Neural Network Predictive Controller for Grid-Connected Virtual Synchronous Generator
本文提出了一种神经网络预测控制器来调节三相虚拟惯性逆变器产生的有功和无功功率。传统的虚拟同步发电机（VSG）的概念进行了讨论，它表明，当逆变器连接到无感电网，传统的PI为基础的VSG是无法执行可接受的跟踪。讨论了用神经网络预测控制器取代传统的VSG的概念。这种替换使逆变器能够在电感和非电感电网中运行。仿真结果表明，与传统的基于PI的虚拟惯性控制器相比，经过良好训练的神经网络预测控制器能够适应任意电网阻抗角。
2019-08-14 cs.NE cs.SY eess.SY
Multi-Loop Design of Virtual Synchronous Machine Control for DFIG-Based Wind Farms
Comillas Pontifical University（科米利亚斯教皇大学）；Alcalá University（阿尔卡拉大学）；Siemens Gamesa Renewable Energy Innovation & Technology S.L（西门子歌美飒可再生能源创新与技术有限公司）
本文针对弱电网下风电场需提供惯性等支撑的问题，提出协调频域方法调谐双馈感应发电机虚拟同步机控制，所得控制器性能符合设计目标，方法易应用于工业项目。
2026-07-31 cs.SY eess.SY
Optimal Allocation of Virtual Inertia Devices for Enhancing Frequency Stability in Low-Inertia PowerSystems
随着可再生资源逐渐取代传统的基于发电的同步机，现代电网的动态变化显著，系统同步惯性大幅降低。这种变化对电力系统的稳定性提出了严峻的挑战，例如，它可能会导致较大的初始频率变化率和增加频率偏移。然而，新的机会也出现了novelconverter控制技术，所谓的网格形成策略，显示出更高的效率和更快的响应比传统的同步发电机。它们主要涉及虚拟惯性（VI）仿真来模仿同步机的行为。在这项研究中，一个状态空间模型的电力系统网络开发与VI作为一种频率调节方法。为了优化虚拟仪器的配置，提高电力系统频率稳定性，提出了一种考虑Fiedler模影响的简化模型基范数算法（RMHA）。最后，在IEEE 24节点系统上进行的案例研究证明了所提出的RMHA方法的有效性。
2021-11-05 cs.SY eess.SY
New Power Decoupling Method for Grid Forming Inverter Based on Adaptive Virtual-Synchronous Machine in Weak Grids
针对弱电网中构网型逆变器因非零功率角和高阻抗比导致的功率耦合问题，提出基于自适应虚拟同步机参数和模糊逻辑的功率解耦方法，经硬件在环测试验证，可消除静态与动态耦合并提升性能。
2025-06-23 cs.SY eess.SY
Frequency Control in Microgrids: An Adaptive Fuzzy-Neural-Network Virtual Synchronous Generator
本文提出一种基于模糊神经网络的虚拟同步发电机参数自适应调整方法，以动态优化惯性、阻尼和下垂参数，显著降低微电网频率偏差至0.03 Hz内并缩短恢复时间。
2025-06-23 cs.AI cs.SY eess.SY
Dominant Transient Stability of the Co-located PLL-Based Grid-Following Renewable Plant and Synchronous Condenser Systems
Xi’an Jiaotong University（西安交通大学）；State Grid Jibei Electric Power Co.（国网冀北电力有限公司）
研究探讨了同步补偿器接入对PLL暂态稳定性的影响，提出利用其交互特性提升系统稳定性的方法，通过双时间尺度解耦模型分析，发现PLL控制阻尼效应可转移至慢时间尺度以抑制同步补偿器转子加速。
2026-03-26 cs.SY eess.SY
A Complex-Coefficient Voltage Control for Virtual Synchronous Generators for Dynamic Enhancement and Power-Voltage Decoupling
本文针对虚拟同步发电机在强电网中的稳定性、电压调节及功率-电压耦合问题，提出一种基于复系数和二阶闭环极点分析的先进控制策略，通过极点配置与补偿器实现动态增强和功率-电压解耦。
2024-07-05 cs.SY eess.SY
Virtual synchronous generator of PV generation without energy storage for frequency support in autonomous microgrid
