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不平衡电网电压条件下基于谐振反馈补偿器的双馈风力发电系统独立运行
Independent Operation of DFIG-Based WECS Using Resonant Feedback Compensators Under Unbalanced Grid Voltage Conditions
Heng Nian · Peng Cheng · Z. Q. Zhu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年7月
本文提出了一种在电网电压不平衡条件下,双馈感应发电机(DFIG)风能转换系统的转子侧(RSC)与网侧(GSC)独立运行控制策略。通过引入谐振反馈补偿器,RSC可实现定子电流平衡、转子电流正弦化以及定子有功和无功功率平滑等多种控制目标,有效提升了系统在复杂电网环境下的运行稳定性。
解读: 该研究针对风电变流器在复杂电网环境下的控制优化,对阳光电源风电变流器产品线具有重要参考价值。在当前风电场接入弱电网及电网电压波动日益频繁的背景下,文中提出的谐振反馈补偿策略可增强变流器在不平衡工况下的电能质量控制能力,降低定子侧脉动。建议研发团队将其应用于风电变流器的控制算法升级中,以提升产品在复杂...
双馈风力发电机鲁棒有源阻尼策略
Robust Active Damping Strategy for DFIG Wind Turbines
Leyre Rosado · Javier Samanes · Eugenio Gubía · Jesús López · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年12月
本文针对采用LCL滤波器的双馈感应发电机(DFIG)风力发电系统,研究了网侧变流器(GSC)与转子侧变流器(RSC)控制回路、发电机及LCL滤波器之间的相互作用。文章提出了一种鲁棒有源阻尼策略,以解决多环路交互对系统稳定性带来的负面影响,提升风电系统在复杂电网环境下的运行性能。
解读: 该研究直接关联阳光电源风电变流器产品线。在当前高比例可再生能源接入背景下,电网强度波动加剧,LCL滤波器引起的谐振问题是变流器控制的难点。该鲁棒有源阻尼策略能有效提升阳光电源风电变流器在弱电网下的稳定性,减少谐振风险,优化GSC与RSC的协同控制逻辑。建议研发团队将其应用于新一代风电变流器的控制算法...
并联双馈风力发电机
DFIG)接口电感集成参考区域分析
Rui Wang · Xiaohan Yu · Qiuye Sun · Dashuang Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年6月
传统双馈风力发电机(DFIG)接口电感设计多关注网侧变流器电流纹波,忽略了电感对小信号稳定性的影响。本文指出,接口电感参数选择不当会导致系统失稳,并提出了集成参考区域分析方法,以优化电感设计,提升DFIG在并网运行中的稳定性。
解读: 该研究对阳光电源风电变流器产品线具有重要参考价值。在风电场多机并联场景下,接口电感不仅影响滤波性能,更是决定系统小信号稳定性的关键参数。通过引入集成参考区域分析,研发团队可在设计阶段更精准地匹配电感参数,有效规避弱电网下的谐振风险。这对于提升阳光电源风电变流器在复杂电网环境下的鲁棒性、降低现场调试难...
基于混合虚拟阻抗法的LC滤波双馈风电机组低次输出电流畸变协同消除策略
Coordinated Elimination Strategy of Low Order Output Current Distortion for LC-Filtered DFIG System Based on Hybrid Virtual Impedance Method
Tao Wang · Liang Kong · Heng Nian · Z. Q. Zhu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年8月
本文针对电网电压畸变工况下的LC滤波双馈感应发电机(DFIG),提出了一种转子侧变流器(RSC)与网侧变流器(GSC)的协同控制策略。通过引入混合虚拟阻抗法,有效消除了包括定子电流、GSC电流及滤波电容电流在内的总输出电流畸变,提升了复杂电网环境下的电能质量。
解读: 该研究聚焦于风电变流器在弱电网或畸变电网下的电能质量优化,与阳光电源风电变流器业务高度契合。通过虚拟阻抗技术协同控制RSC与GSC,可显著提升阳光电源风电变流器在复杂电网环境下的并网适应性与谐波抑制能力。建议研发团队将该协同控制策略集成至下一代风电变流器控制算法中,以应对日益严苛的电网接入标准,同时...
