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基于稳定性保证的构网型逆变器频率调节安全强化学习
Safe Reinforcement Learning for Grid-forming Inverter Based Frequency Regulation with Stability Guarantee
Hang ShuaiBuxin SheJinning WangFangxing Li · 现代电力系统通用与清洁能源学报 · 2025年1月 · Vol.1
本研究提出一种面向构网型（GFM）逆变器频率调节的安全强化学习算法。为确保在学习控制策略下基于逆变器的资源（IBR）系统稳定性，将基于模型的强化学习（MBRL）与Lyapunov方法相结合，界定状态与动作的安全区域。通过在吸引域（ROA）内采样数据，利用近似动态规划（ADP）在保障安全的前提下提升控制性能。此外，引入高斯过程（GP）模型以增强控制器对逆变器参数不确定性的鲁棒性。数值仿真验证了所提算法的有效性。
解读: 该安全强化学习算法对阳光电源PowerTitan储能系统和ST系列储能变流器的构网型控制具有重要应用价值。研究提出的Lyapunov约束下的模型强化学习方法，可直接应用于GFM模式下的频率调节优化，在保证系统稳定性前提下提升调频性能，这与阳光电源储能系统参与电网一次调频的应用场景高度契合。引入的高斯...
融合动态特性的高比例可再生能源下稳定性约束调度建模框架
Dynamics-Incorporated Modeling Framework for Stability Constrained Scheduling Under High-Penetration of Renewable Energy
Jinning Wang · Fangxing Li · Xin Fang · Hantao Cui 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年1月
本文提出一种模块化建模框架，支持高比例可再生能源接入下的融合动态特性电力系统调度。该框架采用改进的混合符号-数值方法，有效衔接设备级与系统级优化模型，简化调度建模流程。其适应性体现在四个方面：通过建模模块实现可扩展的调度模型、基于向量化与稀疏性技术的可伸缩性能、与动态仿真器兼容的潮流数据结构，以及稳态调度与时域动态仿真间的双向数据交互接口。多场景基准测试验证了框架的准确性与可扩展性，案例研究表明其显著提升了调度与动态仿真的协同效率，减少了稳定性约束调度中的模型转换工作量。
解读: 该动态特性融合调度框架对阳光电源储能与光伏并网产品具有重要应用价值。框架的模块化建模方法可直接应用于PowerTitan储能系统的多机协调调度，通过稳态优化与动态仿真双向交互，优化ST系列储能变流器的功率响应策略。其稳定性约束建模能力可提升SG系列逆变器在高比例新能源场景下的构网型GFM控制性能，特...
评估跟网型和构网型逆变器资源的等效惯性
Evaluating the Equivalent Inertia of Grid-Following and Grid-Forming Inverter-Based Resources
Zaid Ibn Mahmood · Hantao Cui · Buxin She · Fangxing Li · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年12月
基于逆变器的电源（IBR）的日益普及正在改变电力系统的动态行为。根据控制类型的不同，即使采用固定的惯性参数，IBR 在发生扰动后也能表现出时变的惯性支撑。本文引入了“等效惯性”的概念，该概念使用一台虚拟同步发电机来匹配响应，以衡量取决于控制的总体惯性支撑。接下来，通过利用母线测量数据构建基于摇摆方程的估计函数，提出了一种惯性估计方法。该方法的一个主要优点是，它无需设备数学模型，即可应用于同步发电机和 IBR。此外，还提出了一种精确估计指标，用于指示何时估计结果准确。首先使用同步发电机对该估计方法...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于逆变器等效惯量评估的研究具有重要的战略价值。随着光伏和储能系统在电网中的渗透率持续攀升，逆变器型资源（IBR）对电网频率稳定性的影响日益凸显。该论文提出的"等效惯量"概念及其估算方法，为我们优化跟网型和构网型逆变器控制策略提供了量化评估工具。 对于阳光电源的产品线...
面向静态与动态安全约束的微电网虚拟惯量调度
Virtual Inertia Scheduling (VIS) for Microgrids With Static and Dynamic Security Constraints
Buxin She · Fangxing Li · Jinning Wang · Hantao Cui 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年10月
微电网中逆变型分布式能源（DERs）渗透率高，其低惯量特性与快速动态响应对传统解耦的静态经济运行与动态控制设计构成挑战。本文提出微电网虚拟惯量调度（VIS），兼顾经济性与安全性。通过引入设备级控制与电网级运行的统一框架，将虚拟惯量/阻尼成本、暂态性能及稳定性约束纳入经济运行模型，并以DER控制参数为决策变量。结合数据驱动的动态近似与线性化方法，构建高效计算流程，并集成时域仿真以校正与验证。在改进的IEEE 123节点孤岛微电网中验证了VIS的有效性，结果表明其可有效应对高比例DER接入下的低惯量...
解读: 该虚拟惯量调度技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究提出的将虚拟惯量/阻尼成本纳入经济调度模型的思路，可直接应用于阳光电源构网型GFM控制策略优化，通过动态调整VSG控制参数（虚拟惯量J和阻尼D）实现经济性与暂态稳定性的协调。特别是数据驱动的动态约束...
一种数据驱动的自适应控制方法以提升VSG在变化电网条件下的动态响应
A Data-Driven Adaptive Control Approach for Enhancing the Dynamic Response of VSGs in Varying Grid Conditions
Shah Fahad · Buxin She · Junjie Yin · Fangxing Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年4月
传统虚拟同步发电机（VSG）通常针对孤岛模式（IM）设计，以满足频率变化率（RoCoF）等运行要求，但在并网模式（GCM）下，当电网条件变化时可能无法满足控制性能指标。此外，传统VSG控制未考虑弱电网下预同步方案的影响，导致IM模式下的RoCoF性能下降。为此，本文提出基于双延迟深度确定性策略梯度（TD3）算法的自适应控制方法，以提升VSG在IM与GCM间无缝切换的动态响应性能。首先建立VSG系统模型用于问题建模，进而设计兼顾频率与RoCoF的奖励函数，引导智能体在不同负载、功率指令及电网条件下...
解读: 该数据驱动自适应VSG控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。TD3算法可优化现有VSG控制策略，解决弱电网并网与孤岛模式切换时的RoCoF性能劣化问题，提升储能系统在电网强度变化时的动态响应能力。该方法可直接应用于ST系列产品的构网型GFM控制算法升...