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识别最大频率变化率及其影响
Identifying the Largest RoCoF and Its Implications
Licheng Wang · Jun Ren · Gang Huang · Luochen Xie 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年10月
频率变化率（RoCoF）是保障低惯量电力系统频率安全的关键指标。现有基于聚合频率模型的惯量优化调度方法难以反映故障后系统各区域频率动态的差异，尤其在惯量分布不均时，局部母线的RoCoF可能显著高于聚合模型预测值。本文基于扩展直流潮流方程及同步机扰动后转子角度瞬时不变特性，推导了节点级RoCoF模型，并严格证明最大初始RoCoF必出现在含惯量的母线上。该结论与所提模型共同构建了形式简洁且凸化的最优节点惯量调度方法，仿真验证了其在不同场景下两典型互联系统中的有效性。
解读: 该节点级RoCoF模型对阳光电源储能系统和构网型控制技术具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统中，可基于该模型优化虚拟惯量的空间分布策略，避免传统聚合模型导致的局部母线RoCoF超限风险。该研究提出的凸优化惯量调度方法可直接集成到iSolarCloud云平台的能量管...
降低RoCoF和频率超调的并网逆变器切换有功功率控制
Switched Active Power Control of a Grid-Connected Inverter With Reduced RoCoF and Frequency Overshoot
Yuan Chen · Bo Zhang · Dongyuan Qiu · Yanfeng Chen 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年4月
本文提出了一种并网逆变器的切换有功功率控制策略。通过相轨迹分析验证了控制原理，该方法可直接调节逆变器的最大频率变化率（RoCoF）和频率超调量，从而显著增强电网频率稳定性。
解读: 该技术对阳光电源的构网型（Grid-forming）逆变器及储能变流器（如PowerTitan、PowerStack系列）具有重要应用价值。随着高比例可再生能源接入，电网惯量降低，该控制策略通过直接优化RoCoF和频率超调，能显著提升阳光电源产品在弱电网环境下的支撑能力。建议研发团队将其集成至iSo...
考虑同步动态的并网逆变器虚拟惯量控制
Synthetic Inertia Control of Grid-Connected Inverter Considering the Synchronization Dynamics
Yang Qi · Han Deng · Xiong Liu · Yi Tang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
随着可再生能源渗透率提高，电力系统惯量降低，导致频率稳定问题。本文针对并网逆变器，研究了考虑同步动态的虚拟惯量控制策略，旨在解决高比例新能源接入下的频率波动及RoCoF超限问题，提升电力系统频率稳定性。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的构网型（Grid-forming）技术路线。随着PowerTitan系列储能系统及组串式逆变器在弱电网环境下的应用增多，该控制策略能显著提升设备在低惯量电网中的支撑能力。建议将该同步动态优化算法集成至iSolarCloud智能运维平台及逆变器底层控制固件中，以增强产品在调峰...
多端直流
MTDC）连接的海上风电场频率支撑自适应控制策略
Muhammad M. Kabsha · Zakir Hussain Rather · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年3月
大规模电力电子接口可再生能源并网导致系统惯量降低，引发频率变化率（RoCoF）增大及频率偏差。本文提出了一种实用的、无需通信的自适应控制策略，旨在实现多端直流连接的海上风电场对电网惯量和一次调频的有效支撑。
解读: 该研究关注高比例可再生能源并网下的频率稳定性，与阳光电源的风电变流器及大型储能系统（PowerTitan系列）业务高度契合。随着海上风电向深远海发展，通过MTDC进行功率传输已成趋势。阳光电源可将此自适应控制策略集成至风电变流器及储能PCS中，提升系统在弱电网下的构网型（GFM）能力，增强电网对高R...
