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基于虚拟阻抗电流限制的构网型变流器无功特性及故障穿越策略
Reactive Power Characteristics and FRT Strategy for Grid-Forming Converters With Virtual Impedance-Based Current Limiting
Kailun Wang · Qiang Song · Wenhua Liu · Biao Zhao 等5人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年10月
摘要：构网型（GFM）变流器是一种很有前景的可再生能源接入接口。在电网故障期间，GFM 变流器本质上能提供无功功率支撑，而电流限制会显著影响其无功特性，给满足电网规范带来挑战。本研究探讨了基于虚拟阻抗（VI）的电流限制对 GFM 控制无功特性的影响。研究发现，虚拟阻抗可能会导致相位偏移，降低自然和瞬时无功支撑能力，并且由于电流幅值限制，后续的无功响应会与有功功率控制产生耦合。基于这些特性，本文提出了一种改进的故障穿越（FRT）策略。首先，建议使虚拟阻抗角与等效连接阻抗相匹配，这样可继承 GFM ...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于构网型（Grid-Forming）变流器的研究具有重要的战略意义。随着高比例新能源接入电网，构网型控制技术已成为光伏逆变器和储能系统的关键发展方向，而该论文针对虚拟阻抗限流策略下的无功特性和故障穿越能力进行深入分析，直击当前技术痛点。 该研究揭示了虚拟阻抗限流会导...
构网型与跟网型变流器在电网故障下的耦合机理分析及混合系统稳定提升
Coupling Mechanism Analysis and Stabilization Improvement for Hybrid System With GFL and GFM Converter Under Grid Faults
Sen Huang · Jun Yao · Dong Yang · Linsheng Zhao 等5人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年12月
跟网型（GFL）与构网型（GFM）变流器之间及其与同步发电机（SG）的动态耦合特性，在电网故障期间显著影响可再生能源变流器的控制行为及SG运行模式，加剧了混合系统的暂态同步失稳风险。本文建立基于不同电源同步机制的等效数学模型，结合相平面与空间矢量图法，分析各类电源间的交互作用及其对系统暂态稳定的影响，并提出一种协同控制策略。该策略通过调节GFL和GFM变流器的电流与功率参考值，使各电源平衡点在故障前后基本保持不变，有效抑制源间动态交互，提升电压跌落场景下混合系统的暂态同步稳定性。
解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器与SG光伏逆变器的混合并网系统具有重要应用价值。当前光储混合电站中，GFM构网型储能与GFL跟网型光伏变流器在电网故障时存在动态耦合失稳风险，该文提出的协同控制策略可直接应用于PowerTitan储能系统与SG系列逆变器的联合控制算法优化。通过动态调节储能变流器功率...
一种用于增强构网型逆变器暂态稳定性的DQ轴非对称虚拟阻抗控制
A DQ-Frame Asymmetrical Virtual Impedance Control for Enhancing Transient Stability of Grid-Forming Inverters
Zheming Jin · Xiongfei Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年4月
本文提出了一种DQ轴非对称虚拟阻抗控制方案，旨在防止构网型（GFM）逆变器在大扰动下发生失步。该方法利用GFM逆变器DQ轴虚拟阻抗合成的两个自由度，引入虚拟暂态阻抗（VTI）方案，有效提升了功率传输能力及系统在弱电网下的暂态稳定性。
解读: 该技术对阳光电源的PowerTitan系列储能系统及大型地面光伏电站的构网型逆变器具有重要应用价值。随着高比例新能源接入，电网强度下降，GFM技术是维持系统稳定的核心。本文提出的非对称虚拟阻抗控制能显著提升设备在故障扰动下的同步稳定性，减少脱网风险。建议研发团队将其集成至iSolarCloud智能运...
弱电网条件下近区构网型变流器稳定性判据
Stability Criterion for Near-Area Grid-Forming Converters Under the Weak Grid Condition
Peng Wang · Junpeng Ma · Rui Zhang · Shunliang Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
本文提出了一种简化的稳定性判据，用于系统性分析风电场内构网型风电机组（GFM-WTGs）间的交互机制。通过引入共模和差模电流、电压等概念，深入探讨了在相同运行条件和控制器参数下，多台构网型变流器并联运行时的交互机理，为弱电网下的系统稳定性评估提供了理论支撑。
解读: 该研究对阳光电源的构网型（GFM）技术布局具有重要价值。随着PowerTitan储能系统及大型光伏电站向弱电网区域渗透，多机并联交互引发的振荡问题日益突出。本文提出的稳定性判据可直接应用于阳光电源iSolarCloud平台的并网仿真与优化，指导组串式逆变器与储能变流器（PCS）的控制参数整定，提升系...
