Mingxin Hu · Liang Yuan · Mei Su · Shimiao Chen 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年10月 · Vol.73

本文从物理机理出发，分析构网型（GFM）逆变器在优先电流限制器（PCL）作用下的积分饱和现象，揭示故障清除角与限流模式切换角共同决定饱和是否发生，并提出基于该机理的抗饱和控制方法，实验验证了理论有效性。

解读: 该研究直接支撑阳光电源ST系列PCS、PowerTitan及风电变流器在弱电网/故障工况下的GFM稳定运行。PCL风饱和问题影响黑启动、调峰调频及LVRT/HVRT动态响应，易导致暂态失步或保护误动。建议将文中提出的抗风饱和准则嵌入iSolarCloud智能控制策略，并在新一代组串式光储一体机（如S...

Zexiong Wei · Yao Sun · Xiaochao Hou · Mei Su 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年10月

级联逆变器的分散控制因其高度的灵活性和可扩展性而备受关注。在并网模式下，现有的分散控制方法要么在电网电压骤降时容易导致系统不稳定，要么无法提供一次电压/频率支撑。为解决这一问题，本文提出了一种具有电网电压适应性和主动支撑能力的通用 $\omega/P\text{-} Q$ 和 $V/Q$ 下垂控制方法。具体而言，通过在频率下垂控制律中加入无功功率项来提高系统的鲁棒性。同时，该方法还能实现电网形成支撑和自主功率平衡，为实际的级联光伏/储能应用提供了一个通用的控制框架。最后，实验结果验证了所提出的控...

解读: 从阳光电源的业务角度来看，这项针对级联逆变器并网下垂控制的研究具有重要的战略价值。论文提出的通用ω/P-Q与V/Q下垂控制方法，直接契合公司在大规模光储一体化系统中面临的核心技术挑战。 在技术价值层面，该方案解决了现有分散式控制的两大痛点：一是提升了电网电压跌落时的系统稳定性，这对于阳光电源在弱电...

Liang Huang · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年8月

基于经典锁相环的矢量电流控制方案已广泛应用于跟网型（GFL）逆变器系统中。然而，采用这种经典控制方案的GFL逆变器在弱电网和电网故障条件下会出现同步不稳定问题，这已成为GFL逆变器面临的主要稳定性挑战。为应对这一挑战，近期有人提出了参考坐标系重新匹配（RFR）方法，该方法能使GFL逆变器在额定电网频率条件下稳定地穿越严重的低电压故障（如零电压穿越）。然而，当电网频率发生变化时，现有的RFR方法效果会变差。为解决这一问题，本文提出了一种改进的RFR方法，该方法能在电网电压骤降或电网频率下降的情况下...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项改进的参考帧重匹配（RFR）技术对我们的跟网型逆变器产品线具有重要战略价值。随着全球光伏和储能系统接入比例不断提升，电网呈现明显的弱电网特征，传统基于锁相环的矢量电流控制方案在电压跌落和频率波动工况下的同步稳定性问题，已成为制约我们产品在高渗透率场景应用的关键瓶颈。 ...

Jinming Xu · Zihan Ling · Hanxu Diao · Shaojun Xie · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年4月

对于跟网型逆变器，在弱电网条件下，电网电压骤降可能会导致其失去同步。众多研究致力于解决由锁相环主导的暂态失稳问题，同时将逆变器的直流输入视为理想的恒定电压源。然而，直流输入通常连接到光伏阵列。直流母线电压控制产生的有功电流参考值并非恒定，在电网故障时可能会达到其软件上限。在大多数现有研究中，直流母线电压控制及其输出限幅对暂态稳定性的影响被忽略了。因此，本文建立了一个考虑直流母线电压控制及其输出限幅与锁相环耦合的非线性模型。研究发现，触发限幅后仍存在暂态失稳的风险，而使用传统的降阶模型可能会得出错...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对跟网型逆变器暂态稳定性的研究具有重要的工程应用价值。该研究突破了传统分析中将直流侧视为理想电压源的简化假设，建立了考虑直流母线电压控制及其限幅输出与锁相环耦合的非线性模型，这与我司光伏逆变器的实际工作场景高度契合。 在弱电网环境下，电网电压跌落引发的同步失稳是制约...