在自主微电网中，频率调节（FR）是一个关键问题，特别是在光伏（PV）发电的高渗透水平下。在这项研究中，一种新的虚拟同步发电机（VSG）控制光伏发电，提供频率支持，而无需能量存储。光伏发电根据预定义的功率-电压曲线保留一部分有功功率。基于同步发电机功角特性曲线与光伏阵列特性曲线的相似性，光伏电压Vpv可以类比为功角δ。设计了一种仿真调速器（下垂控制）和摆动方程控制，并将其应用于DC-DC变换器。随后产生PV电压偏差，并修改预定义的功率-电压曲线，以提供主频率和惯性支持。建立了包含光伏、储能和柴油发电机的自治微电网仿真模型。在不同的操作条件下，所提出的VSG策略的可行性和有效性进行了检查。
2021-07-04 cs.SY eess.SP eess.SY
Grid-Forming Converters control based on DC voltage feedback
可再生能源通过电力电子变换器接入电网，而电力电子变换器的不足使得同步发电机/电机（SM）的惯性损失。随着可再生能源在电力系统中的日益普及，降低了系统的频率和电压稳定性。并网变流器通过控制方式模拟同步电动机的功能，提供惯性和稳定调节机制，提高电网的稳定性。这类变换器的控制方法有虚拟同步机控制、可重构虚拟振荡器控制等，这些控制方法主要采用交流侧状态反馈，不监测直流侧状态。分析了考虑电网稳定的GFC控制策略，包括频率下垂控制、虚拟同步机控制和可调度虚拟振荡器控制。当负载扰动较大时，会出现直流侧电压崩溃问题。提出了考虑直流侧电压反馈的GFC控制方法，既能保证并网的同步特性，又能解决直流侧电压崩溃问题。IEEE-9节点系统算例验证了该方法的有效性。
2020-09-12 cs.SY eess.SY
Direct Participation of Dynamic Virtual Power Plants in Secondary Frequency Control
本文提出了一种新的控制策略，其中可再生能源（RES）被认为是在一个新的动态虚拟电厂（DVPP）的概念直接参与到二次频率控制（SFC）。这允许这些发电机充分参与SFC，即，以与传统同步发电机相同的方式，从控制和合同的角度满足相同的规范。内部实时再调度已被提出，以考虑在DVPP，以确定每个RES单元的有功功率注入量提供的频率支持，在二级。整个控制方案的设计，以考虑到快速和缓慢的动态的现代电力系统，其中包含经典的同步发电机和快速电力电子的可再生能源，其中DVPP是应该插入。通过对混合风电场和经典同步发电机的两区域基准的仿真研究，验证了二次频率控制策略的性能。这项工作是H2020 POSYTYF项目（https：//posytyf-h2020.eu/）的一部分。
2022-03-19 cs.SY eess.SY
On Stability Analysis of Power Grids with Synchronous Generators and Grid-Forming Converters under DC-side Current Limitation
研究了直流侧限流条件下含并网变流器的同步发电机和可再生能源发电系统的稳定性。为此，我们首先考虑一个简单的2总线测试系统和降阶模型，以突出两类GFC控制之间的根本区别-（A）下垂，可调度虚拟振荡器控制（dVOC）和虚拟同步机（VSM），和（B）匹配控制。接下来，我们研究了简单系统下A类GFC直流电压动态的李雅普诺夫稳定性和输入输出稳定性，并将其推广到一般系统。接下来，我们提供了一个充分条件的输入到状态稳定性的2节点系统与B类GFC和扩展到一般系统。最后，时域仿真从一个简单的测试系统的降阶平均模型和详细的切换模型的GFC验证所提出的条件。
2021-03-18 cs.SY eess.SY
Control Strategy for Virtual Synchronous Generator Based on Y-Z Source Inverter in Islanded Grids
针对传统逆变器及负载变化导致VSM吸收谐波和不平衡的问题，本文首次将YZSI与增强型多环控制结合用于孤岛系统，实现高效电能传输并改善频率、电压及电流控制性能。
2023-12-11 cs.SY eess.SY
Heuristic Dynamic Programming for Adaptive Virtual Synchronous Generators
Missouri University of Science and Technology（密苏里科技大学）
本文采用神经网络启发式动态规划（HDP）对基于虚拟惯性的三相逆变器并网控制进行最优控制。结果表明，传统的虚拟惯性控制器不适用于无感电网。提出了一种基于神经网络的控制器，以适应任何阻抗角。应用自适应动态规划控制器代替监督控制方法使系统能够根据不同的条件进行自我调节。HDP由两个子网络组成，评论家网络和行动网络。这些网络可以在相同的训练周期中训练，以减少训练时间。仿真结果表明，所提出的神经网络HDP控制器在虚拟惯性控制方案中的性能优于传统的直馈电压和无功控制器。
2019-08-14 cs.LG cs.NE cs.SY
