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多VSG系统中内电压控制对有功功率振荡负阻尼效应的分析与抑制
Analysis and Mitigation of Inner Voltage Control’s Negative Damping Effect on Active Power Oscillations in Multi-VSG Systems
Rui Liu · Zhiheng Lin · Han Zhang · Yunwei Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月
虚拟同步机(VSG)作为一种构网型技术,在提升高比例电力电子电力系统的频率与电压稳定性方面展现出巨大潜力。本文针对多台VSG并联系统,深入分析了内电压控制环路引发的负阻尼效应,该效应会导致VSG与电网之间以及VSG单元之间的有功功率振荡,并提出了相应的抑制策略。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的构网型(Grid-forming)技术战略。随着PowerTitan系列储能系统及大型光伏电站对弱电网支撑能力要求的提升,VSG技术已成为核心竞争力。文章揭示的内电压控制负阻尼效应,对于优化阳光电源PCS(储能变流器)的控制算法至关重要。建议研发团队在PowerTitan及...
一种具有虚拟电阻以增强小信号稳定性与暂态同步稳定性的改进型VSG控制策略
A Modified VSG Control Scheme With Virtual Resistance to Enhance Both Small-Signal Stability and Transient Synchronization Stability
Shimiao Chen · Yao Sun · Hua Han · Siqi Fu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年5月
研究表明,虚拟电阻虽能抑制同步谐振,却会削弱虚拟同步机(VSG)的暂态同步稳定性。为解决这一矛盾,本文提出了一种改进的VSG控制方案,核心思想是利用虚拟公共连接点(PCC)处的虚拟有功功率替代实际有功功率参与控制,从而在提升小信号稳定性的同时,有效增强系统在暂态下的同步能力。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的构网型(Grid-Forming)技术布局。随着PowerTitan系列储能系统及大型组串式逆变器在弱电网场景下的应用日益广泛,VSG控制的稳定性至关重要。本文提出的改进方案能有效解决虚拟电阻带来的暂态同步问题,对于提升阳光电源储能变流器(PCS)在复杂电网环境下的抗扰动能...
虚拟同步发电机控制微电网中退役非等容量锂电池的一致性算法SOC均衡方案
Consistency Algorithm-Based SOC Balancing Scheme of Retired Non-Equal Capacity Lithium Battery in Virtual Synchronous Generator Controlled Microgrids
Qingfeng Wu · Xiaolin Chu · Yamin Fan · Liqun Liu 等5人 · IEEE Access · 2025年1月
退役电动汽车锂电池可用于微电网以充分利用锂电池剩余容量。由于使用寿命和环境差异,微电网中退役锂电池包的荷电状态和容量难以完全一致,SOC均衡是延长退役锂电池寿命的重要手段。然而传统虚拟同步发电机控制方案和现有基于虚拟同步发电机的SOC均衡方案无法实现虚拟同步发电机控制微电网中非等容量退役锂电池的SOC均衡。因此提出基于虚拟同步发电机控制的非等容量退役锂电池SOC均衡方案。分析传统虚拟同步发电机控制和退役锂电池容量差异在SOC均衡中的影响机制,通过修正传统虚拟同步发电机控制参数和线路阻抗消除容量对...
解读: 该退役电池SOC均衡技术与阳光电源储能系统梯次利用战略高度契合。阳光在电池梯次利用领域布局储能系统,该虚拟同步机和一致性算法方案可优化非等容量电池包的能量管理。阳光可将该技术应用于ST系列储能系统的BMS和EMS协同控制,实现梯次利用电池的高效均衡和寿命延长,降低储能成本,提升系统经济性,推进循环经...
一种带电压前馈补偿与虚拟电感的虚拟同步机解耦控制方法
A Decoupling Control Method for Virtual Synchronous Generator With Voltage Feedforward Compensation and Virtual Inductor
Zhiyuan Meng · Xiangyang Xing · Qicai Ren · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
本文针对传统虚拟同步机(VSG)控制中存在的有功与无功功率耦合问题,提出了一种改进的解耦控制方法。通过引入电压前馈补偿和虚拟电感技术,有效提升了功率调节速度及无功控制精度,增强了构网型变流器在可再生能源大规模接入下的电网惯量支撑能力。
解读: 该技术对阳光电源的PowerTitan、PowerStack系列储能变流器及大型地面光伏逆变器具有重要意义。随着电网对构网型(Grid-forming)技术要求的提升,解决有功-无功耦合问题能显著优化设备在弱电网下的动态响应速度和稳定性。建议研发团队将该解耦控制策略集成至iSolarCloud智能运...
