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用于可再生能源发电快速惯量仿真的超级电容器内阻抑制技术
Supercapacitor Internal Resistance Mitigation for Rapid Inertia Emulation of Renewable Power Generation
Zhaoshun Deng · Jiebei Zhu · Lujie Yu · Qian Xiao 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月
利用超级电容器进行惯量仿真（INEC）是提升低惯量电网频率稳定性的有效手段。然而，超级电容器固有的内阻（IR）会降低惯量响应的速度与精度。本文提出了一种针对性的补偿方案，以缓解内阻带来的负面影响，优化可再生能源系统的频率支撑性能。
解读: 该研究直接服务于阳光电源PowerTitan和PowerStack等储能系统产品线。随着电网对构网型（GFM）技术要求的提高，储能系统需具备更强的惯量支撑能力。超级电容器内阻补偿算法可显著提升PCS在毫秒级频率响应中的动态性能和控制精度。建议研发团队将该内阻抑制策略集成至储能变流器控制算法中，以优化...
一种用于高比例可再生能源电力系统频率调节的创新协调控制策略
An innovative coordinated control strategy for frequency regulation in power systems with high renewable penetration
Tengxi Zhang · Ruifeng Shi · Limin Jia · Kwang Y.Leed · Applied Energy · 2025年12月 · Vol.401
摘要 随着太阳能和风能在电力系统中所占比例的增加，传统频率调节资源的减少导致低惯量系统的频率稳定性下降。依赖同步发电机（SGs）的传统方法在提供充分频率响应方面面临挑战，因此需要采用先进的控制技术，使异步单元能够参与频率稳定。本文旨在改善系统频率动态特性，提出一种改进的动态调度控制策略（DSCS），并结合深度强化学习（DRL）框架，以优化混合电力系统（HyPS）中同步发电机与电力电子接口异步资源之间的频率响应协调性。首先，建立了考虑高比例可再生能源（RES）接入的混合电力系统可扩展系统频率模型，...
解读: 该深度强化学习协调控制策略对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。论文提出的动态调度控制可直接应用于PowerTitan储能系统的一次调频功能优化,通过DRL框架实现同步机与新能源异步资源的智能协调。结合阳光电源VSG虚拟同步机技术和GFM构网型控制,可在高渗透率场景下将频...
基于SOC恢复柔性功率备用的光伏-电池储能系统频率稳定支撑能量管理策略
Energy Management of Photovoltaic-Battery Energy Storage System for Stable Frequency Support Based on Flexible Power Reserve Considering SOC Recovery
作者未知 · 现代电力系统通用与清洁能源学报 · 2025年9月 · Vol.2025
针对低惯量电网频率调节能力下降问题，提出一种光伏-储能协同能量管理策略：通过MPPT动态预留光伏功率，并由储能系统平抑波动；引入SOC自适应恢复机制优化充放电，提升调频能力并延缓电池老化。仿真与硬件在环实验验证其可稳定提供功率备用、改善电网频率质量。
解读: 该策略高度契合阳光电源ST系列PCS、PowerTitan及iSolarCloud平台在构网型光储电站中的应用需求。建议将柔性功率备用算法集成至ST PCS的VSG+下垂复合控制模块，并在PowerTitan系统中嵌入SOC动态恢复逻辑，提升其在西北等弱电网区域的调频响应精度与寿命。同时可作为iSo...
通过集成超级电容器储能系统与风力发电机组实现低惯量电网中的快速频率响应
Fast Frequency Response in Low Inertia Grids via Integrated Supercapacitor Energy Storage Systems and Wind Turbine Generators
Amirabbas Hadizade · Mehrdad Moallem · Mitchell Miller · Jiacheng Wang · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年7月
现代电力系统中逆变型电源渗透率上升导致系统惯量显著降低，给频率稳定带来挑战。为此，一种名为“快速频率响应（FFR）”的新型辅助服务应运而生，要求风电等可再生能源在扰动后数秒内迅速提供功率支持以抑制频率跌落。本文提出一种结合超级电容器储能系统与风力发电机组的协同控制方法，提升风电系统的FFR能力。该方法确保超级电容器在不同风况下均具备快速响应能力，同时优化风电机组在宽风速范围内的FFR参与度并维持系统稳定运行。结果表明，在保持与纯超级电容配置相当投资成本的前提下，风电系统可显著增强FFR贡献，有效...
