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基于构网型储能双虚拟电机控制的风电制氢系统
Wind Power to Hydrogen System Based on Grid-Forming Energy Storage with Dual Virtual Machine Control
贺彬 · 任永峰 · 孟庆天 · 云平平 等6人 · 高电压技术 · 2025年4月 · Vol.51
风电制氢作为一种全周期零碳排放技术,是实现碳中和与能源绿色转型的重要路径。针对其接入弱电网时主动支撑能力弱的问题,提出构网型储能虚拟同步机与虚拟直流电机协同的双虚拟电机控制策略,有效提升系统对交流侧电压、频率及直流母线惯量、阻尼的支撑能力。基于小信号模型分析了惯量与阻尼参数对系统稳定性和动态响应的影响。仿真结果表明,该策略可显著增强弱电网下风电制氢系统的运行稳定性,并有效抑制直流母线电压波动。
解读: 该双虚拟电机控制策略对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan储能系统具有重要应用价值。研究提出的VSG与虚拟直流电机协同控制可直接应用于ST储能系统的构网型GFM控制架构,增强弱电网场景下的电压频率支撑能力和直流母线稳定性。该技术对阳光电源风光氢储一体化解决方案具有创新启发:通过储能系统的...
并网型直流耦合制氢系统频率支撑控制策略
Grid-connected DC-coupled Hydrogen Production System Frequency Support Control Strategy
李立民李硕娜冯启帆夏杨红韦巍 · 中国电机工程学报 · 2025年8月 · Vol.45
并网型直流耦合制氢系统(GDHPS)参与电网频率调节是能源转型的重要方向,需在保障电解槽功率合理分配的同时提供有效频率支撑。针对碱液电解槽(AWE),本文提出一种新型控制策略,包含自适应虚拟热敏电阻控制、快速频率响应机制与虚拟惯性响应机制三项改进。该策略通过实时更新AWE温度模型动态调节下垂系数,实现宽温域下的分散式控制与功率均衡,并提升系统动态性能。仿真与实验验证了所提方法在Matlab/Simulink及制氢实验平台上的有效性。
解读: 该并网型直流耦合制氢系统的频率支撑控制策略对阳光电源具有重要应用价值。其自适应虚拟热敏电阻控制与虚拟惯性响应机制可直接应用于ST储能变流器的构网型GFM控制技术升级,增强电网频率支撑能力。多电解槽分散式下垂控制与功率均衡策略可借鉴至PowerTitan大型储能系统的多模块并联控制,优化功率分配。快速...
考虑频率二次跌落和风速差异的风储联合持续调频控制策略
A Coordinated Wind-Energy Storage Continuous Frequency Regulation Control Strategy Considering Secondary Frequency Drop and Wind Speed Differences
朱昭丞 · 陈渊睿 · 曾君 · 应耿宁 等5人 · 电力系统自动化 · 2025年7月 · Vol.49
为提升风电场持续频率支撑能力,解决风机在最大功率点难以长期参与调频的问题,提出一种考虑频率二次跌落与风速差异的风储联合持续调频控制策略。通过单台风机与储能协同控制延长调频时间并抑制频率二次跌落,设计基于风机稳态功率动态调整的储能备用功率整定方法,并结合风电场内风速差异优化储能功率分配,实现多风机协调调频。仿真结果表明,该策略显著延长调频出力时间,有效抑制频率二次跌落,并提升不同风速下风机的调频协调性。
解读: 该风储联合调频策略对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan储能系统具有重要应用价值。研究提出的储能备用功率动态整定方法可直接应用于风储混合电站的EMS能量管理系统,优化储能系统的SOC管理和功率分配策略。针对频率二次跌落的抑制技术可增强阳光电源构网型GFM控制算法的频率支撑能力,提升电网适...