Dual Synchronous Generator: Inertial Current Source based Grid-Forming Solution for VSC
为了改善高比例可再生能源（RESs）电力系统的动态特性，作为RESs接口的电压源换流器（VSC）需要提供惯性和频率调节功能。在实际应用中，由于VSC的过流能力较弱，因此更适合作为电流源进行控制。根据这一特点，本文提出了一种双同步理论来分析电流源间的同步问题。基于双同步的思想，将双同步发电机（DSG）控制应用于VSC中，形成惯性电流源。此外，制动控制嵌入DSG控制，以提高VSC的暂态稳定性。最后通过实验验证了理论和控制方法的有效性。
2021-07-18 cs.SY eess.SY
The role of VSG parameters in shaping small-signal SG dynamics
University of Stuttgart（斯图加特大学）；ABB Corporate Research（ABB企业研究院）
本文研究了VSG参数对SG小信号动态的影响，分析了虚拟惯性和调速器滞后之间的权衡，以及阻尼绕组模拟的有限效果。
2026-02-17 cs.SY eess.SY
Transient Stability Assessment for Current Constrained and Unconstrained Fault Ride-Through in Virtual Oscillator Controlled Converters
统一虚拟振荡器控制器（uVOC）继承了基于振荡器的网格形成（GFM）控制器所提供的严格分析基础，并实现了快速过流限制和故障穿越（FRT）。有效FRT的控制设计需要暂态稳定性分析。现有的暂态稳定分析方法和研究局限于只考虑电流无约束的情况下，或忽略了同时的功角和电压动态。在电流约束故障下，电压和功角动态是强耦合的，两者在确定暂态稳定性中起着关键作用。因此，通常用于暂态稳定性研究的两者的解耦分析不能提供对系统动态的全面了解。在这项工作中，整体FRT方法uVOC和全面的建模和分析方法的暂态稳定性下的电流饱和和不饱和对称交流故障的发展。我们利用相平面分析的整个系统在一个单一的图形表示，以获得整体的洞察力耦合的电压和功角动态。通过仿真和硬件实验验证了FRT控制器和分析方法的有效性。结果表明，uVOC是不受限制的临界清除角不同下垂和虚拟同步机（VSM）型二阶控制器。
2020-11-18 cs.SY eess.SY
Sizing of Energy Storage System for Virtual Inertia Emulation
将可再生能源注入到传统的同步发电系统中会降低整个系统的惯性，并对其主频率响应的稳定性产生负面影响。降低的惯性是由于在一些基于可再生能源的系统中缺乏惯性。为了保持系统的稳定性，我们需要将频率保持在允许的范围内，并保持较低的转动惯量。一些作者在文献中使用虚拟同步发电机（VSG）作为解决这个问题的方法。虽然基于VSG的分布式资源（DER）具有同步发电机（SG）的特性和行为，如惯性、频率下垂函数和阻尼，但它并没有最优地解决频率稳定性问题。本文提出了一种解决这些问题的方法，通过一个经验模型，大小的电池储能系统（BESS）所需的惯性仿真和阻尼控制。测试系统由一个光伏（PV）为基础的VSG，连接到一个9总线电网和仿真实验进行了使用EMTP软件。VSG瞬态响应由电网侧的对称故障启动。我们的模拟显示了模拟对应于几个设计参数的虚拟惯性所需的电池能量大小，即，下降增益Kω、下降系数Kd和VSG时间常数Ta。
2022-02-08 cs.SY eess.SY
Synchronous Condensers: Enhancing Stability in Power Systems with Grid-Following Inverters
University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）；National Laboratory of the Rockies (NLR)（落基山国家实验室）
本文研究同步电容器在缓解电网跟随逆变器主导导致的稳定性问题中的作用，通过电磁暂态仿真展示其提升角稳定性和频率响应的能力，并强调其选址的重要性。
2026-04-03 cs.SY eess.SY
Transient Stability of Power Systems Integrated With Inverter-Based Generation
传统电力系统暂态稳定的基本机理可以从同步发电机转子摆动动力学的角度得到物理上的理解。影响暂态稳定性的基本因素是发电机之间的功角关系。大量逆变电源接入电力系统后，不可避免地改变了系统原有的功角关系，导致系统暂态稳定机理更加复杂。本文分析了IBG对电力系统暂态稳定性的影响。结果表明，IBG的连接改变了原来的功角关系到一个非正弦曲线，引入了一个限制的转子摆动的峰值，因此带来了一个新的瓶颈的暂态稳定性。
2020-10-25 cs.SY eess.SY
