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全状态反馈功率解耦控制用于提升稳定性和惯性响应的构网型变换器
Full-State Feedback Power Decoupling Control for Grid Forming Converter With Improved Stability and Inertia Response
Yanjun Tian · Xiaoqi Xu · Yi Wang · Zhen Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
摘要：在可再生能源高渗透率的情况下，虚拟同步发电机（VSG）控制策略已在用于支撑大电网惯量的构网型变流器中得到广泛研究与应用。传统VSG控制存在有功和无功功率回路之间的耦合问题，尤其是在低压阻性馈线条件下。这种功率耦合效应不仅会降低暂态过程中惯量支撑的有效性，还会影响系统稳定性。本文分析了有功和无功功率回路之间的耦合机制，并提出一种全状态反馈控制方法来解决传统VSG控制中的耦合问题。在所提出的控制方法中，设计了状态反馈矩阵以消除有功和无功功率控制回路之间的功率耦合，并充分保留有功和无功惯量响应能...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项全状态反馈功率解耦控制技术对我们的构网型逆变器产品线具有重要战略价值。随着新能源渗透率持续攀升，电网对逆变器提供惯量支撑的需求日益迫切，而传统虚拟同步发电机（VSG）控制在低压阻性线路场景下存在的有功-无功功率耦合问题，恰恰是制约我们光伏逆变器和储能系统性能提升的关键瓶...
具有构网与振荡抑制能力的并联电压源型变换器集中控制
Centralized Control for Paralleled VSCs With Grid-Forming and Oscillation Suppression Capability
Yangjian Ling · Meng Huang · Pan Feng · Zhen Tian 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年4月
光伏或储能系统中采用的多台并联电压源型变换器（VSC）在不同电网条件下可能面临振荡及故障扰动问题。本文提出一种集中式控制架构，通过构网型（GFM）控制抑制有功功率振荡并支撑电网电压与频率。以虚拟同步发电机（VSG）作为集中控制器，与本地控制器通信，并在本地控制器中引入互阻尼和功角反馈，实现精确的有功功率均分。分析了通信延迟、互阻尼等关键参数的影响。最后通过仿真及分层控制器硬件在环（CHIL）实验验证了所提控制策略的有效性。
解读: 该并联VSC集中式构网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。文章提出的VSG集中控制架构结合互阻尼和功角反馈，可直接应用于多台ST2236UX/ST2500UX-MV并联场景，解决弱电网下有功振荡和功率均分难题。通信延迟补偿策略可优化阳光电源现有分层...
揭示永磁体封装二极管的表面形貌及反向电流抑制
Revealing Surface Morphology and Suppression of Backward Current in Diodes Packaged With Permanent Magnet
Tian-Ze Miao · Ren-Zhen Xiao · Yan-Chao Shi · Jun Cheng 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年9月
目前，二极管中的反流是限制永磁封装高功率微波（HPM）器件应用的一个重要因素。本文通过实验观察了反流导致的二极管典型形态变化，如阴极杆表面的附着形态、微损伤以及溅射产物的成分。结合粒子模拟，揭示了反流与典型形态变化之间的联系，阐明了阳极对二极管稳定性的重要影响。最后，从减缓阳极等离子体运动的角度出发，在阳极上设计了一种静电屏蔽槽结构（ESGS）。实验证明，该方法能有效抑制反流，提高二极管的稳定性。
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于抑制二极管反向电流的研究虽然聚焦于高功率微波器件领域，但其底层技术原理对我们在功率电子器件可靠性提升方面具有重要的借鉴意义。 在光伏逆变器和储能变流器等核心产品中，功率二极管作为关键器件，其反向漏电流特性直接影响系统效率和长期可靠性。该研究通过实验观察和粒子模拟揭...
构网型变换器在电网电压跌落下提升暂态稳定性和限流能力的功率支撑控制
Power Supporting Control of Grid-Forming Converters Under Grid Voltage Sags for Transient Stability Enhancement and Overcurrent Limitation
Pengfei Sun · Zhen Tian · Meng Huang · Xiaoming Zha 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月
构网型电压源变换器（GFM-VSC）的应用日益广泛，但在电网电压跌落时，其暂态稳定性提升与过电流限制之间存在矛盾。本文提出一种功率支撑控制方法，通过调节有功功率和电压幅值参考值来解决该问题。引入有功功率参考作为额外调控变量，可同时调节故障期间的功角与电压幅值，提高控制自由度。首先，在暂态稳定与电流失衡约束下确定功角与电压幅值的可行域；在此基础上设计三种最优控制模式：最大有功、最大无功及最优暂态控制模式。实验结果验证了所提方法的有效性，相比现有低电压穿越策略，可在保持电压源特性的前提下显著提升功率...
解读: 该功率支撑控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的构网型GFM控制具有重要应用价值。文章提出的功角-电压幅值协同调控方法可直接应用于PowerTitan大型储能系统，在电网故障时通过引入有功功率参考作为额外自由度，实现暂态稳定性提升与过电流保护的解耦控制。三种最优控制模式（最大有功...
基于混合功率同步的对称电网故障下跟网型逆变器暂态稳定性增强控制
Hybrid Power Synchronization Based Transient Stability Enhanced Control for Grid-Forming Inverters Under Symmetrical Grid Fault
Pengfei Sun · Zhen Tian · Xiaoming Zha · Meng Huang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
电流限幅器可有效抑制跟网型（GFM）逆变器的过电流，但可能导致系统失去稳定平衡点（SEP），从而引发动态失稳。本文提出一种基于混合功率同步机制的暂态稳定性增强控制策略，通过动态调节有功与无功功率同步环路，提升故障期间系统的暂态稳定性。该方法在保持电流约束的同时，增强系统在对称电网故障下的恢复能力，确保快速重返稳定平衡点。仿真结果验证了所提策略的有效性。
解读: 该混合功率同步暂态稳定增强技术对阳光电源构网型产品具有重要应用价值。针对ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统，该技术可解决电流限幅器导致的动态失稳问题，通过动态调节有功/无功功率同步环路，在对称故障下保持稳定平衡点，提升系统故障穿越能力。这为阳光电源GFM控制策略提供优化方向：可在现...