Jiachen Tian · Chaoran Zhuo · Feng Wang · Pengyu Gao 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月

针对双有源桥（DAB）变换器，提出一种优化的非对称占空比调制策略（OAS），以拓宽软开关范围并降低电流应力。系统分析了不同OAS模式下的工作原理、功率与电流特性，并建模研究了死区时间与结电容对软开关的影响，结合能量平衡原理推导出实现零电压开通的最小电流条件。进一步，基于多目标粒子群优化算法，提出综合优化方法，同步优化均方根电流、峰值电流与软开关范围。实验验证了所提方法的有效性，相比现有调制策略，具有更低的电流应力与更宽的软开关区间。

解读: 该DAB优化调制技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan储能系统具有直接应用价值。OAS调制策略可优化DC/DC隔离级设计，通过拓宽软开关范围降低开关损耗，结合SiC器件应用可进一步提升系统效率。多目标优化方法可同步降低电流应力与热损耗，提升功率密度，对大型储能系统热管理设计具有指导意...

Shihong Jing · Yun Zhang · Tong Li · Zhen Huang · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月

电动飞机是未来航空工业的重要发展方向，但受限于储能装置的能量密度、功率密度及可靠性。电池-超级电容混合电源系统是一种有前景的解决方案。针对传统半主动式系统中高频与低频分界不明确、超级电容荷电状态频繁触达阈值及母线电压控制不足等问题，本文提出一种具备荷电状态自恢复与直流母线电压辅助调节功能的功率分配方法。该方法利用二阶滤波器特性实现瞬态后荷电状态自恢复，并构建电流外环-电压内环控制回路，实现母线电压辅助调节与支撑。所提方法提升了系统运行连续性，避免了频繁模式切换，增强了安全性。实验结果验证了该控制...

解读: 该电池-超级电容混合功率分配技术对阳光电源储能与充电业务具有重要应用价值。文中提出的SOC自恢复与母线电压辅助调节策略可直接应用于ST系列储能变流器的功率管理模块，通过二阶滤波器实现高低频功率解耦，优化PowerTitan储能系统中电池与超级电容的协同控制，延长电池寿命并提升瞬态响应能力。电流外环-...

Arpan Laha · Abirami Kalathy · Praveen Jain · Majid Pahlevani · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月

本文提出了一种基于李群理论的单相微逆变器离网运行新型控制策略。针对太阳能微逆变器储能容量小、负载突变时调节能力弱的问题，引入特殊正交群SO(2)及其李代数so(2)构建控制系统框架，用于生成参考电流并调控并联微逆变器公共耦合点电压。该控制器具有快速瞬态响应和强鲁棒性，能有效应对剧烈负载波动。无需虚拟阻抗补偿即可抑制输出阻抗变化影响，避免传统下垂控制中因阻抗压降导致的电压偏差，实现更精确的电压调节。且适用于各类线性与非线性负载，无需调整控制结构。实验结果表明，所提方法在动态性能与稳定性方面优于传统...

解读: 该李群控制方案对阳光电源ST系列储能变流器及SG系列微逆变器的离网运行具有重要应用价值。针对储能容量受限场景，该方法无需虚拟阻抗补偿即可实现精确电压调节，可直接应用于PowerTitan储能系统的离网模式优化，提升负载突变时的动态响应速度。相比传统下垂控制，李群控制框架在非线性负载适应性方面的优势，...

Million Gerado Geda · Ba Phu Do · Huigyeong Song · Huu-Phuc Kieu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月

提出单级AC-DC变换器轻载高效调制策略。该调制方案在改进推挽单级AC-DC变换器上实现。该变换器通过引入辅助电感在全功率宽电压范围实现零电压开关(ZVS)导通。但单级变换器通常因硬开关(HS)和环流电流占主导导致显著功率损耗而存在轻载效率低问题。为应对这些挑战,提出使用自适应开关频率提高轻载效率的调制策略。3.7kW单级车载充电器(OBC)样机实验验证了各负载水平下的理论分析。轻载转换性能包括效率和电能质量得到改善。该概念对负载水平多样化的电池储能系统(BESS)和光伏(PV)转换系统特别重要...

解读: 该轻载高效调制单级AC-DC变换器技术对阳光电源车载充电器和光伏逆变器轻载性能优化有重要应用价值。自适应开关频率策略可应用于阳光电源OBC产品,提高轻载充电效率。宽电压ZVS技术对ST储能系统的AC-DC整流级有借鉴意义。该技术对户用光伏和储能系统在低负载运行工况下的能量损耗降低有实用价值,可提升系...

