MATLAB/Simulink仿真验证了其在多种工况下的有效性。

解读: 该改进自律分散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。针对构网型GFM控制中的频率/电压偏差问题,该方法通过事件触发机制实现二次调节与功率优化分配,可直接应用于多台ST储能变流器并联场景,提升系统频率/电压调节精度。其考虑通信延时的修正方程设计,契合阳...

系统并网技术 ★ 5.0

基于有功/无功不平衡激励-内电势幅频响应的设备统一模型

A Unified Device Model Based on Active/Reactive Power Imbalance Excitation–Internal EMF Amplitude and Frequency Response

何维袁小明景浩文王思成 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49

新能源发电与直流输电等电力电子设备的广泛接入导致电力系统动态特性复杂化,对动态稳定分析提出更高要求。由于缺乏反映系统动态的统一设备模型,系统失稳机理难以揭示。本文基于交流系统运行原理与设备功能共性,提出以有功/无功功率不平衡为激励、内电势幅值与频率响应为核心的第一性原理统一模型框架。通过分析同步机、异步机与锁相环并网变流器的工作机理,揭示其内电势动态的共性特征,并构建三类设备的统一模型示例。仿真验证了模型对系统动态本质的刻画能力,证明了该模型在动态过程认知中的有效性与必要性。

解读: 该统一建模方法对阳光电源的并网产品线具有重要指导意义。通过有功/无功不平衡激励-内电势响应模型,可优化SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的并网控制策略,特别是在构建虚拟同步机(VSG)控制时能更准确把握设备动态特性。该模型有助于提升产品在弱电网条件下的稳定性,可用于PowerTitan大型储能系...

储能系统技术 储能系统 SiC器件 ★ 4.0

厚度对物理蒸发TiO2薄膜及其硅基n-TiO2/p-Si异质结结构的光学和电学性能的影响

Role of thickness on the optical and electrical properties of physically evaporated TiO2 thin films and silicon-based n-TiO2/p-Si heterojunction (HJ) configurations

The TiO2 thin film layers composed of the grain regions with different size · shapes. Figure 2 shows the FE-SEM images of the nanostructured TiO2 film used on the p-Si · glass substrates. The surface morphology of the TiO2 thin film with a thickness of 150 nm · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0

通过物理蒸发TiO2粉末制备了厚度约为50、100和150 nm的TiO2薄膜及其n-TiO2/p-Si异质结(HJs)。比较了厚度对异质结二极管电学性能及薄膜光学性能的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)图像确定了薄膜的形貌粗糙度和颗粒特征。薄膜的紫外-可见光谱显示,随着厚度增加,光学透过率和带隙值降低,而折射率、消光系数和Urbach能量则升高。厚度为50 nm的TiO2薄膜具有相对较高的FOM值,达7.99 × 10–5 Ω−1。通过电流-电压(I–V)以及电容/电导-电压(C/G–V)测量...

解读: 该TiO2/Si异质结薄膜研究对阳光电源SiC功率器件封装及光伏逆变器优化具有参考价值。研究表明50nm薄膜具有最优光电特性,界面态密度低至2×10¹⁷eV⁻¹cm⁻²,可启发ST系列储能变流器中SiC器件的钝化层设计,降低界面损耗。异质结势垒调控技术可应用于三电平拓扑的功率半导体优化,提升SG系列...

系统并网技术 ★ 5.0

一种用于逆变器接入电力系统的谐波与频率/电压稳定性统一分析方法

A Unified Analysis Method for Harmonic and Frequency/Voltage Stability of Inverter-Integrated Power Systems

Fengting Wei · Haitao Zhang · Xiuli Wang · Maryam Saeedifard 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年4月

电力系统中基于逆变器的资源(IBRs)大规模接入增加了谐波不稳定以及频率/电压不稳定的风险。传统上,这两类稳定性问题通常采用多种方法分别处理,且二者之间的关系尚未得到深入研究。本文通过证明谐波稳定性与频率/电压稳定性之间的等价性弥补了这一空白。在此基础上,利用局部测量的 <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><tex-mat...

