Yun Yu · Yajuan Guan · Wenfa Kang · Juan C. Vasquez 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年11月

摘要：主动维持系统频率和电压时，嵌入同步电机仿真的构网型（GFM）逆变器可能会与电网中的其他电压源产生相互作用，导致功率振荡阻尼不足。为增强振荡阻尼，人们已开展了大量研究。然而，现有的解决方案有时在本质上相互等效，或者主要集中于GFM控制的单一性能方面。本文首先提出了一种能够整合现有GFM控制方法的通用控制方案。随后，开发了两种设计方法，同时考虑了GFM控制的主要性能方面：参考跟踪、干扰抑制和惯性响应。采用所开发的带有设计方法的控制方案，可以依次对三个主要性能方面进行定量评估，同时保持与各自指标...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇关于构网型逆变器主动阻尼控制的研究具有重要的战略价值。随着我国"双碳"目标推进和新能源渗透率持续提升，电网正从传统同步发电机主导向高比例新能源系统转变，构网型（GFM）逆变器技术已成为解决弱电网支撑能力不足的关键突破口。 该论文提出的通用控制方案直接针对我司光伏和储能...

Yihao Wan · Qianwen Xu · Tomislav Dragičević · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年10月

有限集模型预测控制（FS - MPC）似乎是一种很有前景且有效的电力电子变换器控制方法。传统的有限集模型预测控制存在权重因子选择耗时的问题，这会显著影响控制性能。有限集模型预测控制面临的另一个持续挑战是，要获得理想的控制性能，它依赖于预测模型。为克服上述问题，我们提议将强化学习（RL）应用于电力变换器的有限集模型预测控制。首先，采用强化学习算法对有限集模型预测控制进行自动权重因子设计，旨在最小化总谐波失真（THD）或降低平均开关频率。此外，通过用预测算法的成本函数为强化学习智能体制定激励机制，该...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于强化学习的预测控制技术对我们的核心产品线具有重要战略价值。该技术针对有限集模型预测控制（FS-MPC）的两大痛点提出了创新解决方案，这与我们在光伏逆变器和储能变流器领域追求高效率、高可靠性的目标高度契合。 在实际应用层面，该技术的自动权重因子设计功能可显著缩短我们...

Gaoxiang Li · Yang Shao · Hongzhi Pan · Xiao Liu · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年10月

摘要：非线性负载引入的谐波电流容易导致电网电流畸变。然而，传统的基于滤波器的方法只能抑制滤波器提取的谐波，难以有效抑制不确定负载的谐波，例如脉冲负载引入的耦合谐波。首先，基于阻抗模型揭示了非线性负载导致电网电流畸变的机理。然后，针对储能变流器提出了一种陷波控制策略，该策略可显著降低储能变流器的阻抗，使优化后的变流器更像一个陷波滤波器。此外，还讨论了控制参数对所提出控制策略的影响以及优化后变流器的运行限制。最后，仿真和实验结果验证了所提出的控制策略无需谐波提取滤波器即可有效抑制宽带谐波。

解读: 从阳光电源储能系统业务角度看，该论文提出的陷波控制策略具有重要的工程应用价值。当前新能源场站中，非线性负载（如电弧炉、电气化铁路等）和脉冲型负载引入的耦合谐波问题日益突出，传统基于滤波器的谐波抑制方案存在明显局限性：需要预先提取谐波特征，难以应对不确定性负载的宽频谐波，且增加了系统成本和复杂度。 ...

Xu Zhou · Li Guo · Xialin Li · Zhi Wang 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年10月

在基于电压源换流器的高压直流输电（VSC - HVDC）系统中，较大的功率波动可能会导致可再生能源发电（RPG）出现暂态不稳定问题。本文首先建立了包含跟网型RPG和构网型VSC - HVDC的系统降阶模型，推导了等效运动方程，分析了不同类型控制单元之间的动态耦合机制及其对系统暂态稳定性的影响。然后，提出了一种基于等效加速和减速面积的暂态稳定性评估方法。此外，构建了该系统的功率可行域，并分析了主电路和控制参数对系统稳定性的影响。最后，通过实时实验室（RT - LAB）平台的实验结果验证了所提出的暂...

解读: 从阳光电源的业务角度来看，这项关于VSC-HVDC系统暂态稳定性分析的研究具有重要的战略价值。随着我司大型光伏电站和风储一体化项目规模不断扩大，远距离大容量清洁能源输送已成为核心技术挑战。该论文提出的跟网型新能源发电单元与构网型VSC-HVDC协同运行的暂态稳定分析方法，直接契合我司光伏逆变器从跟网...

