找到 13 条结果 · 储能系统技术
一种用于级联交叉开关多电平逆变器的开路故障容错方法
An Open Circuit Fault-Tolerant Method for Cascaded Cross-Switched Multilevel Inverter
Farzaneh Aslani-Gaznag · Yousef Neyshabouri · Mohammad Farhadi-Kangarlu · Abdolhamid Moallemi Khiavi · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年12月
本文提出了一种针对级联交叉开关逆变器（CCSI）的新型开关开路故障检测与容错方法。该方法通过比较逆变器交流侧实际与期望电压波形，在一个基波周期内利用误差指标快速识别故障开关。为实现容错，引入具有电容型直流链的辅助单元（AUC），无需备用直流电源。提出一种变钳位电平调制策略，调整各相参考电压，可在暂态下有效充电电容，并在故障后稳态中维持电容电压平衡。仿真与实验结果表明，9电平CCSI在故障后仍能持续运行，验证了该方法的有效性。
解读: 该级联交叉开关多电平逆变器的开路故障容错技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。文中提出的基于电压波形比对的快速故障诊断方法可集成至iSolarCloud智能运维平台，实现预测性维护；采用电容型辅助单元的容错方案无需备用直流源，可降低ST储能系统冗余成本；...
一种在级联H桥多电平变换器中同时最大化故障后电压并最小化共模电压的容错方法
A Fault-Tolerant Approach for Simultaneously Maximizing Post-Fault Voltage and Minimizing Common-Mode Voltage in Cascaded H-Bridge Multilevel Converters
Mahdi Aslanian · Ashkan Raki · Yousef Neyshabouri · Hossein Iman-Eini · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年12月
本文提出一种基于选择性谐波抑制（SHM）技术的级联H桥（CHB）多电平变换器新型容错控制方法。该方法通过向相电压不平衡的相中注入共模电压（CMV），实现线间电压平衡，并利用最少的健康单元达到最大相电压利用率。通过在SHM开关角度中引入新约束，避免过调制，并通过注入适当CMV最大化线间电压。然而，CMV基波分量（FCMV）可能导致CHB各相功率分布不均，引起逆变器功率倒流，对非再生型CHB尤为不利，因其会抬升单元直流母线电压。为此，本文在SHM调制中将最小化FCMV作为附加优化目标，以防止故障下的...
解读: 该容错控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。级联H桥拓扑在阳光电源中压储能系统中广泛应用，本文提出的SHM容错方法可在单元故障时最大化输出电压利用率，提升系统可用性。特别是最小化FCMV防止功率倒流的策略，直接解决了非再生型储能单元的直流母线过压风险...
启发式切换状态域缩减有限控制集模型预测控制在多电平电流源逆变器中的应用
Heuristic Switching State Domain Reduction Finite Control Set Model Predictive Control for Multi-Level Current Source Inverter
Muyu Chen · Amer M. Y. M. Ghias · Chenggang Cui · Zhige Yuan 等6人 · IET Power Electronics · 2025年9月 · Vol.18
本文提出一种用于多电平电流源逆变器的有限控制集模型预测控制启发式域缩减策略，旨在解决计算复杂度问题并提升控制性能。该方法利用逆变器的结构与电气特性，将计算复杂度从指数级降低至二次阶，显著减轻控制器负担，支持更高采样频率与实时实现。仿真及硬件在环实验结果表明，所提方法在保持与传统FCS-MPC相当性能的同时，有效提升系统可扩展性，为更复杂的控制方案提供实现基础。
解读: 该启发式域缩减FCS-MPC技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。通过将计算复杂度从指数级降至二次阶，可显著提升多电平拓扑（如三电平NPC/T-type）的控制实时性，支持更高采样频率下的精准功率调节。该方法特别适用于电流源型储能变流器的构网型GFM控制...