一种数据驱动的自适应控制方法以提升VSG在变化电网条件下的动态响应
A Data-Driven Adaptive Control Approach for Enhancing the Dynamic Response of VSGs in Varying Grid Conditions
Shah Fahad · Buxin She · Junjie Yin · Fangxing Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年4月
传统虚拟同步发电机（VSG）通常针对孤岛模式（IM）设计，以满足频率变化率（RoCoF）等运行要求，但在并网模式（GCM）下，当电网条件变化时可能无法满足控制性能指标。此外，传统VSG控制未考虑弱电网下预同步方案的影响，导致IM模式下的RoCoF性能下降。为此，本文提出基于双延迟深度确定性策略梯度（TD3）算法的自适应控制方法，以提升VSG在IM与GCM间无缝切换的动态响应性能。首先建立VSG系统模型用于问题建模，进而设计兼顾频率与RoCoF的奖励函数，引导智能体在不同负载、功率指令及电网条件下...
解读: 该数据驱动自适应VSG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。TD3算法可优化现有VSG控制策略，解决弱电网并网与孤岛模式切换时的RoCoF性能劣化问题，提升储能系统在电网强度变化时的动态响应能力。该方法可直接应用于ST系列产品的构网型GFM控制算法升...
虚拟同步发电机在孤岛微电网中的经济功率共享与稳定性增强
Economic Power-Sharing and Stability Enhancement for Virtual Synchronous Generators in Islanded MG
Shraf Eldin Sati · Muhammad Bakr Abdelghany · Basil Hamad · Ahmed Al-Durra 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年6月
基于逆变器的可控分布式电源可通过基于成本的下垂控制策略在孤岛微电网中实现经济功率分配。然而，引入动态成本信息可能影响系统稳定性。本文提出一种结合虚拟同步发电机技术的经济功率共享机制，在保证动态功率按需分配的同时增强系统惯性和阻尼特性，从而提升孤岛微电网的运行经济性与暂态稳定性。
解读: 该经济功率共享与VSG稳定性增强技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究提出的基于成本的下垂控制策略可直接应用于多储能单元并联场景，实现不同SOC状态下的经济调度优化。结合VSG技术的惯性与阻尼增强机制，可提升阳光电源构网型GFM控制策略在孤岛微电网中...
确定和维持可再生能源主导电力系统中区域最小惯性的新方法
A Novel Approach to Determine and Maintain Area-Wise Minimum Inertia in Renewable Energy Dominated Power Systems
Pijush Kanti Dhara · Zakir Hussain Rather · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年11月
随着逆变器型资源在可再生能源富集区域的渗透率上升，同步发电机被快速替代，导致同步惯性空间分布不均。即使系统整体最小惯性得以维持，局部区域仍可能出现频率变化率越限的稳定性问题。为此，本文提出一种确定各区域最小惯性的方法，并通过缩短电气距离实现惯性从高惯性区域向低惯性区域的再分配，利用用于输送冗余可再生能源的绿色走廊作为惯性传输路径。此外，提出一种基于机器学习的同步惯性补偿装置布点方法，以弥补区域惯性不足，并量化所需新增惯性容量。该方法可指导系统运营商确定同步或虚拟惯性的配置位置与规模，确保含高比例...
解读: 该区域惯性配置方法对阳光电源PowerTitan储能系统和VSG控制技术具有重要应用价值。研究提出的惯性空间分布优化策略可指导ST系列储能变流器在电网中的选址与容量配置，通过构网型GFM控制提供虚拟惯性支撑，解决高比例光伏接入导致的局部低惯性问题。基于机器学习的布点方法可集成至iSolarCloud...
面向约束RoCoF的弹性隐私保护协同控制在信息物理微电网中的应用
Resilient Privacy-Preserving Cooperative Control for Constrained RoCoF in Cyber-Physical Microgrids
Jingang Lai · Chang Yu · Zhigang Zeng · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年10月 · Vol.62
本文提出一种弹性分布式控制策略，兼顾频率动态约束（RoCoF与偏差限值）与通信中敏感数据（频率/功率）的隐私保护。通过饱和归一化机制实现数据掩蔽，并基于稳定性条件设计增益选择算法。在IEEE标准微网系统上验证了其在动态扰动下兼顾安全、隐私与暂态性能的有效性。
解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器（PCS）及PowerTitan大型储能系统的微电网级协同控制具有直接参考价值，尤其适用于含高比例新能源的构网型微网场景。其约束驱动的RoCoF控制可增强组串式逆变器与PCS在弱电网下的惯量响应鲁棒性；隐私保护机制有助于iSolarCloud平台在多主体（源-网-荷...
