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面向构网永磁风电机组惯量支撑的物理转子绑定方法
A Physical Rotor Binding Method for Inertia Support of Grid-Forming PMSG Wind Turbines
李群 · 殷明慧 · 刘昆龙 · 陈载宇 等6人 · 电力系统自动化 · 2025年6月 · Vol.49
构网风电机组通过虚拟同步控制模拟同步机特性以提供惯量支撑，但其物理转子因驱动功率差异难以与系统频率同步，导致惯量支撑不持续且常在频率极值前终止。本文提出非同步转子惯性时间系数概念，揭示构网机组惯性时间系数的时变特性，并提出物理转子绑定方法，实现物理转子与系统频率同步变化，确保恒定惯量输出，显著提升高比例风电系统的频率响应性能。
解读: 该物理转子绑定方法对阳光电源的构网型产品具有重要参考价值。可直接应用于ST系列储能变流器和大功率风电变流器的VSG控制，提升系统惯量支撑能力和频率响应性能。该方法通过同步物理转子与系统频率的创新思路，可优化阳光电源现有的虚拟同步控制算法，使ST储能系统在高比例新能源场景下提供更稳定的惯量支撑。同时这...
构网型储能变流器国内外技术标准对比与分析
Comparison and Analysis of Domestic and International Technical Standards for Grid-Forming Energy Storage Converters
周京华李津 · 电力系统自动化 · 2025年6月 · Vol.49
构网型储能变流器是提升新能源消纳与电力系统稳定的关键设备。文章系统梳理了国内外相关白皮书、技术标准与报告，围绕功能分类、技术指标及合规验证，阐述了性能量化指标、测试内容与标准要求，解读了频率变化率、惯量、相位跳变和电压跳变等主动响应指标的技术内涵，分析了多层级电磁暂态仿真建模方法及在线监测数据需求，归纳了国内12类构网功能及参数要求，并展望了标准优化方向，为技术推广与工程应用提供参考。
解读: 该标准对比研究对阳光电源ST系列储能变流器的构网型GFM功能开发具有重要指导价值。文章系统梳理的频率变化率、惯量响应、相位/电压跳变等12类构网功能量化指标，可直接应用于ST储能变流器的控制算法优化和参数整定，确保产品满足国内外并网合规要求。多层级电磁暂态仿真建模方法为PowerTitan大型储能系...
基于频率-转速下垂控制的储能型双馈调相机惯量支撑方法
Inertia Support Method for Energy Storage Doubly-Fed Synchronous Condenser Based on Frequency-Speed Droop Control
赵书强 · 高铭阳 · 王慧 · 曲瀚辰 等5人 · 电力系统自动化 · 2025年9月 · Vol.49
储能型双馈调相机（ESDFC）兼具同步调相机的强电压支撑能力与转子储能带来的优异频率响应特性，可有效支撑高比例新能源电力系统的稳定运行。针对现有虚拟惯量控制难以协调稳态定速、暂态惯量支撑与转速自恢复的问题，提出一种基于频率-转速下垂控制的惯量支撑方法，阐明其在频率扰动下的转速调节机制。通过小信号建模分析等效惯量特性，构建并网系统频率响应模型，并采用特征值法分析小干扰稳定性，给出关键控制参数选取原则。仿真算例验证了所提策略在新能源场站并网场景下的频率支撑有效性。
解读: 该频率-转速下垂控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan储能系统具有重要应用价值。ESDFC的惯量支撑机制可直接借鉴到构网型GFM储能系统中，通过优化虚拟惯量控制策略，解决现有VSG技术在频率支撑与SOC管理之间的协调难题。所提下垂控制方法可增强ST储能系统在新能源场站的一次调频能...
