M. Chethan · K. Ravi · IEEE Access · 2024年6月

本文重点综述高比例可再生能源接入下电力系统中的惯性问题。随着基于可再生能源的分布式发电单元大量接入，电力系统呈现出低惯性和弱阻尼特性，严重影响系统的频率稳定性与动态性能。电力电子逆变器使电源与应用解耦，导致系统惯性下降，功率失衡引发的频率快速变化和波动进一步加剧稳定性挑战。本文系统回顾了多种建模与控制算法，并提供详尽的参数描述，填补该领域研究空白，为微网应用中虚拟同步发电机模型与控制策略的后续研究提供参考。

解读: 该虚拟惯性支持技术对阳光电源储能与光伏产品线具有核心应用价值。文章系统梳理的VSG建模与控制算法可直接应用于ST系列储能变流器的构网型GFM控制策略优化，提升PowerTitan大型储能系统在弱电网下的频率支撑能力。针对低惯性问题的解决方案可增强SG系列光伏逆变器在高比例新能源场景下的并网稳定性，改...

Abdullahi Bamigbade · Francisco de León · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年3月

本文提出一种面向工业可持续发展的零碳电网设计框架，针对低功率因数和高电流谐波畸变的工业负荷挑战，集成光伏与电池储能作为分布式能源。通过模块化有源滤波器仅抑制负荷谐波电流，减小装置容量以提升经济性；分布式能源利用负荷电流调节功率注入或吸收，优化峰谷电价下的运行效益。结合有功与无功电流下垂控制，实现主网故障时的频率与电压支撑。详述各子系统及参考电流生成算法，验证了系统在电能质量、并网合规性及电网支撑功能方面的有效性。

解读: 该零碳电网框架对阳光电源ST储能系统与SG工商业光伏逆变器深度融合具有重要价值。文中模块化有源滤波器设计可直接应用于ST系列储能变流器，通过选择性谐波抑制降低装置容量成本；基于负荷电流的功率调节策略可优化PowerTitan系统在峰谷电价下的充放电经济性；有功无功下垂控制算法可增强SG逆变器的电网支...

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...

Zhongguan Wang · Jiachen Liu · Li Guo · Xiaodi Zang 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年7月

可再生能源在电力系统中的渗透率不断提高，这使得风电场提供频率支撑成为必要。考虑到风力发电机组（WTs）的复杂协调以及频率响应的时变特性，有必要评估风电场的一次频率调节（PFR）能力并构建可行区域。为应对基于物理的方法中参数不完整以及现有数据驱动方法可解释性不足的挑战，本文提出了一种用于风电场的基于数据驱动的状态空间映射方法，以构建下垂系数和惯性系数的可行区域，并通过迭代方案确定最优系数。基于库普曼算子理论（KOT），将一次频率调节的非线性模型转化为线性升维形式，从而可以利用测量数据进行实时评估。...

解读: 从阳光电源的业务视角看，这项基于数据驱动状态空间映射的风电场频率调节技术具有重要的战略参考价值。随着我国"双碳"目标推进，新能源渗透率持续提升，电网对风光储系统的一次调频能力提出了更高要求。该论文提出的下垂-惯量系数可行域评估方法，为解决新能源参与电网频率支撑这一核心问题提供了新思路。 该技术的核...

Hosna Khajeh · Sahar Seyyedeh-Barhagh · Hannu Laaksonen · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年12月

本文研究由风力发电机、电解制氢装置和氢储能组成的混合系统的优化协调运行。提出一种日前优化调度策略，使系统为输电运营商提供灵活性，通过频率 containment 储备（FCR）支持频率控制，并缓解邻近输电线路的拥塞。该策略充分利用电解槽与氢储能的灵活性，实现对风功率预测不确定性的鲁棒管理，并参与三种备用市场（FCR-N、上行和下行FCR-D）。基于芬兰实际频率偏差与市场价格数据的两个案例研究表明，该方法能有效应对正常运行及扰动下的频率不确定性，并优于基于现货价格或侧重自给自足的替代策略。

解读: 该研究对阳光电源储能产品线具有重要参考价值。文中提出的混合系统优化调度策略可直接应用于ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统,通过GFM控制技术实现FCR频率响应功能。研究的鲁棒管理方法可优化iSolarCloud平台的调度算法,提升储能系统对新能源波动的适应性。特别是多市场参与机制的...

