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基于本地电网感知的最优动态辅助服务提供
Optimal Dynamic Ancillary Services Provision Based on Local Power Grid Perception
Verena Häberle · Xiuqiang He · Linbin Huang · Eduardo Prieto-Araujo 等5人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年8月
在本文中，我们提出了一种基于本地电网感知的系统闭环方法，用于为换流器接口发电系统提供最优动态辅助服务。具体而言，我们以参数化传递函数矩阵的形式对快速频率和电压调节等动态辅助服务进行结构化编码，该矩阵包含多个参数，用于定义一组不同的可行响应行为，我们的目标是从中找到换流器系统要实现的最优行为。我们的方法基于所谓的“感知与优化”（P&O）策略：首先，我们识别换流器系统互联端子处的电网动态等效模型。其次，我们考虑所识别的电网等效模型与参数化传递函数矩阵的闭环互联，并对传递函数参数集进行优化，从而为辅助...
解读: 该研究提出的本地电网感知控制策略对阳光电源的储能和光伏产品线具有重要应用价值。特别适用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的辅助服务功能优化，可实现无需广域通信的自适应控制。通过将该技术集成到现有的GFM/GFL控制架构中，可提升PowerTitan等大型储能系统的电网支撑能力，优化电压/频率调...
构网型逆变器的交叉构网控制与故障电流限制
Cross-Forming Control and Fault Current Limiting for Grid-Forming Inverters
Xiuqiang He · Maitraya Avadhut Desai · Linbin Huang · Florian Dörfler · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
本文针对在电网故障情况下运行的构网型逆变器提出了一种“交叉形成”控制概念。交叉形成是指电压相角形成和电流幅值形成。它与经典的构网型和跟网型范式不同，经典构网型范式以电压幅值和相角形成为特征，跟网型范式则以电压幅值和相角跟踪（或电流幅值和相角形成）为特征。交叉形成概念旨在满足逆变器在管理故障电流限制的同时保持构网能力（特别是满足电网规范要求的电压相角形成）的需求。文中提出了简单可行的交叉形成控制实现方法，使逆变器在对称或不对称故障穿越期间，能够迅速将故障电流限制在规定水平，同时保留用于构网同步的电...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项"交叉构网"（Cross-Forming）控制技术为我们的光伏逆变器和储能系统产品线带来了重要的技术突破机遇。该技术通过解耦电压角度控制和电流幅值控制，在保持构网能力的同时实现故障电流限制，这正是当前高比例新能源接入电网面临的核心挑战。 对于阳光电源而言，这项技术的价...
一种评估多样化可再生能源发电单元频率支撑能力的统一方法
A Unified Method for Assessing Frequency Support Capability of Diverse Renewable Power Generation Units
Guang Hu · Yongheng Yang · Huanhai Xin · Linbin Huang 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年7月
可再生能源发电单元（RGUs）的广泛接入削弱了系统的物理惯性，使得机组级频率支撑能力（FSC）与系统级频率稳定性的评估愈发重要。然而，现有方法缺乏统一的FSC评估框架，且制造商对RGU信息的保密加剧了该问题。为此，本文提出一种基于阻抗测量的统一传递函数结构（UTFS）模型及其参数求解方法，可实现机组级FSC与系统级频率稳定性的统一评估。通过频域方法（如xy阻抗测量）获取机组级UTFS，并通过简单聚合得到系统级UTFS。所提框架无需详细模型或事件后数据，利用有效惯性、阻尼和一次调频三个关键指标统一...
解读: 该统一频率支撑能力评估方法对阳光电源储能与光伏产品具有重要应用价值。针对ST系列储能变流器和PowerTitan系统，可基于阻抗测量技术建立标准化FSC评估体系，通过有效惯性、阻尼和一次调频三指标量化虚拟同步机VSG控制效果，优化构网型GFM控制参数整定。对SG系列光伏逆变器，该方法可在不暴露详细控...
