Ye Zhu · Shan Jiang · Georgios Konstantinou · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年11月

功率变换器中的电流限制器可在故障期间限制输出电流并保护电力半导体器件，但会削弱其对系统的短路电流贡献。本文提出一种基于桥臂电流的自适应限流方法，考虑了直流环流的影响，使模块化多电平变换器（MMC）输出电流的幅值限制随公共耦合点电压自适应调整，在电网平衡与不平衡条件下均能充分利用器件的电流额定值。该方法在电压跌落期间允许额外输出无功电流，提升MMC的短路容量。通过构网型并网MMC系统的低电压穿越实验结果验证了所提方法的有效性。

解读: 该自适应电流限制技术对阳光电源ST系列储能变流器和构网型GFM产品具有重要应用价值。研究提出的基于桥臂电流的自适应限流方法可直接应用于PowerTitan大型储能系统，在电网故障时既保护SiC功率模块又最大化短路电流贡献，提升系统低电压穿越能力。该方法考虑直流环流影响，充分利用器件电流额定值，可优化...

Qiaoling Peng · Simiao Zhou · Fujun Ma · Gelin Huang 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年11月

三级级联非反相升降压变换器（TL - CNIBBC）具有多种运行模式，尤其适用于储能的宽范围电压双向转换。如何选择合适的运行模式并实现平滑的模式切换是亟待解决的关键问题。本文分析了TL - CNIBBC的工作原理，并引入了基于传统工作模式的两种扩展模式，以消除输入电压接近输出电压时的死区。其次，提出了一种以电感电流为代价函数的模型预测控制（MPC）方法，采用滞环控制避免模式跳变，并定义了模式切换规则以实现多模式平滑过渡。最后，针对三级变换器中的电容电压不平衡问题，提出了一种占空比修正方法。实验结...

解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，这篇论文提出的三电平级联非反相Buck-Boost变换器技术具有重要的应用价值。该技术针对储能系统宽范围电压双向转换的核心需求，与我司ST系列储能变流器（PCS）的技术演进方向高度契合。 论文的核心贡献在于解决了传统Buck-Boost变换器在输入输出电压接近时的"...

Wonmyung Woo · Ji-Yeon Kim · Jae-Hoon Sim · Jae-Kuk Kim · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年11月

功率因数校正（PFC）转换器是开关模式电源（SMPS）必不可少的组成部分，该电源用于发光二极管电视机中以符合国际电工委员会（IEC）61000 - 3 - 2 D类谐波电流标准。然而，由于升压PFC转换器的电感峰值电流较高，因此需要使用大尺寸的电感器和输出电解电容器。结果，开关模式电源的功率密度降低，而相关成本增加。本文提出了一种新颖的控制方法，用于最大限度地降低广泛使用的升压临界导通模式PFC转换器中的电感峰值电流。所提出的方案采用恒定导通时间控制以满足谐波标准，并采用峰值电流模式控制来降低电...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的临界导通模式（CRM）功率因数校正（PFC）优化技术具有重要的借鉴价值。虽然该研究针对LED电视电源，但其核心思想——通过恒定导通时间控制与峰值电流模式控制相结合，将电感电流整形为梯形波以降低峰值电流——对我司光伏逆变器和储能变流器的前端PFC电路设计具有直接...

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...

Yu Zeng · Ezequiel Rodriguez · Qingxiang Liu · Gaowen Liang 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年10月

在这篇论文中，提出了一种基于简易知识迁移学习、结合数据与模型的混合故障检测方法。该方法应用于多个电池变流器，在离线阶段，利用现有系统获取的知识对并入微电网的新系统进行训练。新的目标分类器能够在数据集减少 60% 的情况下检测开路故障和电流传感器故障。该方法的有效性在一个包含两个三相两电平变流器（一个源变流器和一个目标变流器）的微电网中通过实验得到了验证。利用硬件在环测试了不同电压、容量和额定功率的电池。检测准确率达到了 99.1%。

解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，这项基于迁移学习的模型-数据混合驱动故障检测技术具有显著的工程应用价值。该技术针对电池变流器的开路故障和电流传感器故障检测，实现了99.1%的检测精度，同时将数据集需求降低60%，这对于我们大规模部署的储能电站运维具有重要意义。 该技术的核心优势在于知识迁移能力。在...

