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变短路比下GFM与GFL逆变器混合系统的功率振荡分析及双互阻尼控制
Power Oscillation Analysis and Dual Mutual Damping Control for Hybrid System with GFM and GFL Inverters Under Varying Short Circuit Ratio
Xiaoke Liu · Yandong Chen · Zili Wang · Cong Luo 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年7月
具备构网型（GFM）和跟网型（GFL）逆变器的混合并网系统中的有功功率振荡会威胁其安全运行。本文考虑了GFM和GFL逆变器之间的耦合，建立了该异构系统的小信号模型。基于该模型，定性和定量地揭示了在不同短路比（SCR）下控制参数对功率振荡的影响机制。特别地，与其他参数相比，GFM逆变器的阻尼起主导作用。因此，将包含角频率和有功功率互阻尼的双互阻尼控制（DMDC）集成到GFM逆变器中以增强系统阻尼。文中还给出了其稳定性分析和关键参数设计。最后，实验结果验证了DMDC的有效性，表明在强电网和弱电网条件...
解读: 该双互阻尼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。在弱电网场景下，阳光电源储能系统常采用GFM构网模式支撑电网，而光伏SG系列逆变器多为GFL跟网模式，两者混合并网时易产生低频功率振荡。该研究揭示的GFM-GFL动态交互机理可指导阳光电源优化混合系统控...
满足多目标约束的构网型变流器低电压穿越策略
Fault Ride-Through Strategy for Grid-Forming Converters Satisfying Multi-Objective Constraints
Mingkun Gao · Yandong Chen · Cong Luo · Zhiwei Xie 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年7月
暂态同步稳定性（TSS）、电流限幅与无功功率支撑（RPS）是构网型变流器（GFMC）故障穿越（FRT）需满足的关键目标。然而，三者间复杂的耦合关系及GFMC作为电压源无法直接控制电流的特性，给FRT带来显著挑战。本文首先分析三目标间的耦合关系，揭示相电流、无功电流与故障涌流的形成机理与控制机制；据此提出一种自适应FRT策略，通过协同调节有功功率、电压参考值及虚拟电阻，实现多目标约束下的可靠穿越，即使电压跌落至零亦可有效运行，且易于实现。仿真与实验验证了该策略在TSS与RPS性能上的优越性。
解读: 该多目标约束FRT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。当前构网型控制面临暂态稳定、电流限幅与无功支撑三重约束的耦合难题，该研究提出的自适应协同调节方案（有功功率-电压参考-虚拟电阻）可直接应用于ST储能变流器的GFM控制算法优化，提升零电压穿越能力。特...
并网型构网逆变器并联系统的稳定域估计与分散式暂态控制
Stability Region Estimation and Decentralized Transient Control for Parallel Grid-Tied Grid-Forming Inverters
Cong Luo · Yandong Chen · Shuhan Liao · Zhiwei Xie 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年2月
高比例可再生能源通过构网型逆变器（GFMI）接入电网。近年来，单台GFMI在严重电网故障下的暂态稳定性已被广泛研究，但并联GFMI系统的定量分析仍较少。为此，本文建立了考虑逆变器间动态交互的并联系统大信号等效模型，并构造包含动能、势能、阻尼耗散及交互能量的李雅普诺夫函数，实现精确的稳定域估计。分析表明，增加阻尼、减小惯性或降低某台GFMI参考功率会因交互功率增大而恶化系统整体稳定裕度，这与单机系统特性不同。为此提出一种自适应调节阻尼、惯性和参考功率的无通信分散式暂态控制策略，确保并联系统暂态稳定...
解读: 该并联构网逆变器稳定域估计与分散式暂态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。研究揭示的并联系统交互能量效应可指导多机并联场景下虚拟惯性和阻尼参数优化，避免单机优化策略在多机系统中失效。所提无通信分散式控制策略可直接应用于ST储能变流器的GFM控制算法...
基于阻尼反射能量函数构建的构网型逆变器稳定性区域估计
Estimation of Stability Region for Grid-Forming Inverters Considering Switching Characteristics via Constructing Damping-Reflected Energy Functions
Cong Luo · Shuhan Liao · Yajun Liu · Yandong Chen · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年1月
构网型（GFM）逆变器广泛应用于可再生能源与电网的接口。在低电压穿越期间，为限制故障电流，GFM逆变器会切换控制策略，导致其暂态稳定性特性与同步机不同。本文考虑虚拟阻抗引起的切换特性，从能量角度建立故障期间及故障清除后GFM逆变器暂态稳定性的分析框架。为降低稳定性区域的保守性，构造了统一的能量函数，计及阻尼损耗和无功功率控制环动态。相比现有方法，所提能量函数能直观反映阻尼作用，有效降低暂态稳定预测的保守程度。仿真与硬件在环实验验证了该方法在具有切换特性的GFM逆变器暂态稳定预测中的有效性与准确性...
解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan储能系统的构网型控制具有重要应用价值。针对GFM逆变器在低电压穿越期间的虚拟阻抗切换特性，所提阻尼反射能量函数方法可直接应用于优化阳光电源储能产品的暂态稳定性评估体系。相比传统保守估计，该方法能更精确预测故障穿越能力边界，指导虚拟阻抗参数整定，...
动态LCC-S WPT系统中用于跟踪零相位角和最大输出电压的双侧自适应调谐协同控制
Dual-Side Adaptive Tuning Cooperative Control for Tracking Zero Phase Angle and Maximum Output Voltage in Dynamic LCC-S WPT System
Jiawei Xie · Yandong Chen · Sizhuo Qu · Cong Luo 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
实际动态无线电力传输（WPT）充电场景中，线圈错位导致的自感变化及电容参数漂移会破坏谐振状态，降低输出功率与效率。本文在LCC-S拓扑中引入开关控制电容（SCC），实现大范围耦合空间与负载变化下的零相位角（ZPA）及最大输出电压自适应跟踪。所提方法无需额外相位检测电路、无线通信、复杂计算或参数辨识。首先建立包含严重失谐的统一阻抗模型，揭示失谐对传输特性的影响；随后在发射端采用简单相位检测结合PI控制，接收端采用自适应步长扰动观察法，实现协同调谐与解耦控制。实验原型验证了该方法在200 W至600...
解读: 该双侧自适应调谐技术对阳光电源新能源汽车充电产品线具有重要应用价值。针对动态无线充电场景，所提无需通信的协同控制方法可直接应用于电动汽车无线充电桩开发，解决车辆停放偏移导致的效率下降问题。其ZPA跟踪与最大输出电压控制策略可借鉴至ST储能变流器的谐振变换器设计，提升宽负载范围效率。开关控制电容的自适...