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构网型变流器中的低频谐振：成因与阻尼控制
Low-Frequency Resonances in Grid-Forming Converters: Causes and Damping Control
Fangzhou Zhao · Tianhua Zhu · Zejie Li · Xiongfei Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
本文深入研究了构网型电压源变流器（GFM-VSC）在输出功率中出现的同步谐振（SR）和次同步谐振（SSR）现象。文章分析了谐振产生的机理，重点探讨了控制交互对系统稳定性的影响，并提出了相应的阻尼控制策略以抑制低频振荡，提升系统并网稳定性。
解读: 随着阳光电源PowerTitan、PowerStack等储能系统及大型光伏电站向构网型（GFM）技术演进，系统在弱电网下的稳定性成为核心挑战。本文研究的低频谐振抑制技术对优化PCS控制算法至关重要。建议研发团队将文中提出的阻尼控制策略集成至iSolarCloud智能运维平台及PCS底层控制逻辑中，以...
基于阻尼反射能量函数构建的构网型逆变器稳定性区域估计
Estimation of Stability Region for Grid-Forming Inverters Considering Switching Characteristics via Constructing Damping-Reflected Energy Functions
Cong Luo · Shuhan Liao · Yajun Liu · Yandong Chen · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年1月
构网型（GFM）逆变器广泛应用于可再生能源与电网的接口。在低电压穿越期间，为限制故障电流，GFM逆变器会切换控制策略，导致其暂态稳定性特性与同步机不同。本文考虑虚拟阻抗引起的切换特性，从能量角度建立故障期间及故障清除后GFM逆变器暂态稳定性的分析框架。为降低稳定性区域的保守性，构造了统一的能量函数，计及阻尼损耗和无功功率控制环动态。相比现有方法，所提能量函数能直观反映阻尼作用，有效降低暂态稳定预测的保守程度。仿真与硬件在环实验验证了该方法在具有切换特性的GFM逆变器暂态稳定预测中的有效性与准确性...
解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan储能系统的构网型控制具有重要应用价值。针对GFM逆变器在低电压穿越期间的虚拟阻抗切换特性，所提阻尼反射能量函数方法可直接应用于优化阳光电源储能产品的暂态稳定性评估体系。相比传统保守估计，该方法能更精确预测故障穿越能力边界，指导虚拟阻抗参数整定，...
基于新型模糊张量空间法的M3C与GFM/GFL混合控制变换器交互大信号稳定性分析
Interaction Large-Signal Stability Analysis of M3C and GFM/GFL Hybrid Control Strategies Converters Based on the Novel Fuzzy Tensor Space Method
作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 日期未知
本文提出一种新型模糊张量空间法，用于分析模块化多电平矩阵变换器（M3C）与构网型/跟网型（GFM/GFL）混合控制变换器之间的交互大信号稳定性。该方法有效解决了系统中高阶、强非线性和多频耦合带来的建模挑战，将计算复杂度从指数级降低至常数级。
解读: 该研究对于阳光电源的构网型（GFM）技术及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要指导意义。随着电网弱化，多变换器并联运行中的交互稳定性成为行业痛点。M3C拓扑与GFM/GFL混合控制的稳定性分析，能够优化阳光电源PCS产品的控制算法，提升在复杂电网环境下的黑启动及弱网支撑能力。建议研发团...
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...
考虑构网型变流器电流与功率限制的增强型频率响应复合功率-频率同步环
Composite Power-Frequency Synchronization Loop for Enhanced Frequency Response Considering Current and Power Limits of Grid-Forming Converters
Tianyi Xu · Shan Jiang · Ye Zhu · Georgios Konstantinou · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
本文针对低惯量电力系统中构网型（GFM）变流器的频率支撑能力进行研究。在考虑变流器物理限值及能源侧约束的前提下，提出了一种复合功率-频率同步环控制策略，旨在提升频率扰动下的响应性能，优化变流器在极限工况下的运行稳定性。
解读: 该研究直接契合阳光电源PowerTitan系列液冷储能系统及构网型逆变器的核心技术需求。随着高比例新能源接入，电网惯量降低，构网型技术已成为阳光电源储能PCS及大型光伏逆变器的关键竞争力。本文提出的复合同步环策略，能够有效解决在极端电网扰动下，变流器因电流/功率限制导致的失稳问题，对于提升Power...