解读: 该超级电容-风电协同FFR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。研究提出的快速频率响应策略可直接应用于阳光电源构网型GFM控制技术优化，通过超级电容与储能系统的功率分层控制，实现毫秒级频率支撑响应。建议在ST2236UX等高功率储能变流器中集成超级电容模...
考虑构网型变流器电流与功率限制的增强型频率响应复合功率-频率同步环
Composite Power-Frequency Synchronization Loop for Enhanced Frequency Response Considering Current and Power Limits of Grid-Forming Converters
Tianyi Xu · Shan Jiang · Ye Zhu · Georgios Konstantinou · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
本文针对低惯量电力系统中构网型（GFM）变流器的频率支撑能力进行研究。在考虑变流器物理限值及能源侧约束的前提下，提出了一种复合功率-频率同步环控制策略，旨在提升频率扰动下的响应性能，优化变流器在极限工况下的运行稳定性。
解读: 该研究直接契合阳光电源PowerTitan系列液冷储能系统及构网型逆变器的核心技术需求。随着高比例新能源接入，电网惯量降低，构网型技术已成为阳光电源储能PCS及大型光伏逆变器的关键竞争力。本文提出的复合同步环策略，能够有效解决在极端电网扰动下，变流器因电流/功率限制导致的失稳问题，对于提升Power...
基于扰动观测器与漏斗控制的VSC-MTDC并网海上风电场暂态频率-电压支撑策略
Transient Frequency-Voltage Support Strategy for VSC-MTDC Integrated Offshore Wind Farms Based on Perturbation Observer and Funnel Control
Wen Gao · Kaishun Xiahou · Yang Liu · Zhigang Li 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年2月
针对基于电压源换流器的多端直流系统（VSC-MTDC）并网的低惯量海上风电场（OWFs）所面临的暂态频率与电压稳定性问题，提出一种基于非线性扰动观测器与漏斗控制的暂态频率-电压支撑（PFTFVS）策略。该策略通过改进观测器的扰动估计能力与漏斗控制器的自适应特性，提升系统的暂态支撑能力及抗干扰性能。方案包含三部分：风电机组的自适应暂态频率与转速控制、利用直流电容储能特性的换流站频率支撑控制，以及基于快速功率调节能力的换流站电压支撑控制。仿真验证了所提策略的有效性与鲁棒性。
解读: 该暂态频率-电压支撑策略对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。文章提出的扰动观测器与漏斗控制方法可直接应用于构网型GFM控制技术优化，提升储能系统在弱电网下的暂态支撑能力。其直流电容储能特性的频率支撑控制思路可借鉴至SG系列光伏逆变器的直流侧能量管理，增强光...
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...
用于增强频率响应的复合功率-频率同步控制环
Composite Power-Frequency Synchronization Loop for Enhanced Frequency Response Considering Current and Power Limits of Grid-Forming Converters
Tianyi Xu · Shan Jiang · Ye Zhu · Georgios Konstantinou · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
构网型（GFM）控制是一种很有前景的解决方案，可在基于逆变器的电源占比不断增加的低惯量电力系统中提供阻尼和频率支撑服务。本文研究了在频率扰动期间，考虑到变流器及其底层电源的物理限制（即电流和功率额定值）影响的情况下，GFM变流器所能提供的频率响应服务。具体而言，用于保护功率半导体的电流限幅器会限制GFM变流器可实现的输出功率范围，并使其在发生大频率扰动时容易失去与电网的同步。加入功率限幅器可确保在扰动期间不超过电流限制的情况下达到稳定平衡点，但会通过降低有效阻尼系数对频率稳定性产生负面影响。为解...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对构网型（GFM）变流器的复合功率-频率同步环路技术具有重要的战略价值。随着全球新能源渗透率持续提升，电网惯量不足带来的频率稳定性问题日益突出，该技术直接回应了阳光电源在光伏逆变器和储能系统产品线面临的核心挑战。 该研究的核心创新在于解决了传统GFM控制中电流限幅器...