海上风电柔性直流外送系统主动支撑技术综述
A Review of Active Support Technologies for Offshore Wind Power Flexible DC Transmission Systems
阳岳希 · 贺之渊 · 彭程 · 张汉斌 等6人 · 高电压技术 · 2025年6月 · Vol.51
随着近海风电开发趋于饱和,远海风电日益受到重视。基于电压源换流器的高压直流输电(VSC-HVDC)因其灵活可控、孤岛运行和远距离输电优势,成为远海风电外送的首选方案。然而,大规模风电接入导致电网弱系统、低惯量与电压支撑不足等稳定性问题,提升系统主动支撑能力成为研究热点。本文首先介绍系统拓扑与传统控制策略,继而从有功与无功角度分析跟网型控制下附加控制方法及其局限性,探讨构网型控制的技术需求与标准,梳理不同技术路线的特点,最后展望发展趋势并指出关键技术挑战。
解读: 该研究对阳光电源在海上风电并网和储能领域具有重要参考价值。VSC-HVDC主动支撑技术可直接应用于ST系列储能变流器的构网型控制,提升PowerTitan储能系统的电网支撑能力。研究中的跟网型GFL和构网型GFM控制策略,与阳光电源现有的SG系列逆变器控制技术高度契合,可优化产品在弱电网条件下的并网...
多端直流
MTDC)连接的海上风电场频率支撑自适应控制策略
Muhammad M. Kabsha · Zakir Hussain Rather · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年3月
大规模电力电子接口可再生能源并网导致系统惯量降低,引发频率变化率(RoCoF)增大及频率偏差。本文提出了一种实用的、无需通信的自适应控制策略,旨在实现多端直流连接的海上风电场对电网惯量和一次调频的有效支撑。
解读: 该研究关注高比例可再生能源并网下的频率稳定性,与阳光电源的风电变流器及大型储能系统(PowerTitan系列)业务高度契合。随着海上风电向深远海发展,通过MTDC进行功率传输已成趋势。阳光电源可将此自适应控制策略集成至风电变流器及储能PCS中,提升系统在弱电网下的构网型(GFM)能力,增强电网对高R...
基于变速驱动器的终端负载自主电网支撑功能
Autonomous Grid Support Functionality in Variable-Speed Drive-Based End-Use Loads
Yeongrack Son · Michael Blonsky · Nischal Guruwacharya · Vikram Roy Chowdhury 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
随着逆变型电源渗透率提高,电力系统惯量降低,维持电网稳定面临挑战。相比传统需求响应,基于变速驱动器(VSD)的负载具备响应速度快、通信依赖度低等优势,成为实现快速频率支撑的有力候选方案。
解读: 该文献探讨的VSD快速频率支撑技术与阳光电源的构网型(Grid-Forming)技术理念高度契合。对于阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack)及光伏逆变器,该研究提供的控制策略可增强系统在弱电网下的频率响应能力。建议研发团队借鉴VSD的快速响应机制,优化iSolarClou...
一种针对配电网储能系统的协调电压-频率支撑方案
A Coordinated Voltage–Frequency Support Scheme for Storage Systems Connected to Distribution Grids
Anastasis Charalambous · Lenos Hadjidemetriou · Elias Kyriakides · Marios M. Polycarpou · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
本文提出了一种针对储能系统的协调电压-频率支撑策略,该策略充分考虑了电网阻抗的电抗-电阻比(X/R比)。与传统方法不同,该方案通过优化功率电子变换器的控制逻辑,提升了储能系统在异常电网条件下的系统稳定性,增强了分布式储能接入配电网后的电压与频率调节能力。
解读: 该研究直接契合阳光电源PowerTitan和PowerStack等储能系统产品的核心控制需求。随着电网环境日益复杂,尤其是弱电网场景下,传统的跟网型控制已难以满足稳定性要求。该协调控制策略可优化PCS(储能变流器)的响应逻辑,提升阳光电源储能系统在电网波动时的电压支撑与频率调节性能。建议研发团队将此...
