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三相逆变器最小电容电流
MC2）三矢量调制
Yifeng Wang · Jian Zhou · Lingxiao Xue · Xiaoyong Ma 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
本文提出了一种新型三相逆变器调制策略，旨在实现全功率因数角和调制指数范围内的直流母线电容RMS电流最小化。文章建立了电容RMS电流的通用计算模型，并通过数学对比分析了所有可能的三矢量PWM方案，以确定最优解。
解读: 该研究直接优化了逆变器直流侧电容的电流应力，对阳光电源的核心产品线具有显著的工程价值。在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器中，直流母线电容是影响寿命和可靠性的关键器件。通过采用这种最小化电容电流的调制策略，可以有效降低电容发热，延长电容使用寿命，或在相同可靠性要求...
基于电荷等效电流混合重构的Boost PFC变换器直流母线电容在线估计
DC-Link Capacitance Online Estimation Based on Current Hybrid Reconstruction by Charge Equivalence for Boost PFC Converters
Desheng Qu · Binxing Li · Gaolin Wang · Baining Fu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
针对Boost PFC变换器在宽功率范围内直流母线电容估计困难的问题，本文提出了一种基于电荷等效电流混合重构的在线估计策略。该方法有效兼容了混合导通模式（MCM）和连续导通模式（CCM），实现了对母线电容的精确在线监测。
解读: 直流母线电容是光伏逆变器和储能变流器（PCS）中寿命最薄弱的元器件之一。该技术提出的在线估计策略，可直接集成于阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统控制算法中，实现对电容老化状态的实时监测与预警。这不仅能提升系统的可靠性，降低运维成本，还能通过iSolarClou...
用于提升暂态稳定性的构网型换流器直流电压控制
DC Voltage Control of Grid-Forming Converter for Transient Stability Enhancement
Chenhang Xu · Zhixiang Zou · Xiangjun Quan · Zheng Wang 等5人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年3月
由于具备诸多优势特性，构网型变流器正越来越多地用作分布式能源与电网之间的接口。然而，在电网故障期间，它们可能会遇到暂态稳定性问题，尤其是在考虑直流母线影响时。在相关文献中，虽已探讨了直流母线电压控制对稳定性的影响，但尚未进行全面研究。更重要的是，针对增强暂态稳定性的直流母线电压控制研究甚少。本文提出了一种专门用于增强构网型变流器暂态稳定性的稳定直流母线电压控制方法。通过理论分析和验证证实了该方法的有效性。
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于构网型变流器直流电压控制的研究具有重要的战略意义。随着公司在光伏逆变器和储能系统领域的深入布局，构网型控制技术已成为应对高比例新能源接入电网的核心解决方案。该论文针对构网型变流器在电网故障期间可能出现的暂态稳定性问题，特别是直流母线效应引发的失稳风险，提出了专门的稳...
面向故障后风电主导电网恢复的控制设计与电磁暂态仿真
Control Design and EMT Simulation Toward the Restoration of Faulted Wind-Dominant Grids
Hoang P. Dang · Zhenghan Zhang · Hugo N. Villegas Pico · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年3月
当前电力工程师面临利用电磁暂态（EMT）仿真研究风电主导电网恢复的挑战。本文提出三项策略：（i）通过直流耦合电池可靠控制构网型风电机组的直流链路电压；（ii）优化控制器参数，确保风电场在电网恢复过程中稳定并网；（iii）在输电故障发生时自主做出恢复决策。上述贡献通过WSCC 9节点和22节点电力系统的风电主导版本的EMT仿真进行验证，对落实北美电力可靠性公司建议具有重要意义。
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控制策略优化具有重要参考价值。文中提出的直流耦合电池控制方案可用于提升ST储能系统的电压稳定性；并网控制参数优化策略可应用于储能变流器的GFM控制算法升级；自主恢复决策机制对PowerTitan大型储能系统的故障穿越能力提升具有启发。这些技术创新有助...
电网-connected BESS中功率转换系统的主动显式模型预测电流控制
Active Explicit Model Predictive Current Control of Power Conversion System in Grid-Connected BESS
Mingming Zhang · Chang Liu · Mian Li · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年3月
针对并网电池储能系统（BESS）中的功率转换系统（PCS），开发了一种主动显式模型预测电流控制器（APCC）。推导了PCS的精确离散时间模型，系统矩阵和输入矩阵均表示为缩放旋转矩阵，显著简化了控制器设计。将考虑BESS直流母线电压变化的电流参考跟踪问题表述为一个多参数二次规划问题，其中可行电流域被划分为多个临界区域。结果表明，每个区域的最优控制律是电流跟踪误差的分段仿射函数，并且可以显式地预先计算，从而能够在工业电力驱动中实现高效的实时控制。将干扰观测器与显式预测控制器相结合以抑制集中干扰，并且...