解读: 该统一分析方法对阳光电源的储能与光伏逆变器产品线具有重要指导意义。特别适用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的稳定性优化,可提升大规模并网场景下的系统可靠性。通过多时间尺度建模,有助于完善GFM/GFL控制策略,优化VSG算法的谐波抑制能力。该方法可用于PowerTitan等大型储能系统的稳定...

储能系统技术 储能系统 构网型GFM 虚拟同步机VSG ★ 5.0

构网型虚拟同步发电机接入电网中振荡传递的机理分析

Mechanism Analysis for Oscillation Transferring in Grid-Forming Virtual Synchronous Generator Connected to Power Network

Chang Li · Yaqian Yang · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月

本文提出了一种用于电网形成型虚拟同步发电机稳定性评估的新型建模框架。具体而言,结合频率和电压幅值阐明了自稳定性和诱发稳定性的机制。推导了频率自环、电压自环、频率诱发环和电压诱发环的模型,以全面识别振荡机制是由自稳定环引起的,还是由振荡传递引起的。通过数学推导并结合物理意义的逻辑判断,发现频率与有功功率具有相同的闭环传递函数。最后,通过实验验证了分析结果。

解读: 从阳光电源的业务视角来看,这篇论文针对构网型虚拟同步发电机(Grid-Forming VSG)的振荡传递机制研究具有重要的工程应用价值。随着我司在光伏逆变器和储能系统领域不断推进构网型技术路线,该研究提出的自稳定性和诱发稳定性建模框架,能够为产品的稳定性设计提供更精准的理论指导。 该论文的核心价值...

控制与算法 构网型GFM 虚拟同步机VSG 多物理场耦合 ★ 5.0

考虑频率-电压耦合效应的并网型虚拟同步发电机振荡传播建模

Modeling for Oscillation Propagation With Frequency-Voltage Coupling Effect in Grid-Connected Virtual Synchronous Generator

Chang Li · Yaqian Yang · Yong Li · Yuxing Liu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月

本文提出一种考虑频率 - 电压耦合效应的构网型虚拟同步发电机(GF - VSG)系统振荡传播机理阐释建模方法。具体而言,所提出的自稳定环模型和感应稳定环模型阐明了VSG频率与电压之间振荡传播的物理意义。所提出的模型和方法弥补了传统单输入单输出系统无法识别这种振荡传播现象的不足。研究还发现,尤其是在振荡传播受到抑制时,频率振荡并不总是与电压振荡耦合。最后,通过仿真和实验验证了所建模型和分析的有效性。

解读: 从阳光电源的业务视角来看,该论文针对构网型虚拟同步发电机(GF-VSG)的振荡传播建模研究具有重要的战略价值。随着我司在储能系统和新能源并网领域的深入布局,构网型控制技术已成为提升电网支撑能力的核心方向,而该研究恰好解决了这一技术路线中的关键稳定性问题。 论文提出的频率-电压耦合振荡传播机制对我司...

电动汽车驱动 并网逆变器 下垂控制 ★ 5.0

一种级联混合同步控制策略用于并网逆变器

A Cascaded Hybrid Synchronization Control for Grid-Connected Inverters

Feifan Chen · Xiongfei Wang · Haowen Wang · Liang Zhao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月

本文重新探讨了矢量电压控制(VVC),发现通过在 $q$ 轴电压参考中引入 $P\text{--}E_{q}$ 下垂控制,传统的锁相环(PLL)可以有效替代功率同步控制,以复现构网型(GFM)逆变器的功率 - 频率(角度)动态特性。因此,本文提出了一种保留传统 PLL 和 VVC 的简单 GFM 控制策略。与近期报道的基于 PLL 的 GFM 方法相比,该方法无需虚拟导纳控制,并且在较宽的电网短路比范围内具有更高的稳定性鲁棒性。

解读: 从阳光电源的业务角度看,这篇论文提出的级联混合同步控制策略对我们的并网逆变器产品线具有重要的技术参考价值。该技术通过在传统矢量电压控制(VVC)中引入P-Eq下垂控制,实现了用常规锁相环(PLL)替代功率同步控制来复现构网型(GFM)逆变器的功率-频率动态特性,这为简化控制架构提供了新思路。 对于...

