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基于物理信息学习的风电场双机等效模型用于大规模电力系统稳定性研究
Physics-Informed Learning Based Wind Farm Two-Machine Aggregation Model for Large-Scale Power System Stability Studies
Hongyi Wang · Zhe Yang · Wenfa Kang · Pingyang Sun 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年5月
风电场（WFs）中风力发电机组（WTs）的聚合可以减轻建模和计算负担，但也可能降低精度。此外，在电力系统扰动下，可能难以准确确定风力发电机组的动态行为。本文基于两阶段方法，提出了一种用于电力系统暂态分析的风电场新型聚合建模方法。在第一阶段，树状图算法生成一个简单通用的模型（GM）；在第二阶段，使用针对风电场定制的偏微分方程非线性动力学函数识别（PDE - FIND）算法对通用模型进行细化，以提高初始通用模型的精度。对PDE - FIND算法的动态库进行重新构建，使其包含可能用于表达功率误差方程的...
解读: 该物理信息学习的双机等效建模技术对阳光电源的大型风电场解决方案具有重要参考价值。可直接应用于公司ST系列储能变流器的GFM控制优化,提升其在风电接入场景下的稳定性控制性能。同时该方法的物理约束融合思路可启发SG系列光伏逆变器的群控算法优化,特别是在大规模光储风多能互补电站中的协调控制。建议在Powe...
考虑电动汽车聚合商与液流电池参与的时滞负荷频率控制扰动抑制能力评估
Disturbance Suppression Ability Evaluation for Delayed Load Frequency Control Participated With EV Aggregators and Redox Flow Batteries
Hong-Zhang Wang · Xing-Chen Shangguan · Chuan-Ke Zhang · Chen-Guang Wei 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2025年7月
用于负荷频率控制（LFC）的辅助调频服务（AFRS）中的储能源响应时间快，能有效平滑风电输出。本文在考虑电动汽车（EV）聚合商和基于液流电池（RFB）的辅助调频服务参与的情况下，评估了具有时滞的负荷频率控制的扰动抑制能力。首先，构建了包含电动汽车聚合商和液流电池参与的含风电时滞负荷频率控制模型。提出了一种评估时滞负荷频率控制扰动抑制能力的准则，与现有方法相比，该准则纳入了更多系统信息，降低了保守性。最后，案例研究表明，引入液流电池提高了负荷频率控制的扰动抑制能力和时滞容忍能力。仿真和实验测试表明...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于延迟负荷频率控制（LFC）中扰动抑制能力的研究具有重要的战略参考价值。论文聚焦于电动汽车聚合器和液流电池参与辅助调频服务，这与我司在储能系统和新能源解决方案领域的核心业务高度契合。 该研究的核心价值在于解决了风电等新能源接入电网时的频率稳定性问题。当前我司的光储一...
基于单相IGBT开路故障下二极管导通残流统一模型的三相SPMSM容错后无传感器控制
Postfault Sensorless Control of Three-Phase SPMSM Based on Unified Model of Diode-Through Residual Current Under Single-Phase IGBT Open-Circuit Fault
Zeliang Zhang · Guangzhao Luo · Xinyu Li · Yuxuan Du 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年3月
针对经典三相半桥电机驱动在开路故障下的无传感器控制难题，提出一种利用IGBT开路相中反电动势与二极管导通残流相关性的方法。首先建立残流模型，并设计适用于不同转速的统一采样策略。基于该统一模型构建相位反电动势观测器，实现故障后转子速度与位置的精确估计。实验验证表明，该方法在稳态下估计误差为0.3 rad，加减速过程中为0.5 rad，具有良好的动态与稳态性能。
解读: 该IGBT开路故障下的无传感器容错控制技术对阳光电源电动汽车驱动产品线具有重要应用价值。研究提出的二极管导通残流统一模型可直接应用于车载OBC充电机和电机驱动系统，通过反电动势观测器实现故障后的位置估计，避免增加冗余传感器成本。该方法在稳态0.3rad、动态0.5rad的估计精度可保障ST系列储能变...
考虑移动储能灵活性的配电网两阶段优化运行策略
A Two-Stage Optimal Operation Strategy of Distribution Networks Considering Mobile Energy Storage Flexibility
Lei Tao · Yuanyuan Wang · Chen Li · Zhe Chen 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年5月
摘要：可挖掘移动储能（MES）的时空能量转移和移动灵活性，以有效支撑配电网的运行安全性和韧性。为此，首先建立离散多层时空耦合网络，对移动储能的充放电、能量转移和移动轨迹耦合进行建模；然后提出一种同时考虑移动储能和分布式电源（DG）运行灵活性的配电网两阶段优化运行策略。第一阶段，优化移动储能的接入点和分布式电源的最优出力，以实现故障期间配电网负荷削减成本最小化；第二阶段，协同优化移动储能的移动轨迹、充放电功率以及分布式电源的出力，以最小化故障后配电网的综合运行成本。最后，通过IEEE 33节点网络...
