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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...
新型电力系统柔性构网技术及其应用
Flexible Grid-Forming Technology and Its Application in New Power Systems
郑外生 饶宏 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
随着新能源大规模并网,电力系统电磁与机电特性耦合加剧,动态行为日趋复杂,面临频率电压支撑不足、失稳风险上升等挑战。传统规划与控制方法难以发挥电力电子设备的快速调控优势。本文提出基于电力电子设备构建灵活可控柔性电网的技术,通过“柔性互联”阻断交流故障连锁传播,实现分区灵活互济;通过“主动支撑”增强关键节点电压频率支撑能力,提升系统稳定性。阐述了柔性构网的概念内涵、基本思路与发展方向,并介绍了其在南方电网的实际工程应用。
构网型技术:演进历程、功能定位与应用展望
Grid-Forming Technology: Evolution, Functional Positioning and Application Prospects
王伟 · 周少泽 · 黄萌 · 艾诚 等7人 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
为支撑新能源高效利用与电力可靠供应,构网型技术已在多种电力系统场景中开展初步实践。本文梳理其演进历程及国内外标准规范,分析技术发展的内在驱动,明确其在不同电网形态下的功能定位;从稳态、动态与暂态稳定性等角度剖析当前面临的技术挑战,并对未来规模化应用所需解决的关键问题进行展望,以推动其在新型电力系统中的广泛应用。
解读: 该研究对阳光电源储能与光伏产品的构网型技术升级具有重要指导意义。ST系列储能变流器和大型储能系统PowerTitan可基于构网型控制实现独立供电能力;SG系列光伏逆变器通过引入VSG控制可提升弱电网适应性。研究成果有助于优化产品在稳态、动态和暂态工况下的性能表现,对提升阳光电源在新型电力系统中的技术...
构网型变流器宽短路比范围适应性分析与提升
Grid-Forming Converters Adaptability Analysis and Enhancement under Wide Short-Circuit Ratio Range
刘龙胡彬王垚鑫廖玉茗黄旭东年珩 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
随着新能源渗透率提高,电网复杂性增加,构网型变流器面临宽范围短路比的并网环境。本文建立了包含功率控制、坐标变换及电压-电流环耦合的阻抗模型,通过降阶模型揭示其在强电网下失稳机理。提出混合虚拟阻抗方法,有效提升变流器在全频段内的并网稳定性及对复杂电网的适应能力。实验结果验证了阻抗分析的准确性与所提策略的有效性。
解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器和大功率光伏逆变器的并网稳定性具有重要指导意义。混合虚拟阻抗方法可直接应用于公司GFM储能产品的控制策略优化,提升PowerTitan等大型储能系统在弱电网条件下的适应性。研究成果对完善阳光电源构网型产品在高渗透率新能源场景下的性能具有积极作用,尤其有助于提升ST2...
风电经柔直送出系统送端交流故障低电压穿越策略
Low Voltage Ride-Through Strategy for Sending-End AC Faults in Wind Power Transmission via VSC-HVDC Systems
钟术威 · 车延博 · 苏鉴博 · 陈怡静 等5人 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
风电经柔直送出系统送端交流汇集线两端均为电力电子换流器,送端交流故障时易引发非故障相过电压与恢复过电压,导致低电压穿越失败。本文分析了过电压产生机理,推导系统负序分量与非故障相电压的关系,结合降压控制、闭锁控制及负序限幅优化方法,提出适用于对称与不对称交流故障的低电压穿越策略。基于PSCAD/EMTDC搭建电磁暂态模型,设置四种交流故障验证了所提策略的有效性与可行性。
解读: 该研究的LVRT策略对阳光电源的储能与光伏产品线具有重要参考价值。特别是对ST系列储能变流器和大功率SG系列光伏逆变器的电网适应性优化具有启发意义。文中提出的负序限幅与降压控制方法,可用于改进我司GFM/GFL控制器的故障穿越性能,提高产品在弱电网条件下的稳定性。建议在PowerTitan储能系统的...
基于网络能量轨迹特征学习的新能源电力系统暂态稳定评估
Transient Stability Assessment of Renewable Energy Power Systems Based on Network Energy Trajectory Feature Learning
张宇驰蔡国伟刘铖张泽栋王盈月杨晶莹 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
快速准确的暂态稳定评估对保障电力系统安全运行至关重要。高比例电力电子设备接入使系统呈现多控制切换的非光滑动态特性,影响现有方法的准确性与泛化能力。本文提出一种基于网络能量轨迹特征学习的暂态稳定评估方法。构建增广网络数据下的暂态能量函数,分析网络能量时空分布与稳定性的映射关系,提出支路脆弱度与稳定判别指标。通过注意力机制增强关键支路特征,以稳定评估函数和支路相角差为输入,建立评估模型。在新英格兰39节点和CEPRI-TAS 197节点系统上的仿真验证了方法的有效性与鲁棒性。
解读: 该研究对阳光电源的储能和光伏逆变器产品线具有重要参考价值。通过网络能量轨迹特征学习方法,可优化ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的暂态稳定控制策略,尤其适用于PowerTitan等大型储能系统的并网稳定性评估。研究提出的支路脆弱度分析方法,可用于完善iSolarCloud平台的故障预警功能。该技...