构网型变流器交流电压控制器
AC-Voltage Controller for Grid-Forming Converters
Diego Rios-Castro · Diego Perez-Estevez · Jesus Doval-Gandoy · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年4月
本文提出了一种专为构网型（GFM）变流器设计的电压控制器，旨在应对不同电网阻抗场景。该控制器可与下垂控制等外部功率同步环路（PSL）协同工作，确保变流器具备快速、准确且稳定的电压-频率响应，并实现自同步、功率平衡及电网支撑功能。
解读: 该技术对阳光电源的PowerTitan系列储能系统及大型组串式光伏逆变器至关重要。随着高比例可再生能源接入，电网强度下降，构网型（GFM）技术是提升电网稳定性的核心。该电压控制器能够优化变流器在弱电网下的动态响应，提升产品在复杂电网环境下的黑启动、调频及电压支撑能力。建议研发团队将其集成至iSola...
用于改善构网型变流器频率响应的频带化功率同步环
Bandwise Power-Synchronization Loop for Frequency Response Improvement in Grid-Forming Converters
Shan Jiang · Ye Zhu · Georgios Konstantinou · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
构网型（GFM）变流器在电网发生大频率扰动后易出现同步失稳。当基于下垂控制的功率参考值超出变流器可输出功率范围时，传统的功率同步环（PSL）将失效。本文提出了一种频带化功率同步环（BPSL），旨在增强GFM变流器在极端频率扰动下的频率响应能力与同步稳定性。
解读: 该技术直接针对构网型（GFM）变流器的核心痛点——大扰动下的同步稳定性，对阳光电源的PowerTitan系列储能系统及大型地面光伏电站的构网型逆变器具有极高的应用价值。随着高比例可再生能源接入，电网强度减弱，该BPSL算法能显著提升阳光电源产品在弱电网环境下的频率支撑能力和黑启动性能。建议研发团队将...
构网型变流器的频域惯量设计
Frequency Domain Inertia Design of Grid-Forming Converters
Shan Jiang · Ye Zhu · Tianyi Xu · Xiongfei Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年7月
合成惯量在构网型（GFM）变流器的频率响应中起关键作用。惯量系数过小无法有效抑制频率波动，而过大则可能在极端频率事件中影响电网同步稳定性。本文探讨了GFM变流器在频域内的惯量设计方法，旨在平衡频率支撑能力与同步稳定性。
解读: 该研究对阳光电源的构网型技术布局具有核心指导意义。随着高比例可再生能源接入，电力系统对构网型（GFM）功能的需求日益迫切。该频域惯量设计方法可直接应用于阳光电源的PowerTitan系列储能变流器及大型地面光伏逆变器中，优化其在弱电网下的频率支撑性能。通过精确的惯量参数整定，能显著提升设备在极端工况...
电压源变换器多频比例谐振电流控制器设计
Design of Multifrequency Proportional–Resonant Current Controllers for Voltage-Source Converters
Florian Hans · Walter Schumacher · Shih-Feng Chou · Xiongfei Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月
本文探讨了多频比例谐振（PR）电流控制器在电压源变换器中的应用。针对传统基于开环增益交越频率和相位裕度的设计方法存在的局限性，文章提出了更优化的控制器设计方案，旨在提升变换器在多频段下的电流跟踪性能与系统稳定性。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心业务。多频PR控制技术对于提升光伏逆变器（组串式/集中式）和储能变流器（PowerTitan/ST系列）在弱电网环境下的谐波抑制能力和电流跟踪精度至关重要。特别是在电网电压畸变或存在背景谐波时，该控制策略能显著优化并网电流质量，降低THD。建议研发团队将其应用于iSol...
电力变换器变采样频率控制的时间步长自适应滤波器离散化方法
Time-Step-Adaptive Filter Discretization for Variable Sampling Frequency Control of Power Converters
Inhwi Hwang · Jaekeun Lee · Shenghui Cui · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
本文提出了一种针对变采样频率（VSF）控制的时间步长自适应滤波器离散化方法。该方法考虑了先前采样时间步长对滤波器响应的影响，结合离散积分方程与预畸变技术，确保了滤波器响应的准确性。波特图分析验证了该方法在变采样频率下的频率响应精度。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器）具有重要意义。在弱电网环境下，为了提升并网稳定性，逆变器常采用变采样频率控制策略。该离散化方法能有效解决变采样频率带来的滤波器响应失真问题，提升控制系统的动态性能和稳定性。建议研发团队将其应...
