Arun Kumar · Nishant Kumar · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年10月 · Vol.73

本文提出一种高保真数字孪生模型，用于两级单相并网光伏逆变器系统。采用后向欧拉法构建离散时间数学模型，结合传感器数据实现实时同步；利用自适应动量搜索算法（AMSA）精准辨识器件参数，并引入LCOGI-dq控制优化PWM生成，提升稳定性与故障响应能力。硬件FPGA验证显示模型匹配度超98%。

解读: 该研究高度契合阳光电源组串式逆变器（如SG系列）及户用光储系统对高精度建模、实时状态感知与智能故障预警的需求。其AMSA参数辨识与LCOGI-dq控制可直接赋能iSolarCloud平台的预测性运维模块，提升ST系列PCS在弱电网下的动态响应能力。建议将DT框架集成至PowerStack储能系统控制...

Yihao Wan · Yang Zhang · Qianwen Xu · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年4月

长预测时域有限控制集模型预测控制（FCS - MPC）在闭环稳定性、谐波失真和开关频率方面表现出卓越的性能。然而，对于传统的穷举法，实际实施时的计算负担会随着预测时域的增加呈指数级增长。传统方法包括将其重新表述为整数最小二乘（ILS）问题，以及采用基于人工神经网络（ANN）的有监督模仿学习技术，以减轻长预测时域带来的计算负担问题。在本文中，通过将强化学习（RL）框架与长预测时域相结合，开发了一种新型自主控制器用于变流器控制。通过这种方式，RL智能体通过与变流器系统进行交互，自主学习最优开关策略。...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于强化学习的长预测时域模型预测控制技术具有重要的战略价值。该技术针对功率变换器控制中的核心痛点——长预测时域带来的计算复杂度问题，提出了创新性解决方案，这与我们在光伏逆变器和储能变流器产品中追求高性能控制的需求高度契合。 技术价值方面，长预测时域控制能够显著改善闭环...

Sahil Gaurav · Sante Pugliese · Marius Langwasser · Chandan Kumar 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年3月

摘要：由于分布式发电（DG）单元的接入不断增加，如今的配电网在维持潮流和电能质量方面面临挑战。智能变压器（ST）通过对有功和无功潮流进行精确控制，是克服这些挑战的有效解决方案。一般来说，智能变压器的低压（LV）变换器采用电压定向控制策略，常常面临积分饱和和参数调节困难的问题。同时，分布式发电变换器工作在电流控制模式，这会导致系统稳定性降低和同步性变差，尤其是在暂态事件和弱电网场景下。为解决这些问题，本文针对基于智能变压器的以变换器为主导的低压配电网系统，提出了一种基于安德罗诺夫 - 霍普夫振荡器...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，本文提出的基于Andronov-Hopf振荡器的虚拟振荡器控制策略，对我司在智能配电系统和分布式光伏并网领域具有重要的技术参考价值。 该技术针对低压配电网中分布式发电单元日益增多带来的功率流控制和电能质量挑战，提出了创新性的控制方案。相比传统电压定向控制，AHO虚拟振荡器...

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...

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...

Yiming Zhang · Yicheng Zhou · Yingyao Zheng · Ronghuan Xie 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月

不同的电动汽车采用恒流（CC）充电、恒压（CV）充电或具有不同恒流、恒压水平的多阶段恒流充电方式。对于无线电能传输（WPT）系统而言，实现多种输出水平颇具挑战。此外，在实际应用中，需要在发生偏移时仍能保持高效率和输出稳定性。为满足上述要求，本文提出了一种带有可重构串并联开关（RSPS）的双通道无线电能传输系统。通过在两个功率通道的输入和输出端口均连接可重构串并联开关，恒压或恒流输出范围可提升至原来的四倍。所提出的系统兼容全桥和半桥开关，可提供更多的输出水平。混合拓扑结构使系统具备较强的抗偏移能力...

解读: 从阳光电源新能源业务布局来看，该双通道无线电能传输技术具有显著的战略价值。论文提出的可重构串并联开关架构能够实现四倍范围的恒压/恒流输出调节，这与我们在电动汽车充电和储能系统领域的技术需求高度契合。 在电动汽车充电业务方面，该技术的多级恒流/恒压输出能力可直接应对不同车型、不同电池系统的充电协议差...