基于虚拟导纳控制的构网型模块化多电平变换器的小信号稳定性分析与增强
Small-Signal Stability Analysis and Enhancement of Virtual Admittance Control Based Grid-Forming MMC
Lei Gao · Jing Lyu · Aolin Shi · Xiaoqiang Fu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
构网型模块化多电平变换器（GFM-MMC）在提升电力系统（尤其是弱电网）小信号稳定性方面展现出巨大潜力。虚拟导纳控制常用于GFM-MMC的限流，但该控制策略可能对系统小信号稳定性产生不利影响。本文针对此问题进行了深入分析，并提出了相应的稳定性增强策略。
解读: 该研究直接关联阳光电源PowerTitan等大型储能系统及高压大功率变换技术。随着电网弱化，构网型（GFM）技术已成为储能PCS的核心竞争力。虚拟导纳控制是实现PCS限流与构网支撑的关键，但其带来的稳定性挑战是工程落地中的痛点。建议研发团队参考该文献的稳定性增强策略，优化PowerTitan系列在弱...
电网故障下具有改进限流能力的构网型逆变器模型预测双环控制
Model-Predictive Dual-Control Loop With Improved Current-Limiting Capability for Grid-Forming Inverter Under Grid Faults
Han Zhang · Cheng Xue · Rui Liu · Yunwei Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
针对构网型（GFM）逆变器在电网故障下的限流难题，本文提出了一种模型预测双环控制策略。该方法克服了传统线性控制器在紧急故障状态下性能受限及级联结构带宽不足的问题，通过优化模型预测控制（MPC）算法，显著提升了逆变器在故障期间的限流能力与故障穿越性能。
解读: 该研究直接契合阳光电源在构网型（GFM）技术领域的战略布局。随着高比例可再生能源接入，电网对逆变器支撑能力要求提升，PowerTitan系列储能系统及大型地面光伏逆变器需具备极强的故障穿越与弱电网适应性。本文提出的MPC双环控制策略能有效解决故障期间的过流保护与电压支撑矛盾，建议研发团队将其引入下一...
一种基于有功功率前馈补偿的下垂控制变换器功率解耦方法
An Active Power Feedforward Compensation-Based Power Decoupling Method for Droop Control Converters
Pengcheng Wang · Min Chen · Jiahui Wang · Guannan Zhu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月
在构网型（GFM）控制中，有功与无功功率间的自然耦合限制了控制精度与动态响应。本文提出了一种基于有功功率前馈补偿的功率解耦方法，有效消除了下垂控制变换器在四个象限内的功率耦合，提升了系统的动态性能与功率支撑能力。
解读: 该技术对阳光电源的构网型（GFM）产品线具有重要价值。随着电力系统向高比例可再生能源转型，阳光电源的PowerTitan系列储能系统及大型组串式逆变器在弱电网环境下的构网能力至关重要。该解耦方法能显著提升逆变器在复杂电网下的有功/无功独立调节精度，增强系统在黑启动及微网运行模式下的稳定性。建议研发团...
一种符合新兴电网规程的跟网型双馈感应发电机时序故障电流限制方法
A Time-Sequential Fault Current Limiting Method for Grid-Forming DFIGs in Compliance With Emerging Grid Codes
Jiakang Wang · Xu Li · Jiyong Zhang · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年5月
尽管构网型（GFM）控制已在基于逆变器的资源（IBR）中广泛应用，但其在双馈感应发电机（DFIG）中的应用，尤其是在兼顾现代电网规程（GC）与故障电流限制（FCL）要求方面仍鲜有研究。本文指出，针对GFM-IBR设计的两种典型基于虚拟阻抗（VI）的FCL方法在对称故障下不适用于GFM-DFIG，不仅无法避免暂态过流，且违背了GC对有功与无功电流分配及动态响应速度的要求。为此，提出一种新型时序FCL策略，通过在不同故障阶段自适应调节VI，并同步调整GFM-DFIG内部虚拟电势以满足GC要求。基于I...
