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...

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。 ...

Yifan Zhao · Yifan Jiang · Ziyang Xu · Haoyu Wang 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年7月

本文致力于提高感应电能传输（IPT）系统的耦合不敏感性。与以往专注于在初级侧建立稳定电源（例如通过全桥逆变器）的研究不同，本文利用单开关谐振逆变器的负载敏感特性，使系统在耦合条件变化时实现更高的稳定性。此外，本文并非将逆变器和补偿耦合器分开设计，而是将整个系统视为一个超高阶谐振变换器。通过简化，对现有的逆变器解析模型进行修改，以充分挖掘实现与耦合无关的零电压开关以及在参数变化时具备高鲁棒性的设计潜力。修改后的模型还填补了单开关IPT系统整体建模方面的空白。在实验中，设计了一个60 W的样机，当耦...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于单开关逆变器的耦合不敏感无线电能传输技术具有重要的战略价值。该技术通过创新性地利用单开关谐振逆变器的负载敏感特性，在耦合系数变化一倍的情况下仍能将输出功率波动控制在12%以内，这为我们在储能系统和电动汽车充电领域的产品创新提供了新思路。 在储能系统应用方面，该技术...

Xiaodong Sun · Zhihui Huang · Zebin Yang · Gang Lei 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年3月

为提高永磁同步电机（PMSM）驱动系统的控制性能，提出一种基于扩展状态观测器（ESO）、具备电压源逆变器（VSI）非线性补偿功能的改进型无模型预测电流控制方法。首先，介绍一种基于永磁同步电机驱动系统扩展状态观测器的改进型无模型预测电流控制（MFPCC）方法，该方法无需电机参数，且调参工作较少。然后，提出一种电压源逆变器非线性补偿方法，以减少三相桥式电压源逆变器中因加入死区时间而导致的电流畸变。通过在仿真中进行调整获得近似参数，再将其应用于实验中进一步微调。将基于扩展状态观测器的无模型控制与电压源...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于扩展状态观测器的改进无模型预测电流控制技术具有重要的应用价值。该技术针对永磁同步电机驱动系统提出的控制策略，与我司在储能变流器、光储一体化系统以及电动汽车充电设备中广泛应用的电机控制技术高度相关。 技术的核心价值在于两个方面：首先，无模型预测控制摆脱了对电机参数的...

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...

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...

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...

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...

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...

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。...

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。...

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...

Zhiyong Chen · Bin Li · Boyi Wang · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月

工程师常常将比例谐振（PR）控制器简化为更简单的比例控制器，而忽略了中频处的相位滞后。这种简化可能会导致错误的假设，即当电感 - 电容 - 电感（LCL）谐振频率（ωr）低于临界频率（ωcrit），即当 ωr ≤ ωcrit 时，采用网侧电流反馈的单环控制逆变器会失稳。相反，我们发现 PR 控制器能够在中频处提供足够的相位滞后。在 ωr ≤ ωcrit 的条件下，通过调整控制器参数来增大该相位滞后，无需额外的阻尼即可使逆变器稳定。我们的研究提出了一种稳健的稳定性设计流程，该流程包括调整 PR 控...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于比例谐振控制器相位滞后的鲁棒稳定性设计研究具有重要的工程应用价值。该技术直接针对光伏逆变器和储能变流器中广泛应用的LCL滤波器控制难题，突破了传统设计中"谐振频率低于临界频率必然失稳"的认知局限。 对于阳光电源的产品线而言，这项技术的核心价值体现在三个层面：首先，...

Arun Kumar Paul · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月

在工业领域，为了合理利用用于焊接应用的大型资本设备，需要一个单台大电流高功率转换器来动态控制多种焊接方法（例如用于接头制作、堆焊、气刨、堆焊层焊接等）。这些焊接方法大多遵循恒压（CV）或恒流（CC）电弧类型。由于涉及完全不同类型的动态负载特性，本文提出了一种新颖的解耦控制方法，引导电源独立处理每种电弧类型。对于电极送进采用电动方式的具有固有自调节特性的恒压电弧类型，本文提出了前馈控制方法。对于手工焊接中易受干扰的恒流电弧类型，本文提出了二阶滑模控制（SOSMC）方法以实现鲁棒控制。本文还详细阐述...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的解耦控制技术虽然应用于焊接电源领域，但其核心的功率变换与控制策略与我司光伏逆变器、储能变流器等产品存在显著的技术共性，具有重要的借鉴价值。 论文针对恒压（CV）和恒流（CC）两种工作模式提出的解耦控制方案，与我司储能双向变流器在充放电模式切换、光伏逆变器在M...