一种用于海上风电低频输电系统的海底电缆方向纵联保护
A Novel Directional Pilot Protection of Submarine Cables for Low Frequency Transmission System With Offshore Wind Power
Xiaoping Gao · Guobing Song · Chenhao Zhang · Xiaoning Kang 等5人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2024年11月
低频输电系统(LFTS)已成为远距离海上风电输送的优选方案。然而,由于两端均连接电力电子装置,基于工频相量的传统保护可能性能不佳。本文分析了传统保护的适应性,发现典型控制策略会削弱故障特征。为此,提出电网侧变换器(GSC)与模块化多电平矩阵变换器(M3C)的阻抗构建方法,以增强内外部故障的特征差异。进而提出一种方向纵联保护方案:不对称故障下,负序阻抗角由电流环参考值决定;对称故障下,调节GSC电流环参考系数可提升高阻故障下的性能。通过构建不同故障类型的序网,提出基于电压幅值的选相方法。PSCAD...
解读: 该研究对阳光电源的海上风电和储能产品线具有重要参考价值。文中提出的GSC与M3C阻抗构建方法可应用于ST系列储能变流器和大型储能系统的保护设计,特别是在构建电网故障特征识别方面。研究的方向纵联保护方案对阳光电源开发新一代海上风电并网变流器提供了创新思路,尤其是在不对称故障和高阻故障场景下的保护策略优...
风电柔直海上场站低频模式特性及阻尼分析方法
Low-Frequency Mode Characteristics and Damping Analysis of Offshore Wind Power VSC-HVDC Stations
李秋彤 · 江涵 · 何鹏飞 · 孙海顺 等5人 · 高电压技术 · 2025年6月 · Vol.51
在海上风电柔性直流输电系统中,柔直送端换流器采用恒压恒频控制,风电机组网侧变流器通过锁相环跟踪机端电压。特征分析表明,系统存在由V/F控制与锁相环共同参与的低频振荡模式,在高风电出力下可能失稳。本文基于状态空间模型,建立保留锁相环动态的二阶降维特征方程,提出低频模式阻尼解析方法,并将阻尼分解为锁相环固有阻尼与柔直控制引入的附加阻尼。通过参数影响分析与时域仿真验证了方法的有效性与准确性。
解读: 该研究对阳光电源的储能与风电变流产品具有重要参考价值。文中提出的V/F控制与锁相环耦合导致的低频振荡问题,与ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器在离网/并网切换时的稳定性控制高度相关。特别是在PowerTitan大型储能系统中,构网型GFM控制与跟网型GFL控制的协调配合也面临类似挑战。研究提出的...
不平衡及谐波电网电压下双馈风力发电机
DFIG)系统的模块化控制策略与性能分析
Yipeng Song · Heng Nian · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年9月
本文提出了一种针对双馈风力发电机(DFIG)系统网侧变流器(GSC)和转子侧变流器(RSC)的模块化控制策略。该方法在电网电压不平衡及存在谐波的情况下,有效避免了复杂的序列分解过程及控制参考值的繁琐计算,提升了风电系统在复杂电网环境下的友好运行能力。
解读: 该研究针对风电变流器在复杂电网工况下的鲁棒性控制,与阳光电源风电变流器产品线高度契合。通过简化序列分解与参考值计算,该模块化控制策略有助于提升阳光电源风电变流器在弱电网或电网故障下的动态响应速度与稳定性。建议研发团队评估该算法在现有变流器控制平台上的移植可行性,以优化产品在复杂电网环境下的并网性能,...