Yutong He · Guangchun Ruan · Haiwang Zhong · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年4月

模块化电池可聚合用于电力系统的频率调节。尽管利用电池模块的闲置容量具有显著经济效益，但其在动态运行效率与老化特性上的异质性仍带来优化挑战，且快速频率响应需在秒级完成实时决策。本文提出一种性能感知的电池模块调度方法，通过混合整数二次约束规划模型，综合考虑电池组及变换器的导通损耗与开关损耗，并结合基于循环的老化模型，引入老化次梯度计算与线性化方法量化频繁充放电下的老化成本。基于真实电池数据的案例研究表明，相比传统方法，该方法可降低功率损耗成本28%–57%，减少电池老化成本4%–15%，并有效改善荷...

解读: 该模块化电池性能感知控制技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan大型储能系统具有直接应用价值。研究提出的混合整数二次约束规划模型可优化阳光电源储能系统在电网调频服务中的模块调度策略，通过精确量化变换器导通损耗与开关损耗，结合循环老化模型，可显著提升ST变流器在快速频率响应场景下的经济性...

Tengxi Zhang · Ruifeng Shi · Limin Jia · Kwang Y.Leed · Applied Energy · 2025年12月 · Vol.401

摘要 随着太阳能和风能在电力系统中所占比例的增加，传统频率调节资源的减少导致低惯量系统的频率稳定性下降。依赖同步发电机（SGs）的传统方法在提供充分频率响应方面面临挑战，因此需要采用先进的控制技术，使异步单元能够参与频率稳定。本文旨在改善系统频率动态特性，提出一种改进的动态调度控制策略（DSCS），并结合深度强化学习（DRL）框架，以优化混合电力系统（HyPS）中同步发电机与电力电子接口异步资源之间的频率响应协调性。首先，建立了考虑高比例可再生能源（RES）接入的混合电力系统可扩展系统频率模型，...

解读: 该深度强化学习协调控制策略对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。论文提出的动态调度控制可直接应用于PowerTitan储能系统的一次调频功能优化,通过DRL框架实现同步机与新能源异步资源的智能协调。结合阳光电源VSG虚拟同步机技术和GFM构网型控制,可在高渗透率场景下将频...

Matthieu Beley · Loris Pace · Arnaud Bréard · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月

Class E逆变器因驱动简单、效率高且元件数量少，广泛应用于甚高频功率变换领域。本文提出一种适用于任意负载阻抗、输出功率和开关频率的通用设计方法，并引入可视化工具辅助设计者确定最优工作点。根据不同应用需求，可对多个工作点的性能进行评估。以40.68 MHz、50 W、5 Ω无线功率传输负载为例，设计三种满足相同指标的方案，制作样机并实验验证。充分考虑氮化镓高电子迁移率晶体管（GaN HEMT）的非线性输出电容特性，实测逆变器在额定工作点的效率达到87.7%至89.8%。

解读: 该甚高频Class E逆变器通用设计方法对阳光电源GaN器件应用具有重要参考价值。文中针对GaN HEMT非线性输出电容特性的建模与优化设计思路，可直接应用于ST储能变流器和SG光伏逆变器的高频化设计，提升功率密度。40.68MHz频率下87.7%-89.8%的效率表现，验证了负载导向设计方法的有效...