数字孪生驱动的高可靠性电力电子系统特刊主编寄语
Guest Editorial Special Issue on Digital Twin Driven High-Reliability Power Electronic Systems
Jiangbiao He · Paolo Mattavelli · Fernando Briz · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
为满足全球零排放可持续能源发展需求，交通和公用电力等行业正经历快速变革，电力电子在电动汽车、电动船舶、飞机、太阳能/风能发电和储能等众多功率转换系统中发挥支柱作用。然而电力电子可靠性尚未受到足够重视，特别是在安全关键应用中可靠性应是首要设计优先级。工业4.0和5.0着重互联性、自动化、智能和实时状态监测，数字在线预防性维护和优化至关重要。数字孪生是物理系统的数字复制品，可准确预测和反映物理系统的实时健康状况，通过物理组件与数字孪生模型间的实时双向数据流实现。该特刊发表10篇文章涵盖数字孪生参数估...
解读: 该数字孪生特刊与阳光电源智能运维战略高度契合。特刊涵盖的Buck/Boost变换器数字孪生参数估计、五电平ANPC逆变器故障诊断和SiC MOSFET模块电-热-机械建模与阳光iSolarCloud平台的智能诊断和预测性维护功能发展方向一致。数字孪生技术在直流电容、电感、开关管寄生电阻实时估计方面的...
具有优化直流电压比的非对称级联半桥多电平逆变器分析与调制策略
Analysis and Modulation Strategy of Asymmetric Cascaded Half-Bridge Multilevel Inverter with Optimized DC Voltage Ratio
Qingsong Wang · Qi Wu · Giuseppe Buja · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月
相较于对称型级联多电平逆变器，非对称结构可在不增加模块数量的情况下输出更多电平。然而，现有非对称级联H桥多电平逆变器在直流电压比和模块数量方面存在显著限制，制约其在模块化电力变换系统中的扩展应用。为此，本文提出一种具有优化直流电压比的非对称级联半桥多电平逆变器结构，并设计相应的调制策略。该结构支持直流电压比与模块数的灵活配置，在减小模块体积的同时保持级联拓扑的可扩展性，降低系统成本，提升在中低压系统中的适用性。仿真与实验结果验证了所提结构与调制策略的正确性和可行性。
解读: 该非对称级联半桥多电平逆变器技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。优化的直流电压比配置可减少功率模块数量，降低PowerTitan储能系统的成本和体积，提升中低压场景的经济性。灵活的模块化扩展特性契合阳光电源模块化设计理念，可应用于1500V光伏系统和储能PCS的拓扑...
具有先进电网支撑的背靠背模块化多电平变换器直接功率控制中基于描述函数的变压器励磁电抗分析
Analysis of Transformer Magnetizing Reactance in B2B MMC
Vikram Roy Chowdhury · Ramanathan Thiagarajan · Akanksha Singh · Barry Mather 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
提出基于端口控制哈密顿(PCH)的背靠背(B2B)模块化多电平变换器(MMC)系统直接功率控制(DPC)架构,连接不同频率两个交流源。系统具有基于IEEE1547-2018的先进电网支撑功能。所提控制架构设计通过动态调整各交流侧电流在不平衡电网电压跌落期间抑制功率二次谐波振荡,并确保等效直流母线电压任何二次谐波振荡的有效消除。实时平台和实验室样机验证控制器有效性,结果确认所提控制策略鲁棒性和效率。
解读: 该B2B MMC直接功率控制技术对阳光电源模块化多电平储能变流器有重要应用价值。基于PCH的DPC架构可应用于PowerTitan大型储能系统的先进电网支撑功能,满足IEEE1547-2018标准要求。二次谐波抑制技术对ST储能变流器在不平衡电网条件下的稳定运行有优化作用。该技术对阳光电源柔性直流输...