Peilin Liu · Xianwu Zeng · Jiawen Xi · Tom Feehally 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月

燃料电池供电电动飞机是航空电气化的重要发展方向。作为主能源的燃料电池向动态变化的恒功率负载提供推进功率，储能系统则维持系统功率平衡并调节直流母线电压。本文建立了简化的多源直流网络等效模型，用于开展非线性稳定性分析，预测负载扰动下的系统动态特性。基于雅可比矩阵与系统特征值，推导了稳定性边界，并结合分岔理论对下垂控制参数、直流电容及线路电感等关键参数进行灵敏度分析。理论分析结果对机载直流网络的可靠设计具有指导意义，仿真与实验验证了主要结论。

解读: 该多源直流网络稳定性分析技术对阳光电源储能系统和新能源汽车产品线具有重要应用价值。文章提出的基于雅可比矩阵和分岔理论的非线性稳定性分析方法，可直接应用于ST系列储能变流器的下垂控制参数优化设计，特别是在多储能单元并联场景下，通过灵敏度分析优化直流母线电容和线路电感配置，提升PowerTitan大型储...

João Serra · Fernando Bento · Antonio J. Marques Ma · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月

随着电动汽车和风力发电系统等应用对先进电驱动系统需求的增长，多相电机因其高效率与高可靠性优势备受关注。对称六相感应电机（S6PIM）因具备良好的容错能力和兼容三相变流器的特点而受到重视，但其广泛应用受限于先进电流控制策略的缺乏。模型预测控制（MPC）虽具有优良动态性能，但仍面临计算负担重、电流谐波及零序电流等问题。本文提出一种引入虚拟电压矢量（VVVs）的MPC新方法，专门抑制单星形与六边形绕组结构中的零序电流，并提升磁链与转矩性能。同时设计了一种新型对称脉宽调制（PWM）模式，以降低开关损耗并...

解读: 该虚拟电压矢量MPC技术对阳光电源新能源汽车电驱动产品线具有重要应用价值。文中提出的零序电流抑制方法可直接应用于电机控制器开发，提升驱动系统效率与可靠性。对称PWM模式实现的固定开关频率特性，可降低SiC功率模块的开关损耗，与阳光电源功率器件技术路线高度契合。该MPC算法框架可借鉴至ST系列储能变流...

Gaoxiang Li · Yang Shao · Xiao Liu · Jining Chen · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月

目前，串联补偿电容是提升交流能量传输效率的常用方法。然而，虚拟同步发电机（VSG）的串补并网系统易引发阻抗谐振，导致次同步振荡（SSO）。本文首先通过阻抗法揭示该SSO的特性与机理。随着串补度增加，传输效率提高，但SSO风险加剧。为此，通过分析串联补偿电容的工作机制，提出一种VSG的虚拟串联补偿控制策略，并研究了逆变器在该控制下的运行边界。相比传统串补电容方法，所提控制无需额外硬件，且具有更优的稳定性。仿真与实验验证了该控制策略及理论分析的正确性。

解读: 该虚拟串联补偿控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和构网型控制产品具有重要应用价值。当前阳光电源PowerTitan储能系统广泛采用VSG控制实现电网支撑，但在弱电网或长距离传输场景下面临传输效率与次同步振荡的矛盾。该研究提出的虚拟串补策略通过软件算法替代物理电容，可直接集成到ST系列变流器的GFM...

Guanhong Song · Chunpu Wu · Jiahui Yan · Qingnian Wang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月

随着分布式能源在现代电力系统中的高比例接入，电网电压畸变问题日益严重，显著影响并网LCL逆变器的运行特性与电能质量。现有研究多采用基于虚拟阻抗的控制方法重塑逆变器输出特性，以抑制电网谐波的不利影响。然而，数字控制器中的离散时间延迟严重削弱了该类方法的性能。为此，本文提出一种改进的离散时间延迟补偿算法，通过设计并集成一拍超前观测器至电流控制器，实现对采样延迟的完全补偿，有效提升逆变器的阻抗特性。数值分析、MATLAB/Simulink仿真及LCL逆变器样机实验验证了所提方法的有效性。

解读: 该延时补偿算法对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的弱电网适应性提升具有重要价值。通过一拍超前观测器补偿数字控制延时，可显著增强LCL滤波器的阻抗特性，直接改善产品在电网电压畸变环境下的并网性能。该技术可应用于PowerTitan大型储能系统的并网控制策略优化，提升谐波抑制能力；结合阳光...