Guangtong Ma · Chunxing Yao · Shuai Xu · Guanzhou Ren 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年4月

摘要：多个开路（OC）故障严重影响了有源中点钳位（ANPC）逆变器的可靠运行。为实现对三电平ANPC（3L - ANPC）逆变器多个OC故障的快速准确检测，本文将轻量级卷积神经网络（CNN）部署到边缘计算板上。具体而言，所提出的在线诊断方法包括离线训练和在线部署。在离线训练阶段，设计了多源信息融合方法以促进有效特征提取，从而提高所设计CNN的预测精度。此外，采用特定的优化框架来简化离线训练过程。在在线部署方面，通过使用TensorRT实现训练好的CNN的轻量级设计，以降低计算成本并加快诊断速度。...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于边缘计算的ANPC逆变器多重开路故障实时诊断技术具有重要的应用价值。ANPC（有源中点钳位）拓扑作为三电平逆变器的重要技术路线，在我司大功率光伏逆变器和储能变流器产品中已有广泛应用，其效率和功率密度优势明显，但多重开路故障一直是影响系统可靠性的关键痛点。 该论文提...

Zihao Luo · Jia Yao · Yiyan Sang · Adrian Ioinovici · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年2月

本文满足了可再生能源应用中开关电容多电平逆变器（SCMLI）的一项关键需求：无论光伏电池或其他绿色电池提供的电压有多大变化，都能提供相同的正弦输出波形。所提出的逆变器的创新之处在于其具备五种运行模式，增益范围为 4 至 12，且能保持输出波形的电平数恒定。它能够有效处理 30 至 90 V 的输入电压变化，同时产生稳定的 220 V_rms输出。本文提出了一种新颖的结构以及一种新的控制方法，该方法可使逆变器在输入电压连续变化时，从一种运行模式平稳过渡到另一种运行模式。这是一种...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项开关电容多电平逆变器技术具有显著的应用价值，特别是在分布式光伏和户用储能系统领域。 该技术的核心创新在于实现了超宽输入电压范围（30-90V）下的恒定220V有效值输出，这直接解决了光伏系统面临的关键痛点。在实际应用中，光伏组件输出会因光照强度、温度变化和部分遮挡而大...

Uppuluri Suryavalli · V. S. S. Pavan Kumar Hari · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年2月

对电力电子变换器中脉宽调制电压的谐波频谱进行解析评估，是工程师在实际工作中常用的有效工具。本文提出一种解析方法，有助于理解采样技术和频率比对脉宽调制（PWM）电压谐波频谱的潜在影响。该方法可推导出采用规则采样正弦 - 三角脉宽调制（STPWM）的单相和三相两电平电压源逆变器（VSI）输出电压傅里叶系数的简单且精确的闭式表达式。这些表达式是针对 STPWM 的对称和非对称规则采样技术推导得出的。所提出的解析表达式便于在给定直流母线电压、调制指数和载波与基波频率比的情况下估算电压谐波频谱。本文还分析...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇关于PWM电压谐波分析的论文具有重要的工程应用价值。该研究针对两电平电压源逆变器的脉宽调制技术，提出了精确的谐波频谱解析方法，这与我司光伏逆变器、储能变流器等核心产品的控制策略优化直接相关。 论文的核心贡献在于建立了采样方法（对称与非对称规则采样）和频率比对PWM谐波...