Jiazhi Wang · Zeng Liu · Kaiwen Feng · Jinjun Liu · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年10月

准确的功率分配是孤岛微电网（MG）中构网型逆变器（GFMIs）的基本需求。然而，即使GFMIs的控制器相同，考虑到电路差异，暂态功率分配（TPS）性能仍然不佳。本文提出了一种公共耦合点（PCC）动态小信号模型，用于描述GFMIs之间的相互作用。基于该模型，首先推导了一种自适应暂态功率解耦（TPD）控制器，以确保良好的TPD性能并简化GFMIs的小信号模型。然后，利用自适应下垂和前馈控制推导了一种自适应TPS控制器，以确保良好的TPS性能。与传统下垂控制方法相比，所提出的方法可以补偿线路阻抗和虚拟...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于自适应下垂和前馈控制的构网型逆变器暂态功率共享技术具有重要的战略价值。该技术直接针对孤岛微电网中多台构网型逆变器（GFMI）并联运行时的核心痛点——暂态功率分配不均问题，这与阳光电源在光储微网和离网系统领域的产品需求高度契合。 技术价值方面，该方法通过公共耦合点动...

Zhen Chen · Weijie Liu · Tangbin Xia · Ershun Pan · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年10月

锂离子电池储能系统（ESS）在新型储能累计装机容量中占据大部分份额。储能系统的一致性会显著影响其性能和效率。因此，对储能系统进行准确的一致性评估对于运维管理至关重要。本文提出了一个评估电池组一致性并识别不一致电池包的综合框架。首先，通过近似低秩表示（ALRR）从充放电电压曲线中学习低维特征表示，该方法既能实现降维，又能在低维子空间中保留空间结构关系。其次，利用冯·米塞斯 - 费舍尔分布和最优表示构建了基于超球体集中度的电池组一致性评估指标。第三，通过卡方统计量的假设检验快速识别出存在电压异常的不...

解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，这项基于近似低秩表示和超球集中度的锂电池一致性评估技术具有重要的工程应用价值。 在储能系统运维层面，该技术直接切中当前行业痛点。阳光电源的PowerStack、PowerTitan等大型储能产品中，单个系统包含数千甚至上万节电池单体，电池组一致性问题直接影响系统效率...

Wenjia Si · Wenrui Li · Nima Tashakor · Jingyang Fang · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年9月

作为多电力电子电源电力系统中的一项关键技术，构网型变流器正日益普及。然而，其在电网故障下的暂态行为尚未得到充分研究。特别是，现有文献仅分别研究暂态功角或电压稳定性问题，未考虑两者同时发生的情况。为填补这一研究空白，本文对暂态功角和电压稳定性问题进行了全面分析。首先，推导了平衡点的存在条件。然后，利用拉萨尔不变集定理揭示了稳定平衡点的吸引域。所推导的稳定条件可确保构网型变流器在暂态过程中安全运行。此外，研究发现有功功率削减和无功功率注入均能增强暂态功角和电压稳定性。然而，有功功率削减会恶化频率调节...

解读: 从阳光电源的业务布局来看，这项关于构网型变流器暂态稳定性的联合分析研究具有重要的战略价值。随着公司在光伏逆变器和储能系统领域向构网型技术转型，该论文提出的联合暂态角稳定和电压稳定分析方法直接切中当前技术痛点。 在技术价值层面，该研究首次系统性地分析了构网型变流器在电网故障时同时面临的角稳定和电压稳...

Sung Jun Lee · Jonghun Choi · Gyu Cheol Lim · Sang Min Kim 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年9月

电压源逆变器（VSIs）因其在电动机驱动系统中具有较高的控制性能和效率，而在电动汽车中得到了广泛应用。然而，逆变器在开关过程中的输出电压会产生轴承电流，从而导致轴承损坏。本文分析了轴承电流与轴承损坏之间的关系，并提出了一种降低轴承电流的新方法。首先，介绍了一种采用电流互感器的精确轴承电流测量系统。该系统验证了低速时轴承电流导致轴承损坏的现象，并通过对轴承音频信号进行傅里叶变换分析来证实这一现象。随后，提出了一种考虑内置式永磁同步电机（IPMSMs）凸极性的两相脉宽调制（PWM）方法以及一种电容滤...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对逆变器驱动系统轴承电流抑制技术的研究具有重要的跨领域应用价值。虽然该研究聚焦于电动汽车的永磁同步电机驱动系统，但其核心技术原理与我司光伏逆变器、储能变流器等产品面临的共性问题高度相关。 **技术价值分析：** 逆变器开关过程产生的共模电压和轴承电流问题同样困扰着大...

