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客座编辑评述：构网型可再生能源发电的分析与控制
Guest Editorial: Analysis and Control for Grid-Forming Renewable Power Generation
Jiabing Hu · Yuanzhu Chang · Dong Chen · Yongning Chi 等6人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年8月
本文综述了构网型可再生能源发电系统的分析与控制领域的最新研究进展。通过初步评估与全文同行评审相结合的方式，总结了各篇投稿在技术方法与创新见解方面的贡献，涵盖系统建模、稳定性分析、控制策略设计及实际应用验证等方面，旨在推动高比例可再生能源电网的可靠运行与动态性能提升。
解读: 该构网型可再生能源发电分析与控制研究对阳光电源核心产品线具有直接应用价值。在ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统中，可借鉴其系统建模与稳定性分析方法，优化GFM控制策略，提升弱电网支撑能力和多机并联稳定性。对SG系列光伏逆变器，可融合其动态性能提升技术，增强电网适应性和故障穿越能力。...
考虑非线性效应的双馈感应风电机组主导电力系统跨时间尺度动态交互分析
Cross-Timescale Dynamics Interaction Analysis of DFIG-WTs-Dominated Power Systems Considering Nonlinear Effects
Jiabing Hu · Zebin Liu · Yingbiao Li · Jianbo Guo · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年8月
随着以双馈感应发电机（DFIG）型风力发电机组（WTs）为代表的风电渗透率不断提高，电力系统动态呈现出多时间尺度特征。此外，系统的强非线性特性导致动态过程中多时间尺度动态之间出现跨时间尺度耦合现象。然而，以往的研究通常采用线性方法评估平衡点邻域的稳定性，而忽略了非线性效应引起的跨时间尺度特征。本文针对这一不足，在以双馈感应发电机型风力发电机组为主导的电力系统中采用基于二阶泰勒展开的正规形方法（NFM）。随后，揭示了跨时间尺度耦合模式和现象。此外，分析了耦合动态的频率特性和阻尼特性。最后，在实时实...
解读: 该研究对阳光电源的风电变流器和储能变流器产品线具有重要参考价值。研究揭示的跨时间尺度动态交互机制，可直接应用于ST系列储能变流器和风电变流器的控制系统优化，特别是在高渗透率新能源场景下的稳定性控制。通过将非线性分析方法集成到控制算法中，可提升产品在弱电网条件下的适应性。这对完善阳光电源的构网型(GF...
双馈风电系统中电流控制与直流电容动态交互的跨时间尺度研究
Current Control and DC Capacitor Dynamic Interaction in a Cross-Timescale Manner in DFIG-WT Dominated Power Systems
Wei Wang · Yingbiao Li · Jiabing Hu · Jianbo Guo · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年7月
基于双馈感应发电机（DFIG）的风力发电机组包含多时间尺度运行的控制环路与储能元件，易引发跨时间尺度的动态交互。现有研究多关注单一时间尺度或控制环路间的耦合，较少涉及控制与储能元件间的跨尺度影响。本文揭示交流电流控制时间尺度上的电流控制对直流电压控制时间尺度下直流电容动态特性的跨尺度影响机制。通过模态分析识别该影响现象与规律，构建等效电路模型解析其作用机理，并在四机两区系统及中国西北电网中进行仿真验证。
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参考价值。研究揭示的电流控制与直流电容动态交互机制，可直接应用于ST系列储能变流器和风电变流器的控制系统优化，特别是在大容量储能系统PowerTitan的多时间尺度控制设计中。通过跨时间尺度分析方法，可提升产品在弱电网条件下的并网稳定性，优化直流母...
双馈感应风力发电机系统中电流控制与转子转速控制时间尺度间跨时间尺度交互作用分析
Cross-Timescale Interaction Analysis Between Current Control and Rotor Speed Control Timescale Dynamics in a High-Proportion DFIG-WT System
Jiabing Hu · Wei Wang · Yingbiao Li · Jianbo Guo · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年9月
电力电子设备包含多时间尺度的储能元件与控制回路，导致其动态过程呈现多时间尺度特性。现有研究多聚焦单一时间尺度，较少考虑跨时间尺度相互作用。本文针对高比例双馈感应风电机组系统，分析电流控制对转子转速控制时间尺度的跨尺度影响。基于含锁相环同步双馈风机的两机两区域系统，通过模态分析揭示锁相环对跨时间尺度交互的影响；推导电流控制等效电路，阐明其对转子运动的跨尺度作用机制，并揭示与电流控制相关的LC谐振机理。最后通过实时数字仿真验证了相关现象与机制。
解读: 该跨时间尺度交互分析技术对阳光电源ST储能变流器和风电变流器产品具有重要价值。研究揭示的电流控制与转速控制间跨尺度耦合机理，可直接应用于PowerTitan储能系统的多时间尺度协调控制优化，避免快速电流环与慢速功率环间的振荡风险。所提出的PLL影响机制和LC谐振分析方法，为阳光电源构网型GFM控制策...