解读: 该时序故障电流限制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的构网型控制具有重要应用价值。当前阳光电源储能产品已广泛应用GFM控制技术，但在对称故障下的电流限制与电网规程合规性仍面临挑战。文章提出的自适应虚拟阻抗调节方法可直接应用于ST系列产品的故障穿越策略优化，通过时序化调...
面向构网型电压源变换器的无源性双环矢量电压电流控制
Passivity-Based Dual-Loop Vector Voltage and Current Control for Grid-Forming VSCs
Heng Wu · Xiongfei Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月
本文提出了一种针对构网型电压源变换器（GFM-VSC）的无源性双环矢量电压电流控制方法。该方法在电压控制模式和限流模式下，均能保证GFM-VSC输出阻抗的无源性，并具备较强的时延鲁棒性。频域分析、仿真及实验结果验证了该控制策略的有效性。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心产品线，特别是PowerTitan系列储能系统及大型地面光伏电站的构网型逆变器。随着电网弱网化趋势加剧，GFM技术是提升系统稳定性的关键。该无源性控制策略能有效解决高比例新能源接入下的振荡问题，特别是在限流模式下的稳定性保障，对提升PowerTitan在复杂电网环境下的...
基于Duffing–Hopf振荡器的并联构网型逆变器电压前馈阻尼控制
Voltage Feedforward Damping Control Based on Duffing–Hopf Oscillator for Parallel Grid-Forming Inverters
Siyi Luo · Wu Chen · Haozhe Jin · Yueyin Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
基于振荡器的构网型（GFM）控制虽具备优异的同步能力与动态响应，但缺乏惯量支撑。本文针对并联GFM逆变器系统，提出了一种基于Duffing–Hopf振荡器的电压前馈阻尼控制策略，旨在解决惯量不足导致的系统稳定性与可靠性问题，提升弱电网下的并网性能。
解读: 该研究直接服务于阳光电源PowerTitan及PowerStack等储能变流器（PCS）的构网型技术演进。随着高比例新能源接入，电网强度降低，传统的跟网型控制已难以满足需求。Duffing–Hopf振荡器控制策略能有效提升PCS在弱电网下的电压支撑能力与阻尼特性，解决多机并联时的谐振与稳定性难题。建...
资源感知的构网型同步控制：设计、分析与验证
Resource-Aware Grid-Forming Synchronization Control: Design, Analysis and Validation
Jaume Girona-Badia · Vinícius Albernaz Lacerda · Daniel Westerman Spier · Eduardo Prieto-Araujo 等5人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年10月
本文提出了一种适用于并网形成（GFM）模式下可再生能源发电的功率同步环方案，该方案考虑了直流侧连接资源的限制。在资源可能无法提供 GFM 结构所需交流电功率的情况下（例如资源不足），直流电压可能会降至令人担忧的低值，从而导致变流器可能停机。所提出的考虑资源的 GFM（RAGFM）方案能够在维持面向交流电网的 GFM 运行特性的同时调节直流母线电压。针对基于逆变器的电源（IBR）的两种运行模式对该控制方案进行了分析。第一种模式下，电源提供恒定功率；第二种模式则考虑电源以功率备用方式运行。所建议控制...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项资源感知型构网控制技术对我司光伏逆变器和储能系统产品线具有重要战略意义。该技术针对新能源并网的核心痛点——直流侧资源波动与交流侧构网需求的矛盾，提出了兼顾DC母线稳定性与AC侧构网特性的协同控制方案，这与我司在高比例新能源并网场景下的技术需求高度契合。 从产品应用价值...
基于自适应虚拟阻抗限流的构网型电压源变换器小信号建模与控制器参数整定
Small-Signal Modeling and Controller Parameters Tuning of Grid-Forming VSCs With Adaptive Virtual Impedance-Based Current Limitation
Heng Wu · Xiongfei Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年6月
自适应虚拟阻抗（VI）控制是限制构网型电压源变换器（GFM-VSC）在电网故障期间电流的有效方案。然而，该方法依赖于电流幅值检测，引入了非线性动态，增加了控制器参数整定的难度。本文建立了该系统的小信号模型，并提出了相应的参数整定方法。
解读: 该研究直接服务于阳光电源PowerTitan和PowerStack等储能变流器（PCS）的构网型技术升级。随着高比例可再生能源接入，电网强度降低，构网型控制已成为核心竞争力。文章提出的自适应虚拟阻抗限流技术，能够有效解决PCS在弱电网或故障工况下的过流保护与稳定性矛盾。建议研发团队将该小信号建模方法...
