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基于数学形态学和Pearson相关系数的风电变流器开路故障识别方法
An Open-Circuit Fault Identification Method for Wind Power Converters Based on Mathematical Morphology and Pearson Correlation Coefficient
卢奥煊季天瑶李梦诗莫春郑欣 · 电工技术学报 · 2025年6月 · Vol.40
针对风电机组变流器开路故障检测中存在的鲁棒性差与计算复杂问题，提出一种结合直流母线电压与转子电流的故障识别方法。利用数学形态学提取直流母线电压特征实现故障检测，采用Pearson相关系数分析转子三相电流波形以定位故障相，并结合电流平均值确定故障桥臂。该方法计算简便，可准确识别单管与双管开路故障。理论分析与仿真结果表明，在风速、负载波动及噪声干扰下，该方法仍具有高准确率与强鲁棒性。
解读: 该故障诊断方法对阳光电源的变流器产品线具有重要参考价值。通过数学形态学和Pearson相关系数的创新组合,可提升SG系列光伏逆变器、ST系列储能变流器的开路故障诊断能力。特别是在复杂工况下的高鲁棒性特点,契合iSolarCloud平台的智能运维需求。该方法计算简单,易于工程实现,可优化现有产品的故障...
基于多通道的二维递归融合图和LMCR模型的NPC型三电平逆变器故障诊断
A Fault Diagnosis Method for NPC Three-Level Inverters Based on Multi-Channel 2D Recurrence Fusion Maps and LMCR Model
毕贵红王小玲陈冬静赵四洪陈世语陈仕龙 · 高电压技术 · 2025年3月 · Vol.51
针对中点钳位型三电平逆变器在恶劣并网环境下IGBT易发生单管与双管故障、故障特征差异微弱导致识别精度低的问题，提出一种结合多通道二维递归融合图与轻量化多尺度残差网络（LMCR）的故障诊断方法。通过仿真获取三相电流信号，构造递归图并进行多通道融合以提取时序特征；将融合图输入LMCR模型，利用多级Inception结构与残差连接实现多尺度特征提取与梯度稳定。实验结果表明，该方法在无噪声下平均识别准确率达100%，含噪环境下仍达92.53%，具有优异的特征提取能力与抗噪性能。
解读: 该故障诊断方法对阳光电源的三电平拓扑产品线具有重要应用价值。特别适用于SG350/360HX等大功率光伏逆变器和ST储能变流器系列,可提升IGBT故障诊断的准确性和实时性。通过多通道递归融合图提取特征的创新方法,能有效解决阳光产品在复杂并网环境下的故障识别难题。该技术可集成到iSolarCloud平...
基于滑动三角化处理的微电网逆变器多开关开路故障诊断
A Multiswitch Open-Circuit Fault Diagnosis of Microgrid Inverter Based on Slidable Triangularization Processing
Zhanjun Huang · Zhanshan Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
本文提出了一种针对微电网环境下逆变器的鲁棒故障诊断算法，旨在解决不平衡状态和过流分量干扰问题。通过提出的滑动三角化处理技术，将检测信号转化为不同的数据三角形，有效提取多尺度趋势特征和数据抖动分量，从而实现对多开关开路故障的准确诊断。
解读: 该技术对阳光电源的组串式及集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）具有极高的应用价值。在复杂的微电网或弱电网应用场景中，逆变器常面临电网波动和负载不平衡干扰，传统的故障诊断方法易产生误报。该算法通过滑动三角化处理提取多尺度特征，能显著提升设备在复杂工况下的故障...
通过NPC逆变器容错运行提高电机驱动可靠性
Reliability Improvement by Fault-Tolerant Operation of NPC Inverter for Motor Driving
Mikhail Savastianov · Keyue Smedley · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年7月
三电平逆变器的高可靠性运行对于避免设备损坏、停机及经济损失至关重要。本文研究了三电平中点钳位（NPC）逆变器在所有可能的开路和短路故障组合下的表现，并提出了一种无需增加额外硬件的故障后运行新方法，提供了全面的解决方案。
解读: 该研究针对NPC三电平拓扑的容错控制，对阳光电源的核心产品线具有重要参考价值。阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能PCS（如PowerTitan系列）广泛采用三电平拓扑，提升故障下的容错运行能力可显著降低运维成本，提高系统可用性。建议研发团队借鉴该文无需额外硬件的容错策略，将其集成至iSolarCl...
