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一种适用于IIOS型光伏直流汇集系统的新型短路故障容错拓扑
A Novel Short-Circuit Fault-Tolerant Topology for IIOS-Type Photovoltaic DC Aggregation Systems
郭珂刘朋超莫智荣禄子昂杨小林李淞轩 · 中国电机工程学报 · 2025年9月 · Vol.45
独立输入串联输出（IIOS）型光伏直流升压汇集系统易受直流侧短路故障影响，威胁系统稳定运行并可能导致开关器件损毁。为此，提出一种新型短路故障容错拓扑，可在低压侧故障时维持系统正常运行，在中压侧故障时快速抑制故障电流。相比现有方案，该拓扑显著减少开关器件数量，降低器件应力，提升低压侧容错能力，并实现部分半导体器件的软开关，从而提高系统效率与可靠性。通过原理分析、控制策略研究及仿真与实验验证了所提拓扑的有效性。
解读: 该IIOS型光伏直流汇集系统的短路容错拓扑对阳光电源SG系列大功率光伏逆变器及1500V高压系统具有重要应用价值。该拓扑通过减少开关器件数量、降低器件应力并实现部分软开关，可直接提升SG系列组串式逆变器的直流侧故障穿越能力，增强系统可靠性。其低压侧容错设计与阳光电源PowerTitan大型储能系统的...
基于器件物理的高压SiC MOSFET短路故障行为模型
A Device-Physics-Based Behavioral Model for Short-Circuit Failure of High-Voltage SiC MOSFETs
巫以凡 · 李驰 · 徐云飞 · 郑泽东 等5人 · 电工技术学报 · 2025年8月 · Vol.40
针对国产高压SiC MOSFET短路耐受能力差、缺乏精准仿真模型的问题，提出一种基于器件物理特性的行为模型，准确描述短路过程中电流、电压等外部特性。模型修正沟道电流中的电压项，并在元胞层面建模JFET区与漂移区电阻，考虑实际器件设计与工艺影响。关键参数源自器件设计环节，提升短路仿真精度并建立设计与应用间的桥梁。实验验证表明，6.5 kV/400 A器件仿真与实测结果一致性高，短路电流关键特征相对误差小于2.5%。
解读: 该SiC MOSFET短路故障建模研究对阳光电源高压产品线具有重要参考价值。特别是针对ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中的6.5kV SiC器件应用，该模型可提升短路保护设计精度，降低器件失效风险。通过精确的物理建模和参数优化，有助于提高PowerTitan等大功率产品的可靠性设计。对于车载O...
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...
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...
主动磁悬浮轴承电力电子驱动器短路容错的最大力能力策略
Maximal Force Capability Strategy for Short-Circuit Fault-Tolerant of AMB Power Electronics Drive
Yixuan Shuai · Mingqu Zhou · Yihua Chen · Yuanhao Xie 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
本文针对主动磁悬浮轴承（AMB）系统中的功率开关短路故障，提出了一种新型容错控制策略。研究推翻了故障H桥失去电流控制能力的传统假设，揭示了其在故障状态下仍具备一定的运行潜力，并提出了最大力能力控制方案，为提升电力电子驱动系统的可靠性提供了新思路。
解读: 该研究探讨了电力电子驱动器在功率器件短路故障下的容错控制逻辑，虽然其应用背景为磁悬浮轴承，但其核心思想——即通过先进的控制算法挖掘故障后功率模块的剩余运行能力，对阳光电源的逆变器及储能变流器（PCS）产品具有参考价值。在PowerTitan等大型储能系统或组串式逆变器中，若能通过控制策略实现故障后的...
短路工况下容错型磁通切换永磁电机改进控制策略
Improved Control Strategy for Fault-Tolerant Flux-Switching Permanent-Magnet Machine Under Short-Circuit Condition
Yu Wang · Liang Geng · Wenjuan Hao · Wenyan Xiao · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年5月
容错型磁通切换永磁电机（FTFSPM）因高可靠性和高转矩密度适用于关键应用。针对短路故障下短路电流导致的转矩脉动问题，本文提出了一种改进控制策略，以优化系统在故障状态下的稳态性能，克服传统PI控制在故障工况下的局限性。
解读: 该研究聚焦于电机驱动系统的容错控制，虽主要针对电机本体，但其故障诊断与容错控制逻辑对阳光电源的电力电子变换器（如风电变流器及储能PCS）具有参考价值。在风电变流器领域，提升变流器在电网故障或内部短路工况下的鲁棒性是核心竞争力。建议研发团队借鉴文中关于抑制故障电流波动及提升系统稳态性能的控制思路，优化...