一种提升功率跟踪速度且不削弱惯量支撑能力的虚拟同步发电机协同控制策略
A Novel Coordinated Control Strategy for VSG to Enhance Power Tracking Speed Without Degrading Inertia Support Capability
Yubin Pang · Xiaohui Qu · Guanglei Yan · Zhicong Huang · IET Power Electronics · 2026年2月 · Vol.19
针对传统虚拟同步发电机(VSG)中功率跟踪速度与虚拟惯量支撑能力的固有矛盾,本文提出一种协同控制策略:通过功率参考信号高低频分解与前馈,提升动态响应;低频分量维持VSG摇摆方程以保障惯量支撑;并引入高频功率补偿模块抑制PCC扰动。该策略兼容常规VSG电路,无需线路阻抗信息,适用于并网及弱电网/孤岛工况。
解读: 该VSG协同控制策略高度契合阳光电源ST系列储能变流器(PCS)、PowerTitan大型构网型储能系统及新一代组串式光伏逆变器在构网型(GFM)场景下的核心需求。尤其在新能源高渗透率弱电网、黑启动及独立微电网应用中,可显著提升系统动态响应与惯量支撑双性能。建议在ST5000/6300系列PCS和P...
基于人工智能的可靠虚拟同步机控制设计
Artificial Intelligence-Based Control Design for Reliable Virtual Synchronous Generators
Qianwen Xu · Tomislav Dragicevic · Lihua Xie · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月
虚拟同步机(VSG)是解决高比例可再生能源并网下频率稳定问题的关键技术。然而,VSG仿真带来的功率波动增加了电力电子变换器中功率半导体器件的应力,从而对其可靠性产生负面影响。本文提出了一种基于人工智能的控制策略,旨在优化VSG性能的同时提升系统的可靠性。
解读: 该研究直接契合阳光电源在构网型(Grid-Forming)技术领域的战略布局。随着PowerTitan等储能系统及大型光伏电站对电网支撑能力要求的提高,VSG控制已成为核心竞争力。本文提出的AI控制策略可有效平衡VSG的频率支撑性能与功率器件的寿命损耗,对提升阳光电源组串式逆变器及PCS产品的长期运...
一种用于虚拟同步机控制稳定性增强的混合功率同步方案
A Hybrid Power Synchronization Scheme for Stability Enhancement of Virtual Synchronous Generator Control
Yang Shao · Yi Xiao · Yongheng Yang · Lunbo Deng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月
针对串联补偿输电系统中虚拟同步机(VSG)控制引发的次同步振荡(SSO)问题,本文分析了其产生机理,即电容性串补线路与感性VSG之间的阻抗谐振。为解决该问题,提出了一种混合功率同步方案,旨在提升VSG在弱电网及复杂输电环境下的并网稳定性。
解读: 随着阳光电源PowerTitan系列储能系统及组串式逆变器在大型地面电站和弱电网环境下的广泛应用,构网型(GFM)技术已成为核心竞争力。本文提出的混合功率同步方案直接针对VSG在串补电网下的次同步振荡问题,对阳光电源提升储能PCS及大型光伏逆变器的电网适应性具有重要参考价值。建议研发团队将该同步控制...
一种基于传统下垂控制与虚拟同步机控制对比的构网型逆变器广义下垂控制策略
A Generalized Droop Control for Grid-Supporting Inverter Based on Comparison Between Traditional Droop Control and Virtual Synchronous Generator Control
作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 日期未知
本文提出了一种用于构网型逆变器的广义下垂控制(GDC)策略。通过对比传统下垂控制与虚拟同步机(VSG)控制的优缺点,指出两者在应对不同电网动态需求时的局限性。GDC旨在融合两者的优势,以实现更优的电网支撑性能和动态响应特性。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的构网型(Grid-forming)技术路线,对于PowerTitan系列储能系统及大型组串式光伏逆变器在弱电网环境下的稳定性至关重要。传统的下垂控制与VSG各有侧重,GDC策略能够提升阳光电源产品在复杂电网场景下的频率与电压支撑能力,增强系统黑启动及微网运行的鲁棒性。建议研...
一种自适应功率角补偿算法以提升虚拟同步发电机的暂态稳定性
An Adaptive Power Angle Compensation Algorithm for Enhancing Transient Stability of Virtual Synchronous Generator
Zhiyuan Meng · Xiangyang Xing · Xiangjun Li · Wenlong Ding 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年8月
虚拟同步发电机(VSG)通过模拟同步机特性为电网提供频率和电压支撑,提升新能源系统的稳定性。然而,在电网故障期间,VSG同样面临失步等问题。本文通过分析功率-功角曲线中运行点的动态行为,提出一种自适应功率角补偿(APAC)算法,有效解决VSG的两类暂态稳定问题。该控制策略在故障期间从有功功率控制切换至功率同步控制,并实施功角补偿,无需依赖平衡点存在或复杂的参数设计与线路阻抗信息,显著增强系统鲁棒性与暂态稳定性。仿真与实验结果验证了所提方法的有效性。
解读: 该自适应功率角补偿算法对阳光电源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控制中的VSG技术在电网故障时存在失步风险,该算法通过功率-功角曲线动态分析实现有功功率控制与功率同步控制的自适应切换,无需复杂参数整定和线路阻抗信息,可直接集成到ST储能变...
