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构网型风力发电机与构网型储能系统的协调控制在电力系统恢复中的应用
Coordinated Control of Grid-Forming Wind Turbines and Grid-Forming Energy Storage Systems for Power System Restoration
Yuping Zhang · Yunyun Xie · Sheng Cai · Qiuwei Wu 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年5月
构网型风力发电机（GFM-WT）因其快速重启和支撑电网的能力，为含风电电力系统的恢复提供了新途径。然而，单台GFM-WT需依赖外部构网电源实现自启动，且其支撑能力易受风功率不足影响，可能导致恢复失败。为此，本文提出将GFM-WT与构网型储能系统（GFM-ESS）协同构成黑启动电源。GFM-ESS可为GFM-WT提供自启动条件，并增强其应对风功率波动和负荷恢复暂态的支撑能力。为确保恢复过程稳定，设计了预同步控制、抑制并联振荡的电力系统稳定器，以及考虑风机转速与系统频率稳定的模型预测二次调频控制策略...
解读: 该GFM-WT与GFM-ESS协调控制技术对阳光电源PowerTitan储能系统和ST系列储能变流器具有重要应用价值。文中提出的预同步控制、PSS抑制并联振荡及MPC二次调频策略，可直接应用于阳光电源构网型储能产品的黑启动功能开发，增强其在新能源场站孤网运行和电网恢复场景下的支撑能力。特别是MPC控...
面向限流的约束感知构网型控制
Constraint-Aware Grid-Forming Control for Current Limiting
Dominic Groß · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
本文提出了一种约束感知构网型（GFM）控制策略，在生成电压参考值（相位和幅值）的振荡器动力学中，显式考虑了电流限制和调制限制。该方法在满足约束条件的同时，最大限度地减小了与传统无约束GFM下垂控制的偏差，有效提升了逆变器在弱电网或故障工况下的运行稳定性。
解读: 该技术对阳光电源的PowerTitan系列液冷储能系统及大型组串式逆变器具有重要意义。随着高比例可再生能源接入，电网强度下降，构网型（GFM）技术已成为核心竞争力。该研究通过在振荡器层面引入约束感知，解决了GFM在过流保护时的非线性切换难题，能显著提升阳光电源产品在弱电网下的黑启动能力和电压支撑稳定...
计及功角偏差和阻尼效应的构网型双馈风机暂态稳定性分析
Transient Stability Analysis of Grid-Forming Doubly Fed Induction Generator Considering Power Angle Deviation and Damping Effects
颜湘武 · 蔡光 · 李锐博 · 贾焦心 等6人 · 中国电机工程学报 · 2025年4月 · Vol.45
构网型双馈风机（GFM-DFIG）具备类似同步发电机的主动支撑能力，但亦面临暂态稳定性挑战。针对其转子电流限幅及强耦合特性导致建模困难的问题，本文建立计及虚拟功角与机端功角偏差的二阶降阶模型，推导限幅下的虚拟功角特性方程，并提出计及阻尼效应的改进暂态能量函数法，计算稳定极限电压、极限切除角及时问等指标，揭示并网阻抗与控制参数对稳定性的影响规律，指导参数优化设计，仿真结果验证了理论分析的正确性。
解读: 该研究对阳光电源的构网型储能变流器和大型风光储系统具有重要参考价值。文中提出的功角偏差建模方法和阻尼效应分析可直接应用于ST系列储能变流器的GFM控制优化，特别是在电网扰动工况下的暂态稳定性提升。研究成果可用于PowerTitan储能系统的并网控制参数优化，提高系统在弱电网条件下的稳定运行能力。同时...
构网型电压源变换器控制：一种自适应快/慢内部电压源视角
Control of Grid-Forming VSCs: A Perspective of Adaptive Fast/Slow Internal Voltage Source
Heng Wu · Xiongfei Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年8月
本文探讨了构网型（GFM）变换器在电网大扰动下的稳定性与性能平衡问题。指出GFM变换器的内部电压源（IVS）动态存在内在冲突，即快速动态有利于支撑电网，但可能牺牲稳定性。文章提出了一种自适应快/慢IVS控制策略，以优化GFM变换器在扰动下的动态响应与稳定性。
解读: 该研究直接针对当前电力系统向高比例可再生能源转型中的核心技术痛点——构网型控制。对于阳光电源的PowerTitan系列储能系统及大型组串式光伏逆变器，在弱电网或离网应用场景下，该自适应控制策略能显著提升系统在故障期间的电压支撑能力与暂态稳定性。建议研发团队将此自适应快/慢IVS逻辑集成至iSolar...