Small-Signal Stability and SCR Enhancement of Offshore WPPs with Synchronous Condensers
本文研究同步调相机对采用GFL和GFM控制的海上风电场的影响，通过状态空间模型评估小信号稳定性，并从数学和仿真验证其对整体稳定性及有效短路比（SCR）的增强作用。
2024-01-30 cs.SY eess.SY
An Energy-Based Framework for Transient Stability of Grid-Forming Converter Networks With Current Limiting
Imperial College London（帝国理工学院）
本文提出一种纳入限流并保持耗散性的网络能量结构，实现基于Lyapunov的GFM变流器网络暂态稳定性分析，无需模式切换，并通过双GFM示例和电磁暂态仿真验证。
2026-09-30 cs.SY eess.SY
Impact of Internal Algebraic Variable Treatment on Transient Stability Simulation Performance
一般认为，在暂态稳定仿真中，减少微分代数方程（DAE）的代数变量的数量可以提高仿真性能。许多仿真程序将动态模型内部的代数变量从完整DAE中分离出来，并使用上一次迭代的结果在每个迭代步骤之外对其进行评估。然后，在求解当前迭代时，更新的内部变量被视为常数。这封信讨论了这样一个分裂公式如何影响模拟性能。使用各种系统的同步发电机和转换器模型的案例研究表明，分裂的收敛模式和仿真性能的影响。
2022-07-06 cs.SY eess.SY
Inertia Matching Principle: Improving Transient Synchronization Stability in Hybrid Power Systems With VSGs and SGs
Hohai University（河海大学）；State Grid Electric Power Research Institute（国家电网电力科学研究院）
本文研究了混合虚拟同步发电机与同步发电机的电力系统暂态同步稳定性，提出惯性匹配原理，揭示了惯性匹配对稳定性的影响，并提出协调稳定策略以提升同步稳定性。
2026-04-21 cs.SY eess.SY
Transient Stability Analysis and Fault Clearing Angle Estimation of VSG Based on Domain of Attraction Estimated by Trajectory Reversing Method
本文针对并网VSG，利用轨迹反转法估计吸引域，揭示暂态失稳机理，并基于吸引域推导临界清除角，相比传统等面积准则精度更高，经时域仿真验证有效。
2025-02-27 cs.SY eess.SY
Dynamic Virtual Inertia and Damping Control for Zero-Inertia Grids
本文针对低惯量和零惯量电网，提出在虚拟同步发电机中引入动态惯量、阻尼常数及频率和相角偏移函数，以增强故障和振荡下的稳定性，并通过RTDS仿真验证了其优于传统同步发电的鲁棒性。
2024-11-06 cs.SY eess.SY math.OC
Design of Grid Forming Multi Timescale Coordinated Control Strategies for Dynamic Virtual Power Plants
The Hong Kong Polytechnic University（香港理工大学）；Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学）；North China Electric Power University（华北电力大学）
本文提出了一种动态虚拟电厂多时间尺度协调控制策略，通过虚拟同步发电机控制提升电网稳定性与辅助服务性能。
2026-03-05 cs.SY eess.SY
Transient Stability evaluation of a Solar PV Integrated Industrial Microgrid
当系统的稳定性受到关注时，暂态稳定性被给予最高优先级。为了分析的目的，暂态稳定性检查的帮助下，临界清除时间（CCT）。随着分布式发电（DG）概念的不断发展，需要一个稳定的工业微电网。研究了太阳能光伏发电作为分布式电源对工业微电网孤岛运行时CCT的影响。在初步分析中，使用了单个集中式太阳能光伏装置以及同步发电机（SG）。然后，使用分布在随机位置的多个PV单元。在这两种情况下，太阳能光伏的份额逐渐增加，并观察到对CCT长度的影响。在第一种情况下，发现CCT随着太阳能光伏的加入而增加，而在后一种情况下，CCT随着多个单元的使用而下降。
2019-10-24 cs.SY eess.SY
Control coordination between DFIG-based wind turbines and synchronous generators for optimal primary frequency response