基于峰值运行模式匹配的锂离子电池储能系统在线快速频率响应容量估计
Peak Operation Mode-Matching Online Fast Frequency Response Capacity Estimation for Lithium-ion Battery Energy Storage System
Shaoxin Shi · Qiao Peng · Tianqi Liu · Jinhao Meng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年12月
快速频率响应容量(FFRC)对电池储能系统(BESS)的频率支撑性能及安全运行至关重要。传统方法难以匹配电网特定的快速频率响应(FFR)需求,导致评估保守或因估计不准产生罚款。本文提出了一种峰值运行模式(POM)匹配的在线FFRC估计方法,以优化储能系统的频率调节能力。
解读: 该研究直接服务于阳光电源PowerTitan及PowerStack等大型储能系统在电网辅助服务中的核心痛点。通过更精准的FFRC在线估计,阳光电源的PCS设备能更高效地响应电网调频指令,避免因容量评估保守导致的资源浪费,或因估计偏差引发的考核罚款。该算法可集成至iSolarCloud智能运维平台,为...
开环构网型储能系统稳定性分析的Lyapunov能量函数构建与应用
Lyapunov Energy Function Construction and Application for Stability Analysis on Open-Loop Grid-Forming Energy Storage Systems
Xuankun Hu · Mengru Tian · Liangli Xiong · Fei Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
针对高比例可再生能源电力系统,本文研究了开环电压幅值控制的构网型(GFM)储能系统。相比闭环矢量控制,该方案在瞬态电压与频率支撑方面表现更优。文章通过构建Lyapunov能量函数,深入分析了该系统的动态过程与稳定性,为构网型储能的控制优化提供了理论支撑。
解读: 该研究直接契合阳光电源PowerTitan及ST系列PCS产品的核心技术演进方向。随着电网对构网型(GFM)技术要求的提升,传统的闭环控制在弱电网环境下可能面临稳定性挑战。本文提出的开环控制稳定性分析方法,有助于阳光电源优化PCS的控制策略,提升产品在复杂电网环境下的电压与频率支撑能力。建议研发团队...
用于孤岛和并网应用的并联构网型虚拟同步机设计与分析
Design and Analysis of Parallel-Connected Grid-Forming Virtual Synchronous Machines for Island and Grid-Connected Applications
Adrian Gonzalez-Cajigas · Javier Roldan-Perez · Emilio Jose Bueno · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月
随着电网对频率支撑、无功补偿及构网能力的需求增加,多台变流器并联运行的协调控制至关重要。本文研究了虚拟同步机(VSM)控制策略,旨在解决多机并联系统在孤岛及并网模式下的稳定性与协调控制问题,为电力电子接口电源提供更强的电网支撑能力。
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。对于PowerTitan液冷储能系统及大型组串式逆变器,构网型控制是提升弱电网适应性、实现黑启动及提供惯量支撑的核心技术。本文提出的多机并联协调控制策略,可优化阳光电源在大型光储电站中的多机并联运行稳定性,减少环流,提升系...
基于双馈风力发电机锁相环相位阶跃控制的超快频率支撑
Phase Step Control in PLL of DFIG-Based Wind Turbines for Ultrafast Frequency Support
Yini Zhou · Donghai Zhu · Jiabing Hu · Xudong Zou 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
针对双馈风力发电机(DFIG),本文提出了一种锁相环(PLL)相位阶跃控制(PSC)方法,以实现超快频率支撑。该方法在频率事件发生时,将与初始频率微分相关的相位角附加到PLL中,并设计了受约束的PSC控制参数,从而显著提升风电机组的频率响应速度。
解读: 该技术对阳光电源的风电变流器业务具有重要参考价值。随着全球电网对新能源频率支撑能力的要求日益严苛,传统的频率响应往往存在滞后。通过在PLL中引入相位阶跃控制,可以使风电变流器在电网频率波动初期即刻响应,实现“超快”频率支撑。建议研发团队将此算法集成至阳光电源的风电变流器控制策略中,以提升产品在弱电网...
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...
考虑惯量与阻尼支撑能量消耗的混合储能虚拟同步机设计
Design of Hybrid-Storage-Based Virtual Synchronous Machine With Energy Recovery Control Considering Energy Consumed in Inertial and Damping Support
Chu Sun · Syed Qaseem Ali · Geza Joos · Francois Bouffard · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年3月
针对电力系统惯量降低带来的频率稳定性挑战,本文提出了一种改进的虚拟同步机(VSG)控制策略。该方法考虑了储能系统的能量限制,通过引入能量恢复控制,优化了惯量和阻尼支撑过程中的能量消耗,有效提升了弱电网下的频率响应性能。
解读: 该研究直接契合阳光电源PowerTitan和PowerStack等储能系统在构网型(Grid-Forming)技术领域的发展需求。随着高比例可再生能源接入,电网对储能系统的惯量支撑能力要求日益提高。该文提出的能量恢复控制策略,能有效解决储能系统在提供惯量支撑时面临的能量受限问题,提升系统在弱电网环境...