具有构网能力的直流电压控制以增强高压直流系统的稳定性
DC Voltage Control with Grid-forming Capability for Enhancing Stability of HVDC System
Ghazala Shafique1Johan Boukhenfouf2François Gruson2Frédéric Colas2Xavier Guillaud1 · 现代电力系统通用与清洁能源学报 · 2025年1月 · Vol.1
构网型（GFM）换流器在可再生能源系统中具有良好的稳定作用。将GFM换流器应用于高压直流（HVDC）系统需实现直流电压控制，但二者协同使用时可能存在冲突。本文提出一种严格的GFM换流器控制设计，通过将直流链路电压与换流器功角关联，实现直流电压控制与构网能力的融合。基于模块化多电平换流器（MMC）的点对点GFM-GFM HVDC系统验证了所提控制策略的有效性。小信号与暂态稳定分析表明，该控制显著提升了所连交流系统的稳定性，对电网强度变化不敏感，并能维持孤岛运行。四端电压源换流器系统的仿真进一步验证...
解读: 该GFM-HVDC融合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。研究提出的功角-直流电压关联控制方法，可直接应用于阳光电源构网型储能系统的直流母线稳定控制，解决当前GFM控制与直流电压调节的协同难题。基于MMC的多电平拓扑与阳光电源三电平技术路线高度契合...
VVI-GFM：一种用于扰动后快速同步恢复的电压矢量感知构网型控制
VVI-GFM: A Voltage Vector-Informed Grid-Forming Control for Postdisturbance Fast Synchronization Recovery
Rui Kong · Shan Jiang · Subham Sahoo · Georgios Konstantinou 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
针对构网型（GFM）变换器在电网大扰动后的同步稳定性问题，本文提出了一种电压矢量感知构网型控制策略（VVI-GFM）。该方法解决了现有控制策略在特定扰动下恢复时间长及频率波动大的缺陷，有效提升了变换器在复杂电网环境下的同步恢复能力与稳定性。
解读: 该技术对于阳光电源的PowerTitan液冷储能系统及大型地面光伏电站的组串式逆变器至关重要。随着高比例可再生能源接入，电网强度减弱，构网型（GFM）技术已成为核心竞争力。VVI-GFM策略能显著提升阳光电源产品在弱电网环境下的故障穿越与快速同步能力，增强系统黑启动及频率支撑性能。建议研发团队将该控...
考虑暂态模式切换的构网型变换器并联跟网型变换器系统暂态稳定性分析
Transient Stability Analysis of Grid-Forming and Grid-Following VSC Parallel System Considering Transient Mode Switching
陈祯怡杨黎晖史金柱韩晓静 · 中国电机工程学报 · 2025年8月 · Vol.45
针对构网型（GFM-VSC）与跟网型（GFL-VSC）变换器混联系统中复杂的暂态交互问题，建立考虑GFM-VSC电流限幅环节的暂态耦合模型，揭示其模式切换与GFL-VSC间的动态耦合机理。分析故障期间及切除后GFL-VSC参数对GFM-VSC模式切换的影响，给出GFM-VSC恢复至正常模式的临界条件，并通过仿真验证理论分析的准确性。
解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器与SG系列光伏逆变器混联场景具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统中，GFM型储能变流器与GFL型光伏逆变器并联运行时，电流限幅导致的模式切换会引发暂态交互问题。研究揭示的动态耦合机理可优化ST储能系统的电流限幅策略与模式切换逻辑，提出的临界恢复条件可...
不对称电网扰动下提升构网型逆变器并网能力的限流控制设计
Current-Limiting Control Design for Grid-Forming Capability Enhancement of IBRs Under Asymmetric Grid Disturbances
Qian Liu · Miao Wang · Mostafa Nick · Cheng Chen 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
针对构网型（GFM）逆变器在不对称故障下限流运行导致电压支撑能力下降的问题，本文提出了一种新型限流控制策略。该方法旨在通过优化控制设计，在严重不平衡故障期间维持终端电压平衡，从而增强GFM逆变器的电网支撑能力。
解读: 该研究直接契合阳光电源PowerTitan、PowerStack等储能系统及大型组串式逆变器在构网型技术（GFM）领域的核心需求。随着全球电网对高比例可再生能源接入要求的提高，GFM技术已成为阳光电源提升电网适应性的关键。该限流控制策略能有效解决设备在复杂电网故障下的过流保护与电压支撑矛盾，建议研发...