Zheng Yin · Fujin Deng · Sahar S. Kaddah · Sayed Abulanwar · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月

在 LC 滤波电压源逆变器（VSIs）中，调制无模型预测控制（MFPC）会受到噪声影响和参数不匹配的干扰。为提高 MFPC 的噪声抑制能力和参数鲁棒性，本文针对 LC 滤波 VSIs 提出了一种带噪声抑制的调制无参数（PL）预测与参考型预测控制方法（PLPR - PC - NS）。该 PLPR - PC - NS 方法不仅通过测量、更新和滤波所有梯度来获得调制的无参数预测，还利用采样电流和电压之间的相位角差来获得无参数参考。所提出的 PLPR - PC - NS 方法能有效抑制噪声对预测的影响，...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于PLPR的调制预测控制技术对LC滤波型电压源逆变器具有重要的应用价值。该技术通过无参数预测和噪声抑制机制，直接解决了当前光伏逆变器和储能变流器面临的两大核心痛点：系统参数漂移导致的控制性能下降和现场电磁噪声干扰问题。 对于阳光电源的产品线而言，该技术的应用前景广阔...

Zihe Meng · Dongyang Sun · Shuai Wang · Li Sun · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月

本文针对基于直流动态电压调节器（dc - DVR）的高压大功率储能系统（ESS），提出了一种双环连续控制集模型预测控制（CCS - MPC）方法。与传统控制方法不同，该控制方法在内、外控制环采用级联双模型预测控制。建立了储能系统的数学模型。内环模型预测控制（MPC）控制器基于电感特性方程，用于控制直流动态电压调节器的电感电流；外环模型预测控制（MPC）控制器基于电容特性方程，用于控制输出电压跟踪参考值。在该方案中，内环和外环模型预测控制控制器的参数在每个控制周期都会更新，以提高对负载变化和参数不...

解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，这项基于DC动态电压调节器（dc-DVR）的双环连续控制集模型预测控制技术具有重要的应用价值。该技术针对高压大功率储能系统的控制难题，提出了内外双环级联MPC架构，内环控制电感电流、外环控制输出电压，这与我司大型储能变流器PCS产品的控制需求高度契合。 该技术的核心...

Chao Li · Kaidi Zeng · Bin Li · Guanzheng Li 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月

电池储能站（BESS）中锂离子电池（LIBs）的安全性正受到越来越多的关注。为确保电池储能站的安全运行，有必要检测可能导致火灾或爆炸的电池内部短路（ISC）故障。本文提出了一种基于多元多尺度样本熵（MMSE）的电池早期内部短路故障诊断方法。该方法利用电池的电压、电流和温度来提取故障特征。采用小波去噪方法提高多元多尺度样本熵的性能。提出自适应阈值来诊断早期内部短路故障并防止误诊断。最后，通过内部短路故障实验和电池过充实验验证了所提出的早期内部短路诊断方法的有效性。利用实际电池储能站运行数据验证了该...

解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，这项基于多元多尺度样本熵（MMSE）的锂电池内短路故障诊断技术具有重要的应用价值。当前，我司储能产品线涵盖工商业储能和大型储能电站解决方案，电池安全监测是系统可靠性的核心痛点。该技术通过融合电压、电流、温度等多维数据进行早期故障预警，与我司现有BMS系统形成技术互补，...

Jaehong Lee · Dong-Uk Kim · Sungmin Kim · Seung-Hwan Lee · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月

提出了一种新型松耦合谐振双有源桥（LCR-DAB）变换器，采用高频变压器实现电能无线传输，原副边可分离数厘米以满足中压固态变压器系统的高压隔离需求。研究了其输入阻抗、零电压开关范围、输出功率及效率随工作频率与移相角的变化特性，提出了高效且参数鲁棒的最优工作频率，并给出了适用于LCR-DAB的松耦合线圈设计准则。实验搭建了1 kV、100 kW、60 kHz的样机平台，在3 cm气隙下测得线圈间效率达99%，端到端直流效率为97.3%，并验证了系统的参数鲁棒性与绝缘性能。

解读: 该LCR-DAB技术对阳光电源中高压储能系统具有重要应用价值。100kW/60kHz高频变压器实现的3cm气隙无线电能传输，可直接应用于PowerTitan大型储能系统的中压固态变压器（SST）模块，解决高压隔离与模块化设计难题。97.3%的端到端效率与99%的线圈效率，可提升ST系列储能变流器在1...