Xiaoqiang Li · Ning Li · Weijie Xue · Wei Mao 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年10月

三端口直流 - 直流转换器凭借其结构简单、成本低和功率密度高的优势，成为离网光伏制氢系统中实现光伏电池、储能装置和电解槽集成的理想解决方案。考虑到电解槽的低电压大电流工作特性以及对电流纹波的敏感性，本文提出了一种 LCC 谐振型电流输出式部分隔离三端口直流 - 直流转换器（LCC - CFO - TPC）。通过采用脉宽调制（PWM）+ 脉冲频率调制（PFM）方法，该转换器能够为电解槽实现高降压比和低输出电流纹波，降低二次侧整流二极管的电流应力，并在全功率范围内实现一次侧全桥的零电压开关（ZVS）...

解读: 从阳光电源氢能与储能业务协同发展的战略视角看，这项LCC谐振型三端口DC-DC变换器技术具有重要的应用价值。该技术针对光伏制氢系统中电解槽的特殊工况需求——低压大电流输出和对电流纹波的高度敏感性——提出了创新的电流馈出型拓扑结构，这与我司在光伏制氢领域推进的"光储氢"一体化解决方案高度契合。 技术...

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...

Chenghao Liu · Jien Ma · Xing Liu · Lin Qiu 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年10月

本文着重于将软强化学习（RL）技术引入有限控制集模型预测控制（FCS - MPC）框架，以提升鲁棒性能。更确切地说，在神经预测器的基础上，开发了一个使用软演员 - 评论家算法训练的智能体，用于探索嵌入在MPC框架内的最优控制输入。同时，在训练过程中引入了基于李雅普诺夫函数的约束条件，并给出了相应的权重更新法则。此外，所提出的方法保证了集成了RL智能体的系统的稳定性。最后，仿真和实验结果均验证了该方法相较于现有FCS - MPC方法的优越性。

解读: 从阳光电源的核心业务视角来看，这项基于软强化学习的预测控制技术具有重要的战略价值。该方法将软演员-评论家算法与有限集模型预测控制相结合，通过神经网络预测器实现智能决策，这与我们在光伏逆变器和储能变流器中广泛应用的MPC控制策略形成了技术演进路径。 对于阳光电源的产品线，该技术的核心价值体现在三个层...

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...

Pooyan Alinaghi Hosseinabadi · Hemanshu Pota · Saad Mekhilef · Georgios Konstantinou 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年10月

在三相比例积分（PI）锁相环（PLL）系统中，同时实现最优动态性能和有效滤波是一项重大挑战。为应对这一挑战，本文提出了一种新方法，即在基于同步参考系的锁相环中，用终端滑模（TSM）控制器取代PI控制器。三相锁相环系统采用基于正交信号发生器的二阶广义积分器，以利用其先进的滤波能力。定义了一种新的高级滑模面和控制律，其中包含多个设计参数，并确保控制信号平稳。该方法在不影响控制器鲁棒性和快速动态响应的前提下，有效减少了抖振。利用李雅普诺夫理论证明了TSM - PLL的稳定性，确保其具有有限时间收敛性。...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于终端滑模控制的三相锁相环技术具有重要的应用价值。锁相环作为并网逆变器的核心控制模块，其性能直接影响光伏逆变器和储能系统的并网质量与稳定性。 该技术的核心创新在于用终端滑模控制器替代传统PI控制器，并结合二阶广义积分器的滤波能力，实现了动态性能与滤波效果的协同优化。...

