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用于长预测时域FCS-MPC的并行球形解码算法
Parallel Sphere Decoding Algorithm for Long-Prediction-Horizon FCS-MPC
Eduardo Zafra · Sergio Vazquez · Carlos Regalo · Vicente Baena Lecuyer 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年7月
有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）在电力电子变换器中应用广泛，但长预测时域带来的计算负担限制了其工程落地。本文提出了一种并行球形解码算法，旨在通过优化搜索策略降低计算复杂度，从而使长预测时域FCS-MPC在实际控制系统中更具可行性。
解读: 该算法直接针对FCS-MPC在长预测时域下的计算瓶颈，对阳光电源的核心产品线具有极高价值。在组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack系列储能PCS中，采用长预测时域MPC可显著提升动态响应速度和电能质量，特别是在弱电网环境下，能有效提升系统的稳定性。建议研发团队评估该并行球形解码算法...
基于离散空间矢量调制
DSVM）的T型三相三电平变换器低复杂度有限控制集模型预测控制
Yong Yang · Huiqing Wen · Mingdi Fan · Xinan Zhang 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年1月
本文提出了一种针对T型三相三电平变换器的低复杂度有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）方法。该方法基于离散空间矢量调制（DSVM），通过构建48个虚拟电压矢量，显著提升了T型变换器的控制性能，同时降低了计算复杂度，为高性能电力电子变换器的控制提供了新思路。
解读: 该技术直接应用于阳光电源的核心产品线——组串式光伏逆变器及储能变流器（PCS）。T型三电平拓扑是阳光电源中大功率逆变器的主流方案，通过引入基于DSVM的低复杂度FCS-MPC算法，可以在不增加硬件成本的前提下，有效提升逆变器的动态响应速度和输出电能质量，并降低开关损耗。建议研发团队评估该算法在Pow...
用于并网电压源变换器的浮动虚拟电压矢量有限控制集模型预测控制
Finite Control Set Model Predictive Control With Floating Virtual Voltage Vectors for Grid-Connected Voltage Source Converter
Piotr Falkowski · Andrzej Sikorski · Mariusz Malinowski · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年10月
本文提出了一种应用于并网电压源变换器的浮动虚拟电压矢量有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）新算法。该方案改进了传统FCS-MPC及基于虚拟电压矢量的FCS-MPC，实现了固定开关频率，并缩短了计算延迟，提升了并网性能。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务（组串式/集中式光伏逆变器、储能变流器PCS）具有极高的应用价值。FCS-MPC作为一种高性能控制策略，在动态响应上优于传统PWM，但其变频特性常导致滤波器设计困难。该研究提出的“浮动虚拟电压矢量”技术有效解决了固定开关频率问题，能够显著降低逆变器输出电流谐波，减小磁性元件...
具有内部相同结构的多电平变换器简化预测占空比控制
Simplified Predictive Duty Cycle Control of Multilevel Converters With Internal Identical Structure
Dehong Zhou · Zhongyi Quan · Yunwei Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年11月
传统多电平变换器的有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）存在计算负担重和稳态性能低的问题。本文利用多电平变换器内部并联或级联的相同结构特性，提出了一种简化的预测占空比控制策略，旨在降低计算复杂度并提升稳态控制性能。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高价值。随着公司组串式逆变器（如SG系列）和大型储能系统（如PowerTitan）向更高功率密度和多电平拓扑演进，控制算法的计算效率直接影响DSP的资源占用和系统响应速度。该简化预测占空比控制策略能有效降低计算负载，有助于在保持高性能的同时，进一步优化逆变器及储能变流...
一种用于多电平逆变器的高性能预测控制新方法
A Novel High-Performance Predictive Control Formulation for Multilevel Inverters
Zhituo Ni · Ahmed Abuelnaga · Mehdi Narimani · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年11月
本文提出了一种具有长预测时域的高性能预测控制策略，旨在提升多电平逆变器的控制性能。有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）因其动态响应快、多目标优化能力强且无需PI调节器和PWM调制器等优势，在电力变换器领域备受关注。
解读: 该研究提出的长预测时域FCS-MPC算法，对阳光电源的核心产品线具有显著的技术赋能价值。在大型集中式光伏逆变器及PowerTitan系列储能变流器中，多电平拓扑（如三电平/五电平）已广泛应用，该算法能有效解决传统MPC计算量大与动态性能之间的矛盾，显著提升系统在复杂电网环境下的暂态响应速度和多目标控...