构网型变流器在低电压穿越期间的无功电流响应：测试方法影响分析
Reactive Current Response of Grid-Forming Converters During Low-Voltage-Ride-Through: Analysis of Test Method Impact
Ziqian Zhang · Robert Schuerhuber · Lothar Fickert · Guochu Chen · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年7月
本文对低压穿越（LVRT）条件下的构网型变流器（GFM）进行了研究。着重探讨了内环控制策略和电网拓扑结构对 GFM 性能的影响。该研究提出了一种适用于不同内环控制策略的通用等效建模方法。此外，评估了三种 LVRT 测试装置：基于并联阻抗的电压跌落发生器（SIVSG）、带阻抗的可编程电压源（PVS）和硬件在环（HIL）系统，强调了它们在模拟电网故障特征方面的差异。结果表明，SIVSG 和 PVS 在模拟实际电网故障场景方面存在局限性，可能导致 GFM 错误地通过 LVRT 测试。相反，基于 HIL...
解读: 从阳光电源构网型逆变器及储能系统产品线角度看，该论文对低电压穿越（LVRT）测试方法的深入研究具有重要的工程实践价值。随着新能源渗透率提升，电网要求逆变器从传统跟网型向构网型演进，而LVRT能力是并网合规性的核心指标。论文揭示的测试方法差异性问题，直接关系到我们产品在实验室测试与现场运行表现的一致性...
一种并网逆变器的级联混合同步控制
A Cascaded Hybrid Synchronization Control for Grid-Connected Inverters
Feifan Chen · Xiongfei Wang · Haowen Wang · Liang Zhao 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年1月
本文重新审视了矢量电压控制（VVC），提出通过在q轴电压参考中引入P-Eq下垂控制，使传统的锁相环（PLL）能够有效替代功率同步控制，从而实现构网型（GFM）逆变器的功率-频率动态特性。该方法简化了GFM控制策略，同时保留了传统控制的优势。
解读: 该研究提出的级联混合同步控制方案对阳光电源的构网型（GFM）技术演进具有重要参考价值。随着全球电网比例中新能源占比提升，阳光电源的PowerTitan储能系统及大型组串式逆变器正加速向构网型技术转型。该方案通过改进传统PLL实现GFM特性，降低了控制系统的复杂性，有助于提升阳光电源产品在弱电网环境下...
构网型变流器用于故障限流与增强同步稳定性的电流同步控制
Current-Synchronization Control of Grid-Forming Converters for Fault Current Limiting and Enhanced Synchronization Stability
Shan Jiang · Ye Zhu · Tianyi Xu · Georgios Konstantinou · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
采用功率同步控制（PSC）的构网型（GFM）变流器在严重对称故障下存在失步风险。故障期间，PSC输出的内部角频率偏离参考值，导致功角失控。本文提出一种电流同步控制策略，旨在限制故障电流并增强GFM变流器在弱电网或故障条件下的同步稳定性。
解读: 该研究直接针对阳光电源PowerTitan、PowerStack等储能变流器（PCS）及大型光伏逆变器在构网型（GFM）应用中的核心痛点。随着全球电网对高比例可再生能源接入的要求提高，GFM技术已成为阳光电源产品迭代的关键。该电流同步控制策略能有效提升PCS在电网故障下的鲁棒性，解决传统PSC控制在...
理解构网型与跟网型逆变器并网系统中的一种强迫振荡现象
Understanding a Type of Forced Oscillation in Grid-Forming and Grid-Following Inverter Connected Systems
Song Chen · Yang Wang · Zhen Tian · Xianyong Xiao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月
本文研究了构网型（GFM）与跟网型（GFL）逆变器并网系统中的一种新型振荡现象。不同于以往关注的小信号稳定性研究，本文探讨了强迫振荡（FOs），即GFL逆变器作为激励源，诱发GFM逆变器产生振荡。研究重点分析了最大功率点跟踪（MPPT）产生的间谐波对系统稳定性的影响。
解读: 该研究对阳光电源的电力电子产品线具有极高的参考价值。随着PowerTitan等储能系统（GFM模式）与组串式光伏逆变器（GFL模式）在弱电网场景下的混合部署增加，多机交互引发的强迫振荡风险显著提升。建议研发团队在iSolarCloud智能运维平台中引入基于该理论的振荡监测算法，并在GFM控制策略中优...