用于抑制构网型储能变流器充电模式谐振的非对称矩阵控制策略
Asymmetric Matrix Control Strategy for Suppression of Charging Mode Resonances in Grid-Forming Energy Storage Converters
Jinhao Wang · Chao Wu · Yong Wang · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
构网型储能变流器（GFM-ESC）在支撑电网电压和频率方面至关重要。本文针对现有研究多关注放电模式、忽略充电模式下谐振问题的现状，揭示了GFM-ESC在充电模式下的失稳现象，并提出了一种非对称矩阵控制策略，有效抑制了充电模式下的谐振，提升了系统在不同工况下的并网稳定性。
解读: 该研究直接针对阳光电源PowerTitan和PowerStack等构网型储能变流器产品。随着电力系统对构网型技术需求的增加，储能系统在充电（如调峰、平抑波动）过程中的稳定性至关重要。该非对称矩阵控制策略能够有效解决充电模式下的谐振问题，提升阳光电源储能系统在弱电网或复杂电网环境下的并网适应性。建议研...
直流母线电压同步的构网型光伏稳定性分析与环路重塑
Stability Analysis and Loop Reshaping for DC-Link Voltage Synchronized Grid-Forming PVs
Lingchao Kong · Chao Wu · Tong Zhao · Da Xie 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月
随着光伏渗透率提升，光伏逆变器需具备构网型（GFM）运行能力。由于光伏侧无法直接控制直流电压，GFM光伏需同时承担直流电压调节与交流侧支撑功能。本文重点研究了直流母线电压同步控制下的系统稳定性，并提出了环路重塑方法以优化性能。
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高，该文提出的直流母线电压同步与环路重塑技术，可直接优化阳光电源组串式逆变器及PowerTitan储能系统在弱电网环境下的运行稳定性。建议研发团队将该控制策略集成至iSolarCloud智...
电流限幅型构网逆变器的统一建模用于大信号分析
Unified Model of Current-Limiting Grid-Forming Inverters for Large-Signal Analysis
Nathan Baeckeland · Bowen Yang · Gab-Su Seo · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年7月
摘要：构网型（GFM）逆变器几乎无法承受任何过载情况。因此，GFM 逆变器的控制系统中需要配备电流限制器，以避免在过载或电网扰动期间造成硬件损坏。然而，当电流限制器启动以保护逆变器时，它会动态改变逆变器的输出阻抗，这可能会显著影响系统在应对大扰动时的性能。例如，当电流限制器削减输出功率时，GFM 逆变器的主控制器（用于生成电压和相角参考值）容易与电网失去同步。这可能会导致电网出现大信号不稳定现象。本文提出了一种统一的 GFM 电流限制器模型，旨在更深入地理解 GFM 逆变器电流限制对大信号不稳定...
解读: 该电流限幅GFM逆变器统一建模技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。当前阳光电源构网型储能系统在电网故障或负荷突变时需快速响应，电流限幅环节的引入会改变系统动态特性。该研究提出的相量域非线性模型能准确描述限幅期间机电-电磁耦合动态，可直接应用于ST储能变...
基于构网型与跟网型分层子群控制的混合风电场频率-电压主动支撑策略
Frequency-voltage Active Support Strategy for Hybrid Wind Farms Based on Grid-following and Grid-forming Hierarchical Subgroup Control
Haiyu ZhaoQihang ZongHongyu ZhouWei YaoKangyi SunYuqing ZhouJinyu Wen · 中国电机工程学会热电联产 · 2025年1月 · Vol.45
构网型（GFM）与跟网型（GFL）混合风电场结合了两类风机在电压源与电流源控制上的优势，成为大规模并网风电的新形态。本文提出一种基于GFL与GFM分层子群控制的混合风电场频率-电压主动支撑策略，旨在保障系统稳定的同时实现有功与无功的协同支持。该策略包含GFM-GFL子群控制目标设定、子群间分布式控制以及GFM与GFL机组的自适应调节与模式切换。GFM机组维持并网点电压稳定，GFL机组提供有功支撑，通过层级化的目标架构实现群级分布式控制与单元级自适应控制。基于MATLAB/Simulink搭建仿真...
解读: 该研究的分层子群控制策略对阳光电源的储能与光伏产品线具有重要参考价值。特别是对ST系列储能变流器的GFM控制和SG系列光伏逆变器的GFL控制优化提供了创新思路。通过GFM-GFL协同控制架构，可提升PowerTitan大型储能系统的电网支撑能力，同时优化光储混合电站的稳定性。该策略的分布式控制方法也...