提出了一种基于双馈感应发电机（DFIG）的同步发电机（SG）与风力发电机（WT）协调机制，以增强一次调频能力。特别是如果风电渗透率持续增加，则敦促WT参与频率调节。WT控制支持是可能的，但由于WT缺乏能量存储，它是短暂的。该缺点可导致来自SG的调速器的进一步延迟响应或在WT支持结束时的进一步频率衰减。拟议的协调工作试图解决这一问题。采用人工神经网络（ANN）获得最佳协调信号，以改善频率响应。作为概念验证，建议的协调测试9总线测试系统，其中包括一个风力发电场与5瓦特。仿真结果表明，该方法使系统的频率最低点降低了约22%，系统频率变化率（RoCoF）降低了约29.5%。需要进一步的工作来验证这一概念在大规模系统，但迄今为止的发展和取得的成果是有希望加强电力系统。
2020-09-16 cs.SY eess.SY
Inertia Pricing in Stochastic Electricity Markets
维持可再生主导的电力系统的稳定性需要从非同步资源（例如，电池，风力涡轮机）除了传统上由同步资源提供的惯性（例如，热发电机）。然而，在随机电力市场中，考虑到可再生能源（RES）的不确定性，惯性供应的定价还没有研究。为了填补这一研究空白，本文制定了一个机会约束的随机机组组合模型的惯性需求和计算的平衡能量，备用和惯性价格使用凸对偶。数值实验的说明性系统和一个修改的IEEE 118节点系统显示所提出的定价机制的性能。通过允许新的虚拟惯性供应商对系统惯性需求做出贡献，总运营成本降低。此外，建议的随机电力市场内部RES的不确定性，这产生额外的成本降低，通过共同优化能源，储备和惯性采购。
2022-04-11 cs.SY eess.SY
Nonlinear Stability of Complex Droop Control in Converter-Based Power Systems
在这封信中，我们研究的非线性稳定性问题的转换器为基础的电力系统，其中的转换器动态由一个复杂的下垂控制。这种复杂的下垂控制增强了公知的功率频率（p-f）下垂控制，它被证明是等同于最先进的可调度虚拟振荡器控制（dVOC）。在这方面，它被认为是一个有前途的电网形成解决方案，以解决未来电力系统的转换器的高渗透。在以前的工作中，dVOC的全局稳定性（即，复杂的下垂控制）已经通过预先指定标称同步稳态而被证明。对于非标称的一般情况（即，下垂）同步稳态，然而，稳定性问题需要进一步研究。在这封信中，我们提供的参数条件下，存在一个非标称的同步稳态和系统几乎是全局渐近稳定的关于这个非标称的同步稳态。
2023-01-12 cs.SY eess.SY
Identification of Sub/Super-Synchronous Control Interaction Paths Using Dissipative Energy Flow
本文扩展了耗散能量流（DEF）方法，利用三相电压电流测量在dq坐标系下通过动态相量识别多频率下次/超同步控制交互（SSCI）的振荡源与动态路径，为富含IBR的电网提供了基于物理且易于自动化的诊断工具。
2025-08-15 cs.SY eess.SY
Locating the Sources of Sub-synchronous Oscillations Induced by the Control of Voltage Source Converters Based on Energy Structure and Nonlinearity Detection
电压源换流器（VSC）控制过程中的振荡现象受到广泛关注，而振荡源的定位是抑制振荡的关键，为此提出了一种基于能量结构和非线性检测的振荡源定位方法。一方面，构建了符合能量法原理和耗散理论的能量结构来描述VSC的暂态能量流，并在此基础上定义了特征量，缩小了振荡源定位的范围;另一方面，根据VSC的自持振荡特性，应用非线性检测的指数来定位产生振荡能量的VSC。能量结构和非线性检测相结合，可以区分不同的电压源电流对振荡的贡献。PSCAD/EMTDC仿真结果验证了该方案的有效性。
2023-02-17 cs.SY eess.SY
A library of second-order models for synchronous machines
University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）
本文提出了一种同步电机的二阶模型库，用于电力系统动态性能分析和控制设计。该模型具有与经典模型相似的结构，包含功率角和角速度两个动态状态，但其应用范围超出了首次摇摆稳定性分析，例如也可用于暂态稳定性研究。这些模型通过系统化地减少一个十九阶模型，利用奇异摄动技术开发，并通过与高阶模型和经典模型的电压、频率和相位剖面进行比较来验证。
2019-09-19 cs.SY eess.SY math.OC
Dispatchable Current Source Virtual Oscillator Control Achieving Global Stability