具备鲁棒频率调节能力的动态虚拟电厂
Dynamic Virtual Power Plants with Robust Frequency Regulation Capability
Xiang Zhu · Hua Geng · Hongyang Qing · Grant Ruan 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年6月
基于逆变器的电源（IBR）快速接入电力系统，由于系统惯性降低和负荷波动性增加，带来了频率安全挑战。本文提出了一种适用于动态虚拟电厂（DVPP）的鲁棒电力备用决策方法，以应对这些挑战，尤其是在时序性和不确定性扰动情况下。本文建立了一个分析模型来描述系统的频率响应动态特性，从而能够量化虚拟惯性和虚拟阻尼需求，以满足频率变化率（RoCoF）、频率最低点和稳态偏差约束。通过解析推导调节功率动态特性，以鲁棒的方式确定了DVPP所需的虚拟惯性和阻尼参数。然后，通过优化分配这些参数并计算IBR的实际电力备用，...
解读: 该DVPP架构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系列储能变流器和PowerTitan系统的频率调节功能优化,提升GFM/VSG控制性能;同时可集成至SG系列光伏逆变器的并网控制中,增强IBR设备的动态响应能力。该技术通过模型预测与鲁棒优化的结合,可显著提升iSolarClo...
基于变阶反正切仿射投影算法的高效动态相量与频率估计
Efficient Dynamic Phasor and Frequency Estimation Using Evolving Order Based Arctangent Affine Projection Algorithm
Kuber Saxena · Subhransu Ranjan Samantaray · Sarita Nanda · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年3月
同步相量测量单元（PMU）在现代电力系统中应用广泛，需满足严格的性能指标。在动态条件下，PMU算法需在短延迟和高报告率下保持高精度。现有方法通常需至少两个周波才能满足IEEE/IEC 60255-118-1a:2018标准中的P类要求。本文提出一种基于变阶仿射投影与反正切代价函数的同步相量估计算法，在单周波内实现高精度动态信号建模。针对关键相位变化，引入新的信号模型以准确估计频率及频率变化率（ROCOF）。通过将输出误差瞬时功率与E-ATAPA稳态均方误差阈值比较，自适应调整投影阶数，降低计算复...
解读: 该高精度动态相量测量技术对阳光电源储能与光伏产品具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统中，单周波内实现P类PMU精度可显著提升电网同步控制响应速度，优化构网型GFM控制的频率跟踪性能。对于ST系列储能变流器，该算法的低延迟特性（<20ms）可增强电网扰动下的快速支撑能力，提升ROCOF...
面向韧性的考虑频率稳定约束与需求响应的主动解列装置优化配置
Resilience-Oriented Optimal Allocation of Splitting Devices for Intentional Controlled Islanding Considering Frequency Stability Constraints and Demand Response
Jingfeng Fu · Chuan He · Tianqi Liu · Lu Nan · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年12月
作为电力系统防御的最后一道防线，主动解列在系统安全稳定中具有重要作用。本文提出一种面向韧性的解列装置优化配置方法，计及极端事件下的频率稳定性和需求响应。规划模型以最小化解列装置投资成本、切负荷成本和过剩发电成本为目标，结合孤岛连通性与系统运行约束，引入频率变化率、频率最低点/超调等频率稳定约束以保障孤岛频率安全。同时建模机组一次调频备用以减少不必要的负荷切除，并利用需求响应有效缓解解列后功率缺额，提升系统频率稳定性。该模型构建为混合整数线性规划，可由商用求解器高效求解。基于新英格兰39节点和IE...