Yan Qin · Shitang Keab · Boyang Wangb · Hehe Renb 等6人 · Solar Energy · 2025年8月 · Vol.296

摘要 与固定式光伏（PV）支架结构相比，大跨度柔性光伏支架结构（LSFPS）在强风作用下极易产生显著的变形和位移，导致其气弹效应不可避免。在此情况下，将刚体测压试验与有限元分析（FEA）相结合的单向流固耦合（FSI）方法无法准确预测风致振动响应。此外，现有的LSFPS气动弹性风洞试验面临模型缩尺复杂和测量技术受限的挑战。因此，迫切需要发展一种高精度的气弹实验方法，以系统探究气弹效应对LSFPS风致振动的影响，并通过评价系数量化其影响程度。为此，本研究提出了一种集成气动-刚度-质量缩尺的LSFPS...

解读: 该大跨柔性光伏支架气动弹性研究对阳光电源SG系列逆变器和智能运维系统具有重要价值。研究揭示的气弹效应会改变支架动态响应特性,直接影响组件应力分布和MPPT优化效果。建议将风振响应数据集成到iSolarCloud平台,建立基于气弹修正系数的预测性维护模型,优化大型柔性支架电站的逆变器配置策略。研究提出...

Wei Dai · Jun Xu · Hui Hwang Goh · Tonghui Shi 等5人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年9月

为解决大规模风电系统仿真中的维数灾问题，简化等效模型成为有效手段。近年来，风电场加装储能以增强对低惯量系统的频率支撑，但现有等效模型未考虑储能作用，难以准确反映双馈风机与储能协同下的频率响应特性。本文提出一种计及储能与双馈风机协调控制的小信号等效建模方法，推导了含储能双馈系统的通用频率响应等效表达式，构建了考虑运行状态变化及储能介入功率突变的多机等效模型，并采用改进的两阶段参数辨识方法获取等效参数，精确复现储能动作前后的频率响应过程。通过双区域四机系统中多个大型风电场验证了所提方法的有效性。

解读: 该储能-双馈风机协同频率响应建模技术对阳光电源PowerTitan储能系统和ST系列储能变流器具有重要应用价值。文章提出的小信号等效模型可直接应用于大规模风储混合电站的控制策略优化，特别是储能介入功率突变时的频率响应特性分析，有助于改进阳光电源储能系统的一次调频和惯量支撑控制算法。两阶段参数辨识方法...

Jiachen LiuZhongguan WangXiaodi ZangXialin LiLi GuoQinglin MengChengshan Wang · 中国电机工程学会热电联产 · 2025年7月 · Vol.45

随着大规模风电机组通过电力电子接口接入电网，电力系统面临日益严峻的频率稳定问题。由于风电机组数量众多且动态特性复杂，运行人员难以协调单个机组直接提供频率支撑，亟需评估风电场的一次调频能力。本文提出一种基于数据驱动与状态空间映射的线性化模型，结合Koopman算子理论，将风电场非线性动态转化为线性升维代数模型，利用历史数据实时评估其最大一次调频能力。仿真结果表明，该方法求解快速、无需精确模型参数，且对训练数据需求较低。

解读: 该研究对阳光电源储能与风电产品的调频控制具有重要参考价值。基于状态空间映射的数据驱动方法可应用于ST系列储能变流器和PowerTitan系统的一次调频能力评估,优化GFM/VSG控制策略。特别是在大规模风储联合项目中,该方法能实时评估系统调频潜力,提升iSolarCloud平台的智能调度功能。通过K...

Yi Wang · Dawei Qiu · Fei Teng · Goran Strbac · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年12月

高比例可再生能源接入导致电力系统惯性下降，对频率响应服务的需求日益增加。电动汽车（EV）凭借车网互动（V2G）能力可为输电系统运营商（TSO）提供经济高效的频率调节服务，但其在参与频率支撑时可能引发电压安全问题，影响配电系统运营商（DSO）运行。为此，本文提出一种两阶段多电动汽车服务提供框架：第一阶段参与日前TSO-DSO频率备用调度；第二阶段在配电网中实时执行备用交付并支持电压调节。针对大规模EV与复杂环境，第二阶段采用去中心化调控范式，并设计通信高效的强化学习算法以降低多智能体训练的通信开销...