一种适用于独立及并网应用的九电平共地型多电平逆变器
A Nine-Level Common-Ground Type Multi-Level Inverter for Standalone and Grid-Connected Applications
Mohammad Zaid · Adil Sarwar · Atif Iqbal · Saniya Khan 等6人 · IET Power Electronics · 2025年5月 · Vol.18
本文中，作者设计并提出了一种新型多电平逆变器。该逆变器结构采用较少的开关器件，降低了元件电压应力，同时具备共地特性，适用于独立运行和并网应用场合。通过优化拓扑结构，系统在减少硬件成本的同时提升了效率与可靠性。仿真与实验结果验证了所提拓扑的可行性与有效性。
解读: 该九电平共地型拓扑对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器具有重要参考价值。共地特性可有效抑制漏电流，提升系统安全性，特别适用于分布式光伏和户用储能场景。减少开关器件数量可降低PowerTitan大型储能系统的硬件成本，降低元件电压应力有助于提高功率模块可靠性。该拓扑的独立/并网双模式运行特...
具有减少器件数量的可扩展多源开关电容多电平逆变器研究
Investigation of an Extendable Multisource Switched-Capacitor Multilevel Inverter With Reduced Device Count
Tapas Roy · Sudip Nandi · Ranjeeta Patel · Banishree Misra 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
文章介绍了一种新型17电平开关电容多电平逆变器SCMLI，无需H桥电路同时显著减少元件数量。该创新结构依赖两个对称非隔离电源和由四个串联电容组成的电容支路CL。进一步设计了该17电平结构的扩展版本，允许加入不同数量的电源和电容。该扩展配置实现与同类结构相同的输出电压电平数，但开关、驱动器、电容和电源需求减少。所提结构仅需导通两个半导体器件即可直接从直流电源对电容充电增强电容电压曲线，仅导通三个开关即可实现最高电压电平减少寄生压降并提高升压因子。为实现模块化并产生更高输出电压电平，文章探讨了所提扩...
解读: 该17电平SCMLI研究对阳光电源多电平逆变器技术发展有重要参考价值。无需H桥且器件数量减少的拓扑创新与阳光ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的成本优化和可靠性提升目标一致。仅需导通两个器件充电和三个器件实现最高电压的控制策略可降低阳光多电平逆变器的开关损耗和功率模块复杂度。级联配置的模块化设计...
基于Clarke变换与中点偏移策略在非理想条件下级联H桥多电平逆变器的图形化分析与控制
Graphical Analysis and Control of Cascaded H-Bridge Multilevel Inverter Using Clarke Transformation With Neutral-Shift Strategy Under Nonideal Conditions
P. M. Lingom · Joseph Song-Manguelle · Ideal Oscar Libouga · Mamadou Lamine Doumbia 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
本文提出一种基于三维空间矢量图示法，用于诊断非理想条件下三相级联H桥（CHB）逆变器的不平衡运行状态。理想情况下，Clarke变换后电压矢量在αβ静止坐标系中呈圆形轨迹，输出平衡的三相电压与电流；而在直流电压不平衡或单元故障等非理想条件下，轨迹变为椭圆，导致系统失衡。文章分析了两种运行模式的特征差异，并提出一种通用的中点偏移控制策略，可同时应对直流源不均与单元失效问题，确保线电压和电流保持平衡。通过三单元CHB逆变器带对称RL负载的仿真与实验验证了该方法的有效性，并探讨了非理想条件对电压电流频谱...
解读: 该Clarke变换图形化诊断与中点偏移控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。级联H桥拓扑是阳光电源中高压储能系统的核心架构，文中提出的三维空间矢量诊断法可快速识别电池单元SOC不均衡或功率模块故障，提升系统可靠性。中点偏移策略能在直流侧电压不平衡时保...
基于脉冲幅度调制与令牌轮换的多电平逆变器电压平衡方法
Pulse Magnitude Modulation and Token Rotation-Based Voltage Balancing Method of Multilevel Inverter for Wireless Power Transfer
Jian Guo · K.T. Chau · Wei Liu · Yunhe Hou 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
多电平逆变器在大功率无线电能传输（WPT）系统中受到了越来越多的关注，但其开关损耗和电容电压平衡问题令人担忧。为解决这些问题，本文提出并实现了一种用于WPT系统的飞跨电容多电平逆变器（FCMLI）的Σ-Δ脉冲幅度调制（PMM）方法。该方法可同时实现宽范围输出电压调节和零电压开关。此外，本文还提出了一种基于令牌旋转的用于WPT的FCMLI飞跨电容电压平衡方法。该方法可平衡任意电压等级的FCMLI电容电压，同时保持较小的纹波并抵抗阶跃动态变化。文中还讨论了飞跨电容的相应参数选择。通过理论分析、计算机...