Afshin Nazer · Olindo Isabella · Patrizio Manganiello · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年10月

本文介绍了一种创新的并联差分功率处理（PDPP）架构，旨在减轻光伏（PV）串之间失配的影响。所提出的光伏到虚拟母线PDPP架构利用虚拟母线作为所有串级变换器的输入。值得注意的是，由于虚拟母线电压可以设置为低于主母线或光伏串电压，这种方法能够降低组件的额定电压。在该架构中，串级变换器（SLC）的关键要求包括能够产生正、负输出电压以及具备隔离功能。为满足这些要求，考虑采用连接到无桥变换器的双有源桥变换器作为PDPP串级变换器。在该架构中，串级变换器使用传统的最大功率点跟踪（MPPT）算法确保每个光伏...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于虚拟母线的并联差异功率处理（PDPP）架构为解决光伏系统失配问题提供了创新思路，与我司在组串式逆变器和智能优化器领域的技术积累具有显著协同价值。 该技术的核心优势在于通过引入虚拟母线降低了组件电压等级要求，这直接契合我司降低系统成本、提升产品竞争力的战略目标。相比...

Dipankar Chatterjee · Chandan Chakraborty · Suvarun Dalapati · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年10月

死区时间失真在脉宽调制（PWM）电压源逆变器（VSI）中是一个众所周知的问题。准确检测电流极性是成功实施死区时间失真补偿的关键问题。为此使用电流传感器会增加装置的总体成本和复杂性。这还可能由于电流偏移和缩放误差导致电流测量误差，从而造成补偿错误。本文提出了一种基于幂函数的单相PWM逆变器无电流传感器死区时间失真补偿技术。该技术通过对负载电压进行采样并利用其计算一个幂函数，此幂函数是基于瞬时功率理论（IPT）开发的，并进行了重大改进以使其适用于单相系统。实施这种补偿无需对功率电路进行拓扑修改或添加...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项无电流传感器的死区时间畸变补偿技术具有重要的工程应用价值。死区时间是PWM逆变器设计中的固有问题，直接影响输出电压质量和系统效率，在我们的光伏逆变器和储能变流器产品中尤为关键。 该技术的核心创新在于通过负载电压采样和功率函数计算实现电流极性判断，避免了传统方案中额外的...

Sign In or Purchase 4 Cites in Papers 466 Full Text Views - Alerts [Manage Content Alerts](https://ieeexplor · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年10月

本文提出了一种新型的五电平功率变换器，以提高三相开关磁阻电机（SRM）驱动系统的输出性能。与传统的五电平变换器相比，该功率变换器大幅减少了开关管的数量，简化了驱动系统。结合新的工作模式，提出了一种改进的电流斩波控制（CCC）方法。此外，该变换器还实现了直接瞬时转矩控制（DITC），可降低转矩脉动。通过在不同工况下的实验验证，评估了所提出的拓扑结构和控制方法的有效性。结果表明，与传统的不对称半桥（AHB）功率变换器相比，所提出的变换器结构可使转矩脉动最多降低33.02%。此外，效率测试表明，系统效...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项五电平开关磁阻电机（SRM）变流器技术具有重要的战略参考价值。虽然该技术主要针对电机驱动系统，但其核心拓扑创新和控制策略与我司在光伏逆变器、储能变流器领域的多电平技术路线高度契合。 该技术的核心价值在于通过拓扑优化大幅减少开关器件数量，同时实现五电平输出，这与阳光电源...

Zhi Chen · You Zhou · Feifan Guo · Christopher H. T. Lee · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年10月

为拓宽开放式绕组永磁同步电机（OEW - PMSM）驱动系统的调速范围并减少电力电子器件，本文采用了串联端绕组拓扑结构。提出了一种简化的调制策略。与空间矢量脉宽调制（SVPWM）相比，所提出的调制方法在ABC坐标系下计算四个桥臂的占空比。它避免了复杂的扇区识别和电压矢量分配计算，可简化控制器设计。串联端绕组拓扑结构的不对称性导致三相死区时间电压误差不对称。本文分析了死区时间的特性，并提出了一种新颖的死区时间补偿策略以消除电流谐波。采用自适应线性神经元（Adaline）神经网络（ANN）算法进行谐...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的串联端绕组三相逆变器改进调制技术具有重要的参考价值，特别是在电动汽车驱动系统和储能变流器领域的应用潜力值得关注。 该技术针对开端绕组永磁同步电机驱动系统，通过串联端绕组拓扑结构实现了速度范围扩展和功率器件简化。这与阳光电源在储能PCS（储能变流器）和电动汽车...

