Zeyu Zhang · Jien Ma · Lin Qiu · Xing Liu 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年2月

有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）因性能优异、实现简单和动态响应快，在电力变换器中备受关注。然而，传统FCS-MPC对模型参数依赖性强。为此，本文提出一种基于有限集子空间预测器的电压控制策略，旨在提升系统鲁棒性的同时保留FCS-MPC的优点。该方法在各运行点采用子空间预测器替代物理模型，仅利用历史输入输出数据直接根据参考输出轨迹获取最优控制量，无需知晓系统结构与负载参数，有效避免了参数变化导致的性能下降。三电平中点钳位逆变器实验验证了所提方法的有效性。

解读: 该基于子空间预测器的预测电压控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。传统MPC对参数依赖性强，在储能系统电池老化、光伏逆变器负载波动等工况下性能易劣化。该方法仅依赖历史数据即可实现最优控制，无需精确模型参数，可显著提升PowerTitan大型储能系统在全生命周期的控...

Edgar D. Silva-Vera · Jesus E. Valdez-Resendiz · Julio C. Rosas-Caro · Gerardo Escobar 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年2月

本文提出一种针对包含功率变换器与电机的电池基电力系统的数据驱动建模方法。该方法无需各部件的先验理论模型，即可捕捉系统整体动态特性，并实现参数辨识。特别地，将电池视为包含电力电子变换器和直流电机的综合系统的供电单元，重点考虑了电池开路电压曲线的估计。所建立的状态空间模型能有效描述电机转速、变换器及电池输出电压等关键变量，既可构建高阶模型以表征快变动态，也支持降阶模型的参数识别以描述慢变过程，为自适应控制策略的设计与实施提供了有效工具。

解读: 该数据驱动建模技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan储能系统具有重要应用价值。文章提出的无需先验模型的参数辨识方法，可直接应用于储能PCS与电池系统的联合建模，通过实测数据快速构建状态空间模型，准确估计电池SOC曲线和变换器动态特性。该方法支持高阶模型捕捉快变暂态和降阶模型描述慢变过...

Chang Li · Yaqian Yang · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月

本文提出了一种用于电网形成型虚拟同步发电机稳定性评估的新型建模框架。具体而言，结合频率和电压幅值阐明了自稳定性和诱发稳定性的机制。推导了频率自环、电压自环、频率诱发环和电压诱发环的模型，以全面识别振荡机制是由自稳定环引起的，还是由振荡传递引起的。通过数学推导并结合物理意义的逻辑判断，发现频率与有功功率具有相同的闭环传递函数。最后，通过实验验证了分析结果。

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文针对构网型虚拟同步发电机（Grid-Forming VSG）的振荡传递机制研究具有重要的工程应用价值。随着我司在光伏逆变器和储能系统领域不断推进构网型技术路线，该研究提出的自稳定性和诱发稳定性建模框架，能够为产品的稳定性设计提供更精准的理论指导。 该论文的核心价值...

Lei Liu · Zhenbin Zhang · Yuxin Zhao · Guangze Chen 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月

微电网需要高效的控制方案，以实现电力变换器的高渗透率。基于模型的控制因其简便性而在变换器中得到广泛应用，但在处理模型不准确、关键负载和多扰动问题时面临挑战。为解决这些问题，本文针对三电平中点箝位（3L - NPC）电力变换器系统提出了一种数据驱动的无模型自适应控制（MFAC）方法，可在无需任何系统参数的情况下实现鲁棒、高质量的电流和电压控制。具体而言，无模型自适应控制是一种通过设计基于李雅普诺夫理论直观推导得出的自适应律来估计系统动态特性的有效方法，以此调节电流和电压，确保对未建模动态、模型变化...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项数据驱动无模型自适应控制（MFAC）技术对我们的核心产品线具有重要战略价值。该技术针对微电网场景下三电平NPC变流器的控制难题，提出了突破传统模型依赖的创新方案，与我们在光伏逆变器、储能变流器及微电网系统的技术发展方向高度契合。 技术价值方面，MFAC的核心优势在于无...