Sombir Kundu · Ashutosh K. Giri · Sunil Kadiyan · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月

本文提出一种用于电压源变换器（VSC）的自适应混合步长归一化最小均方四阶（MSSNLMF）控制方法，以调节独立发电系统中的电压与频率。该控制策略同时实现负载无功补偿、抑制供电系统谐波、平衡负载不对称影响，并在间歇性条件下提升基波分量提取的动态响应速度、减小稳态误差并增强系统稳定性。系统由光伏阵列、风力驱动的自励感应发电机及电池储能构成。采用双向DC-DC变换器控制替代传统PI控制，提升了系统稳定性并简化了控制器设计。实验结果表明，所提方法在风速、光照及非线性负载变化下均具有优良的电能质量，动态调...

解读: 该自适应MSSNLMF控制算法对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要应用价值。文章提出的混合步长自适应控制可直接应用于储能PCS的电压频率调节，相比传统PI控制，其19ms动态响应时间和2%稳态误差显著优于现有方案，可提升阳光电源离网储能系统在负载突变时的电能质量。双向DC-...

Rajendra Prasad Upputuri · Bidyadhar Subudhi · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月

为缩短电动汽车充电时间并降低能量损耗，车载电池电压不断提升至800 V乃至1.5 kV，对快充系统设计提出新挑战。本文提出一种新型双向两阶段DC-DC变换器，具备极宽输出电压范围。前级采用双变压器可重构三桥臂变换器（DTR3LC），后级为交错式可重构降压变换器（IRBC），并通过四个辅助开关实现串并联切换，结合IRBC实现宽范围高效稳压调节。实验样机在80 V输入下实现15–150 V输出，最大效率达95.32%。

解读: 该双向两阶段DC-DC变换器技术对阳光电源充电桩产品线具有重要应用价值。其DTR3LC+IRBC架构通过串并联重构实现15-150V宽范围输出，可直接应对400V/800V/1500V多电压平台电动汽车的快充需求，避免多套硬件冗余。95.32%的高效率与阳光电源SiC器件应用经验结合，可提升充电桩能...

Anqi Hu · Qingyun Meng · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月

提出一种基于磁通管供电轨和H型接收器的电动汽车动态无线充电系统。该系统通过优化磁场分布实现均匀空间磁场，降低输出功率波动。H型接收器设计提高失调容限和传输稳定性。实验验证系统在动态充电场景下的优越性能。

解读: 该动态无线充电研究对阳光电源电动汽车充电技术创新有重要价值。均匀磁场和低功率波动特性可应用于阳光OBC动态充电方案，提升用户体验。该技术对阳光拓展电动汽车无线充电业务有实用价值。...

Qixiang Yang · Fujun Ma · Junpan Wang · Zhengxiao Zhang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月

针对商用自动烹饪设备的高功率需求，提出一种带储能端口的全金属感应加热电源系统。该储能端口可实现削峰填谷并利用分时电价降低运行成本。为解决非铁磁性锅具等效电阻小、易引发逆变器过流的问题，采用具备开关切换的双谐振拓扑结构：铁磁性锅具采用半桥LC串联谐振，非铁磁性锅具则切换至全桥LLLC谐振拓扑。相比LLC电路，LLLC显著降低输出阻抗角与开关损耗，提升效率。同时提出平均脉冲密度调制与脉频调制结合的控制策略，在重载时采用APDM调节功率，轻载时切换拓扑并转为PFM控制，确保负载电流连续，实现全功率范围...

解读: 该文的双谐振拓扑切换技术与APDM/PFM混合控制策略对阳光电源储能变流器产品具有重要参考价值。其储能端口削峰填谷设计可直接应用于ST系列储能变流器的能量管理优化；LLLC谐振拓扑降低输出阻抗角的方法可借鉴至SiC/GaN功率器件的三电平拓扑设计中，提升轻载效率；APDM与PFM结合的全功率范围控制...

