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基于改进平方和规划的构网型-跟网型并联系统暂态稳定性分析
Transient Stability Analysis of Grid Forming-Grid Following Paralleled System Using Improved Sum-of-Squares Programming
Zhongrui Qiu · Yang Wang · Xianyong Xiao · Xiaorong Xie 等5人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年9月
本文基于Lyapunov直接法研究构网型与跟网型变流器并联系统（GFM-GFL）的暂态稳定性。提出一种改进的平方和（SOS）规划方法，用于构建低保守性的Lyapunov函数。该方法简化了传统SOS约束，并可根据吸引域（DOA）的保守性自适应调节SOS参数，相较现有数值Lyapunov方法具有更快的计算速度和更低的保守性，从而实现更精确的暂态稳定性评估。进一步利用DOA体积量化分析系统参数对稳定性的影响。最后通过对比研究验证了所提方法的有效性。
解读: 该改进SOS规划方法对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。当前储能系统普遍采用GFM-GFL混合并联架构，该研究提供的低保守性暂态稳定性评估工具可直接用于：1）优化ST储能变流器的GFM/GFL控制参数整定，提升大扰动下的稳定裕度；2）通过DOA体积量化分析...
基于最小特征值对数导数的大型电力系统主导振荡模式计算方法
Smallest Eigenvalues Based Logarithmic Derivative Method for Computing Dominant Oscillation Modes in Large-scale Power Systems
Linguang Wang1Xiaorong Xie2Wenkai Dong3Yong Mei4Aoyu Lei4 · 现代电力系统通用与清洁能源学报 · 2025年1月 · Vol.1
随着可再生能源的快速接入，电力电子设备与电网相互作用引发的宽频振荡成为关键稳定性问题。现有方法多适用于百节点级局部系统，难以应对数万节点规模系统的高维传递函数矩阵或高阶特征方程。为此，本文提出一种基于稀疏扩展节点导纳矩阵k个最小特征值曲线对数导数的最小特征值对数导数（SELD）方法，用于提取主导振荡模式，并开发了相应的暂态稳定分析工具。通过局部及大规模电力系统的仿真验证了该方法与工具的有效性。
解读: 该SELD方法对阳光电源大规模新能源并网系统具有重要应用价值。针对PowerTitan储能系统和SG系列逆变器大规模集群并网场景，该方法可快速识别电力电子设备与电网交互引发的宽频振荡模式，突破传统方法在万节点级系统中的计算瓶颈。可直接应用于：1）ST系列储能变流器的GFM/GFL控制参数优化，通过主...
考虑次/超同步振荡稳定约束的风电并网容量分析
Wind Power Integration Capacity Analysis Considering Sub/Super-Synchronous Oscillation Stability Constraint
Ying Zhan · Linguang Wang · Xiaorong Xie · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年10月
风力发电并网电力系统中新兴的次/超同步振荡（SSO）问题对系统稳定性构成了巨大威胁。为了从源头上避免SSO问题，在系统规划阶段确定最大允许的风电并网容量具有重要意义。为此，本文首先提出一种模型 - 数据混合驱动的方法来构建SSO安全域（SR），该方法精度高且适用于大规模系统。然后，基于该安全域，开发了SSO概率稳定指标，以评估系统运行条件变化下的SSO风险。接着，以SSO概率指标作为稳定约束，建立机会约束规划模型以获取最大风电并网容量，并提出改进的粒子群优化算法来求解该模型。最后，将所提方法应用...
解读: 该研究对阳光电源的风电变流器和储能变流器产品线具有重要参考价值。研究提出的SSO稳定性分析方法可直接应用于我司ST系列储能变流器和风电变流器的控制策略优化，特别是在大规模风电场并网场景中。通过将阻抗建模和频域扫描法集成到变流器控制系统中，可提升产品在复杂电网环境下的稳定性表现。这对完善我司构网型(G...
