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基于构网型与跟网型分层子群控制的混合风电场频率-电压主动支撑策略
Frequency-voltage Active Support Strategy for Hybrid Wind Farms Based on Grid-following and Grid-forming Hierarchical Subgroup Control
Haiyu ZhaoQihang ZongHongyu ZhouWei YaoKangyi SunYuqing ZhouJinyu Wen · 中国电机工程学会热电联产 · 2025年1月 · Vol.45
构网型（GFM）与跟网型（GFL）混合风电场结合了两类风机在电压源与电流源控制上的优势，成为大规模并网风电的新形态。本文提出一种基于GFL与GFM分层子群控制的混合风电场频率-电压主动支撑策略，旨在保障系统稳定的同时实现有功与无功的协同支持。该策略包含GFM-GFL子群控制目标设定、子群间分布式控制以及GFM与GFL机组的自适应调节与模式切换。GFM机组维持并网点电压稳定，GFL机组提供有功支撑，通过层级化的目标架构实现群级分布式控制与单元级自适应控制。基于MATLAB/Simulink搭建仿真...
解读: 该研究的分层子群控制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系列储能变流器的GFM控制和SG系列光伏逆变器的GFL控制优化提供了创新思路。通过GFM-GFL协同控制架构，可提升PowerTitan大型储能系统的电网支撑能力，同时优化光储混合电站的稳定性。该策略的分布式控制方法也...
基于二极管整流器-MMC枢纽的大型海上风电场交直流混合汇集与高压直流输电系统
DR-MMC Hub Based Hybrid AC/DC Collection and HVDC Transmission System for Large-scale Offshore Wind Farms
Wang XiangMingrui YangJinyu Wen · 现代电力系统通用与清洁能源学报 · 2025年1月 · Vol.1
传统海上风电场并网系统通常采用交流电缆将电能汇集至模块化多电平换流器（MMC）平台，再通过高压直流（HVDC）输送到陆上电网。然而，随着风电场规模扩大，交流汇集电缆和海上MMC平台成本显著增加。本文提出一种基于二极管整流器-MMC枢纽的交直流混合汇集与HVDC输电系统，邻近风机采用交流汇集，远距离风机采用直流汇集，电能汇合后送至海上DR-MMC枢纽平台。文中阐述了系统拓扑、运行原理、容量设计方法及控制启动策略，并与传统MMC-HVDC系统进行了经济性对比。最后通过PSCAD/EMTDC仿真验证了...
解读: 该DR-MMC枢纽技术对阳光电源的大型储能和海上风电产品线具有重要参考价值。其混合汇集方案可启发ST系列储能变流器的多机并联拓扑优化,特别是在大规模储能电站的交直流混合组网方面。DR-MMC的简化拓扑结构与阳光电源三电平技术相契合,有助于降低海上平台成本。该方案的分级启动控制策略也可用于PowerT...
基于相量与拓扑同调方法的跟网型与构网型电压源变换器一致性与差异性动态分析
Dynamic Analysis of Uniformity and Difference for Grid-following and Grid-forming Voltage Source Converters Using Phasor and Topological Homology Methods
Haiyu ZhaoHongyu ZhouWei YaoQihang ZongJinyu Wen · 现代电力系统通用与清洁能源学报 · 2025年1月 · Vol.1
跟网型（GFL-VSC）与构网型（GFM-VSC）电压源变换器在有功功率-频率及无功功率-电压支撑方面具有不同的动态特性。本文通过建立考虑电路约束的相量模型，揭示了在以电网电压相量为参考的相量空间中，电压与有功功率分别与水平轴和垂直轴呈线性对应关系。基于拓扑同调理论，GFL与GFM控制被映射为不同轨迹，其特征曲线的拓扑相似性是二者一致性的本质原因。研究表明，两类变换器在有功响应、耦合类型及相量轨迹上具有一致性，而在同步机制、功率耦合方式、动态特性及准稳态有功-电压运行域方面存在差异。四机两区系统...
解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。通过相量空间与拓扑同调方法揭示GFL与GFM控制的一致性与差异性，可指导产品在不同场景下灵活切换控制模式：弱电网环境采用GFM构网控制提供电压频率支撑，强电网环境采用GFL跟网控制优化功率传输。该方法建立的有功-电...