基于矢量测量的微电网实时暂态频率调节虚拟惯量模拟技术
Vector Measurement-Based Virtual Inertia Emulation Technique for Real-Time Transient Frequency Regulation in Microgrids
Pritam Bhowmik · Pravat Kumar Rout · Josep M. Guerrero · Abdullah Abusorrah · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年6月
传统动态惯量模拟方案在延长频率偏离周期的同时，牺牲了微电网的频率抑制时间。为此，本文提出了一种方向敏感型动态惯量模拟（DSIE）技术，旨在在延长频率偏离周期的同时缩短频率抑制时间，从而优化微电网的频率响应特性。
解读: 该技术对阳光电源的构网型（Grid-Forming）储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及组串式逆变器具有重要指导意义。随着高比例可再生能源接入，电网惯量降低，该研究提出的DSIE技术能显著提升逆变器在弱电网下的频率支撑能力。建议研发团队将其集成至iSolarCloud智能运维平...
三相并网光伏逆变器的裕度平衡控制设计以提升稳定性
Margin Balancing Control Design of Three-Phase Grid-Tied PV Inverters for Stability Improvement
Zhiqing Yang · Tianxiao Chen · Xian Luo · Philipp Schulting 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年9月
针对对称三相系统在复传递函数建模下正负频率响应不一致导致稳定性裕度失衡的问题，本文提出了一种裕度平衡控制设计方法。该方法旨在解决系统动态性能受限于最差裕度的问题，通过优化控制策略提升三相并网逆变器在复杂电网环境下的整体稳定性与性能。
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的并网稳定性优化。在弱电网或高比例可再生能源接入场景下，逆变器控制环路的稳定性至关重要。该文提出的裕度平衡控制策略，有助于提升阳光电源逆变器在复杂电网阻抗下的鲁棒性，减少因稳定性裕度不足导致的谐振风险。建议研发团队将其应用于iSolarClo...
基于深度学习的电容耦合无线电能传输系统超快速高效设计方法
Ultra-Fast and Efficient Design Method Using Deep Learning for Capacitive Coupling WPT System
Rasool Keshavarz · Ehsan Majidi · Ali Raza · Negin Shariati · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
本文针对电容耦合无线电能传输（CCWPT）系统，提出了一种基于二进制粒子群优化（BPSO）算法的像素化微带结构设计方法。通过对43×43像素阵列的配置，实现了对系统频率响应的精准调控，并利用深度学习技术大幅提升了设计效率与优化速度。
解读: 该文献探讨的无线电能传输（WPT）技术目前处于前沿探索阶段，与阳光电源现有的有线充电桩业务存在技术路径差异。然而，文章中提到的“基于深度学习的快速设计方法”在电力电子拓扑优化和磁性元件设计中具有通用参考价值。建议研发团队关注此类AI辅助设计方法，以缩短未来高功率密度充电模块或新型功率变换器的研发周期...
基于扩展描述函数法的LLC谐振DC/DC变换器观测器控制
Observer-Based Control of LLC DC/DC Resonant Converter Using Extended Describing Functions
Concettina Buccella · Carlo Cecati · Hamed Latafat · Pierdomenico Pepe 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年10月
本文研究了LLC谐振变换器在宽输入电压和负载变化下的动态特性、频率响应及控制策略。通过扩展描述函数法建立了LLC变换器的非线性模型，并据此设计了一种基于非线性观测器的控制器，有效提升了系统的动态性能与稳定性。
解读: LLC谐振变换器是阳光电源户用光伏逆变器及储能系统（如PowerStack、PowerTitan系列中的DC/DC环节）的核心拓扑。该文提出的基于扩展描述函数法的非线性观测器控制，能够显著改善变换器在宽电压范围和剧烈负载波动下的瞬态响应速度，这对提升户用储能系统在离网切换、负载突变场景下的输出电压质...