基于电压定向矢量控制的光伏逆变器接入弱电网下的强迫振荡分析
Forced Oscillation Analysis of Voltage-Oriented Vector Control-Based PV Inverter Connected to Weak Power Grids
Zhen Gong · Xiaorong Xie · Chengxi Liu · Yonghao Gui 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年7月
基于同步旋转坐标系的矢量控制（SRF-VC）广泛应用于单级光伏（PV）逆变器并网。然而，最大功率点跟踪（MPPT）引起的有功功率参考值（Pref）间谐波会引发挥发性振荡源，结合SRF-VC中的超调效应与有功-无功功率耦合（RRPC），可能导致振荡放大与强迫振荡问题。本文建立频域解析模型，分析MPPT引发Pref振荡时超调与RRPC对强迫振荡的影响。通过相量图揭示弱电网下锁相环动态缓慢导致的功率耦合机理，推导计及RRPC通道的频域模型，解析次/超同步频率下振荡放大特性，并利用Bode图研究不同控制...
解读: 该研究对阳光电源SG系列光伏逆变器在弱电网并网场景具有重要指导意义。文章揭示的MPPT引发Pref间谐波振荡与SRF-VC控制中超调效应、有功-无功功率耦合（RRPC）导致的强迫振荡机理，可直接应用于优化SG系列逆变器的矢量控制策略。建议：1）在MPPT算法中增加功率参考滤波环节，抑制间谐波注入；2...
考虑电压耦合效应的跟网型与构网型电池储能系统快速频率响应分析
Fast Frequency Response Analysis for Grid-Following and Grid-Forming Controlled BESS Considering Voltage Coupling Effect
Kaiyuan Su · Xiaorong Xie · Zhen Gong · Hui Liu 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年6月
电池储能系统（BESS）提供的快速频率响应（FFR）对维持电力系统频率稳定至关重要。然而，在弱电网中，电压耦合效应（VCE）可能显著削弱BESS的FFR性能，尤其是在跟网型（GFL）与构网型（GFM）控制策略对比下，该效应尚未充分研究。本文提出一种计及VCE的GFL与GFM BESS的FFR建模方法，分析变换器参数与系统特性对VCE的影响，并通过电磁暂态仿真与控制硬件在环实验验证模型有效性。结果表明，VCE源于阶跃扰动下的瞬时电压跌落，导致有功支撑能力下降和频率恢复延迟；当短路比（SCR）接近2...
解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan储能系统在弱电网场景下的FFR性能优化具有重要指导意义。研究揭示的电压耦合效应（VCE）机理可直接应用于优化GFM/GFL控制策略切换逻辑：在SCR<2的弱电网中，通过自适应调节电压下垂系数和虚拟阻抗参数，可提升GFM模式下的频率支撑能力，减少...
基于构网型海底抽水蓄能的先进系统以实现100%可再生能源海上油田供电
Advanced Grid-Forming Undersea Pumped Storage to Enable 100% Renewable Offshore Oilfield Power Systems
Kaiyuan Su · Xi Wang · Xiaorong Xie · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年1月
为推进海上油田电力系统（OOPS）的碳减排，构网型海底抽水蓄能系统（GFM-UPSS）成为一种有前景的解决方案。本文提出一种基于GFM-UPSS的100%可再生能源OOPS新框架，涵盖其控制策略、稳态与暂态建模及优化配置方法。控制策略通过网侧变流器、机侧变流器和可逆泵水轮机构成，实现频率与电压调节。建立了包含水头、功率与球壳容积的稳态模型，并推导了变流器参数对暂态性能影响的闭式解。基于稳态模型提出最优容量配置方法，分析了海洋环境下经济性优势。电磁暂态（EMT）仿真验证了GFM-UPSS在频率与电...
解读: 该GFM-UPSS技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要应用价值。研究提出的构网型控制策略与阳光电源GFM技术路线高度契合，其频率/电压双环控制、虚拟阻抗优化和直流下垂系数设计可直接应用于ST储能变流器的控制算法升级。海上油田100%可再生能源供电场景为阳光电源拓展海洋能...