构网型风力发电系统的频率响应分析与增强
Frequency Response Analysis and Enhancement of Grid-Forming Wind Generation Systems
Lei Liu · Liansong Xiong · Xianjue Luo · Xiaohan Zhao 等6人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年10月
摘要：构网型（GFM）风力发电系统（WGS）能够在扰动期间主动响应电网频率变化。然而，随着扰动强度的增加，构网型风力发电系统的频率响应（FR）性能逐渐不足，导致电网频率偏差容易超出相关阈值。由于构网型风力发电系统构建频率的特性及其与电网频率的相互作用，其频率响应机制尚不清楚，这给提升构网型风力发电系统的频率响应性能带来了挑战。为此，本文分析了构网型风力发电系统的频率响应机制，并提出了一种频率响应增强控制方法。首先，建立了能够反映上述频率相互作用的频率响应模型。然后，从物理角度分析了构网型风力发电...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项构网型风电系统频率响应技术具有重要的跨领域应用价值。虽然研究聚焦于风电领域，但其核心机理——构网型（Grid-Forming）电源的频率响应机制与增强策略，与公司光伏逆变器和储能系统的技术演进方向高度契合。 该论文揭示的间接和直接频率响应双路径机制，为阳光电源优化构网...
跟网型与构网型逆变器负序行为的对比分析：建模、控制与保护
Comparative Analysis of Negative Sequence Behavior in Grid-Following and Grid-Forming Inverters: Modeling, Control, and Protection
Xinquan Chen · Ilhan Kocar · Siqi Bu · Evangelos Farantatos 等5人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年4月
构网型（GFM）控制有望提升高比例逆变器并网系统的稳定性，但在电网不平衡条件下，其对负序电流幅值与相位的调节特性不同于跟网型（GFL）控制及同步发电机，可能违背故障穿越要求并导致保护误动。本文基于相量域解析模型，阐明GFL与GFM逆变器在负序系统中的基本特性及影响因素，提出一种简化的GFM逆变器阻抗计算方法，并实现适用于平衡正序控制（BPSC）与正负序控制（PNSC）的FRT控制策略。基于IEEE PSRC D29系统的对比研究表明，GFM BPSC方案下负序阻抗特性主要由内环电压控制参数决定，...
解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的GFM/GFL控制策略优化具有重要价值。文中提出的简化GFM阻抗计算方法可直接应用于PowerTitan储能系统的电网适应性设计，帮助优化内环电压控制参数以满足不平衡故障穿越要求。BPSC与PNSC控制策略对比为阳光电源构网型产品在弱电网场景下...
具有增强抗扰性的构网型控制器
Grid-Forming Controller With Enhanced Disturbance Rejection
Pranjal M. Gajare · Joseph Benzaquen · Deepak Divan · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
针对传统构网型(GFM)逆变器因有功-频率下垂增益耦合稳态和暂态性能,以及缺少大定子电感、阻尼绕组和PSS等特性导致抗扰性不如同步发电机的问题,提出新型角度恢复控制(ARC)方案。系统分析GFM逆变器与同步发电机在动态和控制上的差异,基于此提出改进抗扰性能的ARC控制。对比稳定性分析评估该方案在不同电网条件下相对传统下垂GFM控制的鲁棒性。仿真和实时硬件在环测试验证了控制方法在多种电力系统场景下的有效性。
解读: 该增强型构网控制技术对阳光电源ST储能变流器的构网型GFM功能升级有重要价值。ARC角度恢复控制可解决传统下垂控制的稳态-暂态耦合问题,提升阳光电源储能系统在弱电网和微电网环境下的抗扰性能。该技术对PowerTitan大型储能系统参与电网一次调频和惯量支撑等高级功能实现有指导意义。改进的抗扰算法可增...
构网型逆变器过流限制技术：综述与讨论
Overcurrent Limiting in Grid-Forming Inverters: A Comprehensive Review and Discussion
Nathan Baeckeland · Debjyoti Chatterjee · Minghui Lu · Brian Johnson 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
构网型（GFM）逆变器是实现高比例电力电子化电力系统的关键。本文深入探讨了GFM逆变器与传统同步发电机在过流特性上的差异，系统性地综述并分析了现有的过流限制策略，为提升逆变器在弱电网及故障条件下的运行稳定性提供了理论参考。
解读: 随着全球电网向高比例新能源转型，构网型技术已成为阳光电源PowerTitan储能系统及大型地面光伏逆变器的核心竞争力。该文献探讨的过流限制策略直接关系到阳光电源产品在弱电网环境下的故障穿越能力（LVRT/HVRT）及黑启动性能。建议研发团队重点关注文献中提出的先进限流控制算法，将其集成至iSolar...