解读: 该两阶段优化策略对阳光电源PowerTitan储能系统与ST系列储能变流器具有重要应用价值。移动储能的时空调度理念可应用于：1）PowerTitan集装箱储能系统的车载化部署，结合iSolarCloud云平台实现多站点动态调度；2）ST系列储能变流器的鲁棒控制算法升级，增强可再生能源波动下的电压支撑...
基于风电参与的含能量备用与虚拟惯量的频率约束调度
Frequency Constrained Dispatch With Energy Reserve and Virtual Inertia From Wind Turbines
Boyou Jiang · Chuangxin Guo · Zhe Chen · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年1月
随着风电渗透率提高和常规机组逐步退役，风电机组（WTs）在提供稳态能量备用（ER）和频率支撑方面潜力显著。本文提出一种计及风电能量备用与虚拟惯量的频率约束调度新框架。建立了WT的ER与虚拟惯量模型，分别利用减载运行和转子动能作为能量来源；推导了考虑WT在频率谷值退出惯量响应的系统频率响应与机组功率动态；构建了以WT调频参数和转子转速为决策变量的随机优化频率约束调度模型，充分反映机械-电气耦合及暂态-稳态过程交互；采用凸包松弛、近似及深度神经网络将非线性模型转化为混合整数二阶锥规划模型。IEEE ...
解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器和大型储能系统的频率调节策略具有重要参考价值。文中提出的风电虚拟惯量与能量备用协调控制框架,可迁移应用于储能系统的GFM控制,优化PowerTitan等大型储能产品的一次调频性能。特别是文中基于深度神经网络的非线性模型简化方法,有助于提升储能VSG控制的实时性能。研...
基于PMU的电力振荡阻尼控制方法在通信中断与多时滞可再生能源系统中的应用
PMU-based Power Oscillation Damping Control for Renewable Energy System With Communication Disruption and Multi-Time Delays
Zhenjie Cui · Weihao Hu · Guozhou Zhang · Zhenyuan Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年7月
本文提出一种面向可再生能源系统的无模型电力振荡阻尼策略，考虑控制回路中通信中断与多时滞问题。首先，基于多元Ornstein-Uhlenbeck过程构建仅依赖量测数据的状态空间模型在线估计方法，适用于各广域控制回路具有不同时滞的系统。进而设计新型广域电力振荡阻尼器（POD），并采用分解结构实现子控制独立运行，提升通信中断下的鲁棒性。通过Razumikhin定理将时滞与估计误差建模为稳定性约束，利用线性矩阵不等式（LMI）优化POD参数，增强系统对运行工况、时滞及通信中断的多维鲁棒性。在改进的四机两...
解读: 该无模型POD控制技术对阳光电源PowerTitan大型储能系统及ST系列储能变流器具有重要应用价值。针对新能源场站广域控制中通信时滞与中断问题，可直接应用于储能系统的功率振荡抑制功能：1）基于PMU实时量测的在线建模方法可集成至iSolarCloud云平台，提升多储能站点协调控制的鲁棒性；2）分解...
一种用于穿越金属器件的感应式无线电能传输系统磁场重构方案
A Magnetic Field Reconstruction Scheme for Inductive Power Transfer Systems to Cross Metal Appliances
Peng Gu · Shibo Wang · Peng Zhao · Xingzhen Guo 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
感应式无线电能传输（IPT）技术有望通过级联绝缘子为高压电位点智能电网状态感知设备提供米级无线供电。然而，铝制法兰等金属器件会严重影响功率传输性能。本文提出一种IPT系统穿越金属器件的磁场重构方案，可显著抑制铝制法兰引起的耦合系数衰减与涡流损耗。基于电磁场理论分析该方案的作用机理，并优化关键参数以提升性能。建立电路与磁路模型，对MCS-IPT复合系统进行分析，搭建原型系统模拟含IPT的两级支柱绝缘子结构。对比分析不同工况下系统的多组分损耗，结果表明，在铝制法兰影响下引入所提MCS后，系统传输效率...
解读: 该磁场重构IPT技术对阳光电源智能电网监测设备供电方案具有重要应用价值。在高压输电线路绝缘子串的状态监测场景中，可为传感器节点提供跨金属法兰的无线供电，解决传统有线供电的绝缘难题。技术可应用于：1）iSolarCloud云平台的高压侧智能传感器供电系统，实现绝缘子温度、湿度、污秽度的在线监测；2）大...