一种基于光伏与超级电容协调的经济型虚拟同步发电机系统
A Cost-Efficient Virtual Synchronous Generator System Based on Coordinated Photovoltaic and Supercapacitor
Jia Liu · Yuguang Hou · Jingyu Guo · Xinyu Liu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月
虚拟同步机(VSG)控制因具备惯量支撑和一次调频能力,在并网逆变器中得到广泛应用,但通常以增加储能成本为代价。本文提出了一种基于光伏(PV)与超级电容(SC)协调的经济型构网型VSG系统,旨在降低系统成本的同时实现高效的电网支撑功能。
解读: 该研究直接契合阳光电源PowerTitan和PowerStack等储能系统及构网型(Grid-forming)逆变器技术的发展方向。通过光伏与超级电容的协同,能够有效优化储能配置,降低系统全生命周期成本(LCOE)。建议研发团队关注该控制策略在iSolarCloud平台上的集成,利用超级电容的高功率...
一种改善虚拟同步机同步稳定性的暂态阻尼方法
Transient Damping Method for Improving the Synchronization Stability of Virtual Synchronous Generators
Xiaoling Xiong · Chao Wu · Bin Hu · Donghua Pan 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
虚拟同步机(VSG)旨在模拟同步发电机动态以实现分布式能源并网。然而,VSG在电网故障下的同步稳定性尚不明确。本文揭示了VSG因非线性特性导致失步的内在机理,并提出了一种暂态阻尼方法以提升其在故障期间的同步稳定性。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的构网型(Grid-forming)技术路线。随着全球电网弱网化趋势加剧,阳光电源的PowerTitan系列储能系统及大型组串式光伏逆变器在弱电网下的稳定性至关重要。本文提出的暂态阻尼方法可有效优化VSG控制算法,提升产品在电网故障下的低电压穿越(LVRT)能力及抗扰动性能。...
基于阻尼能量可视化与近似的虚拟同步机并联系统暂态稳定性分析
Transient Stability Analysis for Paralleled System of Virtual Synchronous Generators Based on Damping Energy Visualization and Approximation
Qiannan Qu · Xin Xiang · Jintao Lei · Wuhua Li 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
随着虚拟同步机(VSG)控制逆变器在可再生能源系统中的渗透率不断提高,分析并联VSG系统间交互作用下的暂态稳定性变得至关重要。然而,VSG对逆变器间相对运动产生的阻尼效应尚不明确,这阻碍了对系统暂态稳定性的精确评估。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的构网型(Grid-Forming)技术布局。随着电力系统弱网化趋势加剧,阳光电源的PowerTitan储能系统及组串式光伏逆变器正向构网型控制演进。该文提出的阻尼能量可视化方法,可用于优化阳光电源iSolarCloud平台下的多机并联控制策略,提升大型储能电站及光储电站在复...
面向设计的虚拟同步机限流单元分析与暂态控制
Design-Oriented Analysis and Transient Control for VSG With Current Saturation Unit
Cong Luo · Yandong Chen · Shuhan Liao · Zili Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
在电网故障条件下,虚拟同步机(VSG)因限流单元(CSU)的存在易产生暂态不稳定。现有研究多采用固定限流角,忽略了其对系统稳定性的影响。本文针对带限流单元的VSG进行设计导向分析,旨在解决电网故障下的暂态稳定性问题。
解读: 该研究直接服务于阳光电源构网型(Grid-forming)技术的发展,特别是PowerTitan系列液冷储能系统及大型组串式逆变器在弱电网或高比例可再生能源接入场景下的应用。随着电网对构网型逆变器支撑能力要求的提高,限流策略的暂态稳定性至关重要。建议研发团队将该设计导向分析方法集成至iSolarCl...
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...
考虑有功与无功控制环路高阶非线性相互作用的并网虚拟同步机暂态稳定性分析
Transient Stability Analysis for Grid-Tied VSG Considering High-Order Nonlinear Interactions Between Active and Reactive Power Control Loops
Xilin Li · Pan Feng · Zhen Tian · Meng Huang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年6月
电力变换器系统的暂态稳定性备受关注。由于多级级联控制环路的存在,变换器系统表现出高阶非线性动力学特性,这成为暂态稳定性分析的难点。本文考虑了虚拟同步机(VSG)有功与无功控制环路之间的动态耦合,对并网VSG系统的暂态稳定性进行了深入分析。
解读: 该研究直接服务于阳光电源构网型(Grid-forming)技术的发展。随着PowerTitan系列储能系统及大型光伏电站对电网支撑能力要求的提升,VSG控制策略已成为核心竞争力。文章揭示的有功-无功耦合非线性机制,有助于优化阳光电源逆变器及PCS在弱电网下的控制参数设计,提升系统在电网故障下的暂态稳...