Yihao Wan · Qianwen Xu · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月

强化学习（RL）因其处理非线性和自学习能力而在电力电子领域受到关注。合理配置下，RL智能体可通过与变换器系统交互自主学习最优控制策略。类似于传统的有限控制集模型预测控制（FCS-MPC），RL可学习最优开关策略并实现良好控制性能。然而，RL控制器改变闭环动态特性，给系统稳定性保障与评估带来挑战。为此，本文提出构造李雅普诺夫函数以引导智能体在提升控制性能的同时确保闭环稳定性，并通过推导电压控制误差收敛的紧致集量化系统的实用稳定域。最后，在实验平台上验证了所提方法的有效性，仿真与实验结果均表明该方法...

解读: 该李雅普诺夫引导的强化学习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。相比传统FCS-MPC，该方法通过李雅普诺夫函数保障闭环稳定性，同时利用RL自学习能力优化开关策略，可显著提升储能变流器在复杂工况下的动态响应和鲁棒性。技术可直接应用于构网型GFM控制器...

Qianxue Xia · Suman Debnath · Maryam Saeedifard · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年12月

多端口自主可重构太阳能发电厂（MARS）是一种颇具前景的概念，用于将光伏（PV）和储能系统（ESS）集成到交流输电电网和高压直流（HVdc）链路中。MARS各桥臂中光伏和储能系统的存在，导致不同子模块（SM）之间有功功率分布不均，进而造成子模块电容电压不平衡，并有损系统稳定性。此外，在局部遮荫情况下，被遮荫的光伏子模块功率注入会减少，从而导致MARS系统出现功率不匹配问题。为解决这一问题，本文提出了一种基于神经网络的功率不匹配消除（NNPME）策略。所提出的NNPME策略优化了储能系统的使用，并...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于神经网络的功率失配消除技术对我们在光储一体化和柔性直流输电领域具有重要战略意义。MARS系统将光伏、储能与交直流电网深度融合的架构，与我们正在推进的"1+X"模块化逆变器和大型储能系统集成方案高度契合。 该技术的核心价值在于解决了光储系统中的关键痛点。在大型地面电...

Alessia Camboni · Vincenzo Mallemaci · Fabio Mandrile · Radu Bojoi · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年12月

可再生能源通过电力电子设备持续接入电网，影响了电力系统的稳定性，对换流器控制技术提出了新挑战。虚拟同步电机（VSM）通过模拟同步机行为，为可再生能源并网提供了可行的控制方案。然而，在大电压跌落情况下，虚拟转子加速显著，导致VSM存在暂态失稳问题。现有研究虽提出多种改进控制策略，但往往增加算法复杂性和参数整定难度，且仅能缓解而非根除该问题。本文提出虚拟同步补偿器（VSC）新架构，从实现机制上彻底消除VSM的暂态不稳定性。VSC在严重且持续的电压跌落下仍能保持同步运行，无需附加控制模块。理论分析与实...

解读: 该虚拟同步补偿器（VSC）技术对阳光电源构网型产品具有重要应用价值。针对ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统，VSC架构可从根本上解决现有VSG控制在电网电压大幅跌落时的暂态失稳问题，无需复杂的附加控制模块和繁琐参数整定，显著提升储能系统的电网支撑能力和故障穿越性能。对于SG系列光伏...

Soham Chakraborty · Mohammed Tuhin Rana · Murti V. Salapaka · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年11月

电力硬件在环（PHIL）框架为评估新架构以及变压器、变流器和电机等电力硬件提供了一个极具吸引力的平台。它允许在实验室规模下开展各种测试，所得到的结果与实际场景极为相似，同时还能避免在全规模电力系统上进行实验所带来的高昂成本和风险。然而，尽管PHIL框架具有诸多优势，但仍存在相当大的挑战，其性能往往不够稳健，且与实际场景的契合度需要量化和提升。本文通过在PHIL的硬件和软件组件之间构建一个接口来应对这些挑战，同时采用现代控制视角来处理内在的不确定性。本文提出了一种方法，用于量化由软件系统仿真电力网...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于μ综合的鲁棒性功率硬件在环（PHIL）接口技术具有重要的战略价值。作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商，阳光电源在产品研发和测试环节面临着高昂的实验成本和系统风险，而PHIL技术恰好提供了一个低成本、高保真的测试平台解决方案。 该论文的核心创新在于通过现代控制...

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...

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...

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...

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...