基于内电压矢量的双馈感应风力发电机故障穿越不对称电网形成控制
Grid-Forming Control of DFIG-Based Wind Turbine Generator by Using Internal Voltage Vectors for Asymmetrical Fault Ride-Through
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...
基于二极管整流单元高压直流系统的混合型构网与跟网海上风电场中构网型风电机组比例研究
Proportion of Grid-forming Wind Turbines in Hybrid GFM-GFL Offshore Wind Farms Integrated with Diode Rectifier Unit Based HVDC System
Yanqiu JinZheren ZhangZheng Xu · 现代电力系统通用与清洁能源学报 · 2025年1月 · Vol.1
本文研究了包含构网型（GFM）和跟网型（GFL）风电机组并集成二极管整流单元（DRU）型高压直流输电系统的混合海上风电场的稳定性及无功特性。提出了考虑系统稳定性和海上侧无功功率优化约束的GFM风电机组比例确定方法。基于所建立的线性化模型进行小信号稳定性分析，识别影响系统稳定的关键因素，并提出GFM机组的无功-频率补偿控制策略以改善动态性能。分析了海上侧无功功率不平衡对GFM能力有效性的影响，提出了交流滤波器无功容量优化设计及GFL机组无功补偿控制等降低海上无功负荷的方法。最后通过PSCAD/EM...
解读: 该研究对阳光电源的储能和风电产品线具有重要参考价值。研究的GFM-GFL混合控制策略可直接应用于ST系列储能变流器和大型储能系统PowerTitan的并网控制优化，特别是在无功功率补偿和系统稳定性方面。文中提出的无功-频率补偿控制方法可用于提升储能变流器的电网支撑能力，对完善阳光电源的构网型控制技术...
含直流母线电压动态的序列分解构网型电力电子设备的小信号稳定性
Small-Signal Stability of Sequence-Decomposed Grid-Forming IBRs With DC-Link Voltage Dynamics
Qian Liu · Yanchang Liang · Zuan Zhang · Miao Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
随着构网型（GFM）逆变器在全球电网中的应用增加，负序电流的精确调节成为关键要求，这促使序列分解模块（SDM）被引入GFM控制架构。本文研究了引入SDM后，结合直流母线电压动态对GFM系统小信号稳定性的影响，为弱电网下电力电子设备的稳定运行提供了理论支撑。
解读: 该研究直接服务于阳光电源构网型（GFM）技术路线。随着PowerTitan及组串式逆变器在弱电网和孤岛场景下的应用增多，负序控制与直流母线电压的交互稳定性是提升系统支撑能力的核心。本文提出的稳定性分析方法可指导阳光电源iSolarCloud及PCS控制算法的优化，特别是针对不平衡故障下的负序电流抑制...
我们需要多少台构网型变流器？——从小信号稳定性和电网强度角度的思考
How Many Grid-Forming Converters Do We Need? A Perspective From Small Signal Stability and Power Grid Strength
Huanhai Xin · Chenxi Liu · Xia Chen · Yuxuan Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年4月
构网型（GFM）控制因其对电网友好的动态特性，特别是交流侧的“电压源特性”，被认为是将大规模电力电子变流器接入现代电网的一种有前景的解决方案。GFM变流器的电压源特性可为电网提供电压支撑，从而增强电网（电压）强度。然而，跟网型（GFL）变流器也可通过合理调节其无功电流来实现交流电压幅值的恒定控制，这使其也可能表现出类似电压源的特性。目前，GFL和GFM变流器的电压源特性之间的本质区别是什么，以及哪种类型的电压源特性能够增强电网强度，仍不明确。本文将证明，就小信号动态特性而言，只有GFM变流器能提...
解读: 该研究为阳光电源构网型产品配置提供重要理论依据。针对ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器，可优化GFM/GFL混合配置策略：在PowerTitan大型储能系统中，无需全部单元采用GFM控制，通过小信号稳定性分析确定最优GFM渗透率，既保证弱电网支撑能力，又降低控制复杂度和成本。研究提出的电网强度量...
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