解读: 该主动解列与频率稳定技术对阳光电源PowerTitan大型储能系统和ST系列储能变流器具有重要应用价值。文章提出的频率稳定约束（RoCoF、Nadir、超调量）可直接应用于储能系统的构网型GFM控制策略优化，提升极端故障下的孤岛运行能力。需求响应与一次调频备用建模思路可集成到iSolarCloud平...
基于精确小信号建模的电网阻抗自适应VSG控制
Grid Impedance Adaptive VSG Control Based on Accurate Small-Signal Modelling
Minyang Wang · Yuxin Yang · Yuchen Zhang · Mir Nahidual Ambia 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年3月
可再生能源的广泛整合增加了基于逆变器的发电，削弱了电网强度和惯性，给电力系统稳定性带来了挑战。为解决这些问题，虚拟同步发电机（VSG）控制作为一种现代电网形成（GFM）技术应运而生，它能够自主提供有功和无功功率，以支撑电网频率和电压。然而，当VSG逆变器在强电网条件下运行时，在固定参数设置下可能会出现功率振荡，使电网难以达到稳定状态。在这种情况下，基于频率变化率（RoCoF）的传统稳定性分析是不够的，需要基于系统阻抗变化的先进分析方法并进一步改进。本文提出了一种精确的VSG逆变器小信号模型以及一...
解读: 该电网阻抗自适应VSG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。通过精确小信号建模实时识别电网阻抗变化，可显著提升弱电网环境下储能系统的构网型GFM控制性能。该自适应调节机制能够动态优化虚拟惯性和阻尼参数，增强系统在电网阻抗波动时的稳定裕度，特别适用于高...
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7人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年7月 · Vol.17
本文提出基于阻抗测量的统一传递函数结构（UTFS）模型，无需详细厂商模型或事件后数据，即可量化可再生能源单元的有效惯量、阻尼和一次调频能力，并解析推导系统级频率指标（最低频率、RoCoF、稳态偏差），经仿真与省级电网实测数据验证。
解读: 该方法高度契合阳光电源ST系列PCS、PowerTitan及构网型光储逆变器在新型电力系统中提供主动频率支撑的需求。UTFS框架可直接嵌入iSolarCloud平台，实现对组串式逆变器、储能变流器的在线FSC评估与协同调频策略优化，支撑其在青海、新疆等弱电网区域的GFM模式应用，建议在下一代Powe...
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...
一种低惯量电力系统中快速频率响应储备定容的在线方法
An Online Approach for Dimensioning Fast Frequency Response Reserve in a Low Inertia Power System
Akhilesh Panwar · Zakir Hussain Rather · Ariel Liebman · Roger Dargaville 等5人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年7月
随着同步发电容量逐步退出及非同步电源比例上升，系统惯量下降导致频率失稳问题日益突出，传统慢速备用难以有效抑制频率跌落，亟需配置快速频率响应储备（FFR）。本文提出一种在线框架，用于量化现有光伏电站可提供的FFR容量。该框架采用基于机器学习的回归模型，预测不同运行条件下系统的频率变化率（RoCoF）和频率最低点，评估频率安全性，并分析网络阻抗与备用接入位置对频率改善的影响。结合系统安全与电气距离信息，提出聚类方法以避免过度采购FFR。算例表明，所提方法可在保障频率安全的前提下显著降低所需FFR容量...
解读: 该FFR在线定容技术对阳光电源ST系列储能系统和SG光伏逆变器产品线具有重要应用价值。研究提出的基于机器学习的RoCoF和频率最低点预测模型，可集成至iSolarCloud平台实现智能FFR容量规划，避免储能系统过度配置。其聚类方法结合电气距离优化备用布局，可指导PowerTitan储能系统在电网中...