容错五电平开关单元电流源逆变器
Fault-Tolerant Five-Level Switching-Cell Current Source Inverter
Faramarz Faraji · Honnyong Cha · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
本文提出了一种改进的五电平电流源逆变器（DML-CSI）拓扑，旨在解决工业应用中常见的开路故障（OCF）问题。通过优化电路结构，该研究提升了逆变器在故障条件下的运行可靠性，为高功率密度电力电子变换器的容错控制提供了新思路。
解读: 该文献研究的电流源逆变器（CSI）拓扑及容错技术，虽与阳光电源目前主流的电压源型（VSI）光伏逆变器和储能PCS技术路径有所差异，但其提出的容错控制策略对提升电力电子设备的可靠性具有重要参考价值。在阳光电源的高功率密度组串式逆变器或大型储能变流器（如PowerTitan系列）中，若未来考虑电流源型拓...
多相永磁电机在开路和短路故障下的静止坐标系容错电流控制
Stationary Frame Fault-Tolerant Current Control of Polyphase Permanent-Magnet Machines Under Open-Circuit and Short-Circuit Faults
Bhaskar Sen · Jiabin Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年1月
本文提出了一种针对星形连接多相永磁电机在开路（OC）和短路（SC）故障下的静止坐标系容错电流控制策略。由于故障状态下最优转矩控制会产生非正弦电流参考值，传统的电流调节方法难以实现精确控制。该策略通过优化电流参考生成与调节，有效解决了非对称故障下的电流控制难题。
解读: 该研究聚焦于电机驱动系统的故障容错控制，虽然阳光电源的核心业务以光伏逆变器和储能变流器（PCS）为主，但其风电变流器产品线涉及大功率电机驱动与控制技术。该容错控制算法可为风电变流器在极端工况下的可靠性提升提供理论参考，有助于优化变流器在发生功率器件或电机绕组故障时的运行策略，保障风电机组的持续发电能...
通过特定谐波注入提升六相永磁同步电机开路故障后的性能恢复
Enhancing Six-Phase PMSMs Performance Recovery Post Open-Circuit Fault via Specific Harmonic Injection
Zhanqing Zhou · Huibin Yang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年12月
本文提出了一种结合谐波注入的容错控制策略，旨在提升多相电机在开路故障后的运行性能。该策略主要目标是在故障条件下，通过优化控制算法，使转矩输出尽可能接近故障前水平，同时最大限度地降低系统损耗。
解读: 该研究聚焦于多相电机的容错控制，虽然阳光电源的核心业务集中在光伏逆变器、储能PCS及风电变流器，但其核心控制逻辑与风电变流器（尤其是大功率风电变流器）的容错运行高度相关。多相电机驱动技术的研究成果可借鉴至风电变流器的冗余控制设计中，通过谐波注入和容错算法提升风电系统在功率模块故障下的不间断运行能力，...
基于电流相似性分析的两电平三相PWM整流器开路故障诊断
Current Similarity Analysis-Based Open-Circuit Fault Diagnosis for Two-Level Three-Phase PWM Rectifier
Feng Wu · Jin Zhao · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年5月
本文提出了一种基于拓扑对称性分析的两电平三相PWM整流器单管及多管开路故障诊断方法。通过对重构后的相电流进行形状分析与相似性度量（如欧几里得距离等），实现了对故障状态的快速识别与定位，有效提升了电力电子变换器的运行可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及储能变流器（PCS）产品线具有重要参考价值。逆变器和PCS的核心功率模块（如IGBT/SiC模块）在长期运行中，开路故障是导致系统停机的主要原因之一。通过引入基于电流相似性的诊断算法，可集成至iSolarCloud智能运维平台，实现故障的实时预警与精准定位，降低运维成...
H桥功率单元开路故障的时域表征与检测
Time-Domain Characterization and Detection of Open-Circuit Faults for the H-Bridge Power Cell
Mayank Kumar · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
本文研究了H桥功率单元中半导体开路故障（OCSF）的时域特征，包括单开关开路及开关-二极管对开路故障。针对对角开关开路且二极管正常时的故障特征相似性问题，提出了一种高效的故障检测算法，旨在提升功率变换系统的运行可靠性与故障诊断能力。
解读: 该研究对于提升阳光电源组串式逆变器及储能变流器（PCS）的可靠性至关重要。H桥是光伏逆变器和储能变换器的核心拓扑，通过该文提出的时域特征分析与故障检测算法，可显著提升iSolarCloud智能运维平台对功率器件早期故障的预警精度，降低运维成本。建议研发团队将该算法集成至逆变器控制固件中，实现对Pow...
