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基于复变量设计的构网型逆变器功率控制
Complex Variable Design for Power Control of Grid-Forming Inverter
Xiangjun Quan · Dale Li · Zhixiang Zou · Qinran Hu 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年1月
由于耦合的高阶系统特性，构网型（GFM）逆变器的功率环路与解耦控制分析与设计较为复杂，传统方法通常采用双输入双输出模型分别设计有功与无功功率控制。本文提出一种复功率-相角（CPPA）模型，将其构建为单输入单输出系统，并在此基础上设计复功率控制器。所提控制框架通过降阶的复数传递函数统一实现有功与无功功率的解耦控制，显著提升GFM逆变器功率控制的动态性能。仿真与实验结果验证了该方法的鲁棒性与优越性。
解读: 该复变量功率控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的构网型GFM控制具有重要应用价值。所提CPPA模型将双输入双输出系统降阶为单输入单输出复数传递函数，可显著简化阳光电源储能系统的功率环路设计流程，提升有功无功解耦控制性能。该方法特别适用于弱电网场景下ST系列产品的快...
基于攻防博弈的电力系统外部脆弱性评估
External Vulnerability Assessment of Power System Under Attack Based on Attack-Defense Game
Yifu Luo · Qinran Hu · Bokang Zou · Yuanshi Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年3月
电力系统作为关键国家基础设施，面临日益严峻的外部攻击威胁。现有研究多聚焦于特定攻击水平下的防御布局与损失分析，忽视了攻击者能力的不确定性，缺乏对系统抗毁性的安全评估。本文提出一种新的分析场景，即区域电力系统因物理攻击导致完全失效，旨在构建面向未知攻击能力的局部电网整体脆弱性评估方法。该方法建立了包含两个相互依赖决策目标的攻防博弈模型，以体现防御方的抵抗特性，并基于模型特点设计了通过排列问题求解和验证原优化问题的定制化方法。基于IEEE 14节点和118节点系统的仿真验证了模型的正确性，并通过多种...
解读: 该攻防博弈脆弱性评估技术对阳光电源大型储能系统（PowerTitan）和区域级ESS集成方案具有重要应用价值。针对物理攻击导致电网失效场景，可指导储能系统在关键节点的优化部署，提升电网抗毁性。具体应用包括：1）ST系列储能变流器的冗余配置策略优化，在攻击不确定性下确保关键负荷供电；2）iSolarC...
发电与储能规划中网络建模、二元变量及不确定性的分解处理
Generation and energy storage planning decomposing complexities in modeling networks, binary variables and uncertainties
Xi Lu · Yiding Zhao · Siqi Bu · Qinran Hu · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 随着电力系统负荷和不确定性的持续增加，以及储能（ES）成本的不断降低，具备高建模精度的发电与储能规划变得愈发重要。考虑到潮流计算、二元变量和不确定性带来的建模复杂性，本文提出一种包含三个决策步骤的新型规划模型，以避免因不同复杂性直接叠加而导致的计算复杂度指数级增长问题。为降低对网络建模的要求，本文首先利用特定电力系统的特性，采用二阶锥潮流模型获取可能运行工况的信息。随后，构建定制化的线性潮流模型，以在较低建模复杂度下实现精确的网络建模，从而支持更精确的不确定性建模。此外，基于发电机与储能设...
解读: 该规划模型对阳光电源储能系统具有重要应用价值。通过三阶段决策分解网络建模、二进制变量和不确定性复杂度,可优化ST系列PCS和PowerTitan储能系统的容量配置与选址决策。二阶锥潮流模型结合定制化线性潮流简化,适用于iSolarCloud平台的源储协同规划算法,提升发电侧和用户侧储能方案的经济性。...
释放区域间惯性灵活性：一种考虑不确定性的HVDC互联系统增强型紧急频率响应方案
Unlock the Inter-Area Inertia Flexibility: An Enhanced Emergency Frequency Response Scheme for HVDC-Interconnected Systems with Uncertainty
Sufan Jiang · Qinran Hu · Tao Qian · Yan Wen · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年5月
随着波动性可再生能源渗透率的提升，电力系统惯性不足对高压直流输电（HVDC）互联系统的频率稳定性构成严峻挑战。为此，本文提出一种增强型紧急频率响应（EEFR）方案，通过利用HVDC的灵活性激励跨区域频率响应资源，并设计了区域间惯性市场机制。该方案面向低概率极端事件提升系统韧性，利用直流换流器瞬时调节电磁功率以补偿突发功率失衡，实现区域间惯性的系统化分配。首次将EEFR嵌入机会约束机组组合（CCUC）模型，通过证明凸性并推导对偶形式获得Benders可行性割平面。为兼顾隐私保护与分布式求解，设计改...
解读: 该HVDC互联系统紧急频率响应技术对阳光电源储能与光伏产品具有重要应用价值。针对PowerTitan大型储能系统，可借鉴其机会约束机组组合模型优化储能参与频率响应的调度策略，通过ADMM分布式算法实现多站点协同控制；对于构网型GFM储能变流器，可参考其区域间惯性灵活性调配机制，增强虚拟同步机VSG的...
面向低温环境的双电池便携式储能系统实用建模与运行优化
Practical modeling and operation optimization of dual-battery portable energy storage systems for low temperatures
Haohui Ding · Xi Lu · Qinran Hu · Zaijun Wu 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.390
摘要 在寒冷地区，低温和强降雪常常导致停电。这些地区对便携式储能系统（PESS）有很高的需求，以缓解断电带来的不利影响。然而，电池在低温下的效率会下降，且其容量会显著衰减。现有的离网电池热管理方法通常基于单一类型电池的使用，在极低温度（–30 ∘C）下可能因电池本身的局限性而失效。因此，本研究设计了一种适用于低温环境的双电池PESS（PESSLT），并制造了原型样机。所提出的PESSLT结合了电池热管理方法与混合储能方法，以在极低温条件下实现高充放电效率和低容量衰减。为实现对PESSLT的精确能...
解读: 该双电池低温储能技术对阳光电源PowerTitan及ST系列储能系统在高寒地区应用具有重要参考价值。研究提出的温度-功率耦合电池模型可优化我司PCS的BMS协同控制策略,提升-30°C极端工况下充放电效率从39%至67%。双电池混合配置思路可应用于户外储能柜及移动储能产品,结合iSolarCloud...