解读: 该两阶段TSO-DSO协调框架对阳光电源充电桩与储能业务具有重要应用价值。文章提出的去中心化强化学习算法可直接应用于阳光电源充电桩产品，实现V2G双向充放电时的频率-电压协同控制，避免频率支撑服务引发配网电压越限。该框架与PowerTitan储能系统的多层级调度架构高度契合：日前阶段可优化储能参与辅...

Anna Stuhlmacher · Seth Guikema · Johanna L. Mathieu · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年2月

饮用水管网中的水泵可作为灵活可控负荷，通过提供频率调节等手段支持电力系统运行。然而，偏离传统运行模式不应削弱水电系统应对高影响低概率事件的能力。本文评估在风暴导致停电情景下，兼顾最小化用电成本并提供频率调节的最优抽水策略对水电配网韧性的影响，并与传统基于规则的抽水策略进行对比。案例研究表明，尽管最优策略经济性更优，但水箱水位较低，可能影响长时间停电期间的供水可靠性；而当最优策略同时参与频率调节时，水箱水位更远离边界，表现出更高的系统韧性。

解读: 该研究将水泵作为灵活可控负荷参与频率调节的思路，对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan储能系统的负荷侧资源聚合具有重要启发。研究揭示了负荷参与频率调节时需平衡经济性与系统韧性，这为阳光电源构网型GFM控制技术在工业负荷调频场景的应用提供参考：可将水泵、空调等可控负荷纳入iSolarClo...

Zhaoqi Song · Ronghui An · Jinjun Liu · Zeng Liu 等7人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年10月 · Vol.62

本文提出一种系列式柔性切换变换器（SFTC），用于微电网离网/并网模式无缝切换，实现无通信自动同步与瞬时功率支撑。通过串联结构、相位选择开关和辅助电路降低损耗与成本，并经仿真与实验验证。

解读: 该SFTC技术高度契合阳光电源在构网型微电网场景下的核心需求，可直接赋能PowerTitan储能系统及ST系列PCS的黑启动、孤岛并网无缝切换能力，提升其在新型电力系统中调频调峰与应急供电的响应性能。建议将SFTC控制策略集成至iSolarCloud智能平台，适配组串式逆变器+储能联合运行场景，强化...

Xinquan Chen · Yuanzhu Chang · Ilhan Kocar · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年10月

摘要：构网型（GFM）控制使基于逆变器的电源（IBRs）具备强大的频率和电压支撑能力。这对于基于双馈感应发电机的风力发电机组（基于DFIG的WTG）而言也颇具前景。然而，在发生不对称故障时，采用GFM控制的基于DFIG的WTG（GFM - DFIG）可能会出现转子侧变流器（RSC）过流和过调制的问题。因此，本文从正序、负序和暂态分量的角度出发，基于电网电压形成机制，为GFM - DFIG提出了不对称故障穿越（FRT）控制策略。首先，设计了内部电压矢量用于评估不对称FRT能力。然后，提出了正 - ...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的基于内部电压矢量的双馈风电机组构网型控制技术具有重要的参考价值和战略意义。虽然研究对象是风电领域的DFIG系统，但其核心的构网型（GFM）控制理念与阳光电源在光伏逆变器和储能系统中推进的技术路线高度契合。 该技术的核心价值在于解决了构网型控制在不对称故障工况...

Shekhar Bhawal · Himanshu Patel · Kamalesh Hatua · Subhashish Bhattacharya · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月

提出一种用于两级式固态变压器（SST）的闭环控制架构与准方波调制方法，通过反馈公共直流母线电压实现闭环调节，无需DC-DC级串联谐振变换器的频率控制。该控制可从低压侧实现，降低隔离要求。输入串联输出并联模块化结构结合谐振运行特性，自然平衡各AC-DC单元的直流链电压。AC-DC级主要采用Si-IGBT，仅电压源变换器（VSC）使用SiC-MOSFET，降低器件成本。调制策略利用自然均压条件，使IGBT单元在工频开关，减小损耗；VSC以40 kHz高频切换，等效高开关频率，支持低频谐波抑制与瞬态功...