Bin Liu · Dan Wang · Jiawei Huang · Chengxiong Mao · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月

本文提出一种基于模糊神经网络（FNN）的新型能量管理系统（EMS），通过实时控制电池充放电功率，最小化并网微电网中可再生能源发电与负荷需求之间的功率失配，提升可再生能源的就地消纳能力。该系统采用在线FNN控制器快速响应净负荷的随机波动，参数通过周期性离线训练更新。仿真结果表明：所提FNN-EMS在优化性能上平均优于基准方法18.0217%；具备秒级实时响应能力；且所有FNN参数具有明确物理意义，具有良好可解释性。实验平台验证结果与仿真一致，证明了该系统的有效性与实用性。

解读: 该FNN能量管理技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。其秒级实时响应能力可显著提升储能系统在微电网场景下的功率调节性能，优化可再生能源就地消纳率平均达18%以上。该技术的良好可解释性与阳光电源iSolarCloud云平台的智能诊断功能高度契合，可实现储能...

Yun Yu · Yajuan Guan · Wenfa Kang · Jingxuan Wu 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月

为了在未来能源系统中可靠地整合基于电力电子技术的发电设备，电网形成（GFM）变流器已被广泛视为一种潜在的解决方案。然而，当作为通过有功功率调节实现同步的电压源运行时，GFM变流器的阻尼不足，特别是在引入虚拟惯量以提供频率支撑时。为解决这一问题，本文采用分数阶调节器开发了有源阻尼控制方案。与现有的可能显著改变用惯性常数量化的惯性响应的控制方法不同，所提出的控制方案旨在为功率设定点跟踪和外部干扰引入足够的阻尼，同时保持GFM变流器的惯性响应与惯性常数之间原有的明确关系。在此背景下，可同时实现由某些电...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于分数阶调节器的构网型变流器主动阻尼技术具有重要的战略价值。随着新能源渗透率持续提升，构网型（GFM）控制已成为光伏逆变器和储能变流器技术演进的关键方向，这与我司在高比例新能源并网场景下的产品布局高度契合。 该技术的核心价值在于解决了构网型变流器在提供惯量支撑时阻尼...

Zejun Huang · Qi Guo · Chunming Tu · Kai Sun 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月

由于消弧装置在正常运行和单相接地故障时的电压幅值不同，导致成本高、模块利用率低的问题较为严重。为此，提出一种具备无功补偿和故障调节能力的集成式并网变流器（IGCC）。首先，本文介绍了IGCC的拓扑结构和运行机制。通过改进传统消弧装置，形成一种结合中性点钳位（NPC）和级联H桥的通用单元。在NPC模块中增加第四桥臂并与消弧电感相连，实现了两种结构的集成。NPC单元的接入不仅减少了传统消弧装置的模块数量，还为消弧装置和无功补偿装置提供了一个集成端口。其次，对IGCC的有源和无源部分参数进行了优化设计...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于混合并网变流器的多功能消弧装置技术具有显著的战略价值。该技术通过整合中性点钳位型（NPC）和级联H桥拓扑，实现了无功补偿与故障调节的一体化设计，这与我司在光伏逆变器和储能系统领域追求的高集成度、多功能化发展方向高度契合。 该技术的核心创新在于通过在NPC模块中增加...

Yu Xiao · Xing Zhang · Xiangdui Zhan · Renxian Cao · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月

当基于并网跟随型逆变器的电源（IBRs）并联接入低强度电网，即弱电网时，可能会发生小信号不稳定现象。在这样的弱电网中，输出功率和 IBRs 数量的变化会显著影响小信号稳定裕度。然而，目前用于 IBR 电站小信号稳定性评估的短路比（SCR）是静态指标，未考虑不同总输出功率下 IBR 电站阻抗的差异，导致稳定性评估结果不准确。此外，现有 SCR 在不同运行工况下所表达的稳定裕度不统一。因此，本文提出了虚拟动态短路比（VDSCR），它将不同工况下 IBR 电站的稳定裕度转换为额定单台 IBR 机组的稳...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项虚拟动态短路比（VDSCR）技术对我们在弱电网场景下的逆变器并网稳定性具有重要的工程应用价值。 当前，阳光电源的大型光伏电站和储能系统在西北、东北等电网强度较弱的区域部署时，常面临多台跟网型逆变器并联运行的小信号稳定性挑战。传统静态短路比（SCR）评估方法未考虑逆变器...

Afshin Nazer · Olindo Isabella · Patrizio Manganiello · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月

光伏（PV）至虚拟母线并联差分功率处理（PDPP）架构可减轻光伏组串间的失配损耗。本文基于PDPP架构的状态空间模型推导其小信号模型，从而进行全面的动态分析。随后，得到相应的传递函数和频率响应，为该架构的动态特性提供了有价值的见解。为验证所推导模型的准确性，还通过系统辨识，利用PLECS仿真和实验的观测数据获得了频率响应。此外，本文讨论了虚拟母线电压和中间母线电压离散控制器参数的设计考虑因素，并研究了该架构的稳定性。实验测量证实，中央控制器能够在0.6秒内将虚拟母线电压稳定在期望水平，而中间母线...