弱电网下双馈风力发电机系统高频谐振的阻抗分析
Impedance-Based High-Frequency Resonance Analysis of DFIG System in Weak Grids
Yipeng Song · Xiongfei Wang · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年5月
本文建立了双馈风力发电机(DFIG)系统的阻抗模型,涵盖转子侧变换器、感应电机及网侧变换器与滤波器。针对弱电网环境下阻抗交互引发的高频谐振(HFR)问题,提出了分析与抑制方法,旨在提升风电系统在复杂电网条件下的稳定性。
解读: 该研究对阳光电源风电变流器业务具有重要参考价值。随着风电渗透率提升,弱电网下的高频谐振已成为影响并网稳定性的关键挑战。阳光电源在风电变流器设计中,应利用文中提出的阻抗建模方法,优化变流器控制环路参数,以增强系统在弱电网下的阻抗匹配能力。此外,该分析方法可推广至光伏逆变器及储能变流器(PCS)的并网控...
构网型控制下电池储能系统的次同步阻尼
Subsynchronous Damping by Battery Storage System in Grid-Forming Control
Ziqi Zhou · Sante Pugliese · Marius Langwasser · Marco Liserre · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年4月
风电场因网侧变流器与弱电网阻抗交互易产生次同步振荡(SSO)。本文探讨了利用电池储能系统(BESS)通过构网型(GFM)控制技术来抑制SSO,并兼顾电网辅助服务功能。研究分析了BESS在公共连接点(PCC)或直流侧接入对系统稳定性的影响。
解读: 该研究直接契合阳光电源PowerTitan及PowerStack系列储能系统的核心技术演进。随着新能源渗透率提升,弱电网下的次同步振荡问题日益突出,阳光电源的构网型(GFM)储能变流器(PCS)可通过主动阻尼控制策略,有效提升系统在弱电网环境下的稳定性。建议研发团队将该阻尼算法集成至iSolarCl...
一种采用统一控制方法提高电能质量的增强型并网电动汽车充电器
An Enhanced Grid-Tied Off-Board Electric Vehicle Charger With Improved Power Quality Using Unified Control Approach
Satyabrata Behera · Venkata Ramana Naik N. · Anup Kumar Panda · Sameer Kumar Behera 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年7月
本文介绍了一种配备创新控制方法的多功能电动汽车充电器(EVC)。该配置中,网侧变流器(GSC)采用自适应模型预测直接功率控制(AMP-DPC),双向DC-DC变换器采用改进型直接功率控制(MDPC),有效提升了系统的电能质量与动态响应性能。
解读: 该文献提出的AMP-DPC和MDPC控制策略对阳光电源的电动汽车充电桩业务具有重要参考价值。随着充电桩向高功率、双向能量流动(V2G)方向发展,该控制方案能显著提升整流侧的电能质量,并优化DAB变换器的动态响应。建议研发团队将其应用于新一代大功率直流快充桩的控制算法优化中,以提升产品在弱电网环境下的...
HVDC并网海上风电场次同步振荡与中频振荡的交互分析及阻尼控制
Interaction Analysis and Damping Control of Sub-Synchronous Oscillation and Medium-Frequency Oscillation in HVDC-Connected Offshore Wind Farm
Zhihao Zhang · Peng Kou · Mingyang Mei · Runze Tian 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年2月
随着海上风能的快速发展,高压直流输电系统与基于永磁同步发电机的风能转换系统广泛应用,导致海上风电场可能出现显著的电磁振荡。现有研究多聚焦于单一振荡特性,忽视了不同振荡模式间的潜在交互。本文首次揭示了电网侧变流器可引发次同步振荡与中频振荡之间的相互作用,并产生新的二次振荡。通过模态分析与奈奎斯特稳定判据验证了主振荡与交互诱导的次生振荡共存。此外,提出了适用于运行与规划阶段的两种实用阻尼控制方法,通过附加阻尼控制器或优化变流器参数即可有效抑制多模态振荡,无需新增硬件设备。
解读: 该研究对阳光电源的大型储能系统和海上风电变流器产品线具有重要参考价值。研究揭示的次同步振荡与中频振荡交互机理,可直接应用于ST系列储能变流器和大功率风电变流器的控制系统优化。特别是文中提出的阻尼控制方法,可集成到阳光电源现有的GFM/GFL控制策略中,提升产品在复杂电网环境下的稳定性。这对完善Pow...