本文提出一种用于跟网型变换器的可调度电流源虚拟振荡器控制方案，通过有功和无功功率控制生成电流幅值与频率，在考虑低电压穿越和饱和约束下实现了全局稳定性，有效避免了传统控制中的低电压暂态与弱电网不稳定问题。
2025-10-30 cs.SY eess.SY
Enhanced Fault Ride-Through Grid Forming with Transient Synchronisation Stability and Current Saturation
针对电网构网型变换器在故障期间因电流饱和导致的暂态失步问题，提出一种基于虚拟磁通估计的自适应电流饱和算法，以增强暂态同步稳定性并满足低电压穿越要求，通过HIL实验验证了其有效性。
2025-06-24 cs.SY eess.SY
Data-Driven Recursive Least Squares Estimation for Model Predictive Current Control of Permanent Magnet Synchronous Motors
模型预测控制器（MPC）的性能很大程度上取决于模型的质量。在电力传动控制领域，基于一阶物理原理的白盒（WB）建模方法是最常见的。该过程通常不包括寄生效应，并且参数偏差频繁。这些问题在自调试驱动器领域中尤其重要，因为无法获得手工定制的精确WB工厂模型。为了补偿这种建模误差，从而提高控制性能在瞬态和稳态，本文提出了一种数据驱动，实时能力的递归最小二乘（RLS）估计方法的永磁同步电机（PMSM）的电流控制。由于绕组方案的磁链和电压谐波的影响也可以考虑在内。提出了逆变器联锁时间的补偿方案。在面向转子的坐标系中，使用著名的有限控制集MPC（FCS-MPC）研究所提出的识别算法。广泛的实验结果表明，所提出的方案相比，FCS-MPC-基于一个国家的最先进的WB电机模型使用查找表解决（交叉）饱和的优越性能。
2019-11-27 cs.SY eess.SY
Engineering Inertial and Primary-frequency Response for Distributed Energy Resources
University of Minnesota（明尼苏达大学）；National Renewable Energy Laboratory（美国国家可再生能源实验室）；The University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学）
本文提出一种框架，用于为分布式能源资源设计合成惯性和下垂控制参数，以确保由DERs和同步发电机组成的网络频率满足规定的暂态和稳态性能要求。
2017-06-07 cs.SY eess.SY
Transient Stability of Hybrid Power Systems Dominated by Different Types of Grid-Forming Devices
研究了不同类型并网装置共同控制的电力系统的暂态稳定性。同步发电机和下垂控制逆变器是现代电力系统中典型的GFM装置。SG/VSG能够提供惯性，而下垂控制逆变器通常是无惯性的。由同质GFM装置控制的电力系统的暂态稳定性已经得到了广泛的研究。对于由异质GFM器件共同控制的混杂系统，其暂态稳定性研究鲜有报道。本文旨在填补这一空白。结果表明，该混杂系统的同步行为可以用一个二阶运动方程来描述，类似于SG的摆动方程。此外，发现了与传统电力系统的两个显著不同之处。首先是下垂控制显著增强了阻尼效果，极大地影响了暂态稳定区域。二是频率状态变量在故障扰动时刻出现跳变，从而影响故障后的初始状态定位和稳定性评估。阐明了这两个新特性背后的潜在机制，并分析和验证了对暂态稳定性能的影响。研究结果提供了新的见解托管异构设备的电力系统的暂态稳定性。
2021-09-22 cs.SY eess.SY
Active Damping of Power Oscillations Following Frequency Changes in Low Inertia Power Systems
增加来自可再生源（例如主要异步连接的风力涡轮机和光伏装置）的能量生成量的绝对要求实际上可能在瞬态事件期间（其中检查频率变化）激发大型电网连接的同步发电机的功率输出的振荡响应。这种发电机的响应必须通过改变涡轮机的施加扭矩或通过改变气隙中的电磁扭矩来控制。选择后者，适当的电压调节器，特别是嵌入式电力系统稳定器（PSS）的电路，使用IEEE PSS 1A模型的自动电压调节器的同步发电机驱动的燃气轮机。响应通过能量网系统中的小（线性）和大（非线性）尺度瞬态事件的闭合形式解析解获得。在与分析研究，从MatLab-SimPowerSystems的计算机模型模拟的行为进行审查。
2019-08-12 cs.SY eess.SY
Lagrangian Modelling and Motion Stability of Synchronous Generator Power Systems
本文基于拉格朗日力学在广义位置和速度配置空间中推导了同步发电机电力系统的拉格朗日模型，统一了机电动态建模，并结合Lyapunov理论实现了对功角、电压和频率稳定性的解析分析。
