找到 17 条结果 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics
基于共模电流模式的逆变器馈电电机线端和内部线圈绝缘在线状态监测
Online Condition Monitoring of Line-end and Internal Coils Insulation for Inverter-fed Machines Based on Common-mode Current Modes
Shanhu Li · Chang Wang · Tianrui Fang · Xinhao Ding 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年10月
针对实际应用中电缆绝缘参数影响,提出使用共模电流模式评估逆变器馈电电机线端和内部线圈绝缘状态的在线方法。建立包含电缆绝缘参数的共模等效模型,分析共模阻抗特性揭示共模电压阶跃下共模电流的主导模式和路径。得出高频共模电流振荡频率(fHFCM)与线端线圈绝缘的关系,以及变化电缆电感下中频振荡频率(fMFCM)与线端和内部线圈绝缘的耦合关系。采用变分模态分解(VMD)算法克服经典FFT和EMD局限性获得fHFCM和fMFCM。监测策略采用fHFCM确定线端线圈绝缘退化,结合电缆电感和线端线圈绝缘退化条件...
解读: 该共模电流绝缘监测技术对阳光电源电机驱动产品的预测性维护有重要应用价值。VMD算法在线监测方法可应用于新能源汽车电机驱动系统的绝缘状态评估,实现早期故障预警并延长电机寿命。共模等效模型对ST储能系统电机的绝缘退化机理研究有参考意义,可优化绝缘设计并提高可靠性。该技术对阳光电源智能运维平台的电机健康管...
一种具有更高精度和通用性的九桥臂模块化多电平变换器改进稳态分析模型
An Improved Steady-state Analysis Model for Nine-arm Modular Multilevel Converter with Higher Accuracy and Versatility
Futian Qin · Feng Gao · Jingyang Fang · Tao Xu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
九桥臂模块化多电平变换器（9A-MMC）作为一种具有两组交流端口的新型高压大功率多电平拓扑，通过复用中间桥臂可有效减小系统体积、重量与成本。其稳态分析对电路参数设计、器件选型及性能评估至关重要，但现有模型过于简化，仅能实现定性分析。本文提出一种改进的稳态分析模型，采用更精确的调制参考信号并考虑桥臂电流中的环流分量。基于基尔霍夫定律建立基本电路方程，结合内部电气参量的循环耦合路径推导数学关系，并依据动态功率平衡构建求解调制信号与桥臂电流未知量的方程组，从而精确获取所有电气参数。仿真与实验结果验证了...
解读: 该九桥臂MMC稳态分析模型对阳光电源储能与充电桩产品具有重要应用价值。9A-MMC拓扑通过复用中间桥臂实现双端口AC输出，与阳光电源PowerTitan储能系统的双向变流需求高度契合，可优化PCS拓扑设计，降低系统体积与成本。改进模型考虑环流分量与动态功率平衡，可精确指导ST系列储能变流器的桥臂电流...
基于改进型LCL滤波器的并网变换器共模谐振电流抑制与效率提升
Common-Mode Resonant Current Suppression and Efficiency Enhancement for Grid-Tied Converters with Modified LCL Filters
Zicheng Zhang · Chenghui Zhang · Xiaoyan Li · Cheng Fu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
采用改进型LCL（MLCL）滤波器的三电平并网变换器在光伏系统中广泛应用，可有效抑制漏电流，但会引入显著的共模谐振电流（CMRC），威胁系统稳定性。此外，旨在提升效率的不连续脉宽调制（DPWM）技术与MLCL滤波器不兼容，加剧CMRC问题，导致抑制CMRC与提升效率之间存在矛盾。本文提出一种基于滤波器的DPWM策略与鲁棒共模环控制器，协同实现CMRC抑制与效率提升。所提DPWM策略在保证各相长钳位时间的同时降低CMRC激励源；基于环路成形理论设计的控制器有效抑制CMRC并确保共模环路鲁棒稳定。实...
解读: 该MLCL滤波器共模谐振抑制技术对阳光电源SG系列光伏逆变器和ST储能变流器具有重要应用价值。针对三电平拓扑中漏电流抑制与效率提升的矛盾，所提DPWM策略可直接应用于公司1500V高压光伏系统，在保证漏电流安全标准的同时，轻载效率提升2%可显著改善清晨/傍晚发电时段的转换损耗。基于环路成形理论的鲁棒...
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...