局部阴影条件下光伏系统改进的基于割线法的全局灵活功率点跟踪
Improved Secant-Based Global Flexible Power Point Tracking in Photovoltaic Systems Under Partial Shading Conditions
Anusha Kumaresan · Hossein Dehghani Tafti · Neha Beniwal · Naga Brahmendra Yadav Gorla 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年8月
本文针对低惯性电网中光伏系统的频率支撑需求,提出了一种改进的基于割线法的灵活功率点跟踪(FPPT)算法。该算法旨在解决局部阴影条件下光伏阵列多峰值特性带来的功率调节难题,通过精确跟踪参考功率,提升光伏系统在复杂环境下的电网辅助服务能力。
解读: 该研究直接服务于阳光电源组串式及集中式光伏逆变器在电网辅助服务中的应用。随着全球电网对光伏电站调频、调峰能力要求的提高,该算法能显著提升阳光电源产品在复杂阴影环境下的功率输出精度。建议将该改进算法集成至iSolarCloud智能运维平台及逆变器控制固件中,以增强电站对弱电网的适应性,特别是在分布式光...
双层分布式一致性控制用于多风电场快速频率支撑
Two-Level Distributed Consensus Control of Multiple Wind Farms for Fast Frequency Support
Kangyi Sun · Hongyu Zhou · Wei Yao · Yongxin Xiong 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年9月
相邻风电场具有显著的频率支撑潜力,其风电机组受尾流效应影响,频率支撑能力各异。为充分挖掘不同运行状态下机组的支撑潜力,本文提出一种双层分布式一致性控制方法实现风电机组协同控制:第一层为风电场内部的主从控制,第二层为风电场间的无主控制。该方法可为系统中不同机组分配差异化的功率指令,提升频率响应效果与系统稳定性。基于MATLAB/Simulink与Opal-RT实时仿真平台,对两区域系统及广水100%可再生能源系统进行分析,结果表明所提方法优于其他频率支撑策略,且能灵活应对通信中断与延迟。
解读: 该双层分布式一致性控制技术对阳光电源的储能与风电产品线具有重要应用价值。可直接应用于ST系列储能变流器的群控系统和PowerTitan大型储能场站的协同调度,优化多机组间的功率分配。该技术的分层控制架构也可借鉴应用于SG系列光伏逆变器的集群控制,提升大型新能源电站的频率支撑能力。特别是在构建高比例可...
改进的无通信协调控制用于VSC-MTDC集成海上风电场的陆上系统频率支撑
Improved Communication-Free Coordinated Control of VSC-MTDC Integrated Offshore Wind Farms for Onshore System Frequency Support
Yongxin Xiong · Wei Yao · Siqi Lin · Xiaomeng Ai 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2022年6月
现有无通信频率支撑方案通常采用海上换流器直流电压作为输入信号,但其受风电输出功率影响而产生畸变,降低频率支撑性能。为此,提出一种改进的无通信协调控制(ICFCC)方案,将陆上频率变化引入直流电压偏差,并在海上换流站通过估计器获取陆上直流电压,以实现快速支撑并减小畸变影响。通过自适应调节下垂系数合理分配支撑功率,使靠近扰动母线的站点注入更多功率。频率支撑后,海上风电机组采用渐近控制恢复转速,避免二次频率跌落。在四端和五端系统中验证了该方案在参数不确定性和噪声干扰下的有效性。
解读: 该无通信协调控制技术对阳光电源储能和风电产品线具有重要参考价值。其中的直流电压偏差传递频率信息的方法,可应用于ST系列储能变流器的多机并联系统,优化功率分配策略。自适应下垂控制思路可用于PowerTitan大型储能系统的分布式协调控制,提升系统稳定性。渐近恢复控制方法对风电变流器的频率支撑功能具有启...