AdapSafe2：无先验安全认证的强化学习在多区域频率控制中的应用
AdapSafe2: Prior-Free Safe-Certified Reinforcement Learning for Multi-Area Frequency Control
Xu Wan · Mingyang Sun · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年10月
高比例可再生能源接入下，安全强化学习（RL）被广泛用于电力系统频率控制。然而，现有方法在非稳态环境适应与高维时变安全约束满足方面仍面临挑战。本文提出AdapSafe2，一种无需先验知识且具备安全保证的多区域频率控制方法。通过元环境学习算法自适应追踪系统参数变化，并构建元强化学习框架实现无模型自适应控制；设计基于控制屏障函数的安全评判网络与安全补偿器，动态识别并仅对高风险区域进行补偿，提升高维约束下的求解效率。在2区与3区低惯量系统中的仿真验证了该方法在动态安全约束下的优越性能。
解读: 该无先验安全强化学习技术对阳光电源PowerTitan储能系统和ST系列储能变流器的频率调节功能具有重要应用价值。AdapSafe2的元学习自适应框架可增强储能系统在高比例新能源场景下的动态响应能力，其控制屏障函数安全机制能确保储能系统在SOC、功率等多维约束下的安全运行。该技术可与阳光电源现有的V...
基于分布鲁棒优化的含快速频率响应低惯量电力系统恢复方法
System Restoration for Low-Inertia Power Systems Incorporating Fast Frequency Response via Distributionally Robust Optimization
Zhijun Qin · Yunming Li · Xinwei Chen · Hui Liu · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年10月
高比例可再生能源导致系统惯量下降与不确定性增加，给大停电后的系统恢复带来挑战。本文研究低惯量电力系统的可恢复性，提出滚动时域框架下的序贯决策方法，优化黑启动、电网 energization、风电重连与负荷恢复。针对风电重连引入的时变外生不确定性，构建双层优化模型：上层结合最小系统惯量常数（MSIC）与快速频率响应（FFR）确定非黑启动机组及可接纳风电容量增量；下层通过前导确定性模型与考虑风电不确定性的分布鲁棒优化模型，分别确保功率平衡与非同步渗透水平（SNSP）安全。基于IEEE 14节点与11...
解读: 该研究对阳光电源储能与光伏产品的大规模并网具有重要指导意义。研究提出的FFR快速频率响应策略可直接应用于ST系列储能变流器的GFM控制算法优化，提升系统黑启动与恢复能力。MSIC最小惯量约束与SNSP非同步渗透率指标可用于PowerTitan储能系统的容量配置与控制策略设计。对于SG系列光伏逆变器，...
局部阴影条件下光伏系统改进的基于割线法的全局灵活功率点跟踪
Improved Secant-Based Global Flexible Power Point Tracking in Photovoltaic Systems Under Partial Shading Conditions
Anusha Kumaresan · Hossein Dehghani Tafti · Neha Beniwal · Naga Brahmendra Yadav Gorla 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年8月
本文针对低惯性电网中光伏系统的频率支撑需求，提出了一种改进的基于割线法的灵活功率点跟踪（FPPT）算法。该算法旨在解决局部阴影条件下光伏阵列多峰值特性带来的功率调节难题，通过精确跟踪参考功率，提升光伏系统在复杂环境下的电网辅助服务能力。
解读: 该研究直接服务于阳光电源组串式及集中式光伏逆变器在电网辅助服务中的应用。随着全球电网对光伏电站调频、调峰能力要求的提高，该算法能显著提升阳光电源产品在复杂阴影环境下的功率输出精度。建议将该改进算法集成至iSolarCloud智能运维平台及逆变器控制固件中，以增强电站对弱电网的适应性，特别是在分布式光...
虚拟惯性对含恒功率负载直流电网稳定性的影响
Impact of Virtual Inertia on DC Grid Stability With Constant Power Loads
Hao Tu · Hui Yu · Srdjan Lukic · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年5月
虚拟惯性是缓解低惯性直流电网暂态电压波动的有效控制手段。然而，在存在恒功率负载（CPLs）的情况下，其对系统稳定性的具体影响尚不明确。本文针对含CPLs的虚拟惯性直流电网进行了严谨的稳定性分析。
解读: 该研究直接关联阳光电源的构网型（Grid-Forming）储能技术及微电网解决方案。在PowerTitan和PowerStack等储能系统中，引入虚拟惯性控制是提升系统在弱电网或离网模式下稳定性的关键。恒功率负载（CPLs）在工商业储能应用中极为常见，其负阻抗特性易引发系统振荡。本文的稳定性分析结论...