Ning Wang · Yongbin Jiang · Weihao Hu · Yanbo Wang 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年9月

电力电子元件参数的分散性会影响CLLC型双有源桥（DAB）变换器的期望输出电压，尤其在预算有限的大规模生产中。为了在大规模应用中使CLLC型DAB变换器在制造公差影响下的不一致性降至最低，本文提出了一种基于人工神经网络（ANN）的新型谐振元件参数设计方法。此外，首次开发了基于人工神经网络的数据驱动概率密度函数模型，以描绘元件参数在允许公差范围内的分布情况。此外，为了提高参数设计过程中的数据处理效率，提出了一种批量归一化方法，可自动将原始数据集分批转换为归一化数据集。通过将MATLAB与LTspi...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于人工神经网络的CLLC型双有源桥变换器参数设计方法具有重要的工程应用价值。CLLC-DAB变换器作为储能系统和光伏逆变器中关键的DC-DC变换拓扑，其性能一致性直接影响产品的可靠性和规模化生产成本。 该技术的核心价值在于解决大规模生产中的关键痛点。在阳光电源的储能...

Xiaoguang Zhang · Shujun Fang · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年9月

在一些特殊应用中，受运行条件限制，需要采用较低的开关频率（LSF）以降低开关动作带来的功率损耗。然而，在低开关频率下，电机电流的总谐波畸变率（THD）会升高。因此，为减少因开关频率降低而导致的电流谐波增加，本文提出了一种基于低开关频率下谐波电流提取的永磁同步电机（PMSM）驱动简单模型预测电流控制方法（LSF - HCE - MPCC）。首先，该方法设计了一种结构简单的电流谐波分离器；然后，通过简单计算可得到预测电流谐波分量表达式。最后，将其引入代价函数以平衡电流谐波对整个系统的影响。实验验证了...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于谐波电流提取的永磁同步电机模型预测电流控制技术具有重要的应用价值。该技术针对低开关频率场景下的电流谐波抑制问题，与我司在光伏逆变器、储能变流器及新能源汽车驱动系统等核心产品线的技术需求高度契合。 在光伏逆变器和储能PCS领域，降低开关频率是提升系统效率、减少功率器...

Masoud Davari · Jianguo Zhao · Chunyu Yang · Weinan Gao 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年9月

电网现代化进程中交直流系统的稳定性和性能在很大程度上依赖于并网电压源换流器（GC - VSC）的整流模式。作为系统的核心，其影响十分显著。基于脉宽调制方法的级联控制的电流控制型GC - VSC在智能电网范式中应用广泛。本文探讨了在现代交直流电网中，此类GC - VSC控制结构所引发的动态特性如何被视为奇异摄动系统。为此，本文借助自适应（或近似）动态规划方法和奇异摄动理论（SPT），提出了一种基于强化学习（RL）的、针对具有不确定动态特性的电压控制问题的新型最优控制策略。首先，利用SPT将原最优控...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于强化学习和奇异摄动理论的并网变流器控制技术具有重要的战略价值。该技术直接针对当前级联控制结构中的多时间尺度动态问题，这与我司光伏逆变器和储能变流器面临的核心技术挑战高度契合。 在技术价值层面，该方法通过奇异摄动理论将复杂的全阶系统分解为快慢子系统，有效规避了数值刚...

Naizhe Diao · Xiaoqing Zhang · Yingwei Zhang · Xiaoqiang Guo 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年9月

本文针对电压源逆变器（VSI）提出了一种基于水平自适应周期校正（HaPC）的绝缘栅双极型晶体管（IGBT）开路（OC）故障诊断方法，该方法能够在频率变化条件下实现任意 IGBT 开路故障的诊断与定位。首先，提出了水平自适应周期提取（HaPE）方法，用于在频率变化时准确获取电流信号的周期。HaPE 将信号从时域转换到相位域，以间接获取电流信号的周期，同时使每个周期内的采样点数相同。其次，提出了基于虚拟时域周期校正（VTDPC）的多维特征提取方法，该方法能够实现不同周期特征的一致性，从而大幅减少训练...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于水平自适应周期校正的IGBT开路故障诊断技术具有重要的工程应用价值。作为核心功率器件，IGBT的可靠性直接影响光伏逆变器和储能变流器的系统稳定性，而开路故障是最常见的失效模式之一。 该技术的核心创新在于解决了变频工况下的故障诊断难题。传统方法在电网频率波动或MPP...