风电变流技术 多物理场耦合 ★ 5.0

大规模风电场的模型降阶:一种数据驱动方法

Model Order Reduction of Large-Scale Wind Farms: A Data-Driven Approach

Zilong Gong · Junyu Mao · Adrià Junyent-Ferré · Giordano Scarciotti · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年12月

本文提出了一种针对大规模风电场的模型降阶(MOR)数据驱动算法,并研究了降阶模型(ROM)接入电网后的动态影响。相比传统MOR方法,该算法计算复杂度低,且无需高阶模型的先验知识。利用时域测量数据,所获ROM在选定插值点(频率)处满足矩匹配条件。与现有方法相比,本方法实现了所谓的双边矩匹配,通过加倍插值点数量使精度显著提升。算法在包含200台风电机组的风电场与IEEE 14节点系统的互联模型上验证,通过Bode图、特征值及故障工况下公共连接点电压的对比,验证了降阶模型的有效性。

解读: 该数据驱动的风电场模型降阶技术对阳光电源的大型储能和光伏产品具有重要参考价值。特别是对PowerTitan储能系统和大型地面电站的并网控制,可借鉴其双边矩匹配算法优化系统建模精度。这种低计算复杂度的建模方法有助于提升iSolarCloud平台对大规模新能源场站的实时监控和故障诊断能力。同时,该技术对...

储能系统技术 储能系统 微电网 ★ 5.0

基于柔性直流配电网络互联的交直流微电网群分布式自主控制以实现全局经济运行

Distributed Autonomous Control for Global Economic Operation of AC/DC Microgrid Clusters Interconnected by Flexible DC Distribution Network

Xiangyu Wu · Shuaijie Wang · Jingsi Huang · Yin Xu 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年6月

本文提出一种基于柔性直流配电网络互联的交直流微电网群分布式自主控制策略,旨在同时实现系统的全局经济运行与频率/电压控制,并满足分布式电源及互联变流器的功率约束。首先建立系统最优控制问题并推导其全局经济调度的KKT条件,进而构建包含分布式电源层、微电网层和微电网群层的三层控制架构。在微电网层设计了分布式的频率/电压与经济调度控制器;在微电网群层提出一种对等式分布式控制方法,实现互联变流器间的协调控制并稳定直流配电网络电压。最后通过时域仿真与实验验证了所提方法的有效性。

解读: 该分布式自主控制技术对阳光电源PowerTitan储能系统和ST系列储能变流器在微电网集群应用中具有重要价值。研究提出的三层控制架构可直接应用于阳光电源多微网互联项目,通过分布式经济调度算法优化储能系统充放电策略,降低运营成本。柔性直流配电网的对等式协调控制方法可增强ST变流器在直流母线电压稳定和功...

控制与算法 模型预测控制MPC ★ 5.0

基于分层模型预测控制的联络线功率流动考虑下的协调频率控制

Coordinated Frequency Control Based on Hierarchical MPC Considering Tie-line Power Flow

Ning Ma · Feifei Bai · Tapan K. Saha · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年9月

在系统发生故障时,基于逆变器的电源(IBRs)和同步发电机(SGs)的频率响应特性存在显著差异,资源间的相互作用往往会导致机电暂态过程延长。然而,目前对于不同类型发电机提供多种频率服务(特别是快速频率响应(FFR)和虚拟惯量)的协调控制策略关注有限。此外,暂态过程中输电线路功率容量的严格限制以及联络线潮流快速恢复的需求常常被忽视,这增加了系统解列的风险。本文提出了一种采用分层模型预测控制(HMPC)的协调频率控制方法。所提出的HMPC包括一个上层控制器和多个下层控制器,上层控制器用于管理多区域潮...

解读: 该分层MPC协调频率控制技术对阳光电源ST储能系统和SG光伏逆变器产品线具有重要应用价值。针对高比例IBRs并网场景,可直接应用于PowerTitan储能系统的构网型GFM控制策略优化:上层MPC实现多储能站点间的频率调节指令协调分配,下层控制器结合虚拟同步机VSG技术实时调节各变流器输出。联络线功...