基于DFIG风力发电机的时变惯性表征及其在电力系统频率动态分析中的应用
Time-Varying Inertia Characterization of DFIG-based Wind Turbines for Power System Frequency Dynamic Analysis
Yifan Fang · Wei He · Yanjun Liu · Jiabing Hu 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年8月
准确评估可再生能源发电的惯性响应对频率稳定至关重要。然而，以双馈感应发电机（DFIG）为代表的风力发电机具有固有的时变惯性特性，与同步发电机有本质区别。现有惯性评估方法多基于同步机的时域惯性常数，难以刻画该时变特性，直接套用缺乏理论依据。本文基于角动量定理推导了时变惯性的计算表达式，揭示其随扰动动态变化的特性。进一步研究频域惯性表征方法，实现与扰动无关的惯性描述，并建立频域与时域惯性间的数学关系，阐明频域惯性的物理意义。IEEE 39节点系统仿真验证了频域方法能准确捕捉惯性动态，适用于高比例新能...
解读: 该DFIG时变惯性表征技术对阳光电源构网型储能系统具有重要应用价值。ST系列储能变流器的虚拟同步机VSG控制需准确模拟惯性响应，传统基于同步机恒定惯性常数的方法难以适配风储混合场景。文中提出的频域惯性表征方法可为PowerTitan储能系统提供与扰动无关的惯性参数整定依据，优化GFM控制器的虚拟惯量...
本地负荷对电压源换流器直流电压控制时间尺度振荡的影响
Local Load Effect on the DC Voltage Control Timescale Oscillation of Voltage Source Converters
Yanjun Liu · Jiabing Hu · Wei He · Yunpeng Zhou 等5人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年8月
摘要：电压源换流器（VSC）接入的可再生能源发电厂通常远离负荷中心，弱电网条件会带来显著的稳定性风险。目前已有大量研究对直流电压控制（DVC）时间尺度内的振荡进行分析。然而，大多数研究聚焦于发电机通过长输电线路接入电网的场景。更普遍的情况，即负荷沿这些输电线路分布的场景，尚未得到足够关注，这可能导致一些振荡机制未被发现。本文发现了一个小信号稳定性问题，即当本地负荷连接在基于VSC的发电厂附近时，可能会出现意外的振荡。为全面分析这一现象，本文以锁相环（PLL）为主要研究对象，分析了端电压控制（TV...
解读: 该研究对阳光电源的弱电网并网产品具有重要指导意义。研究发现的本地负荷影响机理可直接应用于SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的控制策略优化，特别是在偏远地区大型光储电站中。通过合理配置本地辅助负载和改进直流电压控制算法，可以提升产品在弱电网条件下的稳定性。这对完善阳光电源的GFL/GFM控制技术、...
有功和无功功率控制对基于双馈感应发电机的风力 turbine 惯性的影响
Effects of Active and Reactive Power Control on Inertia in DFIG-Based Wind Turbines
Xiang Guo · Qingbo Tang · Donghai Zhu · Yini Zhou 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月
风力发电机组（WTs）的惯性分析通常聚焦于机电时间尺度。在分析中，有功功率控制（APC）和锁相环（PLL）是必须考虑的因素，而无功功率控制（RPC）通常被认为可以忽略不计，特别是在强电网中。然而，这样的假设可能并不恰当。因此，本文旨在全面研究基于双馈感应发电机的风力发电机组中，APC和RPC对惯性的影响。首先，通过结合各种控制回路组合（包括APC、RPC和不同的PLL配置）建立相位运动模型。随后，详细研究了APC和RPC对惯性的影响。分析表明，APC会削弱惯性，而RPC则能显著增强惯性。此外，应...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对双馈风电机组惯性特性的研究具有重要的技术借鉴价值。虽然研究对象是风电系统，但其核心机理——变流器控制策略对电网惯性响应的影响——与我司光伏逆变器和储能变流器的控制逻辑存在本质相通性。 该研究揭示的关键发现对我司产品优化具有直接指导意义。首先，有功控制削弱系统惯性而...