Xing Liu · Lin Qiu · Youtong Fang · Kui Wang 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月

针对系统不确定性与低开关频率（SF）下的有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）框架，本文提出一种事件驱动的脑情绪在线学习方法。该方法包含三个关键特征：采用双向模糊脑情绪在线学习机制并结合鲁棒控制项以逼近理想控制器；引入基于事件驱动的管状模型预测控制机制实现低SF运行；加入积分误差项以提升低SF下的跟踪性能。所提方法无需权重因子即可有效抑制不确定性、降低开关频率并减小跟踪误差，并给出了闭环系统的收敛性分析。通过多个文献中的基准实例验证了其有效性。

解读: 该事件驱动FCS-MPC技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST储能变流器中，低开关频率运行可直接降低SiC/GaN功率器件的开关损耗，提升系统效率；无权重因子设计简化了多目标控制参数整定难度。在SG光伏逆变器的MPPT控制中，脑情绪学习机制可增强参数摄动与电网扰动下的鲁棒性。在电动汽车驱动...

Qianjin Zhang · Dikui Mei · Jinhui Qian · Sucheng Liu 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月

摘要：通过锁相环（PLL）实现的同步控制对于跟网型逆变器至关重要。同步不稳定会导致逆变器振荡，并引发可再生能源脱网事故。然而，由于锁相环的非线性结构和控制耦合，同步稳定性，尤其是暂态稳定性，难以进行研究和改善。在所有提高稳定性的方法中，许多方法依赖于稳定性分析结果，而非内部非线性机制，这使得这些方法仅具有线性控制功能，在应用中适应性和可移植性较差。本研究依据系统的非线性控制机制，提供了一种提高暂态同步稳定性的系统理论。该方法能够实现非线性控制，且性能优于其他方法。首先，建立高木 - 关野（T -...

解读: 从阳光电源的业务角度看，这项基于T-S模糊模型的跟网型逆变器暂态同步稳定性控制技术具有重要的战略价值。当前，阳光电源的光伏逆变器和储能系统大量采用跟网型控制架构，锁相环（PLL）的同步稳定性直接影响设备并网可靠性。该研究针对PLL非线性特性导致的暂态失稳问题，提出系统性解决方案，与我司在弱电网并网、...

Yingbing Luo · Sidun Fang · Laiqiang Kong · Tao Niu 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月

船舶电气化是不可逆转的发展趋势。大规模储能系统（ESS）集成可有效提高应对不确定航行条件的运行灵活性，尤其是在环境干扰高度不确定的动力定位（DP）场景中。然而，频繁的摇摆工况和不确定的功率需求凸显了储能系统的状态耦合特性，使其动态可行运行范围难以量化，甚至影响其供电能力。为解决这一问题，本文提出了一种考虑状态耦合特性的自适应储能系统管理方法。首先，提出了一种考虑船舶航行惯性的柔性推进功率模型，以减少脉冲负载。然后，基于为期六个月的电池循环实验，提出了一个三阶段状态耦合模型，以捕捉摇摆工况下观察到...

解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，这项针对船舶动态定位场景的自适应储能管理技术具有重要的跨领域借鉴价值。论文聚焦于高度不确定环境下的储能系统状态耦合特性，这与我们在陆上储能系统面临的电网波动、可再生能源间歇性等挑战存在本质相似性。 该研究的核心创新在于三阶段状态耦合模型和自适应功率控制方案。通过六个...

Jae-Won Yang · Hyun-Lark Do · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月

本文提出一种由两个反激式AC-DC/DC-DC模块构成的单级功率因数校正（PFC）变换器。第一个反激AC-DC模块工作于断续导电模式（DCM），使输入电流与电网电压同相，实现高功率因数；部分能量经耦合电感直接传递至负载，其余储存在两个直流母线电容中。下一周期中，第二级反激DC-DC模块将电容能量传输至负载。通过引入两个直流阻断二极管，使直流母线电压低于输入电压峰值，开关电压应力被钳位在两倍直流母线电压。第二级工作于临界导电模式（CRM），以降低开关损耗。相比传统单级升压-反激PFC变换器，该拓扑...

解读: 该单级双反激PFC拓扑对阳光电源车载OBC充电机和小功率辅助电源模块具有直接应用价值。其核心创新——通过DC阻断二极管将开关电压应力钳位至2倍母线电压，可显著降低功率器件成本并提升可靠性，特别适用于48V低压储能系统的AC-DC前端整流模块。DCM+CRM混合工作模式实现高PF值（>0.99）的同时...