Ming Li · Enjun Liu · Hua Geng · Yongtao Mao 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年2月

现有并网逆变器在面对电网非线性变化时会遇到稳定性问题，当前的解决方案难以有效应对复杂的电网环境。我们提出一种基于无源性的控制策略，以提高构网型多逆变器电站的稳定性和动态性能，从而应对这些挑战。从能量重塑的角度设计的内环，确保了逆变器输出的稳定性。采用微分无源性设计的外环，显著增强了对扰动的响应能力，并在多台逆变器并联运行时无需通信即可确保功率分配和相位同步。非线性扰动观测器估计并网点的非线性扰动，并将此信息反馈到内环进行参数补偿。我们基于李雅普诺夫稳定性准则证明了整个控制器的无源性。这确保了电站...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于无源性控制的构网型多逆变器协同控制技术具有重要的战略价值。随着我司在全球光伏逆变器和储能系统市场份额的持续扩大，大规模新能源电站面临的电网稳定性问题日益凸显，该技术为解决这一核心痛点提供了系统性方案。 该技术的核心创新在于三层协同控制架构：能量重塑的内环控制确保单...

Yanjia Yu · Shan Jia · Xin Liu · Jianxiao Zou 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年2月

多源逆变器（MSI）凭借其无需使用直流 - 直流转换器即可实现单级功率转换的先进优势，成为连接混合能源的孤岛微电网的一种有前景的解决方案。然而，传统基于线性控制器的功率分配方案存在端口功率纹波过大的问题，因为用作控制输入的零序分量呈现出不确定的开关特性。鉴于此，本文提出了一种基于迭代学习的功率分配控制（ILPDC）方案，通过零序分量补偿实现无纹波端口功率调节。在所提出的ILPDC中，设计了一种带有专用迭代学习项的前馈 - 反馈结构，能够从存储的误差信息中提取不确定的开关特性。具体而言，反馈控制项...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于迭代学习的多源逆变器功率分配控制技术具有重要的战略价值。该技术针对混合能源孤岛微电网场景，通过零序分量补偿实现无纹波功率调节，这与我司在光储一体化系统和微电网解决方案领域的核心需求高度契合。 技术价值方面，多源逆变器的单级功率转换架构省去了传统DC-DC变换器环节...

Jin Yang · Xiangyu Zhang · Rui Chang · Zhiwei Wu 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年2月

作为直流输电系统中的关键电力电子器件，晶闸管因其导通损耗低、浪涌能力强、经济性好以及可靠的载流性能而备受青睐。然而，在换流变压器、有源逆变器和断路器等关键应用中，准确判断晶闸管的关断状态仍然是这些系统可靠运行面临的重大挑战。传统方法依靠检测流经晶闸管的反向恢复电流来判断其关断状态。这种方法常常面临检测困难、成本高和精度不足等问题，而且几十年来一直没有提出新的晶闸管关断状态检测方法。为解决晶闸管关断状态识别难题，本文提出了一种基于晶闸管门极电压识别其反向恢复状态的新方法。该方法无需测量一次侧的大电...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于门极电压识别晶闸管反向恢复状态的新方法具有重要的应用价值。在我们的光伏逆变器、储能变流器以及柔性直流输电等核心产品中，晶闸管作为关键功率器件广泛应用于换流、有源逆变和断路保护等环节，其关断状态的准确判断直接关系到系统的可靠性和安全性。 该技术的核心创新在于摆脱了传...

Vaidika T. Pardhi · Rohith Pottekkat · Vivek R. S. · K. Gopakumar 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年2月

所提出的七电平混合多电平逆变器将三电平飞跨电容逆变器与级联 H 桥逆变器相结合。其主要目标是开发一种七电平拓扑结构，该结构使用正弦控制在线性和扩展线性调制范围内均能高效运行。这种设计在保留多电平结构的同时，通过正弦脉冲宽度调制（PWM）扩展了线性调制范围。通过对正弦 PWM 的过调制区域进行线性化处理，该系统改善了弱磁运行时的性能，而传统的六步逆变器在弱磁运行时会产生低次谐波。在这种拓扑结构中，即使在扩展线性调制范围内，相电压基波峰值的最大值仍保持为直流母线电压的 0.637 倍。该逆变器具有容...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项七电平混合多电平逆变器技术具有显著的应用价值和战略意义。该拓扑结构通过集成三电平飞跨电容与级联H桥，实现了单直流源供电、降低开关数量和开关电压等级的优化设计，这与我司在光伏逆变器和储能系统中追求的高效率、低成本目标高度契合。 技术的核心创新在于扩展线性调制范围并实现正...