解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，这项主动显式模型预测电流控制（APCC）技术具有重要的应用价值。该技术针对并网电池储能系统功率转换系统的核心痛点，通过将系统矩阵表示为旋转矩阵形式简化了控制器设计，并将最优控制律预先计算为分段仿射函数，显著降低了实时计算负担，这与阳光电源追求高性能、低成本的工业化路线...
基于转矩分量量化的构网型光伏系统同步稳定性分析与增强
Analysis and Enhancement of Synchronization Stability in Grid-forming PV Systems Using Torque Component Quantification
Qiong Chen · Yajie Tang · Diyang Gong · Lei Lin 等6人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年3月
摘要：随着分布式光伏的快速部署，电力系统的稳定性问题备受关注。作为一种解决方案，具备主动调节电压和频率功能的并网电压源控制（GFM）应运而生。在众多GFM方案中，直流母线电压同步控制因能够稳定光伏系统的直流母线电压，并利用其直流母线电容储存的能量模拟惯性支撑，而备受瞩目。然而，采用直流母线电压同步控制的光伏系统（PV - DVSC）在某些运行条件下可能会引发低频振荡（LFO）。为降低此类风险，本文利用转矩分量量化方法，研究低频振荡的机理及相应的抑制方法。首先，建立了PV - DVSC的转矩分析模...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文所研究的构网型光伏系统同步稳定性技术具有重要的战略价值。随着分布式光伏大规模接入电网，传统跟网型控制已难以满足电网稳定性要求，构网型（GFM）控制作为新一代技术方向，能够主动调节电压和频率，这与我们在光伏逆变器领域的技术升级路径高度契合。 论文聚焦的直流母线电压同...
一种灵活的高频链矩阵变换器补偿控制策略
A Flexible Compensation Control Strategy for High-Frequency Link Matrix Converters
Ping Jin · Yunqing Hu · Junjie Liu · Yujing Guo 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年3月
高频链路矩阵变换器（HFLMC）省去了直流链路电容，仅通过一级功率变换即可实现从直流到交流的功率传输。然而，由于磁芯移位和振动，HFLMC的隔离型高频变压器（IHFT）通常会出现参数扰动，这对其安全构成威胁。本文提出了一种适用于HFLMC的灵活补偿控制策略。设计了一种旋转式IHFT，并分析了对称空间矢量调制（SVM）策略下HFLMC的IHFT的传输功率和电流应力。所设计的IHFT能够全面模拟由磁芯移位和振动引起的参数扰动，所提出的控制策略可以降低HFLMC的功率波动和IHFT的电流应力。进行了仿...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇关于高频链矩阵变换器的研究具有重要的战略参考价值。该技术通过省略直流母线电容，实现了单级DC-AC功率变换，这与我们在光伏逆变器和储能变流器领域追求的高功率密度、高可靠性目标高度契合。 该论文针对隔离高频变压器参数扰动问题提出的柔性补偿控制策略，对阳光电源的产品创新具...
单相两级式逆变器直流母线电容纹波电流抑制
Ripple Current Reduction in DC-Link Capacitor for a Single-Phase Two-Stage Inverter
Gaowen Liang · Ezequiel Rodriguez · Glen G. Farivar · Josep Pou · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月
单相两级式逆变器是户用光伏等脱碳应用的核心能量转换单元。直流母线电容作为能量缓冲器，其寿命直接决定了系统的可靠性。本文研究了如何通过优化控制策略或电路设计，降低直流母线电容的纹波电流，从而延长电容寿命并提升整体系统的可靠性。
解读: 该研究直接关联阳光电源户用光伏逆变器产品线。直流母线电容是逆变器中易损件，其纹波电流导致的温升是影响整机寿命的关键因素。通过优化纹波电流抑制技术，可显著提升户用逆变器的可靠性，降低售后运维成本，并支持更紧凑的功率密度设计。建议研发团队评估该文提出的抑制策略在现有组串式逆变器中的可行性，以进一步优化产...