Jiale Xie · Xiaobing Chang · Guang Wang · Zhongbao Wei 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年10月

准确估算电池的荷电状态（SoC）和核心温度（CoT）对于制定高效的能量管理和热管理策略至关重要。本文聚焦圆柱形锂离子电池，构建了一个等效电路模型和一个双状态热模型；然后利用包含温度、热量和荷电状态的桥梁变量，将这两个不同物理性质的集总参数模型进行闭环处理。值得注意的是，除了传统的欧姆效应不可逆生热之外，通常被忽略的可逆熵热也被建模并通过实验进行了校准。随后，采用变遗忘因子最小二乘法自适应地识别电模型和热模型的参数。最后，利用一种计算效率高且能处理非线性问题的算法，即基于奇异值分解的卡尔曼滤波器，...

解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，这项针对圆柱形锂离子电池的SoC和核心温度联合估计技术具有重要应用价值。该技术通过构建电-热耦合集总参数模型，特别是将通常被忽略的可逆熵热纳入建模范畴，显著提升了电池状态估计的精度，这对我们的储能系统安全性和能量管理效率至关重要。 该技术的核心优势在于其工程实用性。...

Seyed Majid Hashemzadeh · Seyed Hossein Hosseini · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年10月

本文提出了一种多输入高升压直流 - 直流转换器的新设计，该设计采用三绕组耦合电感（TWCI）和电压倍增单元（VMC）。该转换器具有诸多优势，包括显著的电压增益、高效率以及可降低半导体元件上的电压应力。通过将三绕组耦合电感与电压倍增单元相结合，该转换器能够在低功率开关占空比下实现高电压转换比。该设计支持可扩展的输入端口，允许多个独立输入源为单一输出供电。每个输入端口的电流纹波都较小，这使得该转换器特别适用于光伏（PV）面板等可再生能源。此外，该设计在输入端口和输出端口之间设置了公共接地，提高了其实...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于耦合电感的多输入高升压变换器技术具有显著的应用价值，特别是在分布式光伏发电和混合储能系统领域。 该技术的核心优势在于通过三绕组耦合电感与电压倍增单元的协同设计，实现了高电压增益（395V输出）与低占空比运行的有机结合，这对于我们的组串式逆变器产品线具有重要意义。当...

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...

Abdullah M. Abusorrah · Hamed Sepahvand · Saeed Golestan · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年10月

同步系统对于并网电力变换器的高效运行至关重要，通常围绕锁相环（PLL）概念进行设计。虽然文献中常见的是二阶锁相环，但在多电飞机等应用中，对增强相位跟踪的需求促使人们探索三阶锁相环设计。设计具有高滤波能力的先进三阶锁相环颇具挑战性；从二阶锁相环转向三阶锁相环会对稳定性产生不利影响，而引入额外的滤波元件以实现更强的滤波能力可能会使这一问题更加严重。本文聚焦于单相（$\boldsymbol{1\phi}$）应用，提出了一种简单而有效的方法，即利用基于二阶广义积分器的频率锁定环（SOGI - FLL）概...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于SOGI-FLL的三型同步系统技术对单相并网应用具有重要战略价值。在我们的户用光伏逆变器、小型储能系统以及分布式能源解决方案中，单相并网场景占据相当比重，精准的电网同步技术直接影响系统的并网性能、电能质量和安全性。 该技术的核心价值在于突破了传统二型锁相环在相位跟...