惯性和阻尼的逆向分布以抑制电力系统低频振荡
Inverse Distribution of Inertia and Damping for Mitigating Low-Frequency Oscillations in Power Systems
Huisheng Gao · Huanhai Xin · Linbin Huang · Fuyilong Ma 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年1月
低惯性换流器接口发电设备（CIGs）的大规模接入降低了电力系统的频率鲁棒性，增加了频率失稳的风险。因此，必须在电力系统中配置额外的（虚拟）惯量和阻尼，以维持和增强频率响应。然而，目前该领域的研究通常依赖复杂的数值算法，导致优化结果难以解释，且仅适用于特定情况。鉴于此，本文建立了一个更具通用性和易理解性的惯量和阻尼配置原则。首先，证明了当额外惯量和阻尼的总量固定时，它们在系统内的分布主要影响母线频率的差异，这种差异表现为发电设备之间的低频振荡（LFOs）。其次，揭示了对于涉及两组相对振荡设备的弱阻...
解读: 该逆向惯性阻尼分布技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究提出的弱区域附加阻尼控制与虚拟惯性配置策略，可直接应用于阳光电源构网型GFM控制和虚拟同步机VSG技术优化。通过结合iSolarCloud云平台的广域测量数据，实现储能系统惯性和阻尼参数的自适应...
STATCOM的鲁棒自适应控制以抑制基于逆变器资源
IBR）引起的振荡
Hui Yuan · Linbin Huang · Huisheng Gao · Di Zheng 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年5月
在多逆变器资源（IBR）系统中，静止同步补偿器（STATCOM）的接入虽可提供电压支撑，但在低短路容量电网中可能加剧由IBR与电网交互引发的次/超同步振荡。由于系统动态复杂且运行工况多变，现有研究难以全面揭示STATCOM对振荡的影响机理并有效设计其阻尼控制。本文从电网强度视角提出一种新方法，揭示STATCOM在多IBR系统中对IBR诱导振荡的影响机制，并通过优化STATCOM控制参数，确保关键工况下多个子系统的鲁棒小信号稳定性，避免依赖大量详细模型的 exhaustive 分析。所提方法在改进...
解读: 该STATCOM鲁棒自适应控制技术对阳光电源多个产品线具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统中，可借鉴其电网强度视角的振荡抑制方法，优化ST系列储能变流器的阻尼控制策略，解决弱电网下多储能系统并联引发的次/超同步振荡问题。对于构网型GFM控制技术，该研究提出的多设备交互机理分析方法可用...
分布式能源的混合振荡阻尼与惯性管理
Hybrid Oscillation Damping and Inertia Management for Distributed Energy Resources
Cheng Feng · Linbin Huang · Xiuqiang He · Yi Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年4月
以换流器接口分布式能源资源（DERs）为主导的电力系统通常表现出较弱的阻尼能力和较低的惯性，从而影响系统稳定性。尽管单个 DER 控制器正在不断发展以提供更优的振荡阻尼能力和惯性支撑，但缺乏针对多个 DER 的全网协调管理措施，这可能会导致意外的不稳定和成本效益问题。为填补这一空白，本文提出了一种考虑网络耦合效应的多 DER 混合振荡阻尼与惯性管理策略，并试图通过适当的经济激励措施鼓励 DER 提供更强的阻尼和惯性。首先，我们构建了一个优化问题，以调整和分配 DER 的阻尼和惯性系数，在确保系统...
解读: 该研究的混合振荡阻尼与惯性管理技术对阳光电源储能与光伏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GFM控制优化,提升PowerTitan大型储能系统的电网支撑能力;也可集成到SG系列光伏逆变器的VSG控制中,增强弱电网适应性。通过在现有控制算法中引入自适应阻尼机制,可有效改善储能/光伏...