解读: 该准方波调制的SST闭环控制技术对阳光电源储能与充电产品线具有重要应用价值。其输入串联输出并联的模块化架构与ST系列储能变流器的中高压直挂方案高度契合，可简化隔离设计降低成本。Si-IGBT与SiC-MOSFET混合应用策略为PowerTitan大型储能系统的功率模块设计提供优化思路：工频级采用低成...

Xiangyu Zhang · Huazhi Liu · Yabo Cao · Yuan Fu 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2024年11月

在高比例风电接入系统中，虚拟同步发电机（VSG）需具备宽频带功率振荡抑制能力并降低自激共振风险。本文首先分析基于双馈感应发电机（DFIG）风电机组所模拟VSG与同步机间的线性虚拟转轴耦合关系，建立引入虚拟转轴后的两自由度系统模型。提出一种具有立方刚度的非线性虚拟转轴结构，以降低VSG自激共振风险，并结合最优带宽理论拓展其振荡抑制频带。进一步设计适用于DFIG风电机组的非线性虚拟转轴控制策略，优化关键参数。在32%高风电渗透率的9节点系统硬件在环平台上验证，结果表明该方法可有效提升VSG的频率调节...

解读: 该非线性虚拟转轴VSG控制技术对阳光电源储能与风光产品具有重要应用价值。可直接应用于ST系列储能变流器的GFM控制策略优化,提升系统频率调节能力;也可集成到SG系列大功率逆变器的VSG控制中,增强高渗透率场景下的并网稳定性。通过引入非线性刚度特性,可有效降低储能变流器在弱电网条件下的自激振荡风险,扩...

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...

作者未知 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月

构网型（GFM）逆变器在弱电网中具有电压和频率支撑的优势。然而，与跟网型逆变器不同，GFM 逆变器在不对称电压骤降期间面临更具挑战性的情况。电压控制型虚拟同步发电机（VVSG）是 GFM 逆变器的典型控制方法。然而，需要仔细考虑大涌流、响应速度慢以及负序电流控制等问题。在现有的低电压穿越（LVRT）控制策略中，在维持电网支撑能力的同时，无法妥善应对这些问题。在这种情况下，可能会出现系统不稳定和电能质量恶化的情况。为克服这些局限性，本文提出一种不对称 LVRT 控制策略。首先，建立正序和负序模型并...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于无源性控制（PBC）和虚拟电压补偿的不对称低电压穿越技术具有重要的战略价值。随着高比例新能源接入电网，构网型（GFM）逆变器正成为弱电网支撑的核心技术，这与我们在大型光伏电站和储能系统中面临的实际挑战高度契合。 该技术针对电压控制型虚拟同步发电机（VVSG）在不对...

Zeyu Zhang · Dan Sun · Chen Zhao · Heng Nian · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年8月

为优化配备超级电容器储能系统（SC - ESS）的直驱式风力发电机组（WTG）系统的一次调频（PFR）能力，本文提出一种基于扩展直流母线能量的风力发电机组系统并网构网型（GFM）控制策略。该策略可灵活利用风电机组转子动能和直流母线电容中存储的能量，在网侧变流器（GSC）和超级电容器储能系统中维持电压稳定并为电网提供频率支撑，而机侧变流器（MSC）可作为能量源。为灵活利用超级电容器的功率输出能力，设计了一种基于增功率外环的超级电容器储能系统级联控制方案，以与网侧变流器协同进行统一的电压和功率控制。...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的基于超级电容储能的风电机组构网型控制策略具有显著的技术借鉴价值。尽管研究对象是风电系统，但其核心技术理念与阳光电源在光伏逆变器和储能系统领域的战略方向高度契合。 该技术的核心价值在于通过构网型（GFM）控制实现新能源设备的主动支撑能力。论文提出的扩展直流母线...