找到 17 条结果 · IEEE Transactions on Industrial Electronics
高压无变压器电池储能系统的自适应最优SOC平衡控制
Self-Adaptive and Optimal SOC Balancing Control for High Voltage Transformerless Battery Energy Storage System
Xiqi Wu · Rui Li · Chao Huang · Hui Li 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年4月
荷电状态（SOC）均衡对于高压无变压器（HVT）电池储能系统（BESS）充分利用其全部能量容量具有重要意义。然而，传统方法在选择合适的均衡系数时面临挑战，保守的参数会导致均衡速度不足，而取值过大则会导致电池过流和子模块过调制。为克服这一挑战，本文通过理论分析揭示了过流和过调制的机理，并推导了对应四种临界边界条件的四个最大系数。因此，本文提出了一种具有自适应均衡系数的最优SOC均衡控制方法，该方法具有自适应性。35kV/25MW/50MWh的实验结果验证了所提控制方法的有效性，并将其性能与保守方法...
解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，该论文提出的自适应SOC平衡控制技术具有重要的工程应用价值。当前公司在高压级联储能系统（如PowerTitan系列）中，SOC均衡一直是影响系统容量利用率和循环寿命的核心技术难点。 该技术的创新在于突破了传统均衡控制中平衡系数选择的两难困境。过去我们的工程实践中，保...
光伏供电的高性能共地开关电容逆变器，具有超宽输入电压范围和恒定有效值输出电压及电平数
Photovoltaic-Powered High-Performance Common-Ground Switched-Capacitor Inverter With Ultra-Wide Input Voltage Range and Constant RMS Output Voltage and Level Count
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<sub>rms</sub>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...
一种基于混合型NPC与飞跨电容支路的多电平有源磁轴承驱动器
A Novel Multilevel Converter as Active Magnetic Bearing Drive Based on Hybrid NPC With Flying-Capacitor Leg
Jianfu Ding · Yuanhao Xie · Dong Jiang · Zicheng Liu 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月
多电平功率转换技术是电力电子领域的一项重大进展，而主动磁轴承（AMB）驱动器是一种典型的电力电子设备。本文介绍了一种新型混合中性点钳位（NPC）多电平AMB驱动器，该驱动器集成了一个飞跨电容（FC）桥臂，将传统的NPC结构与FC结构相结合。它将磁轴承（MB）绕组的电压电平从三电平提升至五电平，从而增强了系统的电压容量，并使电流响应速度更快。此外，在相同的电压电平下，这种方法改善了AMB驱动器的电磁干扰（EMI）特性，减小了电流纹波和功率损耗，并提高了MB的悬浮精度。所提出的拓扑结构及其控制方法的...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项混合NPC与飞跨电容腿的多电平变换技术虽然聚焦于主动磁悬浮轴承驱动，但其底层技术原理与我们在光伏逆变器和储能变流器领域的核心技术路线高度契合，具有重要的参考价值和潜在应用前景。 该技术的核心创新在于将传统NPC拓扑与飞跨电容结构融合，实现从三电平到五电平的升级。这与阳...
一种基于载波重叠与相位配置混合PWM调制的单向五电平变换器直流电容电压平衡简化控制
A Simplified DC Capacitor Voltage Balancing Control for a Unidirectional Five-Level Converter Based on Carrier-Overlapped and Phase-Disposition Hybrid PWM Modulation
Wei Yuan · Hong Cheng · Cong Wang · Yucheng Shen 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月
中点电压不平衡问题制约了五电平中点钳位型（NPC）变换器的广泛应用。近期提出的一种用于交流电机驱动的单向五电平变换器通过前级改进型五电平Boost整流器实现功率因数校正，并依赖整流与逆变级间的复杂协调控制实现中点电压平衡。本文提出一种简化电压平衡控制策略，首先分析整流级的电压平衡能力；进而针对传统相位配置PWM（PDPWM）输出电压总谐波畸变率低但易引发电压漂移，而载波重叠PWM（COPWM）可在全范围平衡中点电压但谐波较高的问题，提出载波重叠相位配置PWM（COPDPWM）及基于分段组合PDP...
解读: 该混合PWM调制策略对阳光电源电动汽车驱动产品线具有直接应用价值。五电平NPC拓扑的中点电压平衡问题是制约其在电机驱动系统应用的关键瓶颈，所提COPDPWM混合调制方案通过分段组合策略，在保证低THD输出的同时实现全范围电压平衡，可简化整流-逆变级协调控制复杂度。该技术可应用于阳光电源车载OBC充电...