基于数据驱动的磁网络能量路由器少传感器开路故障定位方法
Data-Driven Adaptive Open-Circuit Fault Localization Method With Reduced Sensors for Magnetic-Network Energy Router
Weiheng Zeng · Sayed Abulanwar · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年1月
针对磁网络能量路由器（MNER）开关器件众多导致的故障定位难题，本文提出了一种基于少传感器的自适应数据驱动开路故障定位方法。通过从桥臂电压采样通道提取自适应数据集合，构建多个时间滑动集成异常编码器（EAE），实现了对复杂拓扑下开关故障的精准定位。
解读: 该研究提出的少传感器故障定位技术对阳光电源的电力电子设备具有重要参考价值。在PowerTitan储能系统及大型集中式光伏逆变器中，随着功率模块集成度提高，开关管数量大幅增加，传统的全传感器监测方案成本高且复杂。该方法通过数据驱动和少量传感器实现故障诊断，有助于提升阳光电源iSolarCloud智能运...
通过分析励磁机电枢电流进行旋转整流器开路故障诊断
Open-Circuit Fault Diagnosis of Rotating Rectifier by Analyzing the Exciter Armature Current
Chenghao Sun · Weiguo Liu · Zhihuang Wei · Ningfei Jiao 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年6月
本文针对无刷励磁发电机中旋转整流器的开路故障，提出了一种基于异步励磁机三相电枢电流波形差异的诊断方法。通过定义比率、残差和总和等特征量，实现了对健康状态与开路故障状态的有效区分，为旋转整流器的在线监测提供了理论依据。
解读: 该技术主要针对无刷励磁风力发电机组的旋转整流器，属于风电变流技术领域。阳光电源在风电变流器领域拥有深厚积累，虽然目前主流风电变流器多为全功率变流，但对于双馈风电系统或特定励磁控制方案，该故障诊断算法可提升变流器系统的可靠性与运维智能化水平。建议将该类电流特征分析方法集成至iSolarCloud平台，...
一种用于低成本电机驱动的缺相检测新方法
A Novel Phase Loss Detection Method for Low-Cost Motor Drives
Anton Dianov · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年6月
本文提出了一种专门针对低成本电机驱动设计的缺相故障检测新方法。该算法通过分析电流信号来识别故障，适用于电机驱动的常规配置，即通过电机相电流或直流母线上的分流传感器进行电流测量。
解读: 该研究提出的缺相检测算法在电机驱动领域具有通用性，对阳光电源的业务具有参考价值。在风电变流器及储能系统（如PowerTitan系列）的辅助电机控制中，利用低成本传感器实现高可靠性的故障诊断，有助于降低系统硬件冗余成本，提升产品竞争力。建议研发团队评估该算法在变流器功率模块驱动电路中的应用潜力，以增强...
基于故障注入策略的NPC整流器多路开路故障诊断方法
Multiple Open-Circuit Fault Diagnosis Method in NPC Rectifiers Using Fault Injection Strategy
Mingyun Chen · Yigang He · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年7月
本文提出了一种针对三电平中点钳位（3L-NPC）整流器功率半导体开路故障的诊断方法。通过引入故障注入策略，并改进相间极电压残差的计算方式，有效提升了诊断系统的抗干扰能力。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（如集中式光伏逆变器、大功率储能PCS及风电变流器）具有极高的应用价值。阳光电源的ST系列PCS及大型组串式逆变器广泛采用三电平拓扑，功率器件的可靠性直接影响系统寿命。该诊断方法通过故障注入与残差分析，能显著提升设备在复杂电网环境下的故障识别精度与响应速度，有助于降低运维...
基于参考电压偏差的NPC整流器开路故障诊断及容错控制研究
Open-Circuit Fault Diagnosis in NPC Rectifiers Using Reference Voltage Deviation and Incorporating Fault-Tolerant Control
Mingyun Chen · Yigang He · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
本文提出了一种针对三电平中点钳位（NPC）整流器的开路故障诊断方法。该方法通过比较实际电压与参考电压的偏差进行故障检测，无需复杂计算、精确建模或额外硬件。此外，该方法创新性地将故障诊断与容错控制相结合，有效提升了系统的可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有极高的应用价值。阳光电源的集中式光伏逆变器及大功率储能变流器（如PowerTitan系列）广泛采用三电平NPC拓扑。该诊断方法无需额外硬件成本，且具备容错控制能力，能显著提升大型电站及储能系统的运行可靠性，降低运维成本。建议研发团队将其集成至iSolarCloud智能...
并联H桥多电平电流源逆变器
Paralleled H-Bridge Multilevel Switching-Cell Current Source Inverter
Faramarz Faraji · Honnyong Cha · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
并联H桥多电平电流源逆变器（PHB-MLCSI）广泛应用于高功率、中压工业领域。然而，开路故障（OCF）作为电流源逆变器中最常见且最具破坏性的故障，严重威胁其可靠性。本文针对该缺陷提出了一种新型拓扑结构，旨在提升系统的故障容错能力与运行稳定性。
解读: 该研究关注高功率、中压应用场景下的电流源逆变器拓扑及其故障容错技术，与阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能变流器（如PowerTitan系列）的技术演进方向高度契合。电流源逆变器在高压大功率并网中具有天然的短路保护优势，但其可靠性一直是行业痛点。建议研发团队关注该拓扑在提升系统冗余度方面的潜力，特别...