Chen Wang · Jianhui Wang · Qing Guo · Zhi Liu 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月

电液系统（EHS）因高功率密度和强负载能力被广泛应用于现代工业。本文针对存在输入饱和的网络化EHS，提出一种基于扰动观测器的固定时间事件触发控制策略。设计了固定时间扰动观测器（FTDO）以补偿模型不确定性和外部扰动；引入切换阈值事件触发机制（STETM）降低通信负担；采用输入饱和估计器（ISE）抑制虚拟控制变量高阶误差及导数爆炸引起的输入饱和。理论分析表明，所提控制器能在固定时间内保证观测误差与位置跟踪误差收敛，且不依赖系统初始状态，在保障系统稳定性与跟踪性能的同时有效节约网络资源。仿真与实验结...

解读: 该固定时间事件触发控制技术对阳光电源储能系统和功率变换产品具有重要应用价值。电液系统的输入饱和、扰动抑制问题与储能变流器的功率限幅、电网扰动场景高度相似。固定时间扰动观测器可应用于ST系列储能变流器，提升电网电压跌落、频率波动等扰动工况下的快速响应能力，收敛时间不依赖初始状态的特性保障了并网稳定性。...

Dehong Zhou · Yinghua Mao · Jianxiao Zou · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月

单级多端口逆变器（SSMI）由于其在无需中间直流 - 直流转换器的情况下实现单级功率转换的显著优势，是混合动力电动汽车（HEV）颇具前景的功率转换解决方案。然而，为单级多端口逆变器设计调制方案颇具挑战，因为该方案不仅决定定子电流控制，还决定各电源之间的功率分配。鉴于此，本文为单级多端口逆变器提出了一种双零序电压注入（DZSVI）方案，该方案可实现电机驱动控制与功率分配控制的解耦，且定子电流的控制性能不受功率分配控制的影响。通过双零序电压注入，首次零序电压（ZSV）注入将调制信号从交流形式转换为直...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项单级多端口逆变器（SSMI）技术为新能源汽车动力系统提供了创新的电力转换方案，与我司在储能变流器和多能互补系统领域的技术积累存在显著的协同价值。 该论文提出的双零序电压注入（DZSVI）调制策略解决了SSMI在混合动力汽车应用中的核心难题——电机驱动控制与多源功率分配...

Ravi Varma Chavali · Anubrata Dey · Biswarup Das · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月

针对并网逆变器，提出了一种基于电流空间矢量目标轨迹的恒开关频率滞环电流控制（HCC）技术（HCC - TTCSV）。所提出的HCC - TTCSV技术产生的逆变器线电压谐波频谱，可确保与电压控制的传统七段式空间矢量调制（SVM）技术的谐波频谱具有相似特性。所提出的电流控制器是一种新颖的控制器（即同类中的首创），它允许在静止abc坐标系中用在线计算的电流边界来检查相电流。该控制器不遵循电流误差边界，而是进行相电流边界检查。然而，每个七段式开关周期内的相电流边界值，是通过利用一些三角关系观察电流矢量...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的恒定开关频率滞环电流控制技术（HCC-TTCSV）对我们的光伏逆变器和储能变流器产品具有重要的应用价值。该技术创新性地在静止abc坐标系下实现相电流边界检测，相比传统滞环控制方法，能够在保持快速动态响应的同时实现恒定开关频率运行，这直接解决了传统滞环控制开关频...

Qi Tang · Chao Deng · Sha Fan · Yu Wang 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月

本文提出了一种新型协同韧性控制方法，用于解决混合网络攻击下交流微电网中储能系统的频率恢复、有功功率均分及荷电状态均衡的分布式韧性控制问题。该方法设计了局部迭代攻击观测器以精确估计虚假数据注入攻击，并基于观测序列均值提出分布式韧性控制器，有效补偿混合攻击影响。利用Lyapunov理论证明了闭环系统稳定性，并通过优化算法选取控制器参数以增强对拒绝服务攻击的容忍能力。在OPAL-RT实时仿真平台上验证了所提方法的有效性。

解读: 该混合攻击韧性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。针对微电网场景下的网络安全威胁，该方法可直接应用于储能系统的分布式控制架构：通过局部攻击观测器增强ST储能变流器的通信安全性，防御虚假数据注入和DoS攻击；基于分布式韧性控制器实现多台储能单元的频率...