一种在软硬件系统不确定条件下的鲁棒功率硬件在环接口
A Robust Power Hardware-in-the-Loop Interface Under Uncertain Software and Hardware System
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...
具有荷电状态不平衡约束的模块化电池储能系统寿命最大化
Lifespan Maximization of Modular Battery Energy Storage Systems With State-of-Charge Imbalance Constraints
Enrique Nunes · Gaowen Liang · Ezequiel Rodriguez · Glen G. Farivar 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年11月
模块化电池储能系统（MBESSs）是一种很有前景的技术，可缓解可再生能源的间歇性问题。在实际应用中，模块化电池储能系统中的电池在剩余使用寿命（RUL）方面存在差异。因此，健康状态最差的电池决定了模块化电池储能系统的使用寿命，这推动了剩余使用寿命均衡方法的发展。然而，现有方法既未考虑最大程度延长使用寿命，也未考虑剩余使用寿命均衡所产生的荷电状态（SoC）不平衡问题，而这种不平衡会降低模块化电池储能系统的可用容量。因此，本文首先为剩余使用寿命均衡制定了一个通用的最优准则，该准则适用于任何退化率是功率...
解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，这篇论文提出的模块化电池储能系统（MBESS）剩余寿命（RUL）均衡优化技术具有重要的工程应用价值。当前我司PowerStack、PowerTitan等大型储能产品均采用模块化架构，但实际运行中电池单元健康状态差异导致的"木桶效应"一直制约着系统整体寿命和经济性。 ...
一种用于宽输出电压范围应用的新型多模式AC-DC LLC谐振变换器
A Novel Multimode AC-DC LLC Resonant Converter for Wide Output Voltage Range Applications
Haolei Meng · Hanjing Dong · Xiaogao Xie · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年11月
本文提出了一种适用于超宽输出电压范围电动汽车（EV）应用的新型多模式交直流 LLC 变换器。通过将图腾柱式 Boost 功率因数校正（PFC）变换器与全桥（FB）LLC 谐振变换器集成，并采用小容量母线电容，所提出的变换器能够以单级、准单级或两级模式运行，有效扩展了输出电压范围。此外，还提出了一种适用于不同模式的统一控制方案，以同时实现输出调节和功率因数校正。通过优化控制策略可实现不同运行模式之间的平滑切换。对所提出变换器的详细工作原理和设计考量进行了分析与讨论。最后，搭建了一台额定输入电压为 ...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项多模式AC-DC LLC谐振转换器技术具有重要的战略价值。该技术通过集成图腾柱Boost PFC与全桥LLC谐振转换器，实现了100-420V超宽输出电压范围，这与我们在电动汽车充电、储能系统双向变流器以及光储一体化解决方案中的核心需求高度契合。 该技术的核心创新在于...
模块化多电平变换器中自适应电流限制器的设计
Design of Adaptive Current Limiters in Modular Multilevel Converters
Ye Zhu · Shan Jiang · Georgios Konstantinou · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年11月
功率变换器中的电流限制器可在故障期间限制输出电流并保护电力半导体器件，但会削弱其对系统的短路电流贡献。本文提出一种基于桥臂电流的自适应限流方法，考虑了直流环流的影响，使模块化多电平变换器（MMC）输出电流的幅值限制随公共耦合点电压自适应调整，在电网平衡与不平衡条件下均能充分利用器件的电流额定值。该方法在电压跌落期间允许额外输出无功电流，提升MMC的短路容量。通过构网型并网MMC系统的低电压穿越实验结果验证了所提方法的有效性。
解读: 该自适应电流限制技术对阳光电源ST系列储能变流器和构网型GFM产品具有重要应用价值。研究提出的基于桥臂电流的自适应限流方法可直接应用于PowerTitan大型储能系统，在电网故障时既保护SiC功率模块又最大化短路电流贡献，提升系统低电压穿越能力。该方法考虑直流环流影响，充分利用器件电流额定值，可优化...
基于简易迁移学习的模型-数据混合驱动电池逆变器故障检测方法
Easy Transfer Learning-Based Model-Data-Hybrid-Driven Fault Detection for Battery Inverters
Yu Zeng · Ezequiel Rodriguez · Qingxiang Liu · Gaowen Liang 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年10月
在这篇论文中，提出了一种基于简易知识迁移学习、结合数据与模型的混合故障检测方法。该方法应用于多个电池变流器，在离线阶段，利用现有系统获取的知识对并入微电网的新系统进行训练。新的目标分类器能够在数据集减少 60% 的情况下检测开路故障和电流传感器故障。该方法的有效性在一个包含两个三相两电平变流器（一个源变流器和一个目标变流器）的微电网中通过实验得到了验证。利用硬件在环测试了不同电压、容量和额定功率的电池。检测准确率达到了 99.1%。
解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，这项基于迁移学习的模型-数据混合驱动故障检测技术具有显著的工程应用价值。该技术针对电池变流器的开路故障和电流传感器故障检测，实现了99.1%的检测精度，同时将数据集需求降低60%，这对于我们大规模部署的储能电站运维具有重要意义。 该技术的核心优势在于知识迁移能力。在...
