找到 15 条结果 · IEEE Transactions on Industrial Electronics
一种改进的RFR方法以增强跟网型逆变器在弱电网和故障电网条件下的大信号稳定性
An Improved RFR Method for Enhancing Large-Signal Stability of Grid-Following Inverter Under Weak and Faulty Grid Conditions
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。 ...
非线性实时分布式最优控制用于信息物理电力系统的频率调节
Nonlinear Real-Time Distributed Optimal Control for Frequency Regulation of Cyber–Physical Power Systems
Xiao Qi · Jizhen Liu · Wenguang Zhang · Hui Deng · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年2月
随着可再生能源在电力系统中渗透率的提高，分布式最优控制（DOC）方法被视为实时协同解决负荷频率控制与经济调度问题的有效途径。本文提出一种新型DOC方法，以应对信息物理电力系统中的非线性特性，包括物理约束与时滞。首先，结合部分原始-对偶梯度算法与自抗扰控制（ADRC），构建基于ADRC的DOC方法以提升频率控制性能；引入正投影算子处理机组出力饱和与联络线热约束；利用Lyapunov函数理论证明系统稳定性；进一步设计时滞补偿的扩张状态观测器，重构DOC方法以同时应对物理约束与时滞。最后通过实时硬件在...
解读: 该非线性实时分布式最优控制技术对阳光电源储能与新能源并网产品具有重要应用价值。针对PowerTitan大型储能系统，ADRC自抗扰控制结合正投影算子可优化ST系列储能变流器的调频响应，在处理功率饱和约束的同时实现经济调度与频率调节协同优化。时滞补偿扩张状态观测器可应用于iSolarCloud云平台的...
基于长时域FCS-MPC训练的一维卷积神经网络用于FPGA平台电力电子变换器控制——以Si/SiC混合变换器为例
Long-Horizon FCS-MPC Trained 1-D Convolution Neural Networks for FPGA-Based Power-Electronic Converter Control With a Si/SiC Hybrid Converter Case Study
Ning Li · Hao Yu · Stephen Finney · Paul D. Judge · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年2月
传统的电力电子长时域有限控制集模型预测控制（FCS - MPC）在实时实现方面存在两个主要问题：1）计算负担和延迟；2）对现场可编程门阵列（FPGA）等实时平台的硬件资源要求较高。为解决这些问题，研究人员提出利用模型预测控制结果作为离线训练数据来训练人工神经网络（ANN），并将其应用于实时控制器中，以替代原有的模型预测控制模型。通过这种方式，人工神经网络减轻了在线计算负担和对硬件资源的需求。本文提出了一种基于FPGA的用于长时域FCS - MPC的一维卷积神经网络（CNN）。为进一步简化网络模型...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于FPGA的一维卷积神经网络（CNN）控制技术对我们的核心产品线具有重要战略价值。该技术通过机器学习方法解决了长时域有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）在功率电子变换器中的实时实现难题，这与我们在光伏逆变器、储能变流器等产品中面临的控制性能优化需求高度契合。 技...
基于子空间预测器的预测电压控制方法
Subspace Predictor-Based Predictive Voltage Control for Power Converters
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...
用于高压应用中串联SiC-MOSFET的单门极驱动与非隔离供电技术
Single-Gate Driving and Nonisolated Power Supply Technology for Series SiC-MOSFETs in High-Voltage Applications
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...
基于本征谐振与耦合电感的高效光伏功率优化器
High-Efficient Photovoltaic Power Optimizer Based on the Intrinsic Resonance and Coupled Inductors
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...
一种基于自适应下垂与前馈控制的孤岛微电网构网型逆变器瞬态功率均分与解耦方法
An Adaptive Droop and Feedforward Control Based Transient Power Sharing and Decoupling Method for Grid-Forming Inverters in Islanded Microgrids
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...
一种用于带主动门极驱动器的并联SiC功率模块中电流均流的在线统一延迟与压摆率调节方法
An Online Unified Delay and Slew Rate Regulation for Current Sharing in Paralleled SiC Power Modules With Active Gate Drivers
Yan Li · Xibo Yuan · Yonglei Zhang · Kai Wang 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年9月
为确保并联功率模块之间的电流均衡分配，可采用有源栅极驱动器（AGD）动态调节电流。然而，在碳化硅（SiC）器件极快的开关速度（例如小于100纳秒）下，AGD要实现有效、灵活且精确的动态电流调节颇具挑战。因此，本文提出了一种用于并联碳化硅金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）功率模块的AGD在线统一开通/关断延时及电流变化率调节方案。该方案的优势在于，它能对延时调节和电流变化率调节实现独立的闭环控制，即电流变化率的调节不会影响已调好的延时补偿。此外，所提出的基于仅含两个推挽驱动通...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对并联SiC功率模块的主动栅极驱动器（AGD）电流均衡技术具有重要的应用价值。在我们的大功率光伏逆变器和储能变流器产品中，多模块并联已成为提升系统容量和可靠性的核心架构，而SiC器件的广泛应用正在推动产品向更高功率密度和效率演进。 该技术的核心创新在于实现了延迟调节...