双层分布式一致性控制用于多风电场快速频率支撑
Two-Level Distributed Consensus Control of Multiple Wind Farms for Fast Frequency Support
Kangyi Sun · Hongyu Zhou · Wei Yao · Yongxin Xiong 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年9月
相邻风电场具有显著的频率支撑潜力，其风电机组受尾流效应影响，频率支撑能力各异。为充分挖掘不同运行状态下机组的支撑潜力，本文提出一种双层分布式一致性控制方法实现风电机组协同控制：第一层为风电场内部的主从控制，第二层为风电场间的无主控制。该方法可为系统中不同机组分配差异化的功率指令，提升频率响应效果与系统稳定性。基于MATLAB/Simulink与Opal-RT实时仿真平台，对两区域系统及广水100%可再生能源系统进行分析，结果表明所提方法优于其他频率支撑策略，且能灵活应对通信中断与延迟。
解读: 该双层分布式一致性控制技术对阳光电源的储能与风电产品线具有重要应用价值。可直接应用于ST系列储能变流器的群控系统和PowerTitan大型储能场站的协同调度，优化多机组间的功率分配。该技术的分层控制架构也可借鉴应用于SG系列光伏逆变器的集群控制，提升大型新能源电站的频率支撑能力。特别是在构建高比例可...
多台构网型变换器接入低阻抗电网的建模与稳定性分析
Modeling and Stability Analysis of Multi Grid-Forming Converters With Connected to Low-Impedance Grid
Xiaotong Ji · Jinyu Wen · Yunhui Huang · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年6月
多台构网型变换器接入低阻抗电网时，因变换器与交流电网间电压源强耦合，系统稳定运行面临挑战。本文建立了多构网型变换器的动态模型，通过阻尼与同步分量实现系统稳定性的定量分析。提出自稳定与互稳定分量以刻画变换器间的相互作用，并揭示其随电网阻抗或控制参数变化的演化规律。研究表明，互连线路或传输线路阻抗越小，变换器间交互越强，系统稳定性越差。时域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PowerTitan储能系统和ST系列储能变流器的多机并联应用具有重要价值。在大型储能电站中，多台构网型变流器并联接入低阻抗电网时，文中提出的自稳定与互稳定分量分析方法可直接用于优化阳光电源GFM控制策略的参数设计。研究揭示的阻抗-稳定性关系为ST变流器的虚拟阻抗控制提供理论依据，可...
基于聚合容量估计的储能系统分布式功率跟踪控制
Distributed Power Tracking Control of Energy Storage Systems With Aggregated Capacity Estimation
Yin Chen · Jianyu Zhou · LinFang Yan · Yujun Lin 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年6月
大量分布式小规模储能系统（ESSs）具有参与电网功率调节的潜力。本文提出一种结合聚合容量估计的分布式功率跟踪控制方法，可在无需总功率测量的情况下实现精确的总功率跟踪，并根据储能系统的类型、荷电状态及功率/能量容量进行功率分配。为估计各储能单元的可调度功率范围，设计了一种事件触发式分布式功率容量估计算法，通信负担较低。控制参考功率受到限制，确保系统可靠运行。所提方法采用离散时间实现，仅依赖稀疏通信网络。理论分析验证了系统平衡点的存在性与收敛性。基于IEEE 33节点系统的仿真结果验证了所提控制策略...
解读: 该分布式功率跟踪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。文章提出的事件触发式容量估计算法可优化多台ST储能变流器的协同控制，在无需集中式总功率测量的情况下，基于各单元SOC、功率/能量容量实现精确功率分配，降低通信负担。该方法可集成到iSolarClo...
考虑空间差异与振荡稳定约束的储能优化运行
Optimal Operation for Energy Storage with Oscillation Stability Constraints Considering Spatial Differences
Yin Chen · Qiufan Yang · Hui Xiong · Xia Chen 等5人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年8月
考虑到弱电网条件下电力系统的运行模式与跟网型（GFL）可再生能源（RES）的振荡失稳密切相关，且构网型（GFM）储能（ES）是提高跟网型稳定性的有效手段之一，本文进一步拓展了储能的优化运行目标，以确保电力系统的小干扰同步稳定性。首先，考虑到不同空间位置设备的同步稳定性差异，基于模态解耦方法，分析了多个跟网型可再生能源机组（GFL）同步环主导的振荡稳定运行域。其次，基于频域分析和模态解耦方法，量化了不同调频参数下多点布局的构网型储能机组（GFM）与多个跟网型机组组成的系统的振荡稳定运行域。随后，考...