基于近似低秩表示与超球面集中的锂离子电池储能系统一致性评估
Consistency Evaluation for Lithium-Ion Battery Energy Storage Systems Based on Approximate Low-Rank Representation and Hypersphere Concentration
Zhen Chen · Weijie Liu · Tangbin Xia · Ershun Pan · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年10月
锂离子电池储能系统（ESS）在新型储能累计装机容量中占据大部分份额。储能系统的一致性会显著影响其性能和效率。因此，对储能系统进行准确的一致性评估对于运维管理至关重要。本文提出了一个评估电池组一致性并识别不一致电池包的综合框架。首先，通过近似低秩表示（ALRR）从充放电电压曲线中学习低维特征表示，该方法既能实现降维，又能在低维子空间中保留空间结构关系。其次，利用冯·米塞斯 - 费舍尔分布和最优表示构建了基于超球体集中度的电池组一致性评估指标。第三，通过卡方统计量的假设检验快速识别出存在电压异常的不...
解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，这项基于近似低秩表示和超球集中度的锂电池一致性评估技术具有重要的工程应用价值。 在储能系统运维层面，该技术直接切中当前行业痛点。阳光电源的PowerStack、PowerTitan等大型储能产品中，单个系统包含数千甚至上万节电池单体，电池组一致性问题直接影响系统效率...
具有部分功率处理功能的三端口混合变压器用于可再生能源与储能集成
A Three-Port Hybrid Transformer With Partial Power Processing Function for Renewables and Energy Storage Integration
Huan Guo · Chen Li · Ruiyuan Huang · Yinghua Ye · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年9月
将储能系统（ESS）与可再生能源相结合可以平滑功率流并减轻对电网的影响。本文提出了一种具有部分功率处理（PPP）功能和变换器单元复用特性的新型混合变压器（HT）用于这种集成。文中讨论了其运行原理，如转换模式、运行范围和控制策略等。分析了诸如单元功率额定值和端口容量、处理功率比和效率等性能指标。与典型的两级配置相比，为获得规定的端口容量所需的总单元功率额定值显著降低，从而降低了成本。同时，储能系统端口的效率和最大转换容量均得到提高。通过计算、仿真和实验并进行对比，验证了这些改进效果。
解读: 从阳光电源储能系统集成业务角度分析，这项三端口混合变压器技术具有显著的战略价值。该技术通过部分功率处理（PPP）机制和变流器单元复用，为解决新能源并网与储能协同的核心痛点提供了创新路径。 在技术价值层面，该方案相比传统两级拓扑架构实现了三重突破：首先，单位功率等级的大幅降低直接转化为系统成本优势，...
一种Sigmoid加权共识方法用于平衡多个电池储能系统
A Sigmoid-Weighted-Consensus for Balancing Multiple Battery Energy Storage Systems
Lucas Jonys Ribeiro Silva · Márcio Von Rondow Campos · Bruno Meneghel Zilli · Thales Augusto Fagundes 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年9月
本文提出了一种用于由电池储能系统（BESS）组成的直流微电网（MG）中荷电状态（SoC）均衡、电压调节和精确电流分配的加权一致性策略。该一致性策略与一种被称为S形函数（即神经网络中常用的激活函数——Sigmoid函数）结合使用。通过邻居间通信，每个电池储能系统交换其荷电状态信息以实现更快的荷电状态均衡，并仅利用自身容量进行精确的电流分配。Sigmoid函数确保了系统在电池储能系统充放电过程中的连续性和可微性，即使因通信故障导致通信图断开或一致性策略关闭，也能保证荷电状态均衡。由于每个电池储能系统...
解读: 从阳光电源储能系统业务视角看，这项基于Sigmoid加权共识算法的多储能单元协调控制技术具有显著的工程应用价值。该技术针对直流微电网中多个电池储能系统（BESS）的荷电状态（SoC）平衡、电压调节和电流精确分配问题，提出了一种借鉴神经网络激活函数的创新控制策略。 对于阳光电源的储能产品线而言，这项...