一种用于V2G功率变换器的电磁集成LCL-EMI滤波器：拓扑、分析与实现
An Electromagnetically Integrated LCL-EMI Filter for V2G Power Converters: Topology, Analysis, and Implementation
Shiqi Jiang · Panbao Wang · Wei Wang · Dianguo Xu · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月
电动汽车车网互动（V2G）系统中的高频并网逆变器常产生大量高频谐波与电磁干扰（EMI）噪声，通常需采用谐波滤波器与额外EMI电感组成的滤波模块，但会增加体积与成本，不利于高功率密度需求。为此，本文提出一种解耦型电磁集成对称LCL-EMI滤波器结构，采用EE型磁芯与柔性多层箔（FMLF）绕组技术，将LCL滤波器绕组布置于侧柱，EMI扼流圈绕组置于中柱，通过合理端子配置实现功能解耦，并利用侧柱气隙设计实现变换器侧与电网侧电感的磁解耦，保持良好的谐波抑制性能。1 kW SiC-MOSFET高频并网变换...
解读: 该电磁集成LCL-EMI滤波器技术对阳光电源V2G双向充电桩及ST储能变流器产品具有重要应用价值。通过EE型磁芯与柔性多层箔绕组实现LCL谐波滤波与EMI抑制的磁集成，可显著减小滤波器体积与成本，契合高功率密度需求。其解耦设计保证谐波抑制性能的同时，侧柱气隙实现变换器侧与电网侧电感磁解耦的方案，可直...
基于Adaline神经网络的数据使能有限状态预测控制用于电力变换器
Data-Enabled Finite State Predictive Control for Power Converters via Adaline Neural Network
Wenjie Wu · Lin Qiu · Xing Liu · Jien Ma 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月
有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）在电力变换器与电机驱动中展现出良好前景，但受限于模型依赖性。本文从动态建模角度提出一种数据使能的有限集预测控制方案。采用动态线性化数据模型在各运行点等效重构系统，并通过自适应线性神经网络在线更新时变参数，提升建模精度与实现性能。同时提出一种改进的无电容电压平衡方法以调节中点电位。由于负载电流与电容电压的无参数预测仅依赖系统输入输出测量及历史数据，有效规避了参数变化带来的不利影响。通过在三电平中点钳位逆变器上的仿真与实验验证了所提方法的优越性。
解读: 该数据驱动的有限集预测控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG光伏逆变器的三电平拓扑控制具有重要应用价值。通过Adaline神经网络实现无参数化预测控制，可有效解决储能系统在宽工况运行时的参数漂移问题，提升PowerTitan大型储能系统在温度变化、器件老化等复杂工况下的控制鲁棒性。改进的中点电位...
具有独立抑制过冲与振荡功能的有源栅极驱动器
Active Gate Driver With the Independent Suppression of Overshoot and Oscillation for SiC MOSFET Modules
Qiang Li · Yuan Yang · Yang Wen · Guoliang Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月
碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）具有开关速度快、击穿电压高和导热性能优异等特点，广泛应用于功率变换器中，以提高其转换效率、功率密度和可靠性。然而，高电压变化率（dv/dt）和高电流变化率（di/dt），再加上寄生电容和电感，使得电压和电流更易出现过冲和振荡，这可能导致电应力、电磁干扰（EMI）和额外的能量损耗。本文提出一种具有过冲和振荡独立抑制功能的有源栅极驱动器（IS - AGD），以改善碳化硅MOSFET模块的开关性能。建立了过冲和振荡的等效模型。基于...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项SiC MOSFET主动栅极驱动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，我们的产品正面临更高功率密度、更高效率和更严格EMI标准的市场需求，而SiC器件的应用是实现这些目标的关键路径。 该技术针对SiC MOSFET开关过程中的过冲和振荡问题...
通过交叉开关实现周期内无间隙磁芯去饱和以最大化磁能收集
Intracycle Gapless Core Desaturation via Crisscross Switches for Maximal Magnetic Energy Harvesting
Min Gao · Lifang Yi · Jinyeong Moon · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月
基于电流互感器（CT）的磁能收集技术利用交流电流产生的磁场获取能量，在能量水平与可预测性方面优于其他环境能量收集方法，适用于为嵌入式系统、传感器节点、物联网（IoT）和信息物理系统（CPS）等低功耗设备供电。研究表明，当磁芯适度饱和时能量收集效率最高，但完全饱和后电能传输即终止。本文提出一种新颖的去饱和策略，采用四只双向开关构成交叉结构，动态反转磁芯电压方向，避免深度饱和，实现周期内无间隙能量收集。通过仿真与实验验证，所提方法使采集能量提升逾六倍，并展现出能量收集量随初级电流呈二次增长的独特特性...