用于电动汽车锂离子电池短路故障估计的自适应神经观测器
Adaptive Neural Observer for Short Circuit Fault Estimation of Lithium-Ion Batteries in Electric Vehicles
Yiming Xu · Xiaohua Ge · Weixiang Shen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
软短路（SC）故障诊断对电池管理系统（BMS）至关重要，可有效防止电动汽车锂离子电池热失控。本文提出了一种基于自适应神经网络的观测器，用于估计存在未知非线性不确定性下的软短路故障，并对估计误差收敛性进行了严格的理论分析。
解读: 该技术对阳光电源的储能业务（如PowerTitan、PowerStack系列）具有重要参考价值。随着储能系统规模的扩大，电池安全是核心痛点，该自适应神经观测器算法可集成至阳光电源的iSolarCloud智能运维平台或BMS底层逻辑中，实现对电芯级软短路故障的早期预警。通过引入神经网络处理非线性不确定...
不对称短路故障下三相三桥臂逆变器的短路电流特性分析及改进限流策略
Short Circuit Current Characteristics Analysis and Improved Current Limiting Strategy for Three-phase Three-leg Inverter under Asymmetric Short Circuit Fault
作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 日期未知
本文针对三相三桥臂逆变器在不对称短路故障下的运行特性进行研究。在故障发生时，逆变器通常由电压控制模式切换至电流控制模式以限制故障电流，此时逆变器等效为对称正序电流源。然而，在不对称故障下，电压限制可能导致电流控制失效。本文分析了该工况下的短路电流特性，并提出了一种改进的限流策略，以提升系统在故障期间的稳定性和可靠性。
解读: 该研究直接关联阳光电源的核心产品线——组串式及集中式光伏逆变器。在电网发生不对称故障时，逆变器需具备优异的低电压穿越（LVRT）及故障电流支撑能力。本文提出的改进限流策略，能够有效解决传统控制在不对称故障下电流失控的问题，对于提升阳光电源逆变器在复杂电网环境下的电网适应性具有重要参考价值。建议研发团...
基于离散时间建模的模块化多电平变换器短路电流估算
Short-Circuit Current Estimation of Modular Multilevel Converter Using Discrete-Time Modeling
Yushuang Liu · Meng Huang · Xiaoming Zha · Herbert Ho-Ching Iu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年1月
短路故障对高功率模块化多电平变换器（MMC）具有严重危害。为优化系统保护设计，本文提出了一种基于离散时间建模的短路电流计算新方法。该方法结合常用的最近电平调制（NLM）策略，通过将一个周期内的运行状态进行划分，实现了对故障电流的精确计算。
解读: MMC技术在阳光电源的大型集中式光伏逆变器及高压大功率储能系统（如PowerTitan系列）中具有重要应用潜力。该研究提出的离散时间建模方法，能够精确预测故障电流，对于提升大功率变换器的保护策略设计、优化硬件选型及增强系统在极端工况下的可靠性具有重要参考价值。建议研发团队将其应用于高压直流输电或大型...
基于非对称脉宽调制
APWM）控制策略的间接输入串联输出并联
作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 日期未知
本文提出了一种用于高压输入应用场景的间接输入串联输出并联（I2SOP）DC-DC全桥变换器系统，并采用了非对称脉宽调制（APWM）控制策略。该系统在高压直流母线发生短路故障时，能够有效与母线隔离，从而保护输入滤波电容及各组成模块。
解读: 该拓扑结构在处理高压直流输入方面具有显著优势，与阳光电源的组串式逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）的直流侧架构高度契合。在高压直流母线应用中，该方案提供的故障隔离能力能有效提升系统的安全性与可靠性。建议研发团队关注该非对称PWM控制策略在多模块并联均压控制中的应用，以优化大功率储能变...
单相五电平多开关容错逆变器
Single-Phase Five-Level Multiswitch Fault-Tolerant Inverter
V S Prasadarao K · Sankar Peddapati · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年6月
本文提出了一种新型容错多电平逆变器，旨在解决单开关及多开关的开路与短路故障。通过引入冗余单元，该拓扑在任何故障条件下均能保持与正常模式相同的输出功率，显著提升了系统的可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器及小型工商业储能产品具有重要参考价值。随着户用市场对系统可靠性和长寿命要求的提升，引入冗余单元的容错拓扑可有效降低逆变器在极端工况下的停机风险，提升iSolarCloud运维平台的客户满意度。建议研发团队评估该拓扑的成本效益比，重点研究其在单相组串式逆变器中的集成可行...