构网型与跟网型变流器混联并网系统配比关键影响因素分析
Proportion Key Influencing Factors Analysis of Grid-Forming and Grid-Following Converters in Hybrid Grid-Connected Systems
张斌张学广徐殿国 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
跟网型变流器在弱电网下易引发次同步振荡失稳,构网型变流器可提升混联系统在次同步频段的小干扰稳定性。本文建立混联系统状态空间模型,研究构网型与跟网型变流器控制参数及电压环结构对系统稳定性的影响,分析构网型变流器配比下限的关键因素,确定不同影响因素下的稳定边界,并结合频域阻抗法揭示其作用机理,最后通过RT-LAB半实物实验验证理论分析的准确性。
解读: 该研究对阳光电源的储能与光伏产品线具有重要指导意义。研究成果可直接应用于ST系列储能变流器的GFM控制优化,特别是在弱电网条件下的稳定性提升。对SG系列光伏逆变器的GFL控制参数优化也有重要参考价值。通过合理配置GFM/GFL比例,可提升PowerTitan等大型储能系统在弱电网下的并网性能,减少次...
特约主编寄语
Guest Editor's Message
王伟刘玉田刘崇茹 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
大力推进沙漠、戈壁、荒漠(简称“沙戈荒”)地区大型风电、光伏基地建设,是中国实现“双碳”目标的关键举措。由于“沙戈荒”地区地处偏远,缺乏常规电源支撑,电网短路比较低,系统稳定运行面临严峻挑战。大型新能源基地通过常规直流外送成为“远距离、大规模”输电的主要方式。因此,亟需深入研究无常规电源支撑下大型风电光伏基地经常规直流送出的运行特性、优化配置、并网控制、直流协调控制以及风险预警与防控措施,以保障电力系统安全稳定运行。
构网型电源接入下新能源场站的稳定运行能力评估
Stability Assessment of Renewable Energy Stations with Grid-Forming Power Supply Integration
马子涵 · 黄萌 · 付熙坤 · 贾一超 等6人 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
现有短路比指标未计及构网型电源的电压支撑作用,且临界短路比忽略功角稳定约束,难以准确评估弱电网下新能源场站的稳定运行能力。本文在电压与功角稳定约束下计算跟网型场站的短路比及临界短路比,通过比较二者关系评估其稳定能力;进而利用临界短路比变化量化构网型电源对稳定性的提升效果。最后通过含跟网型与构网型电源的并网系统仿真验证了所提方法的有效性。
解读: 该研究对阳光电源的构网型储能变流器(ST系列)和大功率光伏逆变器(SG系列)的弱电网并网性能评估具有重要指导意义。通过引入考虑电压支撑作用的短路比评估方法,可以更准确地预测我司GFM产品在弱电网条件下的稳定运行边界。这对优化ST储能系列的VSG控制算法、提升SG光伏逆变器的低SCR适应性具有直接价值...
基于单机模型扩展的直驱风电场通用等值模型构建方法
A Generalized Equivalent Modeling Method for PMSG-Based Wind Farms Based on Single-Turbine Model Extension
李东晟曹仟妮赖启平沈沉 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
构建风电场动态等值模型是分析风电并网系统的基础。现有多机等值方法需随运行工况变化重新分群建模,难以满足在线动态安全分析的高效性需求。为此,本文提出一种适用于任意运行场景的直驱风电场通用等值模型构建方法。首先建立单台永磁直驱风机的神经网络通用模型,通过等效处理输入参数将其扩展至风电场整体,形成通用等值建模框架。基于CloudPSS电磁暂态仿真平台验证了模型的准确性与适用性,结果表明该方法可有效提升风电场建模效率与通用性。
解读: 该风电场等值建模方法对阳光电源的储能和光伏产品线具有重要参考价值。首先,其通用等值模型思路可用于优化ST系列储能变流器的群控策略,特别是在大型储能电站中实现多机协调控制。其次,该方法的神经网络建模框架可借鉴应用于SG系列光伏逆变器的集群控制,提升光伏电站的整体并网性能。此外,文中的动态等值技术对完善...