限流状态下构网型逆变器的暂态稳定性增强方法
Transient Stability-Enhancing Method for Grid-Forming Inverters Under Current Limiting
Nathan Baeckeland · Bowen Yang · Gab-Su Seo · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月
构网型（GFM）逆变器通过控制内部参考电压和相位实现自然同步与功率分配。然而，在电网故障、过载或频率相位突变等扰动下，为保护设备，逆变器会进入限流运行模式。本文针对该模式下的暂态稳定性问题，提出了一种增强控制方法，以提升系统在极端工况下的鲁棒性。
解读: 该研究直接契合阳光电源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需求。随着高比例可再生能源接入，构网型技术已成为提升电网支撑能力的核心。本文提出的限流控制策略，能够有效解决阳光电源储能变流器（PCS）在电网故障期间的暂态失稳风险，提升系统在黑启动及弱电网下的运行可靠性。建...
双端口构网型互联电力变换器在交直流混合电网中的小信号稳定性及硬件验证
Small-Signal Stability and Hardware Validation of Dual-Port Grid-Forming Interconnecting Power Converters in Hybrid AC/DC Grids
Josep Arévalo-Soler · Mehrdad Nahalparvari · Dominic Groß · Eduardo Prieto-Araujo 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年9月
互联电力变换器（IPCs）是实现高压交流（HVac）与高压直流（HVdc）子网互联的关键设备。为确保交直流混合系统稳定运行，传统控制需根据网络结构在各IPC端口分别配置跟网型（GFL）或构网型（GFM）控制。而双端口GFM控制可在所有IPC上统一应用，主动稳定交流与直流端口电压。本文基于交直流混合导纳模型、特征值灵敏度及算例分析，系统比较了交流GFM、交流GFL与双端口GFM的动态特性。结果表明，双端口GFM控制在更宽频率与工况范围内呈现耗散性，对运行点变化的小信号敏感性显著降低，且在严重故障下...
解读: 该双端口构网型控制技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究验证的双端口GFM控制可统一应用于交直流混合场景，相比传统GFL/GFM混合配置，在宽频域呈现更优耗散特性，对运行点变化的小信号敏感性显著降低。这为阳光电源在交直流混合微网、直流耦合储能系统中的...
基于变短路比下增强小信号稳定性的IBR自适应混合构网与跟网控制
Adaptive Hybrid Grid-Forming and Grid-Following Control of IBRs With Enhanced Small-Signal Stability Under Varying SCRs
Pengyin Liu · Xiaorong Xie · Jan Shair · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年6月
本文提出了一种自适应混合跟网（GFL）与构网（GFM）控制策略，旨在提升逆变器基资源（IBR）在极弱电网至强电网连接下的系统小信号稳定性。通过动态调整电网同步机制与外环控制，该方法能够根据电网强度自适应切换GFL与GFM的特性比例，有效解决弱电网下的失稳问题。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高价值。随着全球光伏与储能电站向弱电网区域渗透，该自适应混合控制策略可直接应用于组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack系列储能变流器（PCS）。通过在软件层面实现GFL与GFM的平滑切换，阳光电源的产品能更好地适应电网短路比（SCR）的剧烈波动，显著...
构网型技术的扩展：一种频率跟随型电压源逆变器
An Extension of Grid-Forming: A Frequency-Following Voltage-Forming Inverter
Cheng Ai · Yitong Li · Ziwen Zhao · Yunjie Gu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
本文探讨了构网型（GFM）逆变器的扩展研究，提出了一种解耦频率与电压支撑能力的新方案。通过在匹配控制的GFM逆变器直流母线电容侧串联虚拟电阻，实现了逆变器在弱电网或复杂工况下更稳定、快速的响应，为提升电力电子化电力系统的稳定性提供了新思路。
解读: 该研究对阳光电源的构网型（GFM）技术具有重要参考价值。随着全球电网比例中新能源占比提升，弱电网下的稳定运行成为核心挑战。该方案通过解耦频率与电压控制，可优化PowerTitan系列储能变流器及大型地面光伏逆变器在复杂电网环境下的并网性能，提升黑启动及微网运行的鲁棒性。建议研发团队评估该“频率跟随”...