2024-01-26 cs.SY eess.SY
Control Schemes For Distribution Grids With Mass Distributed Generation
本计画探讨大风量穿透配电网之控制方案。微电网不断受到欢迎，特别是在存在能源危机的国家。在这个项目中，各种系统，包括同步发电机，电网和负载，已经被调查。主要重点放在有功和无功功率共享。研究了多台同步发电机的下垂控制问题。负载瞬变现象也进行了审查，并进行了相关的模拟SimPower系统。恒定的风力发电已被引入，并观察到的电气系统的行为。还分析了系统在变风作用下的性能。此外，最近的发展项目和以前的工作，有关微电网和分布式发电，进行了讨论。
2021-07-02 cs.SY eess.SY
Quantifying and Improving the Accuracy of Electromagnetic Transient-Transient Stability Hybrid Simulation
ISO New England（新英格兰独立系统运营商）
本文研究了电磁暂态-暂态稳定性混合模拟中接口误差的量化与改进，提出误差指数和三序混合接口模型以提升大系统模拟精度。
2026-04-16 cs.SY eess.SY
Fast voltage boosters to improve transient stability of power systems with 100% of grid-forming VSC-based generation
并网型电压源换流器（GF-VSC）是未来变流器主导型电力系统运行的关键技术。在许多其他问题中，这类电力系统的暂态稳定性仍然是一个开放的研究课题，因为它仍然是一个关键的限制因素，强调电力系统。先前的研究已经提出了GF-VSC的控制策略，以提高这种类型的系统的暂态稳定性，通过合适的电流限制算法和/或控制的有功功率注入。作为替代方案，本文提出了两个快速升压器，以提高电力系统的暂态稳定性与100%的GF-VSC为基础的发电与虚拟同步机（VSM）。一种控制策略使用本地测量，而另一种控制策略使用惯性中心（COI）频率的全局测量。这两种策略显着提高这类系统的暂态稳定性。为此目的使用快速升压器的优点在于，将不修改与频率/有功功率注入相关联的设定点（即，与VSC的主能源相关联的设定点）。此外，如电流限制，有功功率控制和快速电压控制器的暂态稳定性改善的策略是兼容和互补的。
2021-06-08 cs.SY eess.SY
PMSM transient response optimization by end-to-end optimal control
本文针对永磁同步电机瞬态响应优化问题，提出用带正则化转移矩阵的端到端循环神经网络替换传统PI控制器，基于最优控制理论直接最小化响应时间，仿真表明在功率损耗相当下响应指标更优。
2024-02-06 cs.SY eess.SY
Transient Stability of Low-Inertia Power Systems with Inverter-Based Generation
本研究探讨低惯性电力系统与逆变器为基础的发电（IBG）的暂态稳定性，并提出了一个充分的稳定性准则。在低惯性电网中，在故障情况下，IBG的电磁动力学和同步发电机（SG）的机电动力学之间会产生瞬态相互作用。为此，建立了IBG-SG混合系统，并建立了系统的三角形功率频率模型。在此基础上，从能量角度揭示了不同于传统电力系统的暂态失稳机理。首先，两个失步（LOS）类型被确定的基础上，由于故障下的IBG和SG的惯性之间的不匹配的相对功率不平衡。第二，相对角度和频率会在故障瞬间跳变，从而影响系统能量。第三，余弦阻尼系数引起正能量耗散，从而有助于系统稳定性。利用能量函数法，提出了一种统一的两种视线类型判别准则。该判据被证明是解决跳跃和余弦阻尼系数对系统稳定性影响的充分稳定条件。仿真结果验证了该判据的有效性。
2022-04-21 cs.SY eess.SY
Impact of current limiters and fast voltage boosters in grid-forming VSC-based generators on transient stability
针对全构网型 VSC 发电系统，本文通过短路仿真与临界切除时间分析，评估混合限流器和快速电压提升器对暂态稳定性及避免失步的作用。
2024-05-09 cs.SY eess.SY
A Novel Inverter Control Strategy with Power Decoupling for Microgrid Operations in Grid-Connected and Islanded Modes
本文提出统一动态功率耦合模型，通过定制有功控制回路融合下垂控制与VSG控制优势，并结合耦合补偿与虚拟阻抗，实现微电网并网与孤岛模式下的稳定运行。
2025-05-10 cs.SY eess.SY