有限控制集模型预测控制器设计指南
Guidelines for the Design of Finite Control Set Model Predictive Controllers
Petros Karamanakos · Tobias Geyer · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年7月
本文探讨了有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）在电力电子系统中的应用。尽管该技术因其灵活性受到学术界高度关注，但设计过程中的简化假设常导致性能偏差。本文旨在为FCS-MPC的设计提供系统性指导，以提升其在电力电子变换器中的实际应用效果。
解读: FCS-MPC作为一种先进的控制策略，在阳光电源的组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）中具有极高的应用潜力。相比传统PWM控制，FCS-MPC能显著提升变换器在复杂工况下的动态响应速度和稳态精度。建议研发团队利用本文的设计指南，优化PCS在弱电网环境下的电...
基于FPGA的非递归球形解码长时域有限控制集模型预测控制
Long-Horizon Finite-Control-Set Model Predictive Control With Nonrecursive Sphere Decoding on an FPGA
Tinus Dorfling · Hendrik du Toit Mouton · Tobias Geyer · Petros Karamanakos · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年7月
本文提出了一种在FPGA上实现长时域有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）的方法。通过开发一种非递归球形解码算法来求解底层的最小二乘整数规划问题，该算法利用问题结构减少了乘法器需求，能在极短时钟周期内计算出最优解，实现了资源高效的控制方案。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器）具有极高的应用价值。FCS-MPC在提升逆变器动态响应速度和电能质量方面表现优异，但计算负担重。本文提出的非递归球形解码算法有效解决了FPGA资源占用与计算延迟的矛盾，使得长时域预测控制在商...
基于VSC的交流微电网高带宽二次电压与频率控制
High-Bandwidth Secondary Voltage and Frequency Control of VSC-Based AC Microgrid
Rasool Heydari · Tomislav Dragicevic · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年11月
本文提出了一种针对电力电子交流微电网的新型二次控制策略。该方法仅利用本地变量，通过在电压源变换器（VSC）初级控制内层采用有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）技术，实现了对电压和频率偏差的高带宽恢复。
解读: 该研究提出的高带宽MPC控制策略对阳光电源的构网型（Grid-Forming）逆变器及微电网解决方案具有重要参考价值。在PowerTitan储能系统及组串式逆变器应用中，引入此类高带宽控制算法，能显著提升系统在弱电网或离网模式下的电压与频率支撑能力，增强微电网的抗扰动性能。建议研发团队评估FCS-M...
基于修正预测的三电平NPC背靠背变流器PMSG风力发电系统鲁棒预测控制
Robust Predictive Control of Three-Level NPC Back-to-Back Power Converter PMSG Wind Turbine Systems With Revised Predictions
Zhenbin Zhang · Zhen Li · Marian P. Kazmierkowski · Jose Rodriguez 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年11月
针对大功率风能转换系统中的直驱永磁同步发电机（PMSG）及三电平中点钳位（NPC）背靠背变流器，本文提出了一种改进的有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）策略。针对传统MPC对系统参数变化敏感的问题，通过引入修正预测机制，有效提升了系统的鲁棒性与控制性能。
解读: 该研究聚焦于大功率风电变流器的核心控制算法，与阳光电源风电变流器产品线高度契合。三电平NPC拓扑是阳光电源大功率风电变流器的重要技术路线，通过引入修正预测的FCS-MPC算法，能够显著提升变流器在复杂电网环境下的动态响应速度与鲁棒性，降低谐波含量，从而提升整机发电效率。建议研发团队关注该算法在计算量...
关于有限控制集模型预测控制中范数选择的研究
On the Choice of Norm in Finite Control Set Model Predictive Control
Petros Karamanakos · Tobias Geyer · Ralph Kennel · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年8月
本文探讨了电力电子领域有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）中目标函数范数的选择问题。虽然ℓ1范数因计算简单常被采用，但可能导致性能下降及闭环不稳定性。文章深入分析了其根本原因，并对比了ℓ2范数在参考跟踪性能与系统稳定性方面的优势。
解读: FCS-MPC是阳光电源组串式逆变器及PowerTitan系列储能变流器（PCS）实现高性能动态响应的核心算法之一。该研究指出的范数选择对稳定性的影响，对优化我司产品的控制算法至关重要。在弱电网环境下，通过合理选择目标函数范数，可有效提升逆变器在复杂工况下的鲁棒性，减少谐波畸变。建议研发团队在iSo...
交流微电网中电力变换器的鲁棒快速模型预测控制
Model Predictive Control of Power Converters for Robust and Fast Operation of AC Microgrids
Tomislav Dragicevic · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年7月
本文提出了一种用于独立交流微电网的有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）策略。交流微电网通常由多个电压源变换器（VSC）组成，需在公共耦合点调节电压的同时实现负载功率分配。该方法旨在提升微电网在动态负载下的鲁棒性与响应速度。
解读: 该研究提出的FCS-MPC策略对阳光电源的构网型（Grid-Forming）逆变器技术具有重要参考价值。在PowerTitan储能系统及大型光伏电站的微网应用中，传统的下垂控制在动态响应上存在局限，而MPC能够显著提升系统在弱电网或孤岛运行下的电压支撑能力与瞬态响应速度。建议研发团队将其应用于新一代...