考虑构网型变流器电流与功率限制的增强型频率响应复合功率-频率同步环
Composite Power-Frequency Synchronization Loop for Enhanced Frequency Response Considering Current and Power Limits of Grid-Forming Converters
Tianyi Xu · Shan Jiang · Ye Zhu · Georgios Konstantinou · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
本文针对低惯量电力系统中构网型（GFM）变流器的频率支撑能力进行研究。在考虑变流器物理限值及能源侧约束的前提下，提出了一种复合功率-频率同步环控制策略，旨在提升频率扰动下的响应性能，优化变流器在极限工况下的运行稳定性。
解读: 该研究直接契合阳光电源PowerTitan系列液冷储能系统及构网型逆变器的核心技术需求。随着高比例新能源接入，电网惯量降低，构网型技术已成为阳光电源储能PCS及大型光伏逆变器的关键竞争力。本文提出的复合同步环策略，能够有效解决在极端电网扰动下，变流器因电流/功率限制导致的失稳问题，对于提升Power...
光伏到虚拟母线并联差分功率处理架构的动态分析
Dynamic Analysis of Photovoltaic to Virtual Bus Parallel Differential Power Processing Architecture
Afshin Nazer · Olindo Isabella · Patrizio Manganiello · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月
光伏（PV）至虚拟母线并联差分功率处理（PDPP）架构可减轻光伏组串间的失配损耗。本文基于PDPP架构的状态空间模型推导其小信号模型，从而进行全面的动态分析。随后，得到相应的传递函数和频率响应，为该架构的动态特性提供了有价值的见解。为验证所推导模型的准确性，还通过系统辨识，利用PLECS仿真和实验的观测数据获得了频率响应。此外，本文讨论了虚拟母线电压和中间母线电压离散控制器参数的设计考虑因素，并研究了该架构的稳定性。实验测量证实，中央控制器能够在0.6秒内将虚拟母线电压稳定在期望水平，而中间母线...
解读: 从阳光电源光伏逆变器和系统集成业务角度看，这项光伏到虚拟母线并联差分功率处理（PDPP）架构研究具有重要的技术参考价值。该技术针对光伏组串失配损失这一行业痛点，提出了创新的功率优化方案，与我司现有的组串式逆变器和MPPT技术形成互补关系。 从技术成熟度评估，论文通过小信号建模、频域分析和系统辨识等...
含储能风电场的暂态频率协调控制策略
Transient Frequency Coordinated Control Strategy for Wind Farm Augmented with Energy Storage
Tong Wang · Zhenyu Sun · Zhe Lv · Wei Zhao 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年3月
为提高短路故障后风电储能系统的频率响应能力，提出一种协调控制策略。首先，分析了风电储能功率对频率上升阶段频率变化率以及恢复阶段频率极值的影响。基于该分析，引入与频率扰动严重程度相关的可变权重系数，建立用于确定风电储能参考功率的优化模型。随后，评估了风力发电机组在故障穿越和稳态运行期间的调频能力。通过考虑转子能量平衡得出风力发电的参考功率，再将该值与风电储能参考功率进行比较，以确定所需的参考功率。最后，在四机两区域系统和某特定地区的实际系统上进行了仿真。结果表明，所提出的控制策略能有效减小频率波动...
解读: 该风储协调控制策略对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有直接应用价值。研究中超级电容与电池的功率分配逻辑可优化ST储能系统的混合储能配置方案，快速惯性支撑由超级电容响应，持续一次调频由电池承担，提升频率响应速度。协调控制机制可集成到阳光电源构网型GFM控制策略中，增强风光...