Design-Oriented Transient Stability Analysis of PLL-Synchronized Voltage-Source Converters
Aalborg University（奥尔堡大学）
本文针对电压源逆变器（VSC）的暂态稳定性问题，采用相平面方法进行设计导向分析，揭示了一阶和二阶锁相环（PLL）在大扰动下的稳定作用，提出了一种在故障发生和清除过程中能切换一阶和二阶PLL的自适应PLL，以保持暂态稳定性和相位跟踪精度。
2019-09-02 cs.SY eess.SY
Interactive Power to Frequency Dynamics Between Grid-Forming Inverters and Synchronous Generators in Power Electronics-Dominated Power Systems
随着越来越多的注意力在电网形成逆变器作为电力系统稳定设备期间的逆变器为基础的资源操作的高份额，有一个目前需要一个透明的和严格的调查逆变和直接的功率频率控制能力，以及相关的影响，这些设备上的混杂系统。在这里，下垂控制的并网逆变器和同步发电机的频率动态分析阐明了逆变的有功功率-频率关系和频率响应阶数减少，形成了新的非线性频率下垂控制方法的基础。设备级电磁暂态域仿真证实了降阶的结果，建立了一个适当设计的直流侧系统有一个可以忽略不计的动态影响有功功率传输，不会妨碍频率调节，并确认频率响应的改善与非线性控制。9节点和39节点测试系统的仿真验证了大型网络中频率的最低点和变化率的降阶和相关解耦。主系统振荡模式证实了高份额的电网形成逆变器和增加模式频率和阻尼之间的相关性;阻尼急剧下降，观察份额超过80%，无论是在大型网络或额定值变化的电网形成设备的数量在一个小的测试系统。最后，在夏威夷毛伊岛的仿真结果表明，一阶频率响应与电网形成逆变器的趋势，进一步证实了分析结果和网络的影响。
2022-10-08 cs.SY eess.SY
Transient Stability of Offshore Energy Hubs
Technical University of Denmark (DTU)（丹麦技术大学）；University of Wisconsin–Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
针对海上能源枢纽中电网构型模块化多电平换流器的电流限制问题，提出结合可变虚拟阻抗和虚拟功率的统一限流策略，通过P-delta分析证明其能提升暂态稳定性，EMT仿真验证了有效性。
2026-06-09 cs.SY eess.SY
Unified Energy Function Tailored to Inverter-Based Resources with PI Controllers for Transient Stability Analysis
本文提出一种针对PI控制器的统一能量函数，用于分析逆变器资源的暂态稳定性，通过硬件在环实验验证了其在电网跟随和直流电压控制逆变器中的有效性。
2026-04-26 cs.SY eess.SY
Impact on transient stability of self-synchronisation control strategies in grid-forming VSC-based generators
针对现有研究缺乏对构网型VSC不同自同步策略暂态稳定性系统分析的问题，本文对比了四种自同步策略的暂态稳定性，并提出一种频率限制算法，结合已有方法提升暂态稳定性。
2025-09-04 cs.SY eess.SY
Dynamic Virtual Power Plant Design for Fast Frequency Reserves: Coordinating Hydro and Wind
为了确保未来低惯性电网中的频率稳定性，已经提出了快速辅助服务，例如快速频率储备（FFR）。在这项工作中，传统的（慢）频率遏制储备（FCR）与FFR的协调被视为一个分散的模型匹配问题。设计结果在一个动态的虚拟电厂（DVPP），其聚合输出满足系统运营商（SO）的要求，在所有的时间尺度，同时考虑到参与设备的容量和带宽限制。这在北欧同步电网的5机表示中说明。在北欧电网中，与水电的非最小相位零点相关的稳定性问题和带宽限制是一个众所周知的问题。通过模拟1400 MW进口直流链路的断开，结果表明，所提出的DVPP设计允许协调风的快速FFR和水的慢速FCR，同时考虑所有参与设备的动态限制。SO要求在现实的低惯性场景中得到满足，而不需要安装电池存储或通过削减风力涡轮机来浪费风能。
2021-07-07 cs.SY eess.SY
Transient Stability Analysis for Grid Following Converters in Low-Inertia Power Systems by Direct Method
本文针对低惯性系统中跟网型变流器的暂态稳定性问题，提出基于Zubov的直接法以准确估计吸引域边界和临界切除时间，解决了传统方法在负阻尼和角动态复杂性下的不适用问题。
2025-08-19 cs.SY eess.SY