通过虚拟同步机自适应惯性和阻尼控制增强并网双馈风力发电机的暂态响应
Enhancing Transient Response of Grid Connected DFIG-WT through Adaptive Inertia and Damping Control with Virtual Synchronous
Shwetank Agrawal · Barjeev Tyagi · Vishal Kumar · Pawan Sharma · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年6月
本文提出了一种具有自适应惯性与阻尼控制（AIDC）的虚拟同步（VSync）方法，用于与电网相连的基于双馈感应发电机（DFIG）的风力发电机组（WT），以增强其暂态响应。所提出的控制策略可在暂态条件下实现虚拟惯性和阻尼调节。VSync方法引入了同步发电机（SG）的摇摆方程，无需锁相环（PLL）即可实现双馈感应风力发电机组（DFIG - WT）的同步。为实现控制动作，开发了一种基于转子磁链的双馈感应发电机建模方法。通过适当的转子磁链幅值控制来调节无功功率。利用AIDC方法调节VSync产生的内电压角...
解读: 该研究提出的VSG自适应惯性阻尼控制技术对阳光电源的储能变流器和大功率光伏逆变器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控制优化,可提升电网支撑能力;对SG系列光伏逆变器的VSG控制实现,有助于增强弱电网适应性。通过动态调节虚拟惯量和阻尼系数,可使产品在电网扰动时表现出更好的暂态响...
具有动态虚拟惯性和频率、电流、电压限幅特性的新型虚拟同步发电机设计
Novel Virtual Synchronous Generator design with dynamic virtual inertia and bounded frequency, current and voltage characteristics
Theodoros E. Kavvathas · George C. Konstantopoulos · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年6月
本文提出一种新型虚拟同步发电机（VSG）架构，通过引入动态虚拟惯性以提升传统VSG的动态响应性能，并确保频率、输出电流和电压始终处于预设范围内。所设计的控制律根据频率变化率和频率偏差实时调节虚拟惯性，有效抑制扰动后的频率变化率（RoCoF）与最大频率偏差，同时保证虚拟惯性始终位于限定区间内且不引入非连续动态。基于向量场理论与最终有界性定理，严格证明了系统状态变量的有界性。在连接无穷大母线及含多台VSG与同步机的完整系统中均进行了稳定性分析。通过Typhoon HIL实时仿真平台与实验系统验证了该...
解读: 该动态虚拟惯性VSG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。当前阳光电源构网型GFM控制已采用VSG技术，但传统固定惯性方案在扰动响应与频率稳定间存在矛盾。本文提出的根据频率变化率和偏差实时调节虚拟惯性的方法，可显著提升ST储能系统在负荷突变和短路故障下的...
一种无缝增强电网刚度的控制策略用于并网型虚拟同步发电机系统中的谐波补偿与功率波动抑制
A Seamless Enhancing Grid Stiffness Control Strategy for Harmonic Compensation and Power Ripple Mitigation in Grid-Tied Virtual Synchronous Generator System
Sameer Kumar Behera · Anup Kumar Panda · Venkata Ramana Naik N. · Satyabrata Behera · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2025年4月
摘要：对于光伏发电渗透率较高的电网而言，构网型逆变器（GFMIs）至关重要。公用电网中的不确定性会使 GFMI 系统不稳定。因此，采用虚拟同步发电机（VSG）可通过降低频率变化率（RoCoF）来增强系统稳定性和电网刚度。为应对系统中各种不确定性引发的谐波和振荡问题，本文针对三相并网 VSG（TPGTVSG）系统提出了一种增强型自适应综合控制策略（EAICS），该策略将改进的比例谐振电流（MPRC）控制器与相位校正参考电流（PCRC）发生器相结合，以进一步提升系统整体性能。MPRC 控制器还包含针...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的虚拟同步发电机（VSG）增强型自适应集成控制策略具有重要的技术参考价值。随着光伏渗透率的提升，电网对构网型逆变器（GFMI）的需求日益迫切，这与我司在光储一体化系统和电网支撑技术方面的战略方向高度契合。 该技术的核心价值在于三个方面：首先，通过VSG技术增强电...