解读: 该研究针对弱电网下GFL型设备振荡失稳问题，对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有直接应用价值。文中提出的多区域协调优化模型可融入iSolarCloud云平台，实现分布式储能站点的协同控制；小信号稳定性判据可嵌入储能变流器控制算法，动态调整充放电策略以抑制低频振荡。该方法...
改进的无通信协调控制用于VSC-MTDC集成海上风电场的陆上系统频率支撑
Improved Communication-Free Coordinated Control of VSC-MTDC Integrated Offshore Wind Farms for Onshore System Frequency Support
Yongxin Xiong · Wei Yao · Siqi Lin · Xiaomeng Ai 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2022年6月
现有无通信频率支撑方案通常采用海上换流器直流电压作为输入信号，但其受风电输出功率影响而产生畸变，降低频率支撑性能。为此，提出一种改进的无通信协调控制（ICFCC）方案，将陆上频率变化引入直流电压偏差，并在海上换流站通过估计器获取陆上直流电压，以实现快速支撑并减小畸变影响。通过自适应调节下垂系数合理分配支撑功率，使靠近扰动母线的站点注入更多功率。频率支撑后，海上风电机组采用渐近控制恢复转速，避免二次频率跌落。在四端和五端系统中验证了该方案在参数不确定性和噪声干扰下的有效性。
解读: 该无通信协调控制技术对阳光电源储能和风电产品线具有重要参考价值。其中的直流电压偏差传递频率信息的方法,可应用于ST系列储能变流器的多机并联系统,优化功率分配策略。自适应下垂控制思路可用于PowerTitan大型储能系统的分布式协调控制,提升系统稳定性。渐近恢复控制方法对风电变流器的频率支撑功能具有启...
大型海上风电场的交直流混合汇集与高压直流输电拓扑
Hybrid AC/DC Collection and HVDC Transmission Topology for Large-scale Offshore Wind Farms
Wang Xiang1Rui Tu1Mingyu Han2Jinyu Wen1 · 中国电机工程学会热电联产 · 2025年1月 · Vol.45
传统海上风电并网系统采用33kV或66kV交流电缆汇集电能，结合高压直流输电技术将电力送至陆上电网，但在风电场容量增大时存在集电系统和海上平台成本高的问题。本文提出一种适用于大规模海上风电并网的交直流混合汇集与高压直流输电方案，邻近换流站的风电机组采用交流汇集，其余采用直流汇集，两者共同接入具备三端口交-直-直混合枢纽的海上换流平台。详细介绍了系统结构、运行原理、控制策略及参数设计，并与传统交流汇集方案进行了经济性对比分析。研究表明，该方案可降低海上换流站的运行容量与功率损耗，提升整体经济性。最...
解读: 该交直流混合汇集技术对阳光电源的海上风电和储能产品线具有重要应用价值。其中三端口交-直-直混合枢纽的设计理念可用于优化ST系列储能变流器的多端口拓扑结构,提升大规模储能电站的系统效率。同时,该技术的直流汇集方案对PowerTitan储能系统的DC耦合架构具有借鉴意义,有助于降低系统成本并提高功率密度...
考虑弱电网有功功率与电压耦合的储能型风电场快速电压恢复控制
Fast Voltage Recovery Control of Wind Farm With Energy Storage Considering Coupling of Active Power and Voltage in Weak Grids
Qihang Zong · Wei Yao · Hongyu Zhou · Jun Liang 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年9月
含风电的弱电网在故障后面临电压恢复缓慢的挑战，其根源之一是有功功率与电压的耦合效应（APVC），但该问题尚未被充分考虑。为此，本文提出一种带储能系统（ESS）的风电场快速电压恢复（FVR）控制策略。通过风电场与ESS的协调运行，抑制APVC以实现快速电压恢复。首先定量分析APVC特性，发现恢复阶段风电有功出力增加会对电压恢复产生负向耦合效应，且该效应在弱电网和低电压场景下更为显著。基于此，提出基于预设曲线的FVR控制策略：在耦合强烈的恢复初期，由ESS吸收多余有功，将负效应转为电压支撑的正效应；...