特刊主编寄语：电力电子在未来可再生能源和Power-to-X系统中的作用
Guest Editorial: Special Issue on Power Electronics Role in Future Renewables and Power-to-X Systems
Ahmed Abdelhakim · Dmitri Vinnikov · Jon Are Suul · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
2015巴黎协定和2023年IPCC气候变化报告将主要能源消费部门的脱碳列为首要任务，对当今能源系统提出了长期可持续能源生产和存储的重大挑战。氢能和Power-to-X（P2X）方案是最具前景的应对策略之一，可大量利用可再生能源并开辟绿色能源存储和运输的新途径。P2X是将电力转换为碳中和合成燃料（如氢气、合成天然气或化学品）的转换技术集合术语。电力电子在提升此类系统性能和降低最终产品成本方面发挥关键作用，需整合不同系统如各类可再生能源供电电解槽集群制氢并可能连接电网提供电网支持。
解读: 该P2X特刊主题与阳光电源氢能战略高度契合。阳光电源在电解槽变流器、氢能源管理系统和可再生能源制氢一体化解决方案方面具有技术积累。特刊涵盖的电力电子变换器及调制、直流和交流微电网控制、变换器分析建模、测量与保护四大主题与阳光ST系列储能变流器、SG系列光伏逆变器和微电网解决方案的技术路线一致。文中提...
一种改进的双相移脉宽调制策略用于并联三电平逆变器抑制环流
A Modified DPS PWM Strategy for Parallel Three-Level Inverters to Suppress Circulating Current
Cunyu Fang · Mengmeng Jing · Haiyang Wang · Chang Liu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月
本文提出了一种改进的双相移脉宽调制（MDPS-PWM）策略，旨在抑制并联三电平逆变器中的环流。与传统双相移PWM不同，该方法引入了特定设计的相移角以抑制环流，通过降低共模电压差值的幅值有效减小环流幅值，同时不损害输出电流质量。此外，采用基于锯齿载波的调制策略简化了实现过程。仿真与实验结果验证了所提MDPS-PWM方法的有效性与优越性。
解读: 该改进的双相移PWM策略对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。并联三电平拓扑是阳光电源大功率储能系统的核心架构，环流抑制直接影响系统效率和可靠性。该MDPS-PWM方法通过优化相移角设计降低共模电压差，可有效减小并联模块间环流损耗，提升系统效率1-2%。基于...
具有多谐波抑制特性的永磁同步电机无传感器控制增强自适应扰动观测器
Enhanced Adaptive Disturbance Observer for Sensorless Control of PMSM With Multi-harmonics Suppression Characteristics
Qinghai Qin · Xinqiang Yi · Zhongjun Yu · Haitao Yu 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
逆变器非线性及空间磁通谐波会导致永磁同步电机反电动势谐波，恶化基于模型的无传感器控制性能。为此，本文提出一种基于预设增强复系数滤波器（ECCF）重构观测器结构的增强自适应扰动观测器。通过在传统复系数滤波器基础上引入多频段抑制模块，构建具备特定谐波抑制能力的ECCF，并采用反向设计法将传统扰动观测器结构重构为期望的ECCF形式，无需在传统反电动势观测器后级联额外滤波网络即可实现多谐波抑制。实验在1 kW PMSM平台上验证了所提无传感器控制算法的有效性。
解读: 该增强自适应扰动观测器技术对阳光电源储能变流器和电机驱动产品具有重要应用价值。在ST系列储能变流器中，该多谐波抑制方法可优化逆变器非线性补偿，提升电流控制精度和并网电能质量；在新能源汽车电机驱动系统中，该无传感器控制算法可降低位置传感器成本，通过ECCF滤波器抑制反电动势谐波，提高低速转矩脉动抑制能...
奇偶时间对称磁耦合无线电力传输系统的功率和距离增强
Power and Distance Enhancement in Parity-Time Symmetric Magnetic Coupling Wireless Power Transfer Systems
Jun Hang · Xiaodong Wang · Zhengzheng Tian · Jie Fang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
提出通过负阻结构和高阶补偿拓扑增强奇偶时间对称磁耦合无线电力传输系统输出功率和传输距离的方法。该方法利用PT对称特性突破传统WPT系统传输距离限制，同时提高功率传输能力。理论分析和实验结果验证所提方法显著提升系统性能。
解读: 该PT对称WPT研究对阳光电源长距离无线充电技术创新有前瞻价值。突破传统传输距离限制的技术可应用于阳光探索特殊场景无线供电方案，如工业设备远距离充电。对阳光拓展WPT应用边界有启发意义。...