面向可靠性的光伏系统NPC逆变器设计——聚焦直流链路电容组与功率器件寿命
Reliability-Oriented Design of NPC Inverter in PV Systems With Focus on Lifetimes of DC-Link Capacitor Bank and Power Devices
Gahyeon Yeo · Ui-Min Choi · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年2月
可靠性已成为光伏（PV）逆变器设计中的关键因素，尤其针对功率器件和电容器等薄弱环节。直流链路电容通常以串并联形式构成电容组，需在电压等级和容值上满足系统要求。然而，电容器体积大、成本高且易失效，亟需优化其配置。同时，散热系统容量的选择直接影响逆变器的功率密度及器件可靠性。本文针对30 kW光伏系统，提出一种面向可靠性的中点钳位（NPC）逆变器设计方法，综合考虑运行工况、系统直流/交流容量比及脉宽调制策略等因素，优化电容组在寿命、成本、体积和截面积等方面的配置，并合理设计散热系统以提升功率器件可靠...
解读: 该NPC逆变器可靠性设计方法对阳光电源SG系列大功率光伏逆变器及ST储能变流器具有直接应用价值。文章提出的直流链路电容组优化配置策略，可指导阳光电源1500V高压系统中薄膜电容的串并联设计，在满足寿命目标前提下降低成本与体积。功率器件散热系统与PWM策略的协同优化思路，可应用于三电平拓扑的SiC模块...
采用交错载波PWM技术的非对称双三相电动汽车输出电流纹波研究
Output Current Ripple in Electric Vehicles With Asymmetrical Dual Three-Phase Arrangement Applying Interleaved Carrier-Based PWM Techniques
Ander Demarcos · Endika Robles · Unai Ugalde · Ibon Elosegui 等5人 · IEEE Access · 2025年2月
非对称双三相（ADTP）多相结构在汽车电驱动系统中日益重要，但其脉宽调制（PWM）技术仍需优化以降低直流母线电流应力。本文基于双傅里叶积分法提出一种新型谐波畸变因子（HDF）计算方法，用于评估载波PWM技术对ADTP系统输出电流纹波的影响。该方法克服了时域分析的分辨率依赖与积分误差，提升了谐波抑制机理的理论认知。实验验证表明，该方法结果准确可靠，揭示了交错调制策略对HDF的影响，并指明了兼顾直流侧与交流侧性能的最优PWM方案，为高功率密度、高可靠性电驱动系统设计提供指导。
解读: 该ADTP交错载波PWM技术对阳光电源新能源汽车驱动系统及储能变流器产品具有重要应用价值。文中提出的双傅里叶积分HDF计算方法可直接应用于：1）车载电机驱动系统优化，通过交错调制降低直流母线电流纹波，减小滤波电容需求，提升功率密度；2）ST系列储能变流器多相并联拓扑设计，优化载波相位配置实现谐波抑制...
四电平非对称飞跨电容逆变器的混合PWM技术和电容电压平衡控制
Hybrid PWM Technique and Capacitor Voltage Balancing Control for Four-Level Asymmetrical Flying Capacitor Inverter
Dinh Du To · Dong-Choon Lee · IEEE Access · 2025年2月
本文提出四电平非对称混合飞跨电容逆变器的新型混合PWM技术，这是HFC拓扑的变体。该技术结合电平移位和相移PWM方法，在理想和稳态运行条件下实现飞跨电容的自然电压平衡。为保持平衡直流链路电容电压，开发基于零序电压注入的控制策略。此外对四电平非对称混合飞跨电容逆变器进行全面分析，在元件数量、成本、总谐波畸变和功率损耗方面与其他四电平逆变器拓扑比较。2千伏1兆伏安四电平非对称混合飞跨电容逆变器系统相比传统HFC电路总驻波电压降低10%且成本降低20%。此外采用所提PWM方法的四电平非对称混合飞跨电容...
解读: 该四电平飞跨电容拓扑技术对阳光电源大功率储能变流器具有重要参考价值。阳光ST系列储能系统采用三电平拓扑，该四电平方案可进一步降低谐波和提升效率。该混合PWM和电容平衡控制策略可应用于阳光下一代高压大容量储能产品，降低滤波器成本20%，提升系统功率密度和可靠性，增强1500V高压系统竞争力，推进储能系...