Giulia Di Nezio · Marco Di Benedetto · Alessandro Lidozzi · Luca Solero · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月

在风力等可再生能源发电领域，避免服务中断并实现计划性维护至关重要。为此，需对电力电子变换器（PECs）等关键部件进行状态监测。本文提出一种基于数字孪生（DT）的在线实时监测方法，针对海上风电系统中常用的交流-直流六相变换器，重点实现其参数估计。所构建的数字孪生体为与物理系统并行运行的实时数字模型（RTDM），采用Typhoon求解器实现小于1 μs的求解时间。结合粒子群优化（PSO）等启发式算法，可在线估计开关导通电阻、永磁同步电机定子阻抗及直流母线电容等关键参数。通过搭载相同控制算法的Typh...

解读: 该数字孪生健康监测技术对阳光电源储能和风电产品线具有重要应用价值。特别是对ST系列储能变流器和风电变流器的预测性维护具有直接借鉴意义。通过实时数字模型和PSO算法实现的关键器件参数在线估计,可提升iSolarCloud平台的智能诊断能力,实现设备故障预警。该技术可优化PowerTitan等大型储能系...

Yuzhen Xu · Yueling Zhang · Mingzhu Zhou · Ronghuan Xie 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月

本文提出一种基于Y源耦合电感的零输入电流纹波（ZICR）高电压增益DC-DC变换器。通过引入由电感、电容和耦合电感串联构成的辅助电路实现ZICR，其中电容使ZICR支路平均电流为零，从而可采用小磁芯设计，减小磁性元件体积与铜损。结合Y源耦合电感与倍压结构实现高电压增益，固有无源钳位电路有效抑制开关管关断电压尖峰与应力。利用电容吸收漏感能量，实现所有二极管的零电流关断，缓解反向恢复问题。实验研制了200 W、32–380 V、50 kHz样机，验证了方案可行性。在40–200 W输出功率范围内，带...

解读: 该零输入电流纹波高增益DC-DC变换器技术对阳光电源储能与光伏产品具有重要应用价值。Y源耦合电感与倍压结构实现的高电压增益特性，可直接应用于ST系列储能变流器的DC-DC前级，优化低压电池（48V/96V）到高压母线（1500V）的升压方案，减少级联级数。零输入电流纹波特性显著降低对电池侧滤波需求，...

Yi-Hua Liu · Zong-Zhen Yang · Min-Chen Liu · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月

电力电子系统（PES）在航空航天、可再生能源和电动汽车等领域至关重要。本文比较了粒子群优化（PSO）、灰狼优化和蜻蜓算法三种元启发式方法的参数估计性能，并提出一种结合物理行为的两阶段元启发式方法，显著提升了寄生电阻估计精度与参数识别速度。相较于传统PSO，MOSFET和电感寄生电阻估计误差分别由31%和45%降至1.5%和2.3%，计算时间减少逾60%。该方法在外部扰动下仍具高鲁棒性，平均使MOSFET和电感寄生电阻识别误差分别降低11.8%和16.7%。此外，引入自演化补偿器可在线自动调节控制...

解读: 该数字孪生健康监测技术对阳光电源ST储能变流器和SG光伏逆变器产品线具有重要应用价值。两阶段元启发式方法可精准辨识SiC MOSFET和电感寄生参数（误差降至1.5%/2.3%），直接提升PowerTitan储能系统功率模块的状态监测精度。自演化补偿器能在线自适应调节控制参数，可集成至iSolarC...

Vafa Marzang · Shirazul Islam · Atif Iqbal · Hasan Mehrjerdi 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月

本文提出了一种高升压DC-DC变换器拓扑，具有二次电压增益特性，且功率MOSFET承受较低的电压应力。该结构输入输出共地，开关源极直接接地，包含两个开关、三个二极管、四个电容和两个耦合电感。其中一个耦合电感为三绕组，用于提升电压增益并抑制输入电流纹波；另一个为双绕组，进一步提高增益。通过稳态分析推导了输出电压及MOSFET电压应力。该拓扑的关键优势在于利用耦合电感实现平滑的输入电流纹波。文中还与现有先进拓扑进行了对比，并给出了电压增益与电压应力的曲线比较。最后研制了实验样机，在18–48 V宽输...

解读: 该二次型高升压DC-DC变换器技术对阳光电源多条产品线具有应用价值。在ST储能系统中，可用于低压电池簇的升压接入，18-48V宽输入范围契合磷酸铁锂电池组电压波动特性，二次增益特性可减少级联级数；在SG光伏逆变器的前级DC-DC模块中，三绕组耦合电感抑制输入电流纹波的设计可优化MPPT算法性能，降低...