基于互感估计定位方案的动态无线电力传输系统恒定输出电压切换策略
Switching Strategy of DWPT Systems Based on Mutual Inductance Estimation Positioning Scheme for Constant Output Voltage
Runqi Wang · Fei Lin · Jinxiao Zhang · Yi Wang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年3月
本文提出一种基于互感估计定位的初级线圈切换策略，用于动态无线电力传输系统中维持恒定输出电压。通过改进互感估计方法，增强了次级线圈定位精度，并适应多种负载类型。针对实际应用中的参数波动与时间延迟，设计了实用的定位方案。建立了初级线圈切换过程的稳态与暂态模型，分析切换动态特性及安全风险，进而提出兼顾系统安全与输出电压稳定的切换策略。仿真与实验验证了所提方案的有效性，同时证实定位与切换策略在协同运行下的兼容性与鲁棒性。
解读: 该动态无线电力传输（DWPT）恒压切换技术对阳光电源新能源汽车产品线具有重要应用价值。文中提出的互感估计定位与初级线圈切换策略可直接应用于动态充电桩系统开发，解决电动车行驶中的连续供电难题。其多负载适应性与参数鲁棒性设计理念可借鉴至ST储能变流器的并网切换控制，优化孤岛-并网模式转换的暂态特性。互感...
一种基于反串联线性变压器的双极脉冲源及其多尺度验证
A Bipolar Pulse Source Driven by Reverse-Series-Connected Linear Transformers With Its Multiscale Validation
Chao Zhu · Zheng Fang · Shuangquan Yu · Lingchao Chen 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
在脉冲电场肿瘤消融应用中，双极脉冲因具有更均匀的治疗效果和更少的肌肉收缩而优于单极脉冲。本研究设计了一种基于反串联拓扑结构的线性变压器驱动（LTD）源以产生双极脉冲。放电阶段，各级LTD初级模块接地，具备低隔离电压、开关控制简单可靠及理论上可无限级联的优点。该双极脉冲源由次级绕组反串联的结构相同单极模块构成，但会引入反向感应电动势叠加的副作用。为此，提出一种双极性互补短路电路以消除该效应，并采用负极性电容充电电源提升触发电路稳定性，设计磁芯复位电路以拓展输出脉宽并提高磁芯利用率。多尺度实验结果表...
解读: 该双极脉冲源技术对阳光电源的储能变流器和充电桩产品线具有重要参考价值。其反串联线性变压器拓扑结构可应用于ST系列储能变流器的高频隔离DC-DC模块设计，有助于提升变压器利用率和系统功率密度。文中提出的双极性互补短路技术和磁芯复位方案，对优化PowerTitan储能系统的双向变换效率和动态响应具有启发...
基于不对称变占空比调制控制的CLLC谐振变换器轻载优化策略
Light-Load Optimization Strategy for CLLC Resonant Converters Based on Asymmetric Variable Duty-Cycle Modulation Control
Yichen Wang · Feng Wang · Fang Zhuo · Kefan Yu · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
CLLC谐振变换器是一种具有优良软开关特性的双向隔离型DC/DC变换器，但在轻载条件下电压调节性能差且效率较低。为此，本文提出一种不对称变占空比调制（AVDM）控制方法，通过调节原边和副边不对称方波的占空比来改善轻载时的输出电压调节性能并提升效率。采用基于前馈神经网络（FNN）的多频建模策略，间接分析AVDM控制下变换器的时域特性，进而确定不同轻载条件下实现零电压开关（ZVS）的最优工作点，并据此设计闭环控制系统。最后通过2 kW实验样机验证了所提AVDM控制方法的可行性。
解读: 该CLLC谐振变换器轻载优化技术对阳光电源车载OBC充电机和储能双向变流器产品具有重要应用价值。AVDM控制方法可直接应用于ST系列储能变流器的DC-DC隔离级，解决轻载工况下效率低和电压调节性能差的痛点，提升储能系统在低功率充放电时的转换效率。基于FNN神经网络的多频建模策略为复杂调制模式下的ZV...
基于多时间尺度数字孪生的升压变换器健康与故障监测
Multitime-Scale Digital Twin for Health and Fault Monitoring of a Boost Converter
Kushan Choksi · Masayuki Hijikata · Abdul Basit Mirza · Austin Zhou 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
功率电子变换器中元器件的退化严重威胁系统可靠性，其退化行为与单个元件健康状态密切相关，可能引发连锁效应，导致系统寿命缩短或故障。本文提出一种基于多时间尺度数字孪生的运行状态监测方法，结合改进的伪启发式健康监测与基于模式识别的故障监测，并在升压变换器中进行验证。该方法利用上管开关/二极管电压和电感电流实现更精确的健康状态估计与快速故障检测。由于导通电阻R<sub>ds,ON</sub>与电感串联电阻R<sub>L</sub>退化对电感电流和输出电压影响相似，单独监测难度大。本文全面分析多种故障类型...