不平衡电网电压下双馈风力发电机
DFIG)系统的无锁相环协调直接功率控制
Heng Nian · Peng Cheng · Z. Q. Zhu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年4月
本文针对不平衡电网电压下的双馈感应发电机(DFIG),提出了一种转子侧与网侧变换器的协调直接功率控制(DPC)方案。为消除锁相环(PLL)与局部不平衡电网间的耦合干扰,引入虚拟相位角替代实际相位角,有效提升了系统在复杂电网环境下的运行稳定性和控制精度。
解读: 该研究针对风电变流器在弱电网及不平衡电压下的控制稳定性,对阳光电源风电变流器产品线具有重要参考价值。通过引入无锁相环(PLL-free)控制策略,可显著增强变流器在复杂电网环境下的抗干扰能力,提升风电机组的电网适应性。建议研发团队关注该虚拟相位角技术,将其应用于风电变流器的控制算法优化中,以提升产品...
基于切换系统理论的风电机组重复低电压穿越过程动态建模与稳定性分析
Dynamic Modeling and Stability Analysis for Repeated LVRT Process of Wind Turbine Based on Switched System Theory
Qiping Lai · Chen Shen · Dongsheng Li · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年11月
风电汇集点与主电网之间显著的电气距离给弱电网连接的风电系统带来了挑战。已观测到一种由风力发电机组反复低电压穿越(LVRT)引发的新型电压振荡现象,这威胁到了此类电力系统的安全稳定运行。因此,探索该现象的动态演化机制并开发稳定性分析方法已成为当务之急。本文引入切换系统理论对反复低电压穿越过程进行动态建模、机理阐释和稳定性分析。首先,考虑外部连接阻抗和内部控制动态,建立了一种新型的风力发电机组网侧变流器(WT - GSC)切换系统模型,以定量表征电压振荡的演化动态和机理。随后,基于共同Lyapuno...
解读: 该研究对阳光电源的弱电网并网产品具有重要参考价值。切换系统理论的建模方法可应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的LVRT控制优化,特别是在弱电网条件下的多次连续故障场景。研究成果可用于改进阳光电源的GFM/GFL控制策略,提升PowerTitan等大型储能系统在弱电网环境下的并网稳定性。通过...
一种基于超级电容器的风力发电机组改进型构网控制策略以优化一次频率调节能力
An Improved Grid-Forming Control Strategy of Wind Turbine Generators with the Supercapacitor for Optimizing Primary Frequency Regulation Ability
Zeyu Zhang · Dan Sun · Chen Zhao · Heng Nian · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年8月
为优化配备超级电容器储能系统(SC - ESS)的直驱式风力发电机组(WTG)系统的一次调频(PFR)能力,本文提出一种基于扩展直流母线能量的风力发电机组系统并网构网型(GFM)控制策略。该策略可灵活利用风电机组转子动能和直流母线电容中存储的能量,在网侧变流器(GSC)和超级电容器储能系统中维持电压稳定并为电网提供频率支撑,而机侧变流器(MSC)可作为能量源。为灵活利用超级电容器的功率输出能力,设计了一种基于增功率外环的超级电容器储能系统级联控制方案,以与网侧变流器协同进行统一的电压和功率控制。...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这篇论文提出的基于超级电容储能的风电机组构网型控制策略具有显著的技术借鉴价值。尽管研究对象是风电系统,但其核心技术理念与阳光电源在光伏逆变器和储能系统领域的战略方向高度契合。 该技术的核心价值在于通过构网型(GFM)控制实现新能源设备的主动支撑能力。论文提出的扩展直流母线...