解读: 该弱电网快速电压恢复技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究揭示的有功-电压耦合效应（APVC）及其抑制策略，可直接应用于阳光电源风光储混合电站的协调控制：在故障恢复初期，通过ST储能系统快速吸收光伏或风电的多余有功功率，将负向耦合转化为电压支撑；后期...
训练集再应用:基于相似样本的电力系统主导失稳模式识别物理可靠框架
Reapplication of Training Set: A Physically Reliable Framework for Power Systems Dominant Instability Mode Identification Using Similar Samples
Yutian Lan · Shanyang Wei · Wei Yao · Yurun Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年8月
准确且在物理上可靠地识别主导不稳定模式（DIM）对于确保电力系统的安全稳定运行至关重要。数据驱动模型，尤其是深度学习（DL），在应对这一挑战方面取得了显著进展。然而，深度学习的“黑箱”特性限制了其可解释性，导致结果不可靠，这与电力系统严格的可靠性要求相冲突。为解决这一问题，本文提出了一种新颖的 DIM 识别框架，通过重新应用训练集样本提高识别的准确性和可靠性。首先，提出了一种训练方法，以增强 DIM 模型的抗噪声能力和对相似样本的聚类能力，实现高精度的 DIM 识别。此外，还开发了一种两阶段可解...
解读: 该失稳模式识别技术可应用于阳光电源智慧能源管理系统的稳定性监控。通过数据驱动的失稳模式识别,及时发现光伏并网系统和储能系统的潜在失稳风险,优化控制策略,提升大规模新能源并网的稳定性,为电网安全运行提供预警支持。...
基于镓掺杂实现高阈值稳定性的GeSe基选择器专用存储器
High-Threshold-Stability GeSe-Based Selector-Only Memory Enabled by Gallium Doping
Yaru Zhang · Jinyu Wen · Chuanqi Yi · Lun Wang 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年8月
仅选择器存储器（SOM）利用 Ovonic 阈值开关（OTS）器件中的阈值电压（$V_{th}$）漂移来存储数据，因其低延迟、高密度和成本效益高，已成为一种颇具前景的存储级存储器（SCM）候选方案。然而，$V_{th}$的不稳定性，包括可变性和漂移，仍然是一个主要的可靠性挑战。在此，我们提出一种镓（Ga）掺杂策略来增强$V_{th}$的稳定性。在双势阱 OTS 模型的指导下，我们采用从头算分子动力学（AIMD）计算，分析了各种掺杂剂对 SOM 材料中决定$V_{th}$稳定性的配位数（CNs）和...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于镓掺杂GeSe的选择器存储器技术虽属半导体存储领域，但其底层技术原理对我司储能系统和智能化产品具有重要参考价值。 该技术的核心突破在于通过镓掺杂显著提升了阈值电压的稳定性，这与我司储能系统中电池管理系统（BMS）和功率控制单元面临的挑战存在相似性。储能系统要求在宽...
基于知识与数据驱动融合Koopman方法的双馈感应发电机风电场频率支撑能力在线评估
Online assessment of frequency support capability of the DFIG-based wind farm using a knowledge and data-driven fusion Koopman method
Yimin Ruan · Wei Yao · Qihang Zong · Hongyu Zhou 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 随着可再生能源在电力系统中渗透率的不断提高，系统的频率稳定性有所下降。因此，风电场（WFs）等可再生能源电站必须具备足够的频率支撑能力。为了最大化风电场的频率支撑能力，准确确定其频率支撑能力边界（FSCB）至关重要。由于风资源分布不均以及风电机组运行状态复杂，精确评估风电场FSCB具有挑战性。针对这一问题，本文提出一种基于知识与数据驱动融合的Koopman方法，用于评估基于双馈感应发电机（DFIG）的风电场的FSCB。本文分析了FSCB的特性，并构建了一个多维指标体系，从理论和实际两个层面...
解读: 该Koopman融合方法对阳光电源风储协同系统具有重要价值。可应用于ST系列储能变流器与风电场的协调调频控制,通过在线评估风电场频率支撑能力边界,动态优化PowerTitan储能系统的调频响应策略。该方法评估误差小于2%且速度提升10倍,可集成至iSolarCloud平台实现预测性调频资源管理。结合...