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通过电压幅值调节和无功功率注入提升构网型变流器的暂态稳定性
Transient Stability Improvement of Grid-Forming Converters Through Voltage Amplitude Regulation and Reactive Power Injection
Wenjia Si · Jingyang Fang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月
本文深入分析了构网型变流器在大型扰动下的暂态稳定性问题。针对构网型变流器在弱电网或故障期间易失稳的挑战，提出了一种通过电压幅值调节和无功功率注入的控制策略，旨在增强系统在电网扰动下的同步能力与运行稳定性。
解读: 构网型（GFM）技术是阳光电源在大型储能系统（如PowerTitan系列）及地面光伏电站中的核心竞争力。随着高比例可再生能源接入，电网强度减弱，GFM技术对于维持系统电压和频率稳定至关重要。本文提出的电压幅值调节与无功注入策略，可直接优化阳光电源PCS产品的控制算法，提升其在故障穿越期间的暂态稳定性...
单电压环PI控制构网型变换器的稳定性分析与谐波滤波增强
Stability Analysis and Harmonic Filtering Enhancement of Single-Voltage-Loop PI-Controlled Grid-Forming Converters
Wenrui Li · Wenjia Si · Mowei Lu · Jingyang Fang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
构网型变换器（GFMC）因具备电压形成与频率调节能力而备受关注。相比多环控制，单电压环控制具有结构简单、动态响应快且无环路耦合等优势。本文针对单电压环控制在LCL滤波下的稳定性问题及谐波抑制能力进行了深入分析，并提出了相应的增强策略，为提升构网型设备的并网性能提供了理论支撑。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的构网型（Grid-forming）技术路线，特别是针对PowerTitan系列液冷储能系统及大型地面光伏电站的并网控制。单电压环控制策略的简化有助于降低计算资源占用，提升系统动态响应速度，这对于阳光电源在弱电网环境下的电网支撑能力至关重要。建议研发团队参考文中的谐波滤波增强...
构网型换流器的暂态功角与电压稳定性联合分析及增强
Joint Transient Angle and Voltage Stability Analysis and Enhancement of Grid-Forming Converters
Wenjia Si · Wenrui Li · Nima Tashakor · Jingyang Fang · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年9月
作为多电力电子电源电力系统中的一项关键技术，构网型变流器正日益普及。然而，其在电网故障下的暂态行为尚未得到充分研究。特别是，现有文献仅分别研究暂态功角或电压稳定性问题，未考虑两者同时发生的情况。为填补这一研究空白，本文对暂态功角和电压稳定性问题进行了全面分析。首先，推导了平衡点的存在条件。然后，利用拉萨尔不变集定理揭示了稳定平衡点的吸引域。所推导的稳定条件可确保构网型变流器在暂态过程中安全运行。此外，研究发现有功功率削减和无功功率注入均能增强暂态功角和电压稳定性。然而，有功功率削减会恶化频率调节...
解读: 从阳光电源的业务布局来看，这项关于构网型变流器暂态稳定性的联合分析研究具有重要的战略价值。随着公司在光伏逆变器和储能系统领域向构网型技术转型，该论文提出的联合暂态角稳定和电压稳定分析方法直接切中当前技术痛点。 在技术价值层面，该研究首次系统性地分析了构网型变流器在电网故障时同时面临的角稳定和电压稳...
采用典型无功功率控制策略的构网型变流器暂态功角与电压稳定性
Transient Angle and Voltage Stability of Grid-Forming Converters With Typical Reactive Power Control Schemes
Wenjia Si · Jingyang Fang · Xingyou Chen · Tao Xu 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月
构网型变流器被视为电力电子化电力系统的关键技术，但其在暂态过程中常被忽视的无功功率控制问题亟待研究。本文创新性地指出，采用典型无功控制策略（如电压下垂、无功下垂及无功PI控制）的构网型变流器可能面临暂态功角和/或电压稳定性问题。研究表明，零阶无功控制仅存在功角稳定问题，但无功调节能力有限；而一阶控制（如PI控制）虽可实现恒定无功运行，却可能引发功角、电压及混合稳定性问题。本文揭示了其失稳机理，并对典型控制方案进行了全面比较，实验结果验证了理论分析。
解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的构网型GFM控制策略优化具有重要价值。文章揭示的无功控制与暂态稳定性耦合机理，可直接应用于优化阳光电源储能系统在弱电网场景下的电压支撑能力。针对零阶控制（电压/无功下垂）和一阶控制（PI调节）的稳定性差异分析，为ST系列产品在不同...