考虑直流母线动态的级联构网型变换器次同步振荡分析与阻尼
Analysis and Damping of Subsynchronous Oscillations for Cascaded Grid-Forming Converters Considering DC-Link Dynamics
Lingchao Kong · Haiguo Tang · Chao Wu · Jian Wang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
构网型（GFM）变换器因其电压支撑能力在可再生能源领域备受关注。现有研究多假设直流母线电压恒定，这在考虑直流侧动态时可能导致稳定性问题。本文分析了考虑直流母线动态的GFM变换器小信号稳定性，并提出了相应的阻尼控制策略以抑制次同步振荡。
解读: 该研究直接关联阳光电源的构网型技术布局。随着PowerTitan系列储能系统及组串式光伏逆变器在弱电网场景下的应用增加，直流侧动态对系统稳定性的影响日益显著。本文提出的阻尼控制策略可优化阳光电源GFM算法，提升系统在复杂电网环境下的抗干扰能力，特别是在大规模储能电站及光储一体化项目中，能有效预防次同...
考虑转子侧限流的构网型双馈风电机组瞬态建模与故障后稳定性分析
Transient Modeling and Postfault Stability Analysis of GFM-DFIG Considering Rotor-Side Current Limitation
Ling Zhan · Bin Hu · Han Li · Zhijian Zhao 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
本文建立了考虑电压控制器动态的限流型构网型双馈感应发电机（GFM-DFIG）瞬态模型。通过分析正常运行与限流模式间的切换逻辑，揭示了饱和电流角对系统瞬态性能的影响。理论分析与实验结果验证了该模型的有效性。
解读: 该研究聚焦于构网型（GFM）风电变流技术，对阳光电源风电变流器产品线具有重要指导意义。随着高比例可再生能源接入，电网强度减弱，GFM技术是提升风机支撑电网频率与电压稳定性的关键。该模型揭示的限流逻辑与饱和电流角影响，可直接优化阳光电源风电变流器的控制算法，提升机组在复杂电网故障下的暂态响应能力与低电...
基于相量与拓扑同调方法的跟网型与构网型电压源变换器一致性与差异性动态分析
Dynamic Analysis of Uniformity and Difference for Grid-following and Grid-forming Voltage Source Converters Using Phasor and Topological Homology Methods
Haiyu ZhaoHongyu ZhouWei YaoQihang ZongJinyu Wen · 现代电力系统通用与清洁能源学报 · 2025年1月 · Vol.1
跟网型（GFL-VSC）与构网型（GFM-VSC）电压源变换器在有功功率-频率及无功功率-电压支撑方面具有不同的动态特性。本文通过建立考虑电路约束的相量模型，揭示了在以电网电压相量为参考的相量空间中，电压与有功功率分别与水平轴和垂直轴呈线性对应关系。基于拓扑同调理论，GFL与GFM控制被映射为不同轨迹，其特征曲线的拓扑相似性是二者一致性的本质原因。研究表明，两类变换器在有功响应、耦合类型及相量轨迹上具有一致性，而在同步机制、功率耦合方式、动态特性及准稳态有功-电压运行域方面存在差异。四机两区系统...
解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。通过相量空间与拓扑同调方法揭示GFL与GFM控制的一致性与差异性，可指导产品在不同场景下灵活切换控制模式：弱电网环境采用GFM构网控制提供电压频率支撑，强电网环境采用GFL跟网控制优化功率传输。该方法建立的有功-电...
一种通用的惯性响应保持型主动阻尼控制方法
A Generic Inertial-Response Preserved Active-Damping Control for Grid-Forming Inverters Emulating Synchronous Machines
Yun Yu · Yajuan Guan · Wenfa Kang · Juan C. Vasquez 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年11月
摘要：主动维持系统频率和电压时，嵌入同步电机仿真的构网型（GFM）逆变器可能会与电网中的其他电压源产生相互作用，导致功率振荡阻尼不足。为增强振荡阻尼，人们已开展了大量研究。然而，现有的解决方案有时在本质上相互等效，或者主要集中于GFM控制的单一性能方面。本文首先提出了一种能够整合现有GFM控制方法的通用控制方案。随后，开发了两种设计方法，同时考虑了GFM控制的主要性能方面：参考跟踪、干扰抑制和惯性响应。采用所开发的带有设计方法的控制方案，可以依次对三个主要性能方面进行定量评估，同时保持与各自指标...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇关于构网型逆变器主动阻尼控制的研究具有重要的战略价值。随着我国"双碳"目标推进和新能源渗透率持续提升，电网正从传统同步发电机主导向高比例新能源系统转变，构网型（GFM）逆变器技术已成为解决弱电网支撑能力不足的关键突破口。 该论文提出的通用控制方案直接针对我司光伏和储能...