解读: 从阳光电源光伏逆变器和系统集成业务角度看，这项光伏到虚拟母线并联差分功率处理（PDPP）架构研究具有重要的技术参考价值。该技术针对光伏组串失配损失这一行业痛点，提出了创新的功率优化方案，与我司现有的组串式逆变器和MPPT技术形成互补关系。 从技术成熟度评估，论文通过小信号建模、频域分析和系统辨识等...

Muhammed Ramees M K P · Md. Waseem Ahmad · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月

无变压器逆变器广泛应用于将光伏（PV）电源接入分布式发电系统。在变流器中，开关开路（OC）故障可能导致变流器部分或完全失效。为解决这一问题，本文提出了一种基于极间电压（逆变器输出端测得的电压）的开关开路故障检测与定位新技术。用于故障检测与定位（FDL）的变量会根据每个采样的极间电压持续生成，并与不受参数变化影响的阈值进行比较。因此，交流侧旁路开关的开路故障能在一个开关周期内被检测和定位。为定位H桥中的开路故障，一旦利用极间电压检测到H桥开关故障，就对变流器进行重新配置。最大功率点跟踪（MPPT）...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对HERIC拓扑无变压器光伏逆变器的开路故障诊断技术具有显著的工程应用价值。无变压器逆变器因其高效率和低成本已成为分布式光伏系统的主流方案，但开关器件的开路故障会导致系统性能下降甚至完全失效，直接影响发电收益和设备可靠性。 该技术的核心创新在于利用桥臂间电压进行故障...

Yu Xiao · Zhixing He · Zongjian Li · Biao Liu 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月

串联碳化硅（SiC）MOSFET在简化高压变流器拓扑与控制方面具有显著优势，但其门极信号传输与驱动电源仍面临高隔离要求和信号串扰难题。本文提出一种基于级联自举电路的非隔离门极驱动拓扑，仅需一个非隔离电源和单一门极信号即可驱动多个串联器件，有效降低系统复杂度。门极信号路径采用光耦隔离，避免了信号串扰；同时引入缓冲电路，在开通过程中实现电压钳位与电容电压自动均压。通过构建6 kV至24 V的四管串联反激变换器实验平台验证了该拓扑的可行性，实验结果表明其在6.05 kV输入、32 kHz开关频率下可稳...

解读: 该单门极驱动与非隔离供电技术对阳光电源高压产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和1500V光伏逆变器中，串联SiC-MOSFET可简化多电平拓扑设计，该技术通过级联自举电路实现单信号驱动多器件，显著降低隔离驱动电源数量和成本，同时光耦隔离方案有效解决高压应用中的信号串扰问题。对PowerTi...

Yanjun Tian · Yilin Wang · Lianying An · Zhishuang Yue · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月

针对并网型DC/AC变换器在直流侧可控性受限及交流侧存在谐振模态的问题，本文提出一种基于LCL滤波器的双向全状态反馈控制策略（FSFC）。传统PI控制器仅依赖输出变量反馈，忽略系统内部动态特性，导致控制性能受限。所提方法利用状态变量反映系统内部特性，在交流侧通过极点配置扩展无源阻尼范围，有效抑制谐振峰且不牺牲动态响应；在直流侧降低等效模型阶数，提升电压调节性能。与主流控制方法对比表明，该方法具有更优的动态响应与鲁棒性，仿真与实验结果验证了其有效性。

解读: 该全状态反馈控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器具有直接应用价值。针对LCL滤波器谐振抑制问题，所提FSFC方法通过极点配置实现无源阻尼扩展，可优化PowerTitan大型储能系统的并网稳定性，避免传统有源阻尼带来的损耗。直流侧降阶控制策略可提升ST储能变流器的直流母线电压调节性...

Reza Sangrody · Shamsodin Taheri · Edris Pouresmaeil · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月

通过谐振降低开关损耗是提高太阳能功率优化器效率的有效途径。事实上，与传统转换器相比，如果去除基于谐振的太阳能功率优化器结构中不必要的元件，它可以以更低的成本提供相当高的可靠性和效率。本文介绍了一种新型光伏升压功率优化器，其基于转换器电感与MOSFET输出电容之间的谐振，从而降低了MOSFET的开关损耗。与采用额外元件来利用系统谐振的传统方法相比，该方法降低了转换器的成本。在所提出的转换器中，当MOSFET两端的谐振电压达到零或最小值时，MOSFET导通，因此开关损耗显著降低。此外，所提出的升压功...