一种考虑参数扰动的CLLC型DAB变换器ANN辅助参数设计方法
An ANN-Aided Parameter Design Method for CLLC-Type DAB Converters Considering Parameter Perturbation
Ning Wang · Yongbin Jiang · Weihao Hu · Yanbo Wang 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年9月
电力电子元件参数的分散性会影响CLLC型双有源桥（DAB）变换器的期望输出电压，尤其在预算有限的大规模生产中。为了在大规模应用中使CLLC型DAB变换器在制造公差影响下的不一致性降至最低，本文提出了一种基于人工神经网络（ANN）的新型谐振元件参数设计方法。此外，首次开发了基于人工神经网络的数据驱动概率密度函数模型，以描绘元件参数在允许公差范围内的分布情况。此外，为了提高参数设计过程中的数据处理效率，提出了一种批量归一化方法，可自动将原始数据集分批转换为归一化数据集。通过将MATLAB与LTspi...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于人工神经网络的CLLC型双有源桥变换器参数设计方法具有重要的工程应用价值。CLLC-DAB变换器作为储能系统和光伏逆变器中关键的DC-DC变换拓扑，其性能一致性直接影响产品的可靠性和规模化生产成本。 该技术的核心价值在于解决大规模生产中的关键痛点。在阳光电源的储能...
一种考虑尾部风险评估的互联微电网分布鲁棒协同调度与效益分配方法
A distributionally robust collaborative scheduling and benefit allocation method for interconnected microgrids considering tail risk assessment
Jialin Du · Weihao Hu · Sen Zhang · Di Cao 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.391
摘要 负荷与可再生能源的不确定性给互联微电网的最优经济调度带来了巨大挑战。本文提出了一种分布鲁棒优化（DRO）协同调度与合作效益分配方法。首先，构建了一种改进的模糊集以刻画负荷和可再生能源的不确定性，从而降低调度策略不必要的保守性。然后，基于条件风险价值（CVaR）将互联微电网的日前协同调度问题构建为一个DRO模型，以准确评估调度策略的尾部平均风险。此外，由于双层定积分优化模型求解困难，本文通过对偶变换及区间约束重构，将原模型等价转化为易于求解的单层混合整数二阶锥规划（MISOCP）模型。随后，...
解读: 该分布式鲁棒优化方法对阳光电源微电网储能系统具有重要应用价值。其CVaR尾部风险评估机制可集成至ST系列PCS的调度策略,提升PowerTitan储能系统在多微网互联场景下的经济性。改进的模糊集建模可优化iSolarCloud平台的源荷不确定性预测算法,降低日前调度保守性。混合整数二阶锥规划求解方法...
风力发电机多物理系统与交流电网的功率传播及频率耦合特性
Power Propagation And Frequency Coupling Characteristics of Wind Turbine Multi-Physical System With AC Grid
Lulan Yin · Weihao Hu · Rongwu Zhu · Marco Liserre 等5人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年3月
工业领域报告显示，基于风力发电机（WT）的能源系统易导致电网出现振荡问题。风力发电机系统与光伏系统的主要区别之一在于其一次能源的特性，前者是旋转的，而后者是静态的。因此，本文推导了基于双馈感应发电机（DFIG）的风力发电机系统的多物理域建模，该系统由空气动力学、力学、电磁学、电力电子学和控制系统组成，以研究从风能到电网的功率传播和频率耦合特性，展示风力发电机系统对电网性能的影响。理论分析表明，风能中的 $3n$p Hz 畸变可转换为交流电网中的 $(50\pm 3n)$p Hz 振荡。详细研究了...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，本文针对风电系统的多物理域建模与频率耦合特性研究具有重要的参考价值。虽然研究对象是双馈风电系统，但其揭示的能量传播机制和电网振荡问题与我司光伏、储能系统面临的电网稳定性挑战存在本质共性。 该研究的核心发现——风能扰动通过机械-电磁耦合转化为电网侧的特定频率振荡（3np H...
考虑功率输出与平滑性的连续风扰下风能转换系统强迫扭振抑制方案
Suppression Scheme for WECS's Forced Torsional Vibration Under Continuous Wind Disturbance Considering Power Yield and Smoothness
Feng Jia · Zhe Xu · Xuhui Tan · Lei Chen 等6人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年11月
风能转换系统的主要控制目标包括最大化发电功率和最小化不必要的机械负载。在持续的风扰动下，传动系统会出现宽频带的强迫扭转振动，其频谱与风的波动频谱相似。研究还发现，现有的主动阻尼控制无法有效抑制强迫扭转振动，其中一些控制方法甚至可能产生不利影响。此外，抑制这种宽频带的扭转振动可能会恶化功率跟踪效果并加剧功率波动。为解决上述问题，本文首先定义了一个闭环传递函数来描述强迫扭转振动特性。揭示了抑制扭转振动所需的电气阻尼重塑要求，进而提出了一种具有频率区分性电气阻尼配置的控制器结构。定性分析了控制参数 τ...