利用重构技术提升全桥模块化多电平变换器开路故障下的可靠性
Reliability Enhanced Fault-Tolerant Full-Bridge Modular Multilevel Converters Using Reconfiguration During Open-Circuit Failures
Miad Ahmadi · Aditya Shekhar · Pavol Bauer · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
本文针对模块化多电平变换器（MMC）中的全桥子模块（SM），提出了一种在IGBT开路故障（OCF）下的容错控制方法。该方法采用混合策略，通过重构技术提升系统在故障状态下的可靠性与运行稳定性。
解读: 该研究针对MMC拓扑的故障容错设计，对阳光电源的高压大功率储能系统（如PowerTitan系列）及大型集中式光伏逆变器具有重要参考价值。随着储能系统向更高电压等级和更复杂拓扑演进，子模块的可靠性直接影响电站的运维成本。该容错重构技术可优化阳光电源iSolarCloud平台的故障诊断算法，提升设备在极...
矩阵变换器开路故障检测与诊断
Open-Circuit Fault Detection and Diagnosis in Matrix Converters
Christopher Brunson · Lee Empringham · Liliana De Lillo · Patrick Wheeler 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年5月
随着航空、汽车及能源领域对高可靠性和高功率密度需求的提升，矩阵变换器因无需大容量直流母线电容而备受关注。本文重点研究了矩阵变换器中的开路故障检测与诊断技术，旨在提升系统在复杂工况下的运行可靠性。
解读: 矩阵变换器作为一种先进的功率变换拓扑，其高功率密度的特性与阳光电源追求极致效率和紧凑设计的研发方向一致。虽然阳光电源目前主流产品（如组串式逆变器、PowerTitan储能系统）多采用传统电压源型逆变器拓扑，但该文提出的开路故障诊断方法对提升我司逆变器及PCS产品的全生命周期可靠性具有借鉴意义。建议研...
基于可变电流注入的六相感应电机驱动容错控制
Fault-Tolerant Control of Six-Phase Induction Motor Drives With Variable Current Injection
Ignacio Gonzalez-Prieto · Mario J. Duran · Federico J. Barrero · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年10月
三相电机是工业驱动的标准，但多相电机固有的容错能力使其在高可靠性应用中更具吸引力。本文提出了一种多相驱动的容错控制方案，证明了其在发生开路故障后实现无纹波运行的能力。
解读: 该文献研究的多相电机容错控制技术，主要应用于高性能工业电机驱动领域。虽然阳光电源目前的核心业务聚焦于光伏逆变器、储能PCS及风电变流器，与感应电机驱动存在差异，但其提出的“故障诊断与容错控制”思路对阳光电源的风电变流器产品线具有参考价值。在风电变流器中，针对功率模块故障后的降额运行及容错控制是提升风...
基于人工智能的电力电子变换器开路故障诊断：最新进展与未来展望
Artificial Intelligence-Based Open-Circuit Fault Diagnosis for Power Electronic Converters: Recent Advances and Future Prospects
Kangli Liu · Jingyang Zhou · Cheng Jin · Peng Chen 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月
本文探讨了人工智能（AI）在电力电子变换器开路故障诊断中的应用。针对变换器故障定位与识别这一关键问题，AI算法提供了高效的新型解决方案，对保障电力电子系统的稳定运行具有重要意义。
解读: 故障诊断技术是提升阳光电源产品可靠性的核心。对于组串式/集中式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统，引入AI驱动的开路故障诊断算法，可实现故障的实时预警与精准定位，显著降低运维成本（O&M），提升iSolarCloud平台的智能化水平。建议研发团队将该技术集成至功率模块驱动...
飞跨电容与级联H桥多电平变换器开路故障检测
Open Circuit Switch Fault Detection in Flying Capacitor and Cascaded H-Bridge Multilevel Converters
Parham Hekmati · Ian Brown · Zheng Shen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年11月
本文提出了一种简单且快速的功率器件开路故障检测与定位技术。该方法适用于飞跨电容多电平变换器（FCMC）系列，包括DC/DC FCMC、单相或多相H桥FCMC以及级联H桥多电平变换器。该技术通过检测电压和电流方向实现故障定位。
解读: 该技术对阳光电源的集中式逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。随着公司产品向更高电压等级和多电平拓扑演进，功率器件的可靠性至关重要。该文提出的快速故障定位算法可集成至iSolarCloud智能运维平台，实现故障的秒级诊断与预警，减少停机时间，降低运维成本。建议研发团队评...
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