环形绕组永磁电机短路电流自动抑制分析
Analysis of Short-Circuit Current Automatic Suppression for Toroidal Winding PM Machines
Runyu Wang · Dawei Li · Xinggang Fan · Ronghai Qu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年6月
永磁电机短路故障是安全关键应用中的重大隐患，尤其是匝间短路电流难以被及时检测和抑制。本文研究了环形绕组的自动可变阻抗特性，该特性能够有效限制匝间短路电流，为提升电机系统运行安全性提供了新的技术路径。
解读: 该研究关注电机绕组层面的故障自抑制技术，属于电机本体设计与可靠性范畴。对于阳光电源而言，虽然核心业务聚焦于电力电子变换器（逆变器、PCS），但该技术对风电变流器驱动的永磁发电机系统具有参考价值。在风电变流器产品线中，若能结合此类电机本体的故障抑制特性，可进一步优化变流器的保护策略，提升风电系统的整体...
用于三相开关磁阻电机的集成容错模块化全桥变换器
Modular Full-Bridge Converter for Three-Phase Switched Reluctance Motors With Integrated Fault-Tolerance Capability
Qingguo Sun · Jianhua Wu · Chun Gan · Jifeng Guo · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年3月
本文提出了一种用于三相开关磁阻电机（SRM）的新型模块化全桥变换器，为开关器件的开路和短路故障提供了先进的容错解决方案。该变换器由两个标准六单元开关模块组成，其模块化拓扑结构极大地促进了工业化大规模生产。
解读: 该文献提出的模块化全桥拓扑及容错控制策略，主要针对电机驱动领域，与阳光电源现有的光伏逆变器和储能PCS业务存在差异。然而，其“模块化设计”和“故障容错”理念对阳光电源的PowerTitan等大型储能系统及组串式逆变器具有参考价值。在储能系统追求高可靠性和易维护性的背景下，该文中关于开关器件故障诊断与...
基于集成学习相关系数法的串联电池组电压传感器与短路故障鲁棒诊断
Ensemble Learning-Based Correlation Coefficient Method for Robust Diagnosis of Voltage Sensor and Short-Circuit Faults in Series Battery Packs
Guang Wang · Gaofeng Zhao · Jiale Xie · Kailong Liu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年7月
针对电动汽车电池组安全运行，本文提出了一种基于集成学习框架的改进相关系数（CC）故障诊断方法。该方法结合多元统计分析与贝叶斯概率理论，通过多窗口宽度选择，实现了对电池组电压传感器故障及短路故障的鲁棒性诊断，显著提升了故障检测的准确性与可靠性。
解读: 该研究直接服务于阳光电源储能业务的核心安全需求。在PowerTitan和PowerStack等大型储能系统中，电池组的故障诊断是BMS（电池管理系统）的关键功能。该算法提出的集成学习与相关系数法，可有效提升BMS对电芯电压异常及短路故障的识别精度，降低误报率，从而增强系统的运行安全性。建议研发团队将...
针对三电平HANPC变换器的改进型SVM容错控制技术
Multi Open-/Short-Circuit Fault-Tolerance Using Modified SVM Technique for Three-Level HANPC Converters
Laith M. Halabi · Ibrahim Mohd Alsofyani · Kyo-Beum Lee · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年12月
开路和短路故障严重影响电力转换系统的稳定性和可靠性。针对传统空间矢量调制（SVM）在故障发生时控制失效的问题，本文提出了一种改进的SVM技术，能够有效实现三电平HANPC变换器的故障容错控制，提升系统运行的可靠性。
解读: 该研究针对三电平HANPC（混合有源中点钳位）拓扑的容错控制，与阳光电源的核心产品线高度相关。HANPC拓扑常用于高功率密度、高效率的光伏逆变器及储能变流器（PCS）中。通过改进SVM算法实现开/短路故障下的容错运行，能显著提升PowerTitan等大型储能系统及组串式逆变器在极端工况下的可靠性，减...