在并网交流微电网中集成DSTATCOM功能的新型控制策略,具有光伏-储能和同步磁阻发电机风力发电机的分布式发电
A Novel Control Strategy to Integrate DSTATCOM Functionalities in a Grid-Connected AC Microgrid, Featuring SPV-BES and SyRG-Wind-Based DGs
Gaurav Modi · Bhim Singh · Subarni Pradhan · Hina Parveen · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年3月
负载谐波降低微电网MG电能质量性能。为MG配备配电静止补偿器DSTATCOM功能可缓解该问题。DSTATCOM有效性很大程度依赖于负载电流滤波方法,提供优越滤波、动态响应和直流偏移抑制的最优算法仍在研究中。本文引入基于新型四阶广义积分器NFOGI的谐波解耦网络HDN用于提取负载电流和电网电压序分量。这些分量用于在包含太阳能光伏阵列SPVA、电池储能BES和基于同步磁阻发电机的风力发电机WG的MG中集成DSTATCOM功能。SPVA和BES组成共享并网侧变换器GSC的光伏系统SPVS,WG通过独立...
解读: 该微电网DSTATCOM集成研究对阳光电源智能微电网解决方案有全面指导价值。NFOGI谐波解耦网络和先进控制策略实现光伏-储能-风电混合系统的电能质量管理与阳光ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的电网支撑功能发展方向一致。确保SPVS直流链路无二次谐波并支持BES直接集成的技术可应用于阳光Pow...
考虑对称电网故障下RSC-GSC交互的DFIG风电系统改进型低电压穿越策略
Improved LVRT Strategy for DFIG-Based Wind Turbine Considering RSC-GSC Interaction During Symmetrical Grid Faults
Yi Luo · Jun Yao · Dong Yang · Hai Xie 等6人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年2月
在严重对称电网故障期间,转子侧变流器与网侧变流器(RS - GSC)之间的相互作用对基于双馈感应发电机的并网风力发电机组(WT - DFIG)的低电压穿越(LVRT)性能有显著影响。因此,为提高WT - DFIG在对称电网故障期间的LVRT性能,本文提出一种LVRT控制策略,该策略通过协调RS - GSC的电流参考值来实现。与现有LVRT策略相比,通过协调RS - GSC的有功和无功电流,所提出的策略不仅可以提高直流母线电压的暂态稳定水平,还能提升WT - DFIG的LVRT性能。最后,利用实验...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,该论文提出的双馈风电机组低电压穿越(LVRT)改进策略具有重要的技术参考价值。虽然我司核心业务聚焦于光伏逆变器和储能系统,但该研究中关于转子侧与网侧变流器(RSC-GSC)协调控制的思想,与我司风电变流器产品线及新能源并网技术存在显著的技术共性。 该技术的核心价值在于通过...
基于动态重构混合互联变压器技术的双馈感应发电机风电系统故障穿越能力提升
Enhancing Fault Ride-Through Capability of DFIG-Based WECS Using Dynamic Reconfiguration Hybrid Interlinking Transformer Technique
Jinmu Lai · Yang Liu · Xin Yin · Lin Jiang 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年11月
电网故障引发的电压跌落、骤升和谐波等异常工况严重威胁双馈感应发电机(DFIG)风电转换系统的安全运行。为提升DFIG的故障穿越能力并优化变流器容量利用,本文提出一种基于动态重构混合互联变压器(DR-HIT)的新型DFIG风电系统。通过分析拓扑结构与工作原理,设计了多种运行模式及灵活切换策略。在电网正常时,DR-HIT工作于并联模式,通过多功能变流器与网侧变流器协同控制平抑输出功率波动;发生电压故障时,自动切换至串联模式,维持机端电压稳定;故障恢复后,灵活返回并联模式。仿真与实验结果验证了该方案在...
解读: 该研究提出的DR-HIT动态重构技术对阳光电源的储能变流器和风电变流器产品具有重要参考价值。其创新的串并联动态切换方案可应用于ST系列储能变流器的电网故障穿越控制,提升系统在电压跌落工况下的稳定性。同时,该技术的多功能变流器协同控制思路可优化PowerTitan大型储能系统的功率调节性能。此外,文中...