用于GFM/GFL控制下孤岛微电网安全经济运行的分层多时间尺度能量管理系统
Hierarchical multi-time-scale energy management system for secure and economic operation of islanded microgrids with GFM/GFL control
Tianyou Yua · Muhammad Muzammal Islam · Lidan Zhoua · Ziqiang Wanga 等8人 · Applied Energy · 2025年11月 · Vol.397
摘要 可再生能源（RESs）的波动性以及负荷需求的变化可能引起换流器控制器中的功率波动，进而影响能量管理系统，并带来安全性和经济性方面的风险。为应对这些挑战，本文提出了一种新颖的分层多时间尺度能量管理系统（EMS），以提升在混合型电网形成（GFM）与电网跟随（GFL）控制下孤岛微电网的安全性和经济性运行能力。所提出的该方法将GFM和GFL的动作分别集成到二级和三级控制层中，各层通过凸优化模型优化不同的目标，从而确保安全、可靠且经济的功率调度。此外，该框架还引入了一种针对高容量与高功率密度混合储能...
解读: 该分层多时间尺度能源管理系统对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要应用价值。论文提出的GFM/GFL混合控制策略可直接应用于我司构网型储能系统,通过二级层MPC实现短期电压频率调节,三级层混合整数线性规划优化经济调度,与我司VSG技术形成协同。特别是针对URFC等混合储能的管...
基于附加动能注入与分段阻尼的构网型逆变器故障后抗饱和及暂态稳定增强控制
Additional Kinetic Energy Injection and Piecewise Damping Based Postfault Antiwindup and Transient Stability Enhanced Control for Grid-Forming Inverter
Pengfei Sun · Zhen Tian · Meng Huang · Xiaoming Zha 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年7月
本文研究了构网型逆变器（GFM-VSC）在电压跌落期间及故障后的暂态不稳定性与积分饱和问题。通过建立分段非线性模型，揭示了虚拟惯性控制在故障恢复阶段的失稳机理，并提出了一种结合附加动能注入与分段阻尼的控制策略，有效提升了系统的暂态稳定性与故障后恢复性能。
解读: 该研究直接针对高比例可再生能源接入下的构网型技术瓶颈，对阳光电源的PowerTitan系列储能系统及大型地面光伏逆变器具有重要指导意义。随着电网强度降低，构网型控制已成为提升电网支撑能力的关键。本文提出的抗饱和与暂态增强策略，可直接优化阳光电源PCS产品的控制算法，提升设备在复杂电网故障下的暂态响应...
变短路比下GFM与GFL逆变器混合系统的功率振荡分析及双互阻尼控制
Power Oscillation Analysis and Dual Mutual Damping Control for Hybrid System with GFM and GFL Inverters Under Varying Short Circuit Ratio
Xiaoke Liu · Yandong Chen · Zili Wang · Cong Luo 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年7月
具备构网型（GFM）和跟网型（GFL）逆变器的混合并网系统中的有功功率振荡会威胁其安全运行。本文考虑了GFM和GFL逆变器之间的耦合，建立了该异构系统的小信号模型。基于该模型，定性和定量地揭示了在不同短路比（SCR）下控制参数对功率振荡的影响机制。特别地，与其他参数相比，GFM逆变器的阻尼起主导作用。因此，将包含角频率和有功功率互阻尼的双互阻尼控制（DMDC）集成到GFM逆变器中以增强系统阻尼。文中还给出了其稳定性分析和关键参数设计。最后，实验结果验证了DMDC的有效性，表明在强电网和弱电网条件...
解读: 该双互阻尼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。在弱电网场景下，阳光电源储能系统常采用GFM构网模式支撑电网，而光伏SG系列逆变器多为GFL跟网模式，两者混合并网时易产生低频功率振荡。该研究揭示的GFM-GFL动态交互机理可指导阳光电源优化混合系统控...