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...

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...

Qingle Sun · Zifan Lin · Zhifu Wang · Herbert Ho Ching Iu 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月

摘要：为提高有限集模型预测控制（FS - MPC）的系统性能，研究了离散空间矢量调制（DSVM）和权重因子消除方法。然而，现有的基于DSVM且无权重因子的三电平逆变器FS - MPC存在计算负担重、算法灵活性低以及工作范围大幅缩小等问题。为解决这些问题，本文提出了一种基于虚拟中压矢量（MVV）的新型基于DSVM的FS - MPC方法，该方法大大降低了电流谐波和计算负担，实现了DSVM中时间间隔数量的灵活调整，消除了权重因子，同时在全工作频率范围和负载条件下确保了中性点电压（NPV）的平衡。引入的...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对三电平中点钳位型（3L-NPC）逆变器的有限集模型预测控制技术具有重要的应用价值。3L-NPC拓扑是我司中高功率光伏逆变器和储能变流器的核心架构，该技术通过引入虚拟中电压矢量和消除权重因子，直接解决了当前产品面临的关键技术痛点。 技术价值方面，该算法显著降低了电流...

Qingle Sun · Zifan Lin · Zhifu Wang · Herbert Ho Ching Iu 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年12月

本文针对三电平中点箝位（3L - NPC）逆变器提出了一种采用混合中压矢量（MVV）的新型空间矢量调制策略，该策略在确保全调制指数和功率因数范围内中点电压（NPV）平衡的同时，实现了高算法灵活性、低开关损耗和低计算负担。所提出的策略在六个实际中压矢量的位置引入了六个额外的虚拟中压矢量，这使得在不修改参考电压矢量合成方式的情况下保持空间矢量分布。提出了一种简单的判断方案来确定应使用虚拟中压矢量还是实际中压矢量，该方案可灵活调整，在确保中点电压始终平衡的同时大幅降低开关损耗。此外，还提出了一种新颖且...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对三电平中点钳位型（3L-NPC）逆变器的混合中矢量空间矢量调制策略具有重要的技术价值和应用潜力。 **业务相关性分析**：3L-NPC拓扑是阳光电源中高压光伏逆变器和储能变流器的核心技术架构，广泛应用于1500V光伏系统和MW级储能项目。该论文提出的混合调制策略通...

Xin Qi · Jiashi Ren · Yi Deng · Joachim Holtz 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年12月

尽管多电平逆变器和宽带隙开关取得了进展，但让高功率逆变器在低开关频率下运行以降低开关损耗仍然非常有益，开关损耗对于提高系统效率和延长系统寿命至关重要。关于在低开关频率下控制电力驱动的问题已经开展了大量研究，尤其是预测方法提供了非常好的解决方案。本文探讨了一种经典的预测电流控制方法，即边界圆预测方案，并提出了改进措施，使开关频率接近预定水平。这通过控制边界电路的半径来实现。在从边界圆与开关频率之间的非线性相互作用中推导出线性关系后，所提出的方案动态调整边界圆，使逆变器运行接近预设的低频，从而在最大...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项预测电流控制技术对我们在大功率光伏逆变器和储能变流器领域具有重要的应用价值。当前我们的MW级集中式逆变器和储能PCS系统面临着功率密度提升与开关损耗控制的矛盾，该技术通过边界圆预测控制方案在低开关频率下实现精确电流控制，为解决这一核心问题提供了新思路。 技术价值方面，...