解读: 该多时间尺度数字孪生技术对阳光电源ST储能变流器和SG光伏逆变器的可靠性提升具有重要价值。文中针对SiC器件Rds,ON退化与电感ESR退化的解耦监测方法，可直接应用于阳光电源SiC功率模块的健康管理。基于器件脉动电压特征模式的故障检测算法，不依赖传感器完整性，可增强iSolarCloud平台的预测...
基于μ综合理论与遗传算法的并网逆变器鲁棒控制方法以应对弱电网下的多重不确定性
Robust Control Method Based on μ-Synthesis Theory and Genetic Algorithm for Grid-Connected Inverter to Cope With Multiple Uncertainties Under Weak Grid
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...
从有源电阻到无损与虚拟电阻：综述、见解及其在能源电网中的广泛应用
From Active Resistor to Lossless and Virtual Resistors: A Review, Insights, and Broader Applications to Energy Grids
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...
采用典型无功功率控制策略的构网型变流器暂态功角与电压稳定性
Transient Angle and Voltage Stability of Grid-Forming Converters With Typical Reactive Power Control Schemes
Wenjia Si · Jingyang Fang · Xingyou Chen · Tao Xu 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月
构网型变流器被视为电力电子化电力系统的关键技术，但其在暂态过程中常被忽视的无功功率控制问题亟待研究。本文创新性地指出，采用典型无功控制策略（如电压下垂、无功下垂及无功PI控制）的构网型变流器可能面临暂态功角和/或电压稳定性问题。研究表明，零阶无功控制仅存在功角稳定问题，但无功调节能力有限；而一阶控制（如PI控制）虽可实现恒定无功运行，却可能引发功角、电压及混合稳定性问题。本文揭示了其失稳机理，并对典型控制方案进行了全面比较，实验结果验证了理论分析。
解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的构网型GFM控制策略优化具有重要价值。文章揭示的无功控制与暂态稳定性耦合机理，可直接应用于优化阳光电源储能系统在弱电网场景下的电压支撑能力。针对零阶控制（电压/无功下垂）和一阶控制（PI调节）的稳定性差异分析，为ST系列产品在不同...
基于扩展ISMO的两步预测时域无模型预测控制在功率变换器中的应用
Extended ISMO-Based Two-Step Prediction Horizon Model-Free Predictive Control for Power Converters
Zeyu Zhang · Jien Ma · Lin Qiu · Xing Liu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年7月
模型预测控制因实现简单、性能优良和动态响应快而广泛应用于功率变换器。然而，传统方法依赖负载参数进行预测，鲁棒性差，且高频开关导致额外损耗。为此，本文提出一种基于积分滑模观测器（SMO）的鲁棒有限控制集模型预测控制方法。通过引入扩展ISMO实现超局部模型观测，有效抑制负载参数扰动影响；结合两步预测时域结构，拓展优化范围，提高连续周期内重复电压矢量的应用概率，显著降低开关频率。该方法在提升系统鲁棒性的同时，有效减少了对负载参数的敏感性，并保持较低开关频率。仿真与实验结果验证了所提方法的鲁棒性和低开关...
解读: 该扩展ISMO无模型预测控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG光伏逆变器具有重要应用价值。其核心优势在于：1）通过超局部模型观测实现对负载参数扰动的鲁棒控制，可显著提升PowerTitan储能系统在电网阻抗波动、负载突变等复杂工况下的稳定性；2）两步预测时域结构有效降低开关频率，直接减少SiC/...
电压源变换器与电网间低频动态交互的现场特征值稳定性评估方法
An In-Field Eigenvalue-Based Stability Assessment Method for Low-Frequency Dynamic Interaction Between Voltage Source Converters and the Grid
Yuguo Li · Hao Yi · Fang Zhuo · Xin Jiang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月
电压源变换器VSC对可再生能源至关重要。然而由于交互复杂性和未知系统细节，VSC与电网间动态交互产生的振荡行为是一个挑战性问题。将VSC引入电力系统后通常需要稳定性评估。扰动阻抗测量+Middlebrook准则是众所周知的方法，但由于需要扰动设备PD而很少采用。本文提出一种稳定性评估方法以获取系统特征值图谱。该方法不需要PD因此具有现场自适应性。特征值图谱通过矢量拟合VF从闭环频率响应FR评估，FR由VSC自身测量。为在理论上支持该方法，推导了VSC-电网系统的模块化模型。该模型指示VSC的每个...
解读: 该VSC-电网稳定性评估研究对阳光电源并网逆变器技术优化有重要参考价值。无需扰动设备的现场自适应特征值评估方法可应用于阳光ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的并网稳定性在线监测。利用VSC自身测量FR获取特征值图谱的技术为阳光iSolarCloud平台的智能诊断功能提供了算法支持。多FR加权组合...