海上风电DRU-HVDC送出系统构网-跟网型风机容量配置
Grid-Forming and Grid-Following Wind Turbine Capacity Configuration for Offshore Wind Power DRU-HVDC Transmission Systems
俞露杰 · 王志远 · 朱介北 · 童文昊 等5人 · 电力系统自动化 · 2025年9月 · Vol.49
为提升基于二极管整流单元（DRU）的高压直流输电系统在海上风电外送中的可靠性与经济性，构网型（GFM）与跟网型（GFL）混合风电场受到关注。本文首先论证了GFL风电场经DRU并网系统的平衡点存在性与小扰动稳定性，指出电压与频率波动为主要矛盾；进而分析GFM-GFL混合系统运行特性，阐明GFM机组稳定电压/频率的机理；随后提出计及静态与小扰动稳定约束的GFM机组与DRU无功补偿协同配置方法；最后通过PSCAD/EMTDC时域仿真验证了所提方案的有效性与可行域边界的准确性。
解读: 该研究对阳光电源的储能与光伏产品线具有重要参考价值。GFM-GFL混合系统的稳定性分析方法可直接应用于ST系列储能变流器和PowerTitan系统的控制策略优化,提升大规模储能电站的并网稳定性。研究中提出的GFM容量配置方法对SG系列光伏逆变器的构网能力设计具有指导意义,有助于提升产品在弱电网条件下...
一种用于提升暂态稳定性的具有鲁棒内环电流控制的先进构网型可调度虚拟振荡器控制
A Sophisticated Grid-Forming Dispatchable-Virtual Oscillator Control With Robust Inner Current Control for Improving Transient Stability
Muntathir Al Talaq · Muhammad Bakr Abdelghany · Ahmed Al-Durra · Hatem Zeineldin 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
本文提出了一种改进的可调度虚拟振荡器控制（D-VOC）技术，旨在提升构网型（GFM）逆变器在电力系统扰动下的暂态稳定性。通过引入鲁棒内环电流控制策略，该方法有效解决了传统GFM技术在弱电网或大扰动下的同步稳定性问题，为电力电子化电力系统的稳定运行提供了理论支撑。
解读: 该技术对阳光电源的构网型（GFM）产品线具有重要战略意义。随着PowerTitan和PowerStack等储能系统在全球电力市场中承担更多电网支撑职能，提升逆变器在弱电网下的暂态稳定性是核心竞争力。D-VOC作为一种比传统虚拟同步机（VSG）更具动态响应优势的控制策略，可显著增强阳光电源储能PCS在...
面向弱电网下垂控制构网型变流器的非对称阻抗模型
Asymmetric Impedance Model for Grid-Forming Converters With Droop Control
Diego Pérez-Estévez · Diego Ríos-Castro · Pablo Marino Fernández-Abraldes · Vitor Monteiro 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
本文提出了一种针对弱电网下垂控制构网型（GFM）变流器的非对称阻抗模型。相较于传统的微小回路准则和广义奈奎斯特稳定性准则，该模型考虑了负载效应，为分析GFM变流器的并网稳定性提供了更准确且简化的分析方法。
解读: 随着阳光电源PowerTitan、PowerStack等储能系统及组串式逆变器在弱电网场景下的应用日益广泛，构网型（GFM）技术已成为核心竞争力。该非对称阻抗模型能够更精准地评估GFM变流器在弱电网下的交互稳定性，有助于优化控制算法，提升系统在复杂电网环境下的鲁棒性。建议研发团队将此模型集成至iSo...
级联光储系统的混合跟网与构网控制：一种去中心化无锁相环框架
Hybrid Grid-Following and Grid-Forming Control for Cascaded PVES System in a Decentralized PLL-Less Framework
Junlan Ou · Hua Han · Guangze Shi · Yajuan Guan 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
本文针对级联光储系统中跟网型（GFL）与构网型（GFM）控制面临的挑战，如对集中式通信的依赖、弱电网下PLL的不稳定性及GFM的瞬态过流风险，提出了一种去中心化的无PLL混合控制架构，旨在提升系统在复杂电网环境下的稳定性和鲁棒性。
解读: 该研究直接契合阳光电源在光伏逆变器和储能系统（如PowerTitan、PowerStack）领域的核心技术演进方向。随着高比例可再生能源接入，弱电网环境下的并网稳定性成为关键痛点。该无PLL混合控制方案能够显著提升阳光电源组串式逆变器及储能变流器（PCS）在弱电网下的适应能力，降低对通信的依赖，并优...
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