分布式光伏逆变器的频率支撑与系统恢复控制
Control of Distributed Photovoltaic Inverters for Frequency Support and System Recovery
Hossein DehghaniTafti · Georgios Konstantinou · John Fletcher · Leonardo Callegaro 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年4月
随着基于逆变器的可再生能源取代传统同步发电机，电力系统惯量降低。为保障低惯量系统的安全稳定，新标准对分布式光伏（DPV）系统的频率支撑能力提出了更高要求。本文探讨了DPV系统在频率调节和系统恢复中的控制策略，以提升电网稳定性。
解读: 该研究直接契合阳光电源在光伏逆变器及构网型技术领域的战略布局。随着全球电网向高比例可再生能源转型，阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan储能系统需具备更强的频率响应和惯量支撑能力。文章探讨的控制策略可优化阳光电源逆变器在弱电网下的频率支撑性能，提升iSolarCloud平台的调度智能化水平。建...
面向低惯量电力系统频率调节的电动汽车协同增强输出模型预测控制
Coordinated augmented-output model predictive control for frequency regulation using electric vehicles in low-inertia power systems
Ramin Torkan · Zhanle Wang · Yili Tang · Applied Energy · 2026年4月 · Vol.409
本文提出一种基于模型预测控制（MPC）的电动汽车集群协同频率调节策略，通过增强输出建模提升对低惯量电网频率动态响应的精度与鲁棒性。
解读: 该研究对阳光电源ST系列PCS及PowerTitan储能系统在构网型（GFM）应用中的协同控制能力具有重要参考价值。EV集群可视为分布式柔性资源，与阳光电源储能系统联合参与一次调频，提升系统惯量支撑能力。建议在iSolarCloud平台中集成MPC类先进控制模块，面向新能源高渗透率场景，为光储充一体...
面向指数无界虚假数据注入攻击的隐私保护、安全感知与抗攻击分布式协同控制
Privacy-Preserving, Safety-Aware, and Attack-Resilient Distributed Cooperative Control in AC Microgrids Against Exponentially Unbounded FDI Attacks
Mohamadamin Rajabinezhad · Nesa Shams · Yichao Wang · Shan Zuo · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年10月 · Vol.62
本文提出一种全分布式、隐私保护且安全感知的抗攻击（P2SA2R）控制框架，用于孤岛型逆变器主导交流微电网。通过融合控制屏障函数（CBF）与控制李雅普诺夫函数（CLF），在遭受强虚假数据注入攻击下仍保障频率/电压安全边界与功率共享，并集成动态输出掩码机制防止通信窃听。
解读: 该研究对阳光电源ST系列PCS、PowerTitan及iSolarCloud智能微网平台的网络安全与鲁棒控制具有直接参考价值。其CBF+CLF联合QP优化框架可增强构网型PCS在弱电网或攻击场景下的暂态安全裕度；动态掩码机制有助于提升多机协同控制中通信隐私性，建议在PowerTitan集群调度和iS...
基于超级电容储能与风电机组协同的低惯量电网快速频率响应
Fast Frequency Response in Low Inertia Grids via Integrated Supercapacitor Energy Storage Systems and Wind Turbine Generators
Amirabbas Hadizade · Mehrdad Moallem · Mitchell Miller · Jiacheng Wang · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年7月 · Vol.17
针对高比例逆变器接入导致系统惯量下降、频率稳定性恶化的问题，本文提出一种超级电容储能系统与风电机组协同的快速频率响应（FFR）控制策略，在故障后数秒内提供紧急有功支撑，并通过HIL实验验证其有效性。
解读: 该研究对阳光电源风电变流器及ST系列PCS在构网型风电场中的应用具有重要参考价值。超级电容与风电机组协同FFR可提升PowerTitan在风电侧调频场景的动态响应能力；建议将文中控制逻辑集成至iSolarCloud平台，实现风光储联合调频策略下发，并适配ST50K/ST63K等风电专用PCS的快速功...