极端静稳天气事件下电力系统风险评估与管控
Risk Assessment and Management of Power Systems under Extreme Calm Weather Events
姜海洋 · 蒋明华 · 丁坤 · 杜尔顺 等8人 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
新能源高占比背景下,极端静稳天气易引发连续多日新能源低出力,导致电力系统长周期供需失衡。本文从规划优化角度提出风险量化评估与管控方法。定义面向电力保供的极端静稳天气场景,构建长周期供需不平衡评价指标体系,建立基于机会约束的风险评估模型,并将其嵌入传统规划模型以实现灵活性资源的优化配置。基于IEEE RTS-79算例验证了方法的有效性,探讨了长时储能在缓解此类风险中的作用。
解读: 该研究对阳光电源PowerTitan储能系统和ST系列储能变流器具有重要应用价值。极端静稳天气下的长周期供需失衡风险评估方法,可直接应用于储能系统容量配置优化和能量管理策略。基于机会约束的风险量化模型,能指导阳光电源开发面向长时储能场景的EMS能量管理算法,优化充放电策略以应对连续多日新能源低出力。...
考虑经济性与韧性均衡的交直流混合配电网协调规划
Coordinated Planning of AC/DC Hybrid Distribution Networks Considering Economic and Resilience Balance
马梓耀 · 张博 · 张璐 · 王照琪 等6人 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
新型源荷广泛接入推动交直流混合配电网成为未来配电系统的重要形态。通过电力电子设备实现网络柔性互联与功率互济,可有效提升系统韧性并降低极端灾害下的停电损失。针对经济性与韧性在规划中因维度差异难以协调的问题,提出基于纳什谈判的协调规划方法。分析直流网络在常态与灾害场景下对经济性与韧性的影响,构建二者均衡模型,并以均衡目标建立网架优化规划模型。算例验证表明,该方法能充分发挥直流互联优势,实现精准投资与韧性提升。
解读: 该交直流混合配电网协调规划技术对阳光电源PowerTitan储能系统和ST系列储能变流器具有重要应用价值。研究提出的经济性与韧性均衡方法,可指导阳光电源在微电网和工商业储能项目中优化AC/DC混合架构配置,通过储能变流器的双向功率调节实现柔性互联与功率互济。纳什谈判模型可应用于iSolarCloud...
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...
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1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...
基于混合同步控制的构网型变流器不对称故障下暂态稳定分析
Transient Stability Analysis of Grid-Forming Converters with Hybrid Synchronous Control under Asymmetric Faults
王龙悦 · 胡鹏飞 · 于彦雪 · 杨锐良 等5人 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
构网型变流器因具备主动支撑能力和弱电网适应性而受到广泛关注,但其在电网故障下的暂态稳定问题仍制约着实际应用。现有研究多集中于对称故障场景,针对不对称故障的研究尚不充分。本文针对混合同步型构网控制,引入正负序解耦机制,构建适用于不对称故障的控制框架;建立系统详细动态模型,结合相图法定量揭示正负序电流与暂态失稳边界的数学关系;并通过电磁暂态仿真与硬件在环实验验证了所提方法的有效性与分析准确性。
解读: 该混合同步控制下不对称故障暂态稳定分析技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的构网型GFM控制具有重要应用价值。研究提出的正负序解耦机制可直接应用于PowerTitan大型储能系统,提升单相接地等不对称故障下的暂态稳定裕度。相图法揭示的失稳边界数学关系为阳光电源弱电网并网场景下的电流限...
基于导纳稳定容量的新能源并网强度评估
Assessment of Grid-Connected Strength of Renewable Energy Based on Admittance Stability Capacity
吴林林 · 邓晓洋 · 郑佳杰 · 梁以宁 等5人 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
随着新型电力系统中新能源渗透率的提升,系统动态特性显著变化,变流器等电力电子设备接入后的稳定性分析日趋复杂。本文基于元件特征值灵敏度分析方法,提出一种计及变流器控制差异的并网强度评估指标。首先建立多馈入系统的全系统阻抗模型,分析特征值对具体导纳变化的灵敏度;进而从新能源并网点变流器导纳最大可变程度出发,定义导纳稳定容量,该指标反映系统各元件动态特性,表征系统抗干扰能力与电网强度;最后通过单变流器接无穷大系统及改进IEEE 14节点系统验证了所提指标的有效性。
解读: 该研究对阳光电源的变流器产品稳定性评估具有重要指导意义。通过导纳稳定容量指标,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,尤其适用于大规模光储项目中的PowerTitan系统。研究成果可直接应用于:1)变流器GFL/GFM控制参数自适应优化;2)多机并联系统的稳定性评估;3)弱电网条...