解读: 该磁能收集技术对阳光电源储能与光伏产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和SG光伏逆变器中，可利用母线电流或功率回路的交流磁场实现辅助供电，为传感器节点、通信模块及iSolarCloud云平台的边缘采集设备提供自供能方案，降低辅助电源设计复杂度。所提交叉开关去饱和策略与阳光电源在SiC双向开关...
基于拓扑可迁移网络的双有源桥变换器家族通用建模方法
A Generic Modeling Approach for Dual-Active-Bridge Converter Family via Topology Transferrable Networks
Xinze Li · Fanfan Lin · Changjiang Sun · Xin Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月
新兴的电力变换器灰箱建模方法有效缓解了传统基于物理的白箱模型中存在的模型差异问题，同时为数据驱动的黑箱模型提供了一种数据需求少且可解释的替代方案。然而，现有灰箱建模方法仍面临一个重大挑战，即对域外拓扑结构的泛化能力较差。这一局限性使得在遇到新的拓扑结构时，需要重建或重新训练模型，从而阻碍了其广泛应用。针对这些挑战，本文提出了一种专门适用于双有源桥（DAB）变换器拓扑族的通用灰箱建模方法，该方法基于所提出的拓扑可迁移的架构内物理混合密度网络（T²PA - MDN）。作为核心部分，T²PA 网络对循...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对双有源桥（DAB）变换器族的通用灰盒建模技术具有重要的战略价值。DAB拓扑是我司储能系统、光储一体化方案以及电动汽车充电设备中的核心功率变换单元，该技术的拓扑迁移能力直接契合我们产品线多样化的现实需求。 该技术的核心创新在于T²PA-MDN网络架构，通过将电路物理...
一种用于抑制SiC基调速驱动器电机端子过电压的主动dv/dt滤波器
An Active dv/dt Filter to Combat Motor Terminal Overvoltage in SiC-Based Adjustable Speed Drives
Wenzhi Zhou · Xibo Yuan · Zhaobo Zhang · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年6月
在基于碳化硅（SiC）的调速驱动系统中，快速开关电压脉冲会使电力电缆表现得像传输线一样，导致电机端子处出现严重的过电压。本文提出一种有源 $dv/dt$ 滤波器，用于缓解基于碳化硅的电机驱动系统中因反射波现象引起的电机端子过电压问题。该有源 $dv/dt$ 滤波器由一个 T 型逆变器和一个电感 - 电容（LC）无源滤波器组成，其中 T 型逆变器产生准三电平（Q3L）脉冲宽度调制（PWM）电压，以主动调节供给调速驱动系统的电压的 $dv/dt$。本文对有源 $dv/dt$ 滤波器的运行机制进行了数...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的主动dv/dt滤波技术对我们在SiC功率器件应用领域具有重要参考价值。随着公司在光伏逆变器和储能变流器产品中广泛采用碳化硅器件以提升效率和功率密度，快速开关带来的电机端过电压问题同样困扰着我们的变频驱动类产品线。 该技术方案通过T型逆变器与LC滤波器的组合，主...
一种基于串扰类型判定的SiC MOSFET分立器件串扰抑制新方法
A Novel Crosstalk Suppression Method for SiC MOSFET Discrete Device With Crosstalk Type Determination
作者未知 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月
碳化硅（SiC）金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的快速开关速度导致半桥结构中出现严重的串扰问题。目前最先进的串扰抑制方法存在以下局限性：忽略了共源电感引起的串扰；外部栅源电压采样无法正确反映串扰情况。为克服上述缺陷，本文提出一种新颖的串扰抑制方法，通过自动切换环路阻抗和驱动电压来抑制米勒电容和共源电感引起的串扰。此外，该方法能够基于内部栅源电压检测正确判断串扰类型。实验结果表明，在800 V/60 A的条件下，与无串扰抑制和仅采用有源米勒钳位的情况相比，所提方法在开通瞬态时可使串扰电...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对SiC MOSFET离散器件串扰抑制的创新技术具有重要的应用价值。当前，我司在光伏逆变器和储能变流器产品中正加速推进SiC功率器件的应用，以提升系统效率和功率密度。然而，SiC MOSFET的高速开关特性在半桥拓扑中确实带来了严重的串扰问题，这直接影响器件可靠性和系...