用于7.2 kV三端口低惯性固态变压器具有有功功率解耦的预测直接直流母线控制
Predictive Direct DC-Link Control for 7.2 kV Three-Port Low-Inertia Solid-State Transformer With Active Power Decoupling
Liran Zheng · Rajendra Prasad Kandula · Deepak Divan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月
针对中压固态变压器（SST）中单相模块化级联带来的双倍工频功率波动问题，本文提出了一种预测直接直流母线控制策略。该方法通过有功功率解耦，无需大容量被动元件即可抑制波动，提升了系统功率密度，适用于可再生能源接入及电动汽车快充场景。
解读: 该技术对阳光电源的中压储能系统（如PowerTitan系列）及大功率充电桩业务具有重要参考价值。SST技术是实现中压直挂电网的关键，通过预测控制替代大容量电容，可显著提升系统功率密度并降低成本。建议研发团队关注该拓扑在模块化储能PCS中的应用，尤其是在提升单相级联模块的动态响应和电能质量方面，有助于...
针对低直流母线及参数失配的模块化固态变压器鲁棒预测控制
Robust Predictive Control for Modular Solid-State Transformer With Reduced DC Link and Parameter Mismatch
Liran Zheng · Rajendra Prasad Kandula · Deepak Divan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年12月
本文提出了一种用于级联模块化低直流母线固态变压器（SST）的预测控制方法，旨在实现直流母线电压调节与电压平衡。针对中压SST中大体积直流母线电容限制功率密度的问题，该方法通过降低直流母线电容需求，有效提升了变换器的功率密度与成本效益，并解决了参数失配带来的鲁棒性挑战。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及中压并网技术具有重要参考价值。通过采用低直流母线电容设计，可显著减小储能变流器（PCS）的体积，提升系统功率密度，降低BOM成本。文章提出的鲁棒预测控制策略能有效应对复杂工况下的参数波动，提升多模块并联系统的稳定性。建议研发...
堆叠式低惯性变换器或固态变压器：电压平衡的建模与模型预测优先级切换控制
Stacked Low-Inertia Converter or Solid-State Transformer: Modeling and Model Predictive Priority-Shifting Control for Voltage Balance
Liran Zheng · Rajendra Prasad Kandula · Karthik Kandasamy · Deepak Divan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月
本文针对堆叠式低惯性变换器（SLIC）或级联减容直流母线固态变压器（SST）的控制难题，提出了一种新型模型预测优先级切换（MPPS）控制策略。该方法结合隐式调制器与离散时间大信号模型，有效实现了直流母线电压平衡与稳压控制，特别适用于采用小电容、无电解电容设计的低惯性变换器系统。
解读: 该技术对阳光电源的PowerTitan及ST系列储能变流器（PCS）具有重要参考价值。随着储能系统向高功率密度、长寿命（去电解电容化）方向发展，直流母线电压平衡与快速响应控制成为核心技术瓶颈。MPPS控制策略能有效提升多电平拓扑在动态负载下的稳定性，减少对大容量电容的依赖，从而提升系统可靠性与功率密...
应用于低惯量交流微电网的基于小波变换的频率跟踪监测器
Wavelet-Based Frequency Tracking Monitor Applied for Low-Inertia AC Microgrids
Samara de Cavalcante Paiva · Ricardo Lucio de Araujo Ribeiro · Denis Keuton Alves · Josep M. Guerrero 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年6月
本文提出了一种用于低压交流微电网的基于小波的频率跟踪监测器（WB-FTM）。该方法基于改进的连续小波变换（RT-CWT）算法，实现了实时应用。WB-FTM通过公共连接点（PCC）电压测量提供频率估计，适用于单相或三相微电网，能有效应对低惯量系统下的频率波动监测需求。
解读: 该技术对阳光电源的微电网解决方案及构网型（Grid-Forming）逆变器产品具有重要参考价值。随着高比例可再生能源接入，电网惯量降低，频率稳定性成为核心挑战。WB-FTM算法提供的实时高精度频率跟踪能力，可集成至阳光电源的PowerTitan储能系统及组串式逆变器中，优化构网型控制策略（如VSG控...