电网故障下直流链路电压同步型风力发电机组的控制
Control of DC-Link Voltage-Synchronized Wind Turbine Generators Under Grid Faults
Zhenyan Deng · Renxin Yang · Yu Zhang · Chen Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年6月
直流母线电压同步型虚拟同步机(GFM)控制因其对直流母线电压的有效控制,在风力发电机组(WTG)中得到了越来越广泛的应用。然而,由于电容惯性较小,同步环的带宽相对较高。当网侧变流器(GSC)采用电压 - 电流级联控制环时,这些控制环之间的耦合会带来不稳定风险。采用单一交流电压环因其简单性和稳定性被认为是一种有前景的替代方案。然而,由于缺乏固有的限流机制,处理暂态过电流具有挑战性。此外,故障期间斩波器会钳位直流母线电压动态,这会导致失步,并可能造成暂态功角不稳定。为解决上述问题,本文提出了一种适用...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项直流母线电压同步型构网控制技术对我们在风电变流器及多能互补系统领域具有重要参考价值。尽管研究聚焦于风电机组,但其核心技术与我们的光伏逆变器、储能变流器在拓扑结构和控制原理上高度相似,特别是在构网型(GFM)控制策略的应用方面。 该技术的核心价值在于解决了构网型控制在电...
基于协调控制策略的永磁同步风力发电机风湍流致功率波动抑制
Wind Turbulence-Induced Power Fluctuations Mitigation in PMSG-Based Wind Turbines By a Coordinated Control Scheme
Ali Safaeinejad · Mohsen Rahimi · Dao Zhou · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年7月
大型风力机中持续的风湍流易引发功率波动,降低电力模块可靠性并加剧轻质结构部件的机械应力,给运行与维护带来挑战。本文分析了永磁同步风力机中功率波动的特性,提出一种无需附加储能装置、适用于额定风速上下工况的协调控制策略。该策略在低于额定风速时无需辅助控制即可抑制波动;高于额定风速时,通过机侧变流器虚拟调节转子惯性、网侧变流器引入阻尼分量,并结合变桨系统增强阻尼效果,且优化了反馈增益间的耦合影响。仿真结果表明,所提方法能有效抑制电气与机械振荡。
解读: 该协调控制策略对阳光电源风电变流器及储能系统具有重要应用价值。文章提出的虚拟惯性调节与阻尼控制方法可直接应用于ST系列储能变流器的功率平滑控制,通过机侧与网侧变流器协同抑制功率波动,无需额外储能装置即可降低功率模块热应力,提升IGBT/SiC器件可靠性。该技术与阳光电源现有的VSG虚拟同步机控制形成...
全功率变流器变速抽水蓄能系统的惯量传递控制
Inertia Transmission Control of Full-Power Converter Variable-Speed Pumped Storage System for Grid Frequency Support
Kaihsun Chuang · Xiongfei Tao · Yihang Luan · Minxuan Peng 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年1月
全功率变流器变速抽水蓄能(FPC-VSPS)系统在小型分布式水电站中具有灵活调节能力。然而,传统矢量控制限制了其同步电机对电网的惯量支撑。为此,本文提出基于直流电压同步的惯量传递控制方法。通过将直流电容功率方程引入网侧变流器控制,并将电容动态反馈至机侧变流器的转速与转矩控制,实现惯量传递。建立扭簧-刚体等效模型,分析物理参数、控制系数及传输延迟对惯量传递性能的影响。理论与仿真表明,固有物理差异与延迟会削弱传递效果,故提出基于惯量匹配的直流电容设计方法,兼顾物理匹配、稳定性和运行安全。仿真与实验验...
解读: 该惯量传递控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan储能系统具有重要借鉴价值。研究提出的基于直流电压同步的惯量传递方法,可直接应用于全功率变流器架构的储能系统,通过直流电容功率方程与机网侧协调控制实现虚拟惯量支撑。所提惯量匹配的直流电容设计方法为阳光电源优化储能变流器直流侧参数提供理...
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