多电平功率变换器的选择性谐波消除模型预测控制
Selective Harmonic Elimination Model Predictive Control for Multilevel Power Converters
Ricardo P. Aguilera · Pablo Acuna · Pablo Lezana · Georgios Konstantinou 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年3月
本文提出了一种将有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）与选择性谐波消除（SHE）调制策略相结合的控制方法，用于多电平功率变换器。该方法通过预设的SHE电压模式作为稳态参考，在保证系统电流跟踪性能的同时，有效优化了输出电压的谐波频谱。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有重要价值。在大型组串式逆变器（如SG320HX）和集中式逆变器中，随着多电平拓扑的应用，谐波抑制是提升电能质量的关键。将MPC与SHE结合，既能利用MPC的快速动态响应能力，又能通过SHE优化低次谐波，从而减小输出滤波器体积，降低成本。建议研发团队在下一代高功率密度逆...
基于双矢量的PWM整流器模型预测控制性能改进
Performance Improvement of Two-Vectors-Based Model Predictive Control of PWM Rectifier
Yongchang Zhang · Yubin Peng · Haitao Yang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年8月
有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）是PWM整流器功率控制的有效策略。然而，传统FCS-MPC在一个控制周期内仅应用一个电压矢量，导致功率纹波较大。本文提出在一个控制周期内结合零矢量和非零矢量，以优化控制性能，显著降低功率纹波。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有直接的优化价值。在组串式及集中式光伏逆变器、储能变流器（PCS）以及风电变流器的并网控制中，功率纹波的降低直接关系到电能质量及滤波器的体积成本。通过引入双矢量模型预测控制，可以在不增加开关频率的前提下提升系统动态响应速度并降低谐波，有助于优化PowerTitan等储能...
基于不同状态反馈的LCL滤波并网电压源变换器有限控制集模型预测电流控制研究
Finite Control Set Model Predictive Current Control for Grid-Connected Voltage-Source Converters With LCL Filters: A Study Based on Different State Feedbacks
Niklas Panten · Nils Hoffmann · Friedrich Wilhelm Fuchs · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年7月
本文研究了针对LCL滤波并网电压源变换器（VSC）的有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）的不同状态反馈方法。除了传统的变流器侧电流反馈外，文章还引入并对比了两种多变量控制方法及网侧电流控制方案，通过理论分析与实验验证了不同反馈策略在LCL滤波器系统中的性能表现。
解读: 该研究直接针对阳光电源核心产品线（组串式及集中式光伏逆变器、储能变流器PCS）中广泛使用的LCL滤波拓扑。FCS-MPC作为一种高性能控制策略，在动态响应和多目标优化方面具有显著优势。通过对比不同状态反馈方案，该研究为优化阳光电源逆变器在弱电网下的并网稳定性提供了理论支撑。建议研发团队在下一代高功率...
基于有限控制集模型预测-滑模控制的4L-NNPC变换器策略
Finite Control Set Model Predictive-Sliding Mode Control Based Strategy for 4-L NNPC Converters
Yuzhen Xu · Baichuan Ye · Zehong Wu · Yusheng Fang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年11月 · Vol.14
本文提出一种改进的有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）策略，用于四电平嵌套中点钳位（4L-NNPC）变换器。通过引入滑模理论设计成本函数并构建预筛选机制，将候选开关状态从216降至64，显著降低计算负担，同时提升电能质量与电容电压平衡性能。
解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器（PCS）及PowerTitan液冷储能系统中高功率多电平拓扑的实时控制优化具有直接参考价值。4L-NNPC结构可提升PCS在高压大容量场景下的效率与谐波性能，而所提轻量化MPC+滑模融合算法有助于在国产MCU/FPGA平台上实现低延时、高鲁棒性控制，建议在下一代S...
基于深度残差网络的PMSM驱动混合ANPC逆变器FCS-MPC权重因子自动整定
Weighting Factors Autotuning of FCS-MPC for Hybrid ANPC Inverter in PMSM Drives Based on Deep Residual Networks
Shuai Xu · Chunxing Yao · Guanzhou Ren · Zhenyao Sun 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
针对混合有源中点钳位（HANPC）逆变器在高功率应用中的复杂多目标控制问题，本文提出了一种基于深度残差网络的有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）权重因子自动整定方法。该方法利用深度学习强大的非线性映射能力，有效解决了MPC中权重因子难以手动调节的痛点，提升了逆变器在多目标约束下的动态性能与稳态精度。
解读: 该技术对阳光电源的组串式及集中式逆变器产品线具有重要参考价值。随着光伏逆变器向更高功率密度和多电平拓扑（如ANPC）演进，传统MPC算法中权重因子的手动调试耗时且难以达到最优。引入深度残差网络实现权重因子的自动整定，能够显著提升逆变器在复杂电网环境下的动态响应速度和电能质量。建议研发团队关注该算法在...