基于复转矩系数的无内环构网变流器低频振荡分析与抑制策略
Low-frequency Oscillation Analysis and Suppression Strategy of Grid-forming Converters without Inner Loop Based on Complex Torque Coefficient
陈雪韬 · 吴超 · 王简 · 王勇 等6人 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
在高电力电子化系统中,无内环构网变流器因控制简单、电压源特性优良而广泛应用,但在弱阻尼系统中易引发低频振荡。本文采用复转矩系数法,揭示其失稳机理在于常值虚拟阻抗在低频段缺乏相位滞后,难以提供有效阻尼转矩,且增大虚拟阻抗会加剧无功环路负阻尼。为此,提出基于低通滤波器的虚拟阻抗策略,增强系统低频阻尼转矩。仿真与StarSim半实物实验结果验证了该策略对低频振荡的有效抑制能力。
解读: 该研究对阳光电源的储能和大型光伏产品线具有重要参考价值。无内环GFM控制在ST系列储能变流器和大功率SG系列逆变器中可简化控制结构,提升系统稳定性。提出的低通滤波型虚拟阻抗策略可有效解决PowerTitan等大型储能系统在弱电网下的低频振荡问题。这对提升阳光储能产品在高渗透率新能源场景下的并网性能具...
特约主编寄语
Guest Editor's Message
王伟刘玉田刘崇茹 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
在沙漠、戈壁、荒漠地区建设大型风电、光伏基地是实现中国“碳达峰·碳中和”目标、推动能源清洁低碳转型与提升能源安全保障能力的关键举措。然而,上述地区普遍缺乏本地常规水、火电支撑,面临新能源基地运行稳定性差、新能源与直流输电利用率低等突出挑战。截至2021年,我国首批沙戈荒大型风光基地覆盖19个省份,总规模达97.05吉瓦,规划至2030年装机总量约455吉瓦。因此,亟需深入分析大规模新能源基地稳定运行与直流外送技术难题,并探索有效解决方案。
解读: 该文聚焦沙戈荒大型新能源基地稳定运行与直流外送难题,对阳光电源PowerTitan储能系统和SG系列光伏逆变器具有重要战略价值。在缺乏常规电源支撑的场景下,可应用构网型GFM控制技术提升基地运行稳定性,通过ST系列储能变流器配合VSG虚拟同步机算法提供惯量支撑和一次调频能力。针对直流外送利用率低的问...
基于联邦强化学习的主动配电网多主体博弈协同优化策略
A Multi-Agent Game-Based Cooperative Optimization Strategy for Active Distribution Networks Using Federated Reinforcement Learning
杨文伟 · 彭显刚 · 全欢 · 褚卓卓 等6人 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
针对主动配电网多主体协同优化中隐私保护与信任缺失问题,提出一种基于多主体博弈与联邦强化学习的日前-日内协同优化调度策略。构建包含分布式电源、配电网及储能运营商的多主体架构,建立以综合收益最大和调整量最小为目标的优化模型。日前阶段采用有限理性信任演化博弈生成调度计划,日内阶段结合联邦自然策略梯度算法进行滚动优化,在满足系统约束的同时保障数据隐私。仿真结果验证了该方法的经济性与有效性。
解读: 该联邦强化学习多主体协同优化技术对阳光电源PowerTitan储能系统和iSolarCloud平台具有重要应用价值。可直接应用于ST系列储能变流器的日前-日内协同调度,通过联邦学习框架实现分布式光伏、储能运营商与配电网的隐私保护协同优化,解决多主体数据共享难题。该博弈优化策略可集成到iSolarCl...
风电并网系统近工频振荡的自适应阻尼控制
Adaptive Damping Control of Sub-synchronous Oscillations in Grid-Connected Wind Power Systems
王晰 · 翟文辉 · 田晓煜 · 亢朋朋 等6人 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
当部分线路因故障或检修退出运行时,风电并网系统可能出现有功出力突变诱发的近工频耦合振荡,且不同拓扑结构下振荡频率随之变化。为此,提出一种基于自适应阻尼控制的抑制方法。通过分析实际风电场振荡案例,归纳风险场景;构建“即测-即辨-即控”的自适应控制架构,包含基于二阶RLC等效电路的振荡特征辨识与全工况优化的阻尼参数设计;电磁暂态仿真验证表明,该方法可有效抑制多种工况下的近工频振荡,具备快速响应与强适应性。
解读: 该研究对阳光电源的大型风电变流器和储能产品具有重要参考价值。自适应阻尼控制架构可应用于ST系列储能变流器和大功率风电变流系统,提升系统在复杂电网环境下的稳定性。'即测-即辨-即控'的快速响应机制,可优化PowerTitan储能系统的电网支撑能力。基于RLC等效建模的方法,也可用于完善iSolarCl...
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