基于双轴同步电机视角的构网型与跟网型变流器互联小信号同步稳定性分析
Small Signal Synchronization Stability Analysis of Interconnected System Containing Grid-Forming and Grid-Following Converters From the Perspective of Dual-Axis Synchronous Generator
Huanhai Xin · Kehao Zhuang · Pengfei Hu · Linbin Huang 等6人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年11月
随着大规模可再生能源接入电网，构网型（GFM）电压源换流器（VSC）与跟网型（GFL）VSC的互联已成为电力系统的一个显著发展趋势。然而，GFM VSC和GFL VSC在同步机制上存在显著差异，导致互联系统的小信号同步稳定特性尚不明确。为填补这一空白，本文引入同步发电机同时控制dq轴内电势分量的概念以增进物理理解，构建了一种能够统一GFM - VSC和GFL - VSC的等效结构。在数学层面，建立了基于电流源的互联系统同步稳定性分析模型。此外，基于广义奈奎斯特判据，提出了互联系统小信号同步稳定裕...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文针对构网型（GFM）与跟网型（GFL）变流器互联系统的同步稳定性分析具有重要的工程应用价值。随着我司光伏逆变器和储能系统在大型新能源电站中的广泛部署，GFM与GFL混合组网已成为实际工程的典型场景。该研究通过双轴同步发电机的统一建模视角，为解决两类变流器同步机理差异...
我们需要多少台构网型变流器？——从小信号稳定性和电网强度角度的思考
How Many Grid-Forming Converters Do We Need? A Perspective From Small Signal Stability and Power Grid Strength
Huanhai Xin · Chenxi Liu · Xia Chen · Yuxuan Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年4月
构网型（GFM）控制因其对电网友好的动态特性，特别是交流侧的“电压源特性”，被认为是将大规模电力电子变流器接入现代电网的一种有前景的解决方案。GFM变流器的电压源特性可为电网提供电压支撑，从而增强电网（电压）强度。然而，跟网型（GFL）变流器也可通过合理调节其无功电流来实现交流电压幅值的恒定控制，这使其也可能表现出类似电压源的特性。目前，GFL和GFM变流器的电压源特性之间的本质区别是什么，以及哪种类型的电压源特性能够增强电网强度，仍不明确。本文将证明，就小信号动态特性而言，只有GFM变流器能提...
解读: 该研究为阳光电源构网型产品配置提供重要理论依据。针对ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器，可优化GFM/GFL混合配置策略：在PowerTitan大型储能系统中，无需全部单元采用GFM控制，通过小信号稳定性分析确定最优GFM渗透率，既保证弱电网支撑能力，又降低控制复杂度和成本。研究提出的电网强度量...
储能装置布点以增强基于变换器的可再生能源系统的小信号稳定性
Placing Storage Energies for Enhancing Small-Signal Stability of Converter-Based-Renewable Systems
Hui Yuan · Yi Hao · Huanhai Xin · Linbin Huang 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月
储能（SEs）具有双向功率调节的灵活性，因此它们通过电力电子变换器接入电力系统，以减少基于变换器的可再生能源（CBRs）（如太阳能和风能）带来的功率波动。然而，基于变换器的储能可能会通过电网与基于变换器的可再生能源相互作用，这增加了多基于变换器的可再生能源系统中锁相环（PLL）引起的小信号稳定性分析的复杂性和难度，尤其是在弱电网中。在此背景下，储能的配置方式如何影响锁相环引起的小信号稳定性仍不明确，特别是当储能从电网吸收有功功率时。为填补这一空白，本文从电网强度的角度分析了储能对多变换器系统中锁...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文针对储能系统（SE）在新能源并网系统中的优化配置问题提供了重要的理论指导，对公司储能与光伏协同解决方案具有显著价值。 论文揭示了储能系统在吸收有功功率模式下能够增强电网强度，进而改善锁相环（PLL）引发的小信号稳定性问题。这一发现对阳光电源的光储一体化系统设计具有直...