解读: 从阳光电源的业务角度来看，这篇论文提出的基于本征谐振和耦合电感的光伏功率优化器技术具有重要的战略价值。该技术通过利用转换器电感与MOSFET输出电容之间的固有谐振实现零电压或最小电压开关，显著降低了开关损耗，这与我司在组串式逆变器和MLPE（模块级电力电子）产品线的技术发展方向高度契合。 该技术的...

Hao Li · Helong Yang · Dawei Xiang · Jinyu Chen · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月

线端线圈绝缘是绕组绝缘中的薄弱环节，承受着较高的瞬态电压应力和更大的击穿风险，因此对其进行早期监测既具有重要意义又颇具挑战。为提高线端线圈绝缘早期监测的灵敏度，本文提出了一种基于宇称 - 时间（PT）对称的新方法，利用一个与系统高频共模（HFCM）开关振荡磁耦合的外部谐振器。该方法利用奇异点（EP）附近阻尼率分裂的效应，以更高的灵敏度检测线端线圈绝缘的早期劣化。首先，将逆变器供电电机系统中的 HFCM 开关振荡视为内部谐振器，并分析其模态特征。随后，设计一个外部谐振器使其工作在 PT 对称的奇异...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于PT对称性的线端绕组绝缘监测技术具有重要的战略应用价值。在光伏逆变器和储能变流器系统中，电机绕组绝缘失效是导致系统故障的主要原因之一，尤其是线端绕组承受的瞬态电压应力更大，传统监测方法灵敏度不足，难以实现早期预警。 该技术的核心创新在于利用逆变器固有的高频共模开关...

Ziheng Xiao · Yu Jiang · Lei Zhang · Zhigang Yao 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月

实现同步升压变换器平滑、高效且快速的启动对降低元件应力与功率损耗、抑制浪涌电流及防止系统损坏至关重要。传统方法无法逐周期优化启动过程中的开关模式，导致电感电流控制不佳和启动时间延长。由于问题复杂性，启动阶段开关模式优化属于NP完全问题。为此，本文提出一种基于加权伪随机决策的ε-贪心算法，结合“超越最优”策略的启发式蒙特卡洛仿真，以寻找最快启动路径。实验结果表明，相较于传统逐周期与非逐周期启动方法，该方法显著提升了启动速度与平稳性。

解读: 该同步升压变换器快速启动优化技术对阳光电源储能与光伏产品具有重要应用价值。在ST系列储能变流器中，快速平滑启动可降低DC/DC变换模块的电感电流冲击，减少IGBT/SiC器件应力，提升PowerTitan系统并网响应速度。对于SG系列光伏逆变器的Boost升压电路，该ε-贪心算法可优化MPPT启动过...

Nagamalleswararao Kamarajugadda · Baylon G. Fernandes · Kishore Chatterjee · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月

本文提出了一种用于电动汽车（EV）的多功能车载充电器（MOC），该充电器可实现从单相电网对主电池进行充电（MBC）。它还能向单相负载供电或向电网回馈电能，并且可作为辅助电源模块（APM），为车辆的辅助系统提供低压直流（LVDC）电源。所提出的充电器是一种两级转换器，其中第一级由前端图腾柱功率因数校正（PFC）电路和集成的纹波功率补偿（RPC）电路组成，用于吸收二次谐波纹波功率。第二级是双有源桥（DAB），用于控制流入/流出主电池的功率。为实现APM运行模式，对第一级电路进行重新配置，形成交错式降...

解读: 从阳光电源新能源业务协同视角看，这项GaN基多功能车载充电器技术具有显著的战略价值。该技术通过两级拓扑架构实现了主电池充电、V2G双向功率流动以及辅助电源模块功能的集成，这与我司在光储充一体化解决方案中的技术路线高度契合。 技术亮点方面，前级Totem-pole PFC电路集成纹波功率补偿回路，有...