作者未知 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月

构网型（GFM）逆变器在弱电网中具有电压和频率支撑的优势。然而，与跟网型逆变器不同，GFM 逆变器在不对称电压骤降期间面临更具挑战性的情况。电压控制型虚拟同步发电机（VVSG）是 GFM 逆变器的典型控制方法。然而，需要仔细考虑大涌流、响应速度慢以及负序电流控制等问题。在现有的低电压穿越（LVRT）控制策略中，在维持电网支撑能力的同时，无法妥善应对这些问题。在这种情况下，可能会出现系统不稳定和电能质量恶化的情况。为克服这些局限性，本文提出一种不对称 LVRT 控制策略。首先，建立正序和负序模型并...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于无源性控制（PBC）和虚拟电压补偿的不对称低电压穿越技术具有重要的战略价值。随着高比例新能源接入电网，构网型（GFM）逆变器正成为弱电网支撑的核心技术，这与我们在大型光伏电站和储能系统中面临的实际挑战高度契合。 该技术针对电压控制型虚拟同步发电机（VVSG）在不对...

Quansen Rong · Pengfei Hu · Yanxue Yu · Dong Wang 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月

并网逆变器（GCC）的阻抗对于可再生能源系统的小信号稳定性分析至关重要。传统上，电力电子装置的阻抗是通过一次侧扰动法进行测量的，该方法需在主电路中接入实际的扰动源，成本高且操作复杂。因此，无需实际扰动源、将扰动注入控制回路的二次侧扰动阻抗测量方法受到了更多关注。本文提出了一种基于虚拟外部扰动的并网逆变器阻抗测量方法，将扰动注入公共连接点（PCC）的电压和电流采样值中。考虑到电网阻抗的影响，建立了并网逆变器的等效计算模型，并可通过并网逆变器的扰动响应来计算其阻抗。此外，比较了一次侧和二次侧扰动法的...

解读: 从阳光电源的业务实践来看，这项虚拟外部扰动阻抗测量技术具有显著的工程应用价值。在大规模光伏电站和储能系统并网运行中，准确获取变流器阻抗特性是保障系统小信号稳定性的关键前提，直接关系到我们产品在弱电网环境下的并网性能和可靠性。 该技术的核心创新在于通过在PCC点的电压电流采样值中注入扰动，实现了无需...

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。...

Sonam Gupta · Anup Shukla · Mohammad Abusara · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月

随着风能越来越多地并入电网，电网运营商面临诸多挑战，这就需要在停电期间持续进行风力发电以维持系统稳定。电压骤降会对并网双馈感应发电机（DFIG）产生重大影响。因此，将双馈感应发电机与电网电池储能系统（GBSS）相结合，可在公共连接点（PCC）提供必要的有功和无功功率支持，满足低电压穿越（LVRT）要求，并为电网提供其他服务。本文提出并通过实验验证了一种双馈感应发电机的网侧变流器（GSC）与电网电池储能系统之间的协调控制方案。在该方案中，外部控制回路内功率设定点的动态调整会对公共连接点的电压和频率...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，本文提出的DFIG与电网侧储能系统协调控制方案具有重要的技术借鉴价值。虽然研究聚焦于风电领域，但其核心技术理念与我司在光伏逆变器与储能系统集成方面的战略布局高度契合。 该方案的核心价值在于通过协调控制实现了发电侧变流器（GSC）与储能变流器的无缝协同，在电网电压跌落时提供...

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...

Mingxuan Mao · Diyu Gui · Tommy W. S. Chow · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月

路面光伏系统输出特性具有强随机性和快速变化性，给最大功率点的实时检测与快速跟踪带来挑战。本文提出一种基于区域划分李雅普诺夫控制器（TD-Lyapunov）的快速跟踪算法。该控制器通过李雅普诺夫函数保障系统稳定性，实现每个控制周期内快速收敛，并引入区域划分策略增强全局搜索能力。实验搭建了路面光伏阵列平台，与粒子群优化、樽海鞘群算法、灰狼优化及哈里斯鹰优化四种算法对比验证。结果表明，所提算法在多种车辆遮挡工况下均具有优异适应性，平均跟踪准确率达98.3%，较对比算法显著提升；平均跟踪时间仅为0.14...

解读: 该TD-Lyapunov快速MPPT算法对阳光电源SG系列光伏逆变器和ST储能系统具有重要应用价值。路面光伏场景的快速遮挡特性与分布式光伏、车棚光伏等动态遮挡工况高度相似，该算法0.147秒的跟踪速度较传统算法提升7倍，可显著改善SG逆变器在复杂遮挡下的MPPT性能。李雅普诺夫稳定性理论结合区域划分...