一种用于虚拟同步机低频稳定性增强的附加阻尼转矩方法
An Additional Damping Torque Method for Low-Frequency Stability Enhancement of Virtual Synchronous Generators
Xiaoling Xiong · Xinyue Li · Bochen Luo · Meng Huang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
虚拟同步机(VSG)因等效阻尼比不足可能引发低频振荡,严重影响系统稳定性。本文提出了一种基于阻尼转矩模型和分析方法的附加阻尼控制策略,旨在不影响VSG下垂特性和惯性响应的前提下,有效提升系统的低频稳定性。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的构网型(Grid-Forming, GFM)技术路线。随着高比例新能源接入,电网强度下降,VSG技术已成为阳光电源PowerTitan储能系统及大型光伏逆变器提升电网支撑能力的核心。该附加阻尼方法能有效解决VSG在弱电网环境下的低频振荡问题,提升系统在复杂电网工况下的鲁棒性...
虚拟同步机控制下串联补偿并网系统的次同步谐振分析与抑制
Analysis and Mitigation of Subsynchronous Resonance in Series-Compensated Grid-Connected System Controlled by a Virtual Synchronous Generator
Gaoxiang Li · Yandong Chen · An Luo · Zhixing He 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年10月
本文类比同步发电机的次同步谐振(SSR)现象,研究了虚拟同步机(VSG)在串联补偿电网中因阻抗交互引起的低频振荡问题。文章通过阻抗建模分析了系统的稳定性,并提出了相应的抑制策略,旨在解决高比例电力电子化电网中的谐振风险。
解读: 随着阳光电源PowerTitan等大型储能系统及组串式逆变器在弱电网和长距离输电场景的应用增加,构网型(GFM)技术已成为核心竞争力。VSG作为构网型控制的关键技术,在串补电网中面临的SSR风险直接影响电站的并网稳定性。本研究对于优化阳光电源逆变器及PCS的控制算法、提升在复杂电网环境下的阻抗匹配能...
基于虚拟导纳的状态观测器设计以增强虚拟同步机的动态同步性能
A Virtual Admittance-Based State Observer Design for Enhanced Dynamic Synchronization Performance of Virtual Synchronous Generator
Dongren Dai · Jinghua Li · Fei Lan · Wei Tian · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
虚拟电阻(VR)虽能提升虚拟同步机(VSG)的小信号稳定性,但会削弱其动态同步性能。为解决此矛盾,本文设计了一种基于虚拟导纳的状态观测器(VABOB)。通过分析VSG小信号模型发现,仅在0Hz处需要额外虚拟电阻来抑制振荡,该观测器实现了性能的优化。
解读: 该技术直接服务于阳光电源的构网型(Grid-Forming)技术路线。随着PowerTitan系列储能系统及大型光伏电站对弱电网适应性要求的提高,VSG控制策略的稳定性与动态响应速度至关重要。本文提出的基于虚拟导纳的状态观测器,能够有效解决传统虚拟电阻带来的动态性能折损问题,提升系统在弱电网下的暂态...
基于不同调度场景和电网强度下VSG储能系统优化配置以提升跟网型变流器稳定性
Optimal VSG BESS Sizing for Improving Grid-Following Converter Stability Under Various Dispatch Scenarios and Grid Strengths
Yunda Xu · Ruifeng Yan · Tapan Kumar Saha · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年3月
随着可再生能源渗透率提高,基于逆变器的电源在弱电网下的稳定性问题日益突出,尤其跟网型变流器易失稳。虚拟同步发电机(VSG)电池储能系统被证明可改善此类稳定性,但其最优容量配置尚不明确。现有研究多依赖小信号或阻抗模型,仅适用于单一运行点,难以涵盖多种调度场景与电网强度变化。本文提出一种可视化系统稳定运行区域的新方法,揭示不同有功功率与电网阻抗下的稳定边界,并提出计及多工况变化的VSG容量优化配置策略,在确保稳定的同时最小化储能容量。通过PSCAD仿真验证了该策略在广泛运行条件下的有效性与可靠性。
解读: 该VSG储能优化配置技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究提出的可视化稳定运行区域方法可直接应用于ST储能系统的容量规划工具,帮助客户在弱电网场景下精准确定VSG储能配置,避免过度投资。针对多调度场景和电网强度变化的优化策略,可集成到iSolarCl...
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...
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