Dong Zhang · Yiming Zhang · Xuhong Wang · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年5月

两级单相逆变器的瞬时输出功率在两倍输出电压频率（2fo）处脉动，导致前端直流变换器中产生大量二次谐波电流（SHC）。本文提出一种基于前端直流变换器并联输出阻抗模型的新型双环控制策略，以抑制SHC并提升动态响应。电流环采用比例-积分-谐振控制器（PIRC），在有限带宽下进一步抑制SHC；电压环在主动扰动抑制控制器（ADRC）前向通道中引入陷波滤波器，使截止频率高于2fo，显著改善负载瞬态响应。同时提出逐步闭环参数设计方法，兼顾SHC抑制、相位裕度与动态性能。实验基于1.8 kW样机验证，结果表明所...

解读: 该双环控制策略对阳光电源ST系列储能变流器和车载OBC充电机具有重要应用价值。针对两级单相拓扑中二次谐波电流（2fo）导致的前级DC-DC变换器纹波问题，所提PIRC电流环+ADRC电压环方案可直接应用于储能PCS的DC-AC级联架构，有效降低直流母线电容需求，提升系统功率密度。基于阻抗模型的逐步闭...

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...

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，...

Qian Liu · Yanchang Liang · Zuan Zhang · Miao Wang 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年12月

为便于继电保护操作并缓解电压不平衡状况，近期规范要求基于并网电压源型逆变器的电源（GFM IBRs）采用负序控制。为满足这一要求，必须在控制系统中集成序分解模块（SDMs）以检测和提取序分量。然而，SDMs的引入会在dq坐标系中引发交叉耦合效应，可能使GFM IBRs易受次同步振荡（SSOs）影响，而此前这方面尚未得到深入研究。本研究弥补了这一空白，首先利用含SDMs的GFM IBRs的单输入单输出小信号模型探究稳定性问题。为降低SSO不稳定风险，基于基本混合同步控制原理，提出了一种阻尼增强控制...

解读: 从阳光电源构网型逆变器产品线的技术演进视角来看，这项关于序分量解耦控制的同步稳定性研究具有重要的工程应用价值。当前电网规范要求构网型逆变器具备负序控制能力，以应对不平衡电压工况并保障继电保护装置的正确动作，这与阳光电源在复杂电网环境下的产品适应性需求高度契合。 该论文揭示的核心问题——序分量解耦模...

Jinshui Zhang · Boshuo Wang · Xiaoyang Tian · Angel V. Peterchev 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年9月

电力电子技术的进步使得实现高功率水平（例如电网中达到吉瓦级）或高输出带宽（例如通信领域中超过兆赫兹）成为可能。然而，要同时实现这两者仍具有挑战性。从高效多通道无线电力传输到前沿的医学和神经科学应用等各种应用，都需要高功率和宽带宽。传统逆变器可以在电网或特定频率范围内实现高功率和高质量，但在达到更高输出频率时会失去其保真度。谐振电路可以产生高输出频率，但带宽较窄。我们通过将氮化镓（GaN）晶体管与模块化级联双 H 桥电路相结合，并采用能够处理典型时序和平衡问题的控制方法，克服了这些硬件挑战。我们开...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项DC至5MHz宽输出带宽高功率高保真变换器技术展现了多个维度的战略价值。该技术突破了传统逆变器在高功率与宽频带之间的固有矛盾，这与我们在光伏逆变器和储能系统领域面临的技术瓶颈高度契合。 首先，该研究采用的GaN（氮化镓）功率器件与模块化级联双H桥拓扑结构，为我们下一代...

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...

Wei Xiong · Zuo Wang · Jing Na · Baoyong Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月

本文针对存在不匹配扰动的时滞系统，通过预测扰动观测器（PDO）提出了一种复合重复控制（RC）方法。重复控制框架由一个内部正反馈回路和一个外部反馈回路组成。在内环中，利用系统模型和固有时间延迟构建周期性参考信号的内模。在外环中，设计了一个简单的控制器来稳定闭环系统。时滞波动和模型不确定性会在提出的内模中引入扰动，这些扰动可能同时包含周期性和非周期性成分。为解决这一问题，在内模中引入了一种新型预测扰动观测器来估计这些扰动。因此，可在存在时滞的情况下实现一种用于周期性参考跟踪的鲁棒控制方案，即PDO ...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于预测扰动观测器的鲁棒重复控制技术对我司光伏逆变器和储能系统产品具有重要应用价值。该技术针对恒压恒频（CVCF）PWM逆变器的输出电压调节问题，通过创新性地将预测扰动观测器（PDO）融入重复控制（RC）框架，有效解决了时滞系统中周期性参考跟踪的难题。 技术价值方面，...

Shiquan Wang · Kai Ou · Wei Zhang · Ya-Xiong Wang · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月

准确估算荷电状态（SOC）和健康状态（SOH）对于改进电池管理技术至关重要。然而，电池会受到温度和老化的影响，导致其呈现出更难以表征的非线性关系。本文提出了一种基于温度相关扩展卡尔曼滤波器（EKF）和深度学习的锂离子电池SOC - SOH联合估算方法。首先，创建包含温度和容量变量的电池模型状态矩阵、控制矩阵和观测矩阵，以便在本地端使用EKF进行实时SOC估算。其次，利用卷积神经网络（CNN）和注意力机制提取并加权电池老化特征，并结合门控单元解决长序列记忆问题，从而在远程计算平台上进行SOH估算。...

解读: 从阳光电源储能系统业务视角看，这项基于温度依赖扩展卡尔曼滤波与深度学习的SOC-SOH联合估算技术具有显著的工程应用价值。该技术直击储能系统电池管理的核心痛点——在复杂温度环境和电池老化条件下实现精准状态估计，这对我司大规模储能电站和户用储能产品的安全性、经济性至关重要。 技术架构上，论文提出的"...