具备输出功率保持能力及极限学习机故障诊断的单/多开关容错逆变器拓扑
Single- and Multiswitch Fault-Tolerant Inverter Topology With Preserved Output Power and Extreme Learning Machine Fault Detector
Amirhosein Akbari · Javad Ebrahimi · Alireza Bakhshai · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
针对高可靠性应用场景，本文提出了一种五电平逆变器结构，能够有效处理单开关及多开关的开路与短路故障。该拓扑在故障发生后仍能保持额定输出功率，并结合极限学习机（ELM）实现了高效的故障检测，显著提升了逆变系统的运行可靠性与可用性。
解读: 该研究对于提升阳光电源组串式及集中式逆变器的可靠性具有重要参考价值。在大型地面光伏电站及工商业应用中，逆变器的故障停机直接影响发电收益，该容错拓扑可增强系统在极端工况下的生存能力。同时，利用极限学习机（ELM）进行故障诊断，可无缝集成至iSolarCloud智能运维平台，实现故障的预判与精准定位。建...
一种具有短路故障鲁棒性的脉冲功率应用串联堆叠IGBT开关
A Series Stacked IGBT Switch With Robustness Against Short-Circuit Fault for Pulsed Power Applications
Sadegh Mohsenzade · Mostafa Zarghany · Shahriyar Kaboli · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年5月
针对高压功率变换器中IGBT阻断电压受限的问题，本文提出了一种IGBT串联堆叠方案。该方案在提升电压等级的同时，保持了器件的快速上升时间特性。研究重点在于实现串联器件间的电压均衡，并增强其在短路故障下的鲁棒性，为高压电力电子应用提供了有效解决方案。
解读: 该技术对于阳光电源的高压集中式光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。随着光伏与储能系统向更高直流电压等级（如1500V甚至更高）演进，如何通过器件串联实现高压阻断并确保动态均压是核心难点。该论文提出的串联堆叠技术及短路保护策略，可提升大功率变流器在极端工况下的可靠性...
主动磁悬浮轴承电力电子驱动器的通用开关短路容错策略
General Switch Short-Circuit Fault-Tolerant Strategy of Active Magnetic Bearing Power Electronics Drive
Yixuan Shuai · Dong Jiang · Feng Hu · Mingqu Zhou 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年11月
在主动磁悬浮轴承（AMB）系统中，高可靠性至关重要。功率器件短路故障会导致持续过流，严重威胁系统稳定性。本文提出了一种针对AMB电力电子驱动器的通用开关短路容错策略，旨在提升系统在故障发生后的运行可靠性与安全性。
解读: 该研究关注电力电子器件的短路容错控制，对阳光电源的核心业务具有重要参考价值。在组串式逆变器（如SG系列）和储能变流器（如PowerTitan系列）中，功率模块的可靠性是系统长寿命运行的关键。该文提出的容错策略可优化变流器在极端工况下的故障处理逻辑，减少因单点器件故障导致的整机停机，提升iSolarC...
飞跨电容多电平变换器短路故障条件下的理论分析与实验验证
Theoretical Analysis and Experimental Validation of Flying-Capacitor Multilevel Converters Under Short-Circuit Fault Conditions
Mads Graungaard Taul · Nathan Pallo · Andrew Stillwell · Robert C. N. Pilawa-Podgurski · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年11月
随着对高效率、高功率密度变换器需求的增加，飞跨电容多电平变换器展现出显著优势。该拓扑降低了开关器件的电压应力，但在短路故障下较为脆弱。本文针对该拓扑在短路故障下的运行特性进行了深入的理论分析与实验验证，旨在提升其故障容错能力。
解读: 飞跨电容多电平拓扑在提升功率密度和效率方面具有显著潜力，对于阳光电源的高功率密度组串式逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）的下一代技术演进具有参考价值。该研究聚焦于短路故障下的可靠性分析，这对于提升阳光电源产品在复杂电网环境下的故障容错能力和安全性至关重要。建议研发团队关注该拓扑在降低...
一种基于耦合电感的组件精简型直流微电网固态断路器
A Coupled Inductor-Based SSCB With Reduced Components for DC Microgrid Protection
Prasanth Pithanisetty · Daniel Dsa · Satish Naik Banavath · Edivan Laercio Carvalho 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月
直流微电网因其高效率和高电能质量备受关注，但快速可靠的过流与短路故障保护仍是技术难点。本文提出一种基于耦合电感的固态断路器（SSCB），通过减少组件数量，实现了快速、无电弧的故障清除，为直流配电系统的保护提供了高效解决方案。
解读: 该技术对阳光电源的直流微电网及储能系统业务具有重要参考价值。随着PowerTitan和PowerStack等储能系统在直流侧应用场景的增加，直流侧故障保护的响应速度与可靠性至关重要。该文提出的低组件SSCB方案有助于优化阳光电源储能变流器（PCS）内部及直流汇流侧的保护电路设计，在降低成本的同时提升...
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