解读: 从阳光电源风电变流器及新能源综合解决方案业务视角来看，这项针对风电系统传动链扭振抑制的研究具有重要的工程应用价值。论文提出的频率区分电阻尼控制策略，本质上是通过优化变流器控制算法来实现机电耦合系统的多目标协同优化，这与阳光电源在风电变流器领域追求高可靠性、高发电效率的技术路线高度契合。 该技术的核...
跟网型与构网型变流器并存电力系统的混合频域建模与稳定性分析
Hybrid Frequency-domain Modeling and Stability Analysis for Power Systems with Grid-following and Grid-forming Converters
Ni Liu1Hong Wang1Weihua Zhou2Jie Song3Yiting Zhang1Eduardo Prieto-Araujo3Zhe Chen4 · 现代电力系统通用与清洁能源学报 · 2025年1月 · Vol.1
随着可再生能源装机容量的增加，电网对并网变流器的控制要求日益多样化，系统稳定性分析复杂度上升。本文通过多种频域模型揭示其差异，阐明将自稳定变流器传递函数假设为无右半平面（RHP）极点的局限性。讨论了跟网型（GFL）与构网型（GFM）变流器频域建模的适用性，建议含理想源的GFM变流器应采用P/Q-θ/V导纳模型而非V-I阻抗模型，并通过两个案例验证其合理性。提出一种适用于多GFL与GFM变流器共存系统的混合频域建模框架及稳定性判据，该判据在应用奈奎斯特判据时无需检查非无源子系统的RHP极点数，简化...
解读: 该混合频域建模方法对阳光电源ST系列储能变流器与SG系列光伏逆变器的协同稳定性分析具有重要价值。文章提出的P/Q-θ/V导纳模型可直接应用于PowerTitan储能系统的构网型控制优化，解决传统V-I阻抗模型在含理想源GFM变流器建模中的局限性。所提混合频域稳定性判据无需检查RHP极点，可显著简化光...
考虑中国典型特大城市的立面因素的建筑一体化光伏能源-经济-环境综合评价
Energy-economy-environment evaluation of building-integrated photovoltaic considering facade factors for representative megacities in China
Zhe Yu · Cuiying Chen · Duo Lou · Jingjing Jiang 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.389
尽管城市高层建筑立面接收到的太阳辐射量低于屋顶，但由于其面积更大，其潜在的能源输出仍然可观。本研究对中国典型气候区内的十座特大城市开展了建筑一体化光伏（BIPV）潜力的能源-经济-环境（3E）综合评估，并探讨了BIPV与电动汽车（EV）协同作用对城市可持续发展的意义。分析结果表明，BIPV系统，包括屋顶光伏（RPV）系统和朝南立面光伏（FPV）系统，可对城市电力供应做出显著贡献。具体而言，RPV系统可满足城市电力需求的29.10%。此外，在BIPV贡献较低的城市中，FPV系统作为关键基础设施，可...
解读: 该研究对阳光电源BIPV解决方案具有重要指导意义。研究表明RPV+FPV系统可提供城市29.10%电力需求并减排35.50%,验证了SG系列组串式逆变器在建筑立面应用的价值。BIPV-EV协同消纳9.78%过剩电力的发现,为阳光电源整合PowerTitan储能系统、充电桩产品与iSolarCloud...
AM-MFF：一种基于注意力机制的多特征融合框架用于鲁棒且可解释的锂离子电池健康状态估计
AM-MFF: A multi-feature fusion framework based on attention mechanism for robust and interpretable lithium-ion battery state of health estimation
Si-Zhe Chen · Jing Liu · Haoliang Yuan · Yibin Tao 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.381
健康状态（SOH）是电池管理系统（BMS）中的一个关键参数。利用多种数据源可有效提升端到端SOH估计的性能。然而，现有的基于多维特征的方法未能充分挖掘不同数据源之间的内在关联。同时，大多数方法缺乏可解释性，并忽视了噪声带来的不利影响。本研究提出了一种基于注意力机制的多特征融合框架（AM-MFF），以实现鲁棒且可解释的SOH估计。AM-MFF结合了卷积神经网络（CNN）和注意力机制（AM）的优势，能够高效提取并融合健康特征，从而全面感知电池老化信息。该框架将两个运行阶段的数据作为输入，并通过两个独...
解读: 该AM-MFF锂电池SOH估算框架对阳光电源储能系统具有重要应用价值。其多特征融合与注意力机制可直接集成至ST系列PCS和PowerTitan储能系统的BMS中,提升电池健康状态预测精度和抗噪性能。多输入容错设计确保单传感器故障时系统仍可靠运行,符合大规模储能安全需求。注意力分数的可解释性有助于iS...