作者未知 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年12月

在孤岛交流微电网发生短路故障时，形成电网的功率逆变器会激活电阻性虚拟阻抗以保护自身免受过电流影响，而馈入电网的功率逆变器则负责提供电压支撑。在这种情况下，负责电压支撑的序阻抗会根据虚拟阻抗和短路阻抗的值呈现出显著的变化。现有控制方案并未考虑这种变化，导致电压支撑效果有待提升。本文提出了一种针对馈入电网逆变器的控制方案，旨在改善不平衡短路故障期间的电压支撑。该方案基于对序阻抗的在线测量，并利用测量得到的阻抗值选择最合适的电流注入技术来进行电压支撑。文中还进行了理论分析，以验证采用所提出控制策略的微...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于孤岛微电网不平衡短路故障电压支撑的研究具有重要的工程应用价值。该技术针对孤岛模式下构网型和跟网型逆变器的协同控制问题，提出了基于序阻抗在线测量的自适应电流注入策略，这与我司在光伏储能一体化系统和微电网解决方案的技术发展方向高度契合。 从产品层面分析，该技术可直接应...

作者未知 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年11月

摘要：并联交错式多电平逆变器（PIMIs）在高功率应用中具有巨大潜力，但其固有的环流问题会导致电流应力增加和系统效率降低。本文聚焦于PIMIs中的相环流（PCC）抑制。首先，提出了一种PCC预测模型，该模型考虑了应用非对称规则采样（ARS）规则时存在的一个控制周期延迟。通过使用该模型，选择合适的冗余矢量，可使PCC降低约50%。然后，开发了另一个考虑两个控制周期延迟的PCC预测模型。利用该模型，提出了一种基于ARS的可变开关频率脉宽调制（VSFPWM）方法，以精确控制PCC的峰值，并给出了一种确...

解读: 从阳光电源大功率逆变器产品线视角来看，这项针对并联交错多电平逆变器（PIMI）环流抑制的研究具有重要的工程应用价值。在我们的集中式光伏逆变器、储能变流器以及风电变流器等大功率应用场景中，并联技术是实现兆瓦级以上容量的关键路径，而相环流（PCC）问题一直制约着系统效率和可靠性的提升。 该论文提出的非...

Carlos Alfaro · Ramon Guzman · Antonio Camacho · Ángel Borrell 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年11月

本文提出一种用于孤岛微网中构网型逆变器的新型复滑模控制策略，替代依赖下垂控制、通信式二次控制和虚拟阻抗的传统分层控制方法。通过建立基于视在功率微分方程的复相量模型，推导出线性化复数动态模型，简化了控制律设计。该策略具有三大优势：实现阻性和感性线路下的精确有功与无功功率分配，无需虚拟阻抗；对线路阻抗失配及负载变化、逆变器投切等外部扰动具备强鲁棒性；无需二次频率调节。实验结果验证了该方法的有效性。

解读: 该滑模复功率共享控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan储能系统的构网型GFM控制具有重要应用价值。核心优势在于：1）无需虚拟阻抗即可实现阻性/感性线路下的精确功率分配，可简化ST储能变流器的控制参数配置，提升多机并联系统的即插即用性；2）对线路阻抗失配和负载扰动的强鲁棒性，可增强...

作者未知 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年11月

本文提出了一种利用所设计的降阶区间观测器诊断感应电动机（IM）驱动器中开关断开（OS）故障和电流传感器（CS）故障的新方法。首先，该方法利用系统增广和分解技术将 OS 故障从原始 IM 驱动系统中解耦。随后，创新性地引入降阶区间观测器，以同时估计状态和 CS 故障。此外，借助区间观测器，提出了故障检测和识别方法，以有效诊断并区分 OS 故障和 CS 故障。该方法的主要优点在于，无需复杂的分类算法即可同时诊断 IM 驱动器中的这两种故障，并且能够实现鲁棒性和快速故障诊断。文章给出了实验结果和对比分...

解读: 从阳光电源的业务角度来看，这项基于降阶区间观测器的逆变器故障诊断技术具有显著的应用价值。该技术能够同时诊断开关器件开路故障和电流传感器故障，这两类故障是光伏逆变器和储能变流器运行中最常见的失效模式，直接影响系统可靠性和发电效率。 对于阳光电源的核心产品线，该技术的应用前景广阔。在集中式和组串式光伏...