电网电压跌落下混合变压器电流过载能力的分析与优化
Analysis and Optimization for Current Overload Capability of Hybrid Transformers Under Grid Voltage Sag
Yan Shi · Xiangyu Zhang · Lvyang Chen · Wei Li 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月
大量电力电子设备的接入使得未来电网对灵活、快速的电压调节提出了需求。混合变压器（HTs）结合了电磁变压器和部分额定容量的变流器，被认为是极具竞争力的解决方案。然而，混合变压器紧密的电磁耦合特性导致其在补偿电压暂降时出现电流过载问题，限制了其额定补偿容量的充分利用。此外，随着电压暂降深度的增加，这种过载现象会加剧。这些独特的电流过载特性对于混合变压器在实际应用中充分发挥其调压能力至关重要。本文探讨了混合变压器的电流过载特性及其影响因素。在此基础上，结合其电磁耦合特性，提出了硬件和软件组件的协同优化...
解读: 从阳光电源业务视角来看，该论文探讨的混合变压器（HT）电流过载优化技术具有重要的战略价值。随着我司光伏逆变器和储能系统在全球电网中的大规模部署，电网电压暂降场景下的低电压穿越（LVRT）能力已成为并网设备的核心技术指标。 该研究揭示的混合变压器电流过载机理与我司产品面临的挑战高度契合。在集中式光伏...
基于扰动观测器的固定时间事件触发控制用于带输入饱和的网络化电液系统
Disturbance Observer-Based Fixed-Time Event-Triggered Control for Networked Electro-Hydraulic Systems With Input Saturation
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。...
基于温度相关扩展卡尔曼滤波与深度学习的锂离子电池荷电状态与健康状态联合估计方法
A State-of-Charge and State-of-Health Joint Estimation Method of Lithium-Ion Battery Based on Temperature-Dependent Extended Kalman Filter and Deep Learning
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"...
基于反步法的主动抗扰解耦控制在液压驱动下肢外骨骼机器人中的应用
Active Disturbance Rejection Control With Backstepping for Decoupling Control of Hydraulic Driven Lower Limb Exoskeleton Robot
Jinsong Zhao · Yunpeng Zhang · Huidong Hou · Yuwei Yue 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月
液压驱动下肢外骨骼机器人（HDLLER）是一种助力运动装置，可帮助穿戴者提高承重能力并减轻疲劳。然而，HDLLER 是一个非线性系统，关节之间存在强耦合以及参数摄动问题，这会影响其轨迹跟踪性能。本文聚焦于一种有效的解耦控制算法。首先，通过反馈线性化将 HDLLER 的强耦合非线性系统从严格反馈形式转换为规范形式，从而避免反步方法的微分爆炸问题。为了重构变换后系统的状态变量和非线性项，采用了自抗扰控制（ADRC）最重要的组成部分——扩张状态观测器（ESO）。然后，设计了基于 ESO 的反步控制器，...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的自抗扰控制与反步法结合的解耦控制算法，虽然应用于液压驱动外骨骼机器人领域，但其核心技术理念与我们在新能源系统控制中面临的挑战高度契合。 在光伏逆变器和储能系统领域，我们同样面临多变量强耦合、非线性动态响应以及参数不确定性等控制难题。该论文通过反馈线性化将严格...
一种用于提高功率放大器容量利用率的非线性地质勘探电磁法多频谱阻抗匹配方法
A Multiple Frequency Spectrum Impedance Matching Method of Nonlinear Geological Surveying Electromagnetic Method for Power Amplifier Capacity Utilization Enhancement
Ying Pang · Xinhao Zhang · Gang Li · Man-Chung Wong 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月
本文提出一种多频谱阻抗匹配方法，将阻抗匹配技术的应用范围从线性正弦电压拓展至地质勘探电磁法中的非线性电压环境。首先分析发射机、天线与负载的阻抗特性；其次，基于不同匹配连接方式的影响，提出适用于非线性功率放大器的非线性多频谱阻抗匹配拓扑（NMIM）；进而设计优化参数及基于负载识别的控制策略以提升匹配性能；最后通过动态硬件实验验证了该方法及其控制策略的有效性。结果表明，NMIM可动态匹配天线与负载阻抗，使放大器发射电流幅值提升逾21%，功率容量利用率平均提高37%以上，较传统方法至少提升12%。
解读: 该多频谱阻抗匹配技术对阳光电源功率变换系统具有重要借鉴价值。其核心思想可应用于ST储能变流器和SG光伏逆变器的功率级优化：通过动态阻抗匹配提升功率器件利用率，降低过设计冗余。特别是在储能系统多工况运行（充放电切换、功率因数调节）和光伏逆变器宽输入电压范围工作时，该方法的负载识别与动态匹配策略可提升功...