构网型风力发电系统的频率响应分析与增强
Frequency Response Analysis and Enhancement of Grid-Forming Wind Generation Systems
Lei Liu · Liansong Xiong · Xianjue Luo · Xiaohan Zhao 等6人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年10月
摘要：构网型（GFM）风力发电系统（WGS）能够在扰动期间主动响应电网频率变化。然而，随着扰动强度的增加，构网型风力发电系统的频率响应（FR）性能逐渐不足，导致电网频率偏差容易超出相关阈值。由于构网型风力发电系统构建频率的特性及其与电网频率的相互作用，其频率响应机制尚不清楚，这给提升构网型风力发电系统的频率响应性能带来了挑战。为此，本文分析了构网型风力发电系统的频率响应机制，并提出了一种频率响应增强控制方法。首先，建立了能够反映上述频率相互作用的频率响应模型。然后，从物理角度分析了构网型风力发电...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项构网型风电系统频率响应技术具有重要的跨领域应用价值。虽然研究聚焦于风电领域，但其核心机理——构网型（Grid-Forming）电源的频率响应机制与增强策略，与公司光伏逆变器和储能系统的技术演进方向高度契合。 该论文揭示的间接和直接频率响应双路径机制，为阳光电源优化构网...
惯性和阻尼的逆向分布以抑制电力系统低频振荡
Inverse Distribution of Inertia and Damping for Mitigating Low-Frequency Oscillations in Power Systems
Huisheng Gao · Huanhai Xin · Linbin Huang · Fuyilong Ma 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年1月
低惯性换流器接口发电设备（CIGs）的大规模接入降低了电力系统的频率鲁棒性，增加了频率失稳的风险。因此，必须在电力系统中配置额外的（虚拟）惯量和阻尼，以维持和增强频率响应。然而，目前该领域的研究通常依赖复杂的数值算法，导致优化结果难以解释，且仅适用于特定情况。鉴于此，本文建立了一个更具通用性和易理解性的惯量和阻尼配置原则。首先，证明了当额外惯量和阻尼的总量固定时，它们在系统内的分布主要影响母线频率的差异，这种差异表现为发电设备之间的低频振荡（LFOs）。其次，揭示了对于涉及两组相对振荡设备的弱阻...
解读: 该逆向惯性阻尼分布技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究提出的弱区域附加阻尼控制与虚拟惯性配置策略，可直接应用于阳光电源构网型GFM控制和虚拟同步机VSG技术优化。通过结合iSolarCloud云平台的广域测量数据，实现储能系统惯性和阻尼参数的自适应...
构网型变流器的频域惯性设计
Frequency Domain Inertia Design of Grid-Forming Converters
Shan Jiang · Ye Zhu · Tianyi Xu · Xiongfei Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
虚拟惯量在构网型（GFM）变流器的频率响应中起着关键作用。较小的惯量系数在电网故障期间提供的惯量功率不足以抵抗频率变化。相比之下，较大的惯量系数可使GFM变流器模拟同步发电机的动态响应，但在极端频率事件（例如，频率从47 Hz扰动到52 Hz或相位跳变高达$60^\circ$）期间可能会影响电网同步。当具有电流限制功能的GFM变流器无法跟踪由功率同步环（PSL）控制的输出功率参考值时，就会出现这种情况。与使用固定惯量系数的传统惯量设计不同，本文提出了一种基于改进的分段式PSL的GFM变流器频域惯...
解读: 从阳光电源构网型逆变器产品线角度分析，该论文提出的频域惯量设计方法具有重要的工程应用价值。随着新能源渗透率提升，构网型（GFM）变流器正成为我司光储一体化系统的核心技术方向，而合成惯量的优化设计直接关系到产品在弱电网和微电网场景下的稳定性表现。 该研究揭示了传统固定惯量设计的本质矛盾：小惯量系数无...