一种用于驱动系统的单直流电源多电平逆变器，具有扩展的线性调制范围和容错能力
A Single DC Source Multilevel Inverter for Drives With Increasing Linear Modulation Range and Fault Tolerant Capability
Vaidika T. Pardhi · Rohith Pottekkat · Vivek R. S. · K. Gopakumar 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年2月
所提出的七电平混合多电平逆变器将三电平飞跨电容逆变器与级联 H 桥逆变器相结合。其主要目标是开发一种七电平拓扑结构，该结构使用正弦控制在线性和扩展线性调制范围内均能高效运行。这种设计在保留多电平结构的同时，通过正弦脉冲宽度调制（PWM）扩展了线性调制范围。通过对正弦 PWM 的过调制区域进行线性化处理，该系统改善了弱磁运行时的性能，而传统的六步逆变器在弱磁运行时会产生低次谐波。在这种拓扑结构中，即使在扩展线性调制范围内，相电压基波峰值的最大值仍保持为直流母线电压的 0.637 倍。该逆变器具有容...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项七电平混合多电平逆变器技术具有显著的应用价值和战略意义。该拓扑结构通过集成三电平飞跨电容与级联H桥，实现了单直流源供电、降低开关数量和开关电压等级的优化设计，这与我司在光伏逆变器和储能系统中追求的高效率、低成本目标高度契合。 技术的核心创新在于扩展线性调制范围并实现正...
考虑对称电网故障下RSC-GSC交互的DFIG风电系统改进型低电压穿越策略
Improved LVRT Strategy for DFIG-Based Wind Turbine Considering RSC-GSC Interaction During Symmetrical Grid Faults
Yi Luo · Jun Yao · Dong Yang · Hai Xie 等6人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年2月
在严重对称电网故障期间，转子侧变流器与网侧变流器（RS - GSC）之间的相互作用对基于双馈感应发电机的并网风力发电机组（WT - DFIG）的低电压穿越（LVRT）性能有显著影响。因此，为提高WT - DFIG在对称电网故障期间的LVRT性能，本文提出一种LVRT控制策略，该策略通过协调RS - GSC的电流参考值来实现。与现有LVRT策略相比，通过协调RS - GSC的有功和无功电流，所提出的策略不仅可以提高直流母线电压的暂态稳定水平，还能提升WT - DFIG的LVRT性能。最后，利用实验...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的双馈风电机组低电压穿越（LVRT）改进策略具有重要的技术参考价值。虽然我司核心业务聚焦于光伏逆变器和储能系统，但该研究中关于转子侧与网侧变流器（RSC-GSC）协调控制的思想，与我司风电变流器产品线及新能源并网技术存在显著的技术共性。 该技术的核心价值在于通过...
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...
基于相位补偿直流母线电压同步的构网型STATCOM低频振荡阻尼
Low-Frequency Oscillation Damping of Grid-Forming STATCOMs With Phase-Compensated DC-Link Voltage Synchronization
Xin Jiang · Hao Yi · Yuguo Li · Fang Zhuo 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
直流母线电压同步（DCVS）技术可使构网型STATCOM在实现直流电压调节的同时与电网同步。然而，DCVS可能引发低频振荡（LFO）。本文通过建立构网型STATCOM的小信号模型，深入分析了LFO的产生机理，并提出了相位补偿控制策略以抑制振荡，提升系统并网稳定性。
解读: 该研究直接服务于阳光电源PowerTitan和PowerStack等构网型储能系统。随着高比例可再生能源接入，电网强度降低，构网型技术（GFM）是核心竞争力。DCVS技术在提升系统惯量支撑和黑启动能力方面具有重要价值，但其带来的低频振荡风险是产品稳定性的关键挑战。本文提出的相位补偿策略可直接优化阳光...
针对低直流母线电容与差分功率处理的户用光伏系统超快速MPPT
Ultra-Fast MPPT for Residential PV Systems With Low DC-Link Capacitance and Differential Power Processing
Nicolás Agüero Meineri · Ignacio Santana · Ignacio Galiano Zurbriggen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
本文探讨了光伏系统在效率、成本与可靠性方面的优化。针对户用光伏架构，提出了一种结合差分功率处理（DPP）技术与低直流母线电容设计的超快速最大功率点跟踪（MPPT）方案。该方法旨在通过减少功率转换级数提升系统效率，并降低对大容量电解电容的依赖，从而提升系统整体寿命与功率密度。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器产品线具有重要参考价值。通过采用差分功率处理（DPP）架构，可以有效提升户用系统的转换效率并降低BOM成本。此外，文中提到的低直流母线电容设计方案，有助于减少电解电容的使用，从而提升逆变器在高温、高湿等严苛环境下的长期可靠性。建议研发团队关注该拓扑在小型化户用逆变器中...