Hao Liu · Tianzhi Fang · Yu Zhang · Zhiheng Lin 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月

在可再生能源分布式发电系统中，并网逆变器是发电单元与电网之间的关键接口，其稳定运行至关重要。然而，弱电网下的不确定电网阻抗和控制延迟等多重不确定性常影响系统稳定性。本文采用μ综合理论设计鲁棒控制器，通过智能构造加权函数，兼顾系统的鲁棒性、动态性能与电能质量。为避免控制器阶数过高，提出采用遗传算法优化设计三阶控制器。实验结果验证了所提方法的有效性，相较传统方法具有更优的鲁棒性能。

解读: 该μ综合鲁棒控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器在弱电网并网场景具有重要应用价值。针对偏远地区、海岛微网等弱电网环境，该方法可有效应对电网阻抗波动和控制延迟等多重不确定性，提升PowerTitan大型储能系统的并网稳定性。遗传算法优化的三阶控制器设计思路可降低DSP计算负荷，适合...

Lei Zheng · Wei Jiang · Li Zhang · Le Peng 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月

随着分布式电源的快速发展，基于电力电子的设备广泛应用，需具备通信能力以实现远程协调。鉴于电力电子变换器内嵌数字信号调制的潜力，能量-信息融合输电（EIT）技术可实现电能传输与信号通信的统一。然而，由于交流系统在高频信号生成、分离与处理方面的复杂性，EIT多用于直流配电系统。为推动EIT在交流系统中的实用化，并为智能电网中EIT通信系统的参数与软件设计提供依据，亟需分析建模交流输电信道特性并评估其信息承载能力。本文建立了包含电力电子变换器、输电线路和负载的交流信道模型，通过分析各组成部分得到整体信...

解读: 该能量-信息融合交流输电技术对阳光电源储能与光伏产品线具有重要应用价值。研究提出的交流信道建模方法可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的通信功能优化，通过在功率传输的同时实现信号调制，可减少独立通信模块需求，降低系统成本。该技术为阳光电源构网型GFM控制策略提供新思路：在PowerTi...

Jinli Zhu · Yuan Li · Fang Z. Peng · Brad Lehman 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月

电力系统，包括多电/全电船舶与飞机及电网，主要由发电、输配电和储能子系统构成，呈现显著的电感与电容特性。为提高效率，实际电路尽量减少物理电阻，但由此引发谐振、不稳定与长时暂态等问题。自1980年代起，电力电子变换器/逆变器被提出作为有源、无损及虚拟电阻，用于抑制上述动态问题。本文系统回顾从有源电阻到虚拟电阻的发展历程，深入分析其理论关联与物理本质，探讨实现约束，并展望其在现代能源电网中的扩展应用与革新潜力。

解读: 该虚拟电阻技术对阳光电源储能与逆变器产品具有重要应用价值。在PowerTitan储能系统中，可通过ST系列变流器实现虚拟电阻控制，有效抑制LC滤波器谐振和直流母线振荡，提升系统稳定性。对于构网型GFM控制策略，虚拟电阻可优化暂态响应，减少功率振荡。在SG系列光伏逆变器的1500V高压系统中，该技术能...

Thanh Nhat Trung Tran · Jian-Min Wang · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月

对称型电容-电感-电感-电容（CLLC）谐振变换器在电力电子系统中广泛应用，适用于可再生能源、电动汽车储能及直流微网等场景，具备双向功率传输、高功率密度、原边开关零电压开通及输出整流器软换流等优势。然而，其在轻载时工作频率过高，导致开关损耗增加、效率下降。为此，本文提出一种混合式CLLC变换器，可依据负载动态切换全桥与半桥结构，并调节谐振频率。该方法在轻至中等负载下降低开关频率，提升整体效率。实验基于2 kW样机，实现400 Vdc与800 Vdc母线互联，结果验证了该方案在轻中载条件下效率的显...

解读: 该混合式双谐振CLLC变换器技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan储能系统具有重要应用价值。文章提出的全桥/半桥动态切换与双谐振频率调节方案，可直接应用于400V/800V双向DC-DC变换模块，有效解决储能系统在轻载工况下频率过高导致的效率损失问题。该技术与阳光电源现有CLLC拓扑...