解读: 从阳光电源的业务布局来看，这篇论文提出的飞跨电容多电平逆变器技术及其Σ-Δ脉冲幅度调制方案具有显著的战略价值。该技术虽然针对无线电能传输系统，但其核心创新——开关损耗优化和电容电压平衡控制——与我司光伏逆变器和储能变流器的技术痛点高度契合。 首先，论文提出的零电压开关技术能够有效降低开关损耗，这对...
基于容错分析的减少开关数单相多电平逆变器拓扑性能评估
Fault-Tolerant Analysis-Based Performance Assessment of Single-Phase Multilevel Inverter Topologies With Reduced Switch Count
Marif Daula Siddique · Prasanth Sundararajan · Mrutyunjaya Sahani · Sanjib Kumar Panda · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月
研究多电平逆变器(MLI)因元件和子组件数量多而易受多种故障影响的问题,容错(FT)能力对系统可靠运行至关重要。提供不同类型MLI的FT能力研究,分析中考虑开关和电源故障(SF)的不同故障类别,分析单开关、双开关组合和SF。提供不同故障指标对比,指导FT MLI领域未来研究方向。对两种常用拓扑进行实验验证,展示FT分析对各类故障的实用性并提供测试结果。
解读: 该多电平逆变器容错分析技术对阳光电源多电平拓扑产品设计有重要参考价值。容错能力评估方法可应用于ST储能变流器的三电平/五电平拓扑设计,提高系统在开关故障和电源故障下的可靠性。该研究对SG光伏逆变器多电平拓扑的冗余设计和故障处理策略有指导意义。容错指标对比对PowerTitan储能系统模块化设计的可靠...
基于数字孪生的五电平ANPC多电平变换器开路故障诊断
Digital Twin Enabled Open-Circuit Fault Diagnosis for Five-Level ANPC Multilevel Converters
Majid T. Fard · Benjamin J. Luckett · JiangBiao He · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年9月
本文提出一种面向五电平有源中点钳位（5L-ANPC）功率变换器的创新性数字孪生（DT）健康监测策略，针对其在高功率、安全关键应用中因半导体器件数量多而导致可靠性下降的问题。该方法构建实时DT副本，利用直流母线电容与飞跨电容电压、负载电流及开关模式等现有信号，在无需额外传感器的前提下实现开关开路故障的快速在线诊断，检测时间小于一个输出基波周期。实验结果验证了该DT健康监测方法在多种工况下的鲁棒性与有效性，显著提升系统可靠性并降低维护成本。
解读: 该数字孪生故障诊断技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。五电平ANPC拓扑与阳光电源储能产品采用的多电平技术架构高度契合，其无需额外传感器、仅利用现有电压电流信号实现快速故障诊断的方案，可直接集成至iSolarCloud智能运维平台，增强预测性维护能力。...
集成储能的模块化多电平变换器容错性能评估
Assessment of Fault Tolerance in Modular Multilevel Converters With Integrated Energy Storage
Theodore Soong · Peter W. Lehn · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年6月
本文探讨了将储能系统集成至电网的方案。传统方案依赖直流母线连接，存在电池串联过长导致的可靠性问题。文章研究了模块化多电平变换器（MMC）集成储能的拓扑结构，重点分析了其在故障情况下的容错能力，旨在提升储能系统整体的可靠性与运行效率。
解读: 该研究对于阳光电源PowerTitan及PowerStack等大型储能系统具有重要参考价值。目前阳光电源的储能产品正向高压化、模块化演进，MMC拓扑在提升电能质量、降低谐波及实现电池簇精细化管理方面具有潜力。文章提出的容错控制策略可优化PCS（储能变流器）在单模块故障时的冗余运行能力，提升系统可用度...