Jianfu Ding · Yuanhao Xie · Dong Jiang · Zicheng Liu 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月

多电平功率转换技术是电力电子领域的一项重大进展，而主动磁轴承（AMB）驱动器是一种典型的电力电子设备。本文介绍了一种新型混合中性点钳位（NPC）多电平AMB驱动器，该驱动器集成了一个飞跨电容（FC）桥臂，将传统的NPC结构与FC结构相结合。它将磁轴承（MB）绕组的电压电平从三电平提升至五电平，从而增强了系统的电压容量，并使电流响应速度更快。此外，在相同的电压电平下，这种方法改善了AMB驱动器的电磁干扰（EMI）特性，减小了电流纹波和功率损耗，并提高了MB的悬浮精度。所提出的拓扑结构及其控制方法的...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项混合NPC与飞跨电容腿的多电平变换技术虽然聚焦于主动磁悬浮轴承驱动，但其底层技术原理与我们在光伏逆变器和储能变流器领域的核心技术路线高度契合，具有重要的参考价值和潜在应用前景。 该技术的核心创新在于将传统NPC拓扑与飞跨电容结构融合，实现从三电平到五电平的升级。这与阳...

Wei Yuan · Hong Cheng · Cong Wang · Yucheng Shen 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月

中点电压不平衡问题制约了五电平中点钳位型（NPC）变换器的广泛应用。近期提出的一种用于交流电机驱动的单向五电平变换器通过前级改进型五电平Boost整流器实现功率因数校正，并依赖整流与逆变级间的复杂协调控制实现中点电压平衡。本文提出一种简化电压平衡控制策略，首先分析整流级的电压平衡能力；进而针对传统相位配置PWM（PDPWM）输出电压总谐波畸变率低但易引发电压漂移，而载波重叠PWM（COPWM）可在全范围平衡中点电压但谐波较高的问题，提出载波重叠相位配置PWM（COPDPWM）及基于分段组合PDP...

解读: 该混合PWM调制策略对阳光电源电动汽车驱动产品线具有直接应用价值。五电平NPC拓扑的中点电压平衡问题是制约其在电机驱动系统应用的关键瓶颈，所提COPDPWM混合调制方案通过分段组合策略，在保证低THD输出的同时实现全范围电压平衡，可简化整流-逆变级协调控制复杂度。该技术可应用于阳光电源车载OBC充电...

Aashish Kumar · K. Ramachandra Sekhar · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月

在并网逆变器中，直流电容器维持直流母线电压，以向电网输送稳定的电力。然而，在单级逆变器配置中，直流母线电压会影响太阳能电池板的功率提取特性。因此，控制直流电容器的充电过程可协调太阳能的提取与向电网的同步注入。在逆变器初始启动时，直流电容器被充电至太阳能电站的开路电压，此时输入功率为零，但具有向电网注入功率的最大自然驱动力。允许因自然驱动力而产生的电网功率注入，会通过自适应的电容器电荷平衡来改变输入的太阳能功率。通过分析能量交换过程中直流电容器所受作用力的自然现象，本文提出了一种新颖的缺额功率平衡...

解读: 从阳光电源光伏逆变器业务角度分析，这篇论文提出的直流电容亏缺功率平衡机制具有显著的技术创新价值和应用潜力。 该技术的核心突破在于消除了传统单级逆变器中MPPT算法、电压和电流调节器等控制环节，通过直流电容充放电的自然力学特性实现最大功率点跟踪。这种"无算法"的本征式控制理念与阳光电源在逆变器控制技...

Piyali Pal · Ranjan Kumar Behera · Utkal Ranjan Muduli · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月

单相AC/DC变换器因具备双向功率传输、电气隔离、高效率及优良电能质量等优势，广泛应用于电动汽车（EV）充电系统。然而，系统非线性与功率不平衡易引发低频输出纹波，影响充电质量与电池寿命。本文提出一种改进的扰动抑制控制策略，将前馈重复控制与传统扰动观测器并联应用于DAB变换器。通过在重复控制器中引入低通滤波器，在不引入相位延迟的前提下降低高频增益，提升系统稳定性。理论分析深入探讨了系统的稳定性和抗扰性能，为控制器参数整定提供依据。实验基于搭建的DAB样机验证所提方法的有效性，结果表明，相较于传统扰...

解读: 该前馈重复控制技术对阳光电源车载OBC充电机和充电桩产品线具有直接应用价值。DAB变换器是阳光电源双向充电系统的核心拓扑，文中提出的改进扰动抑制策略可有效解决单相AC/DC系统中二倍频纹波问题，这与阳光电源充电产品面临的低频输出纹波抑制需求高度契合。该方法通过并联前馈重复控制器与扰动观测器，在不增加...