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基于逆变器资源建模的新范式用于潮流与短路分析
A New Paradigm in IBR Modeling for Power Flow and Short Circuit Analysis
Zahid Javid · Firdous Ul Nazir · Wentao Zhu · Diptargha Chakravorty 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年5月
基于逆变器的电源（IBR）的故障特性与传统同步发电机不同。由于饱和状态，IBR的故障响应是非线性的，并且主要由相关电压源换流器（VSC）的故障穿越（FRT）策略决定。这导致在考虑这些短路特性时，潮流计算的求解时间过长，尤其是当电力系统状态因IBR发电的不确定性而快速变化时。为克服这一问题，本文提出了一种用于以IBR为主的电力系统的相量域稳态（SS）短路（SC）求解器，随后将所开发的IBR模型与一种基于雅可比矩阵的新型潮流（PF）求解器相结合。在这种多阶段潮流求解器中，可以通过考虑电力系统各组件的...
解读: 该IBR统一建模范式对阳光电源ST储能变流器和SG光伏逆变器的电网适应性设计具有重要价值。当前高比例新能源接入场景下，准确预测逆变器短路电流特性（含电流饱和、限幅等非线性行为）是电网规划与保护配置的关键。该模型可直接应用于：1）PowerTitan储能系统并网方案设计，优化短路容量贡献计算；2）SG...
逆变器供电永磁电机中磁体涡流的二维与三维建模
2D and 3D Modeling of Magnet Eddy Currents in Inverter-Fed Permanent Magnet Machines
Mehran Mirzaei · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年1月
本文提出了用于对逆变器供电的表贴式永磁电机中磁体涡流进行解析建模的新型二维和三维方法。逆变器电流的时间谐波会在表贴式磁体中引发感应涡流和损耗。在弧形磁体中，分别在考虑和不考虑涡流反应场的情况下对涡流进行建模。忽略反应场用于计算一个新的端部效应系数，以在二维计算中考虑第三维对涡流损耗的影响。利用新型二维和三维解析方法推导出磁体损耗的闭式方程，以快速计算磁体涡流损耗。在三维建模中采用傅里叶级数法求解微分方程。在三维磁体损耗方程中分离出不考虑第三维效应的二维磁体损耗方程，这有助于清晰展示第三维效应。将...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于逆变器供电永磁电机中磁体涡流损耗的2D/3D建模研究具有重要的技术参考价值。虽然该论文聚焦于永磁电机领域，但其核心技术与我司光伏逆变器、储能变流器以及新能源汽车驱动系统存在显著的技术关联性。 **业务相关性分析**：逆变器输出电流的时间谐波是导致永磁体涡流损耗的根...
通过降阶区间观测器实现感应电机驱动中逆变器开路开关和电流传感器故障的同步诊断
Simultaneous Diagnosis of Open-Switch and Current Sensor Faults of Inverters in IM Drives Through Reduced-Order Interval Observer
作者未知 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月
本文提出了一种利用所设计的降阶区间观测器诊断感应电动机（IM）驱动器中开关断开（OS）故障和电流传感器（CS）故障的新方法。首先，该方法利用系统增广和分解技术将 OS 故障从原始 IM 驱动系统中解耦。随后，创新性地引入降阶区间观测器，以同时估计状态和 CS 故障。此外，借助区间观测器，提出了故障检测和识别方法，以有效诊断并区分 OS 故障和 CS 故障。该方法的主要优点在于，无需复杂的分类算法即可同时诊断 IM 驱动器中的这两种故障，并且能够实现鲁棒性和快速故障诊断。文章给出了实验结果和对比分...
解读: 从阳光电源的业务角度来看，这项基于降阶区间观测器的逆变器故障诊断技术具有显著的应用价值。该技术能够同时诊断开关器件开路故障和电流传感器故障，这两类故障是光伏逆变器和储能变流器运行中最常见的失效模式，直接影响系统可靠性和发电效率。 对于阳光电源的核心产品线，该技术的应用前景广阔。在集中式和组串式光伏...
一种紧凑型DC–200 MHz混合式电流测量方法用于快速开关功率半导体模块
A Compact DC–200 MHz Hybrid Current Measurement Approach for Fast Switching Power Semiconductor Modules
Shiqi Ji · Wenhao Xie · Yikang Xiao · Ran Lu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
精确的电流测量对于功率半导体特性表征至关重要。近年来，考虑到功率半导体的开关速度变得更快，由于现有电流探头带宽有限，很难用它们有效地测量电流。此外，在很多情况下，有必要在长期运行的实际功率变换器中直接对功率半导体进行特性表征，这就要求电流探头具备其他一些关键特性，包括直流精度、电气隔离、易于安装等。本文提出了一种新颖的混合式电流测量方法，包括基于隧道磁阻的低频测量部分、基于罗氏线圈的高频测量部分，以及用于实现无缝频率组合的信号调理电路。据此，开发了一种基于该方法的电流探头，实现了高带宽、电气隔离...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项直流至200MHz混合电流测量技术对我司在高性能功率半导体器件应用方面具有重要价值。随着我司光伏逆变器和储能变流器大规模采用SiC和GaN等第三代宽禁带半导体器件，开关频率显著提升至数百kHz甚至MHz级别，传统电流探头的带宽限制已成为精确测量和器件特性分析的瓶颈。 ...
基于分布式能源逆变器的无功功率辅助服务以支持配电网中的点对点交易能源
DER-Inverter Based Reactive Power Ancillary Service for Supporting Peer-to-Peer Transactive Energy Trading in Distribution Networks
Yunyang Zou · Yan Xu · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年6月
分布式能源资源（DERs）的快速增长以及点对点（P2P）能源交易的出现给配电网的运行带来了重大挑战。本文在此背景下设计了一个多时间尺度无功辅助服务交易框架。该框架包括一个基于合同的日前无功备用服务交易阶段和一个提前一小时的无功支持服务交易阶段。在日前阶段，配电系统运营商（DSO）与具有足够无功容量的逆变器接口型分布式能源资源签订一份鲁棒无功备用合同，该问题被建模为一个考虑节点负荷不确定性和提前一小时市场行为的两阶段鲁棒优化模型。一个重要的优势是，鲁棒无功备用合同消除了分布式能源资源在后续提前一小...
解读: 该DER逆变器无功辅助服务技术对阳光电源ST储能变流器和SG光伏逆变器产品线具有重要应用价值。研究提出的无功功率协调控制策略可直接集成到阳光电源逆变器的控制算法中，通过优化无功输出支撑P2P能源交易场景下的电压稳定。对于ST系列储能系统，该技术可增强其在配电网中的辅助服务能力，提升系统经济性；对于S...