一种基于去耦电容强制谐振的SiC MOSFET功率回路杂散电感提取方法
An Accurate Power Loop Stray Inductance Extraction Method for SiC MOSFETs Based on Forced Resonance With Decoupling Capacitor
Da Zhou · Zhiqiang Wang · Guoqing Xin · Xiaojie Shi 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
为优化SiC MOSFET在变换器中的运行，准确评估功率回路杂散电感至关重要，这有助于抑制开关瞬态过程中的电压尖峰和EMI噪声。本文提出了一种基于目标杂散电感与直流母线去耦电容强制低频谐振的杂散电感提取方法。
解读: 该研究对阳光电源的SiC应用至关重要。随着公司在组串式光伏逆变器和PowerTitan系列储能PCS中大规模导入SiC MOSFET以提升功率密度和效率，功率回路的杂散电感控制成为设计难点。该提取方法能有效指导PCB布局优化，降低开关过程中的电压过冲，从而提升高压大功率模块的可靠性。建议研发团队将其...
通过硅与碳化硅器件的电感解耦提升混合逆变器性能
Enhancing Hybrid Inverter Performance Through Inductive Decoupling of Silicon and Silicon Carbide Devices
Michael Walter · Mark-M. Bakran · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年1月
本研究的核心目标是提高一款设计用于在 400 V 直流母线电压下运行的牵引混合开关逆变器的效率。这一目标通过将分立的 650 V 硅绝缘栅双极型晶体管（Si - IGBT）和续流二极管与 650 V 碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管（SiC - MOSFET）进行并联组合来实现。本研究提出了一种创新方法，即引入额外的电感，将 SiC - MOSFET 半桥与 IGBT/硅二极管半桥解耦。这种解耦方法有效降低了有源 SiC - MOSFET 的开通损耗和无源硅二极管的关断损耗，与非解耦配置相比，...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于电感解耦的硅基IGBT与碳化硅MOSFET混合逆变器技术具有重要的应用价值和战略意义。 该技术通过在SiC-MOSFET半桥与IGBT/Si二极管半桥之间引入解耦电感，有效降低了SiC-MOSFET的开通损耗和硅二极管的关断损耗，这与我们在光伏逆变器和储能变流器产...
一种不对称故障下两级式光伏并网系统的多目标双层LVRT控制策略
A Multi-Objective Bi-Level LVRT Control Strategy for Two-Stage PV Grid-Connected System Under Asymmetrical Faults
Yiqian Wang · Qi Zhao · Wen Zhang · Tingting Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年1月
随着光伏系统在电力系统中的渗透率不断提高，光伏并网系统的低电压穿越（LVRT）控制受到广泛关注。本文提出一种适用于两级式光伏并网系统的多目标双层LVRT控制策略，在不对称故障下兼顾正负序电压支撑能力与系统安全运行。交流层控制网侧逆变器，直流层调节升压变换器。交流层实施电网电压支撑策略，提升公共耦合点的正负序电压；通过自适应调节电流参考值，在实现最大电压支撑的同时抑制逆变器过流与直流链路电压振荡。直流层根据交流层提供的功率参考，利用补偿电流快速稳定直流电压。仿真与实验结果验证了该策略在不同工况下的...
解读: 该多目标双层LVRT控制策略对阳光电源SG系列光伏逆变器及PowerTitan储能系统具有重要应用价值。其双层协同控制架构可直接应用于两级式拓扑产品：网侧逆变器实现电网电压支撑与过流抑制，DC/DC变换器快速稳定直流母线电压。该策略的自适应电流参考调节机制可增强阳光电源产品在不对称故障下的正负序电压...
用于降低空调系统短路电流的主动短路方法
Active Short Circuit Method for Reducing Short-Current in Air Conditioning Systems
Bumun Jung · Wonhee Lee · Jongwon Choi · Yoonjae Kim · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年1月
摘要：针对配备压缩机和电压源逆变器（VSI）且采用单个电流传感器的空调系统，本文提出了一种简单的有源短路（ASC）方法。电机停机时的开路运行可能会因高再生能量而导致逆变器故障，因此有源短路方法可作为一种替代方案。然而，直流母线连接单个分流电阻的电压源逆变器在有源短路运行期间无法测量电机相电流，所以在有源短路期间无法保护逆变器和电机免受高短路电流的影响。因此，要将有源短路方法安全应用于低成本逆变器颇具挑战。在本文中，依次采用开路和有源短路方式使电机停机。在开路运行期间，利用电机机械动力学估算电机转...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的主动短路（ASC）方法虽然针对空调系统，但其核心技术原理对我司光伏逆变器和储能系统具有重要参考价值。 该技术的核心创新在于解决了单电流传感器VSI在电机制动过程中的保护难题。通过开路运行与ASC顺序组合，利用机械动力学模型估算电机转速，在预设速度点启动ASC...
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