一种基于电压矢量跟踪算法的低计算量FCS-MPC，用于ANPC三相五电平变换器的共模电压抑制及电容电压平衡
A Low Computing FCS-MPC Based on Voltage Vector Tracking Algorithm With CMVs Suppression and Capacitor Charging Balance Algorithm Without Weight Factors for ANPC 3P-5L Converters
Shaomin Yan · Chengmin Li · Yue Cui · Hao Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
针对ANPC三相五电平变换器在传统FCS-MPC算法下计算负担重、共模电压大、开关频率不固定及权重因子设计复杂等问题，本文提出了一种基于电压矢量跟踪的低计算量FCS-MPC策略，实现了共模电压抑制与电容电压平衡，且无需权重因子。
解读: 该研究针对多电平拓扑（ANPC）的控制优化，对阳光电源的集中式逆变器及大功率储能变流器（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。多电平技术是提升大功率变换器效率和电能质量的关键。该算法通过降低MPC计算量并消除权重因子设计，有助于提升逆变器在复杂电网环境下的动态响应速度和控制稳定性，同时抑制共...
基于Heun方法的低复杂度FCS-MPC及其在五电平逆变器中降低共模电压的应用
Low-Complexity Heun's Method-Based FCS-MPC With Reduced Common-Mode Voltage for a Five-Level Inverter
Dharmikkumar Prajapati · Apparao Dekka · Deepak Ronanki · Jose Rodriguez · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年3月
本文针对多电平逆变器驱动系统中传统有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）存在的问题，提出了一种基于Heun方法的低复杂度控制策略。该方法优化了代价函数，无需复杂的加权因子即可有效抑制共模电压（CMV），同时降低了计算负担，提升了采样频率，从而改善了逆变器输出电流的谐波性能。
解读: 该研究提出的低复杂度FCS-MPC算法对阳光电源的集中式及大功率组串式逆变器具有重要参考价值。随着光伏逆变器向更高电平数（如五电平及以上）发展以提升效率和功率密度，共模电压抑制成为电磁兼容（EMC）设计的关键。该算法通过降低计算复杂度，有助于在现有DSP/FPGA平台上实现更高采样频率，从而减小输出...
基于聚合残差网络的永磁同步电机驱动FCS-MPC权重因子优化
Weighting Factors Optimization for FCS-MPC in PMSM Drives Using Aggregated Residual Network
Chunxing Yao · Guangtong Ma · Zhenyao Sun · Jun Luo 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
针对有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）中权重因子（WFs）整定困难及传统人工神经网络训练复杂、梯度消失等问题，本文提出了一种基于聚合残差网络（ResNet）的权重因子优化方法，有效提升了预测精度与控制性能。
解读: 该技术对阳光电源的电机驱动类业务（如风电变流器、储能系统中的辅助电机控制）具有重要参考价值。FCS-MPC在高性能变流器控制中应用广泛，但权重因子整定通常依赖经验。引入聚合残差网络（ResNet）进行自适应优化，可显著提升变流器在复杂工况下的动态响应速度与稳态精度，减少调试周期。建议研发团队将其应用...
基于占空比的六开关变换器并网发电系统六边形虚拟电压矢量模型预测控制
Duty Cycle Based Model Predictive Control With Hexagonal Virtual Voltage Vectors for Grid-Tied Generation System With the Six-Switch Converter
Paulo Roberto Ubaldo Guazzelli · Stefan Thiago Cury Alves dos Santos · José Roberto Boffino de Almeida Monteiro · Manoel Luís de Aguiar · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月
针对六开关变换器（SSC）应用有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）时存在的电压矢量不对称及数量有限导致电流质量下降的问题，本文提出了一种基于占空比优化的FCS-MPC技术，通过引入六边形虚拟电压矢量，有效提升了系统的并网电流质量与控制性能。
解读: 该技术针对六开关变换器（SSC）这一精简开关器件拓扑进行了优化，对阳光电源的组串式逆变器及户用光伏产品线具有重要参考价值。在追求高功率密度和低成本的户用/小型工商业逆变器设计中，SSC拓扑能有效降低硬件成本，而该文提出的基于占空比的MPC算法能显著改善电流谐波，提升并网电能质量。建议研发团队评估该算...
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