光伏发电技术 SiC器件 ★ 4.0

优化肖特基势垒二极管:PVC及PVC:钼中间层在电物理特性中的作用

Optimizing Schottky barrier diodes: the role of PVC and PVC: molybdenum interlayers in electrophysical properties

Yashar Azizian-Kalandaragh · Hasan Yeşilyurt · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0

本研究采用n型硅(n-Si)晶圆制备了Au/n-Si(C0)、Au/PVC/n-Si(C1)和Au/PVC:钼(Mo)/n-Si(C2)结构,以考察聚氯乙烯(PVC)及PVC:Mo中间层对肖特基势垒二极管(SBDs)电物理特性的影响。利用X射线衍射(XRD)光谱法计算了Mo纳米结构的平均晶粒尺寸。基于电流-电压(I-V)数据提取了这些结构的电学特性。获得了这些二极管的电流输运机制(CCMs)以及表面态密度(Nss)随能量的分布情况。通过引入PVC及Mo掺杂PVC的界面聚合物层,有效降低了理想因子...

解读: 该肖特基势垒二极管优化技术对阳光电源功率器件研发具有重要参考价值。研究中PVC:Mo界面层通过降低理想因子、串联电阻和漏电流,同时提升势垒高度的方法,可应用于SG系列光伏逆变器和ST储能变流器的SiC/GaN功率器件封装优化。界面工程改善可降低器件导通损耗,提升1500V高压系统可靠性。负电容特性分...

电动汽车驱动 ★ 5.0

方波电压高频与高dv/dt耦合作用下封装绝缘界面放电特性及绝缘寿命分析

Interfacial Discharge Characteristics and Insulation Life Analysis of Package Insulation Under Square Voltage Coupled With High Frequency and Steep dv/dt

Wei Wang · Qingmin Li · Daocheng Lu · Yujie Tang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2024年12月

方波电压的高频特性及高电压变化率(dv/dt)是电力电子器件直接键合铜(DBC)基板界面放电(ID)的主要原因。本文搭建了DBC基板陶瓷、金属层与硅胶交界处的高频局部放电测试系统,提出了一种能够屏蔽强电磁干扰(EMI)的局部放电测量方法。研究结果表明,当电压上升时间从500 ns缩短至100 ns时,界面放电起始电压(IDIV)提高了13.8%,且该起始电压几乎与频率无关;其次,随着上升时间的缩短,初始放电相位逐渐提前,平均放电幅值和最大放电幅值逐渐增大,放电次数逐渐减少;当频率从10 kHz升...

解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项关于高频方波电压下封装绝缘界面放电特性的研究具有重要的工程应用价值。随着我司光伏逆变器和储能变流器向高频化、高功率密度方向发展,功率器件面临的电压应力日益严峻,特别是碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)等宽禁带器件的应用使得开关频率提升至数十kHz,dv/dt可达数十V/...

光伏发电技术 储能系统 ★ 5.0

用于混合光伏/风力水泵系统的六相感应电机无传感器V/f控制及任意功率分配能力

Sensorless V/f Control with Arbitrary Power Sharing Capability for Six-Phase Induction Machines in Hybrid PV/Wind Water Pumping Systems

Mohammed El-Nagar · Ragi R. Hamdy · Ayman S. Abdel-Khalik · Eman Hamdan 等6人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年9月

本文提出了一种专为偏远地区设计的新型混合可再生能源水泵系统(WPS),该系统利用太阳能光伏(PV)和风能驱动一台六相感应电机(6PIM)。与传统的三相电机相比,6PIM具有更好的容错性、可扩展性,并降低了变流器的额定容量。所提出的模块化架构为每组三相绕组配备了专用的功率变流器,实现了独立控制,提高了系统的可靠性。为简化实施并降低成本,采用了无传感器电压 - 频率(V/f)控制策略。这消除了对电流和速度传感器的需求,使得该方法特别适用于离网水泵应用,因为在这些应用中,鲁棒性比快速动态响应更为关键。...

解读: 从阳光电源的业务视角来看,该论文提出的六相感应电机混合新能源水泵系统具有重要的战略参考价值。论文核心创新在于将光伏与风能耦合驱动六相电机,并采用无传感器V/f控制实现灵活功率分配,这与我司在光伏水泵逆变器和多能互补系统领域的技术路线高度契合。 技术价值方面,六相电机架构的模块化设计思路可直接应用于...