基于交互功率量化的并联VSC系统暂态稳定性评估
Transient Stability Assessment for Paralleled-VSC Systems via Interactive Power Quantification
Qiannan Qu · Xin Xiang · Yunjie Gu · Wuhua Li 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
构网型（GFM）变换器在电力电子化电力系统中对电压和频率支撑具有巨大潜力。然而，其基于功率的电压调节受并联跟网型（GFL）变换器功率注入的影响显著。这种变换器间的复杂动态交互，使得并联系统的暂态稳定性分析变得困难。本文提出了一种交互功率量化方法，用于评估并联VSC系统的暂态稳定性。
解读: 该研究直接关联阳光电源的核心业务。随着高比例电力电子系统占比提升，构网型（GFM）技术已成为PowerTitan系列储能系统及大型地面光伏电站并网的关键技术。该文献提出的交互功率量化方法，有助于优化阳光电源iSolarCloud平台在复杂弱电网环境下的稳定性监测，并为PowerStack等储能变流器...
开环构网型储能系统稳定性分析的Lyapunov能量函数构建与应用
Lyapunov Energy Function Construction and Application for Stability Analysis on Open-Loop Grid-Forming Energy Storage Systems
Xuankun Hu · Mengru Tian · Liangli Xiong · Fei Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
针对高比例可再生能源电力系统，本文研究了开环电压幅值控制的构网型（GFM）储能系统。相比闭环矢量控制，该方案在瞬态电压与频率支撑方面表现更优。文章通过构建Lyapunov能量函数，深入分析了该系统的动态过程与稳定性，为构网型储能的控制优化提供了理论支撑。
解读: 该研究直接契合阳光电源PowerTitan及ST系列PCS产品的核心技术演进方向。随着电网对构网型（GFM）技术要求的提升，传统的闭环控制在弱电网环境下可能面临稳定性挑战。本文提出的开环控制稳定性分析方法，有助于阳光电源优化PCS的控制策略，提升产品在复杂电网环境下的电压与频率支撑能力。建议研发团队...
提升构网型变流器故障电流输出能力的主动热控制技术
Active Thermal Control for Enhancing Fault Current Output Capability of Grid-Forming Converters
Zhenyan Deng · Siyu Cao · Ke Ma · Han Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
构网型（GFM）控制是高比例电力电子电力系统的关键技术。然而，受限于功率器件的热应力，故障期间的过电流能力受到制约，导致电压支撑能力不足。本文提出一种主动热控制策略，通过优化热管理提升GFM变流器在电网故障下的电流输出能力，从而改善系统电压支撑性能。
解读: 该技术对阳光电源的PowerTitan液冷储能系统及组串式构网型逆变器具有重要价值。在电网故障期间，GFM变流器往往因器件过热而被迫限流，影响电网电压支撑。通过引入主动热控制算法，可以在不增加硬件成本的前提下，挖掘功率模块的瞬时过载潜力，提升产品在弱电网或故障工况下的LVRT性能。建议研发团队将其集...
一种考虑电流限制和功率约束的提升VSC暂态稳定性的混合控制方法
A Hybrid Control Method to Improve VSC Transient Stability With Considering Current Limit and Power Constraint
Xiaoling Xiong · Bochen Luo · Meng Huang · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
针对具有限流控制的构网型（GFM）变流器在电网故障下易失稳的问题，本文提出了一种结合特定功率设计准则的GFM与跟网型（GFL）混合控制方法。通过合理的功率需求设计，该方法在确保电流限制的同时，有效提升了系统的暂态稳定性。
解读: 该研究直接针对高比例可再生能源接入下的电网稳定性挑战，对阳光电源的构网型（GFM）技术路线具有重要指导意义。在PowerTitan储能系统及大型组串式逆变器中，随着电网弱化，如何平衡限流保护与暂态稳定性是核心痛点。该混合控制策略可优化逆变器在故障期间的动态响应，提升系统在弱电网下的支撑能力，建议研发...
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