Sudipto Mondal · Shuvra Prokash Biswas · Md. Rabiul Islam · Rakibuzzaman Shah 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年9月

在用于并网光伏系统的各类无变压器多电平逆变器（MLI）中，基于单相开关电容（SC）的多电平逆变器在近几十年受到了广泛关注，因为它们仅需一个电源，电容器具有固有的自电压平衡能力，且电磁干扰（EMI）较低。然而，这些变换器面临一些挑战，例如需使用多个开关电容才能实现仅五电平的输出电压、半导体元件数量众多以及总谐波失真（THD）较高。本文提出了一种适用于单相应用的更高效多电平无变压器逆变器（MLTI）设计，该设计采用单个开关电容、六个开关和一个二极管，可输出五电平电压。所提出的多电平无变压器逆变器具有...

解读: 该紧凑型开关电容多电平逆变器技术对阳光电源SG系列光伏逆变器和ST储能变流器具有重要应用价值。其电容自均衡特性可简化现有多电平拓扑的控制复杂度，改进的单载波PWM方案可直接集成到阳光电源现有DSP控制平台。共模漏电流抑制特性契合无变压器光伏并网的安全需求，可优化SG110CX等组串式逆变器设计。高电...

Fei Zhang · Yuanshi Zhang · Yiqi Liu · Liwei Wang 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年8月

大功率直流 - 直流（DC - DC）变换器对于不同电压等级的高压直流（HVDC）系统互连至关重要。本文介绍了由半桥子模块（HBSM）和全桥子模块（FBSM）组成的无变压器混合模块化多电平直流 - 直流变换器（MMDC）的优化设计与运行。由于桥臂内部直流分量电压和交流分量电压可以自由选择，因此针对不同的电压转换比推导出了使开关视在功率最小的最优调制指数。为了降低变换器成本，还考虑了过调制情况。出于系统安全性和可靠性的考虑，直流故障阻断能力是高压直流应用中直流 - 直流变换器的一个理想特性。得益于...

解读: 该无变压器模块化多电平DC-DC变换器技术对阳光电源PowerTitan储能系统和直流侧产品具有重要应用价值。调制指数优化方案可直接应用于ST系列储能变流器的DC-DC变换环节，提升不同电压等级储能单元间的功率转换效率。故障阻断能力分析为大型储能系统的直流侧保护设计提供理论支撑，增强系统安全性。小信...

Stefano Savio · Simone Giuffrida · Fabio Mandrile · Fausto Stella 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年8月

燃料电池正日益被视为电动汽车中传统电池组的可行替代方案，尤其适用于对减轻重量和增加续航里程有要求的长途运输。尽管燃料电池具有诸多优势，但其电池堆输出电压较低且随负载变化（通常低于200 V），因此需要使用高效升压直流 - 直流转换器，以达到电动动力系统所需的电压（400 - 800 V）。在此背景下，氮化镓（GaN）技术可实现超过100 kHz的开关频率，使其成为高功率、高密度直流 - 直流转换器的首选技术。本文的主要重点是开发并实施一种先进的数字控制解决方案，该方案适用于以100 kHz开关频...

解读: 该多电平交错GaN DC-DC变换器技术对阳光电源新能源汽车产品线具有重要应用价值。其数字控制策略可直接应用于车载OBC充电机和电机驱动系统的DC-DC变换环节，通过多电平交错拓扑降低电流纹波，提升功率密度。GaN器件的高频开关特性与阳光电源现有SiC/GaN功率器件应用经验高度契合，可优化电驱动系...

Feng Guo · Fei Diao · Zhuxuan Ma · Pengyu Lai 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年8月

本文针对 3 kV 直流母线的电力牵引驱动系统，设计并开发了一种新型的带有内部并联（IP）半桥（HB）的中压（MV）混合式多电平逆变器。在该提出的混合式拓扑结构中，每相由一个有源中性点钳位（ANPC）三电平（3 - L）单元和一个 IP 单元组成，其中 ANPC 三电平单元采用工作在基频的 3.3 kV 硅（Si）绝缘栅双极型晶体管（IGBT），而 IP 单元采用定制的 3.3 kV H 桥碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET），工作频率为 50 kHz。通过线...

解读: 该100kHz Si+SiC混合多电平技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在新能源汽车业务中，可直接应用于电机驱动系统，高频运行特性能显著提升功率密度，降低车载系统体积重量。对于ST系列储能变流器和SG光伏逆变器，内并联混合拓扑可优化现有三电平方案，通过Si/SiC器件协同工作实现开关损耗与成...

Qionghai Zhu · Huangqing Xiao · Qiluan Yang · Ping Yang 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年7月

为解决含储能模块化多电平换流器（ES - MMC）仿真规模大以及传统高性能模型通用性差的问题，本文提出了一种通用高效仿真模型（GEM），并在此基础上开发了一种改进的平均值模型（AVM）。GEM和改进的AVM均基于桥臂等效原理构建，不同之处在于GEM考虑了每个子模块，而AVM可视为单个子模块的倍数。在ES - MMC的仿真研究中，GEM和改进的AVM在显著缩短仿真时间的同时，能够保持较高的精度。此外，在涉及ES - MMC闭锁的仿真场景中，这两种模型也表现良好。在案例研究部分，通过与详细开关模型的...

解读: 该ES-MMC通用仿真模型对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。模块化多电平拓扑是大容量储能系统的核心技术方向，该模型通过等效电路重构和状态变量降维，可显著提升阳光电源在产品设计阶段的仿真效率，缩短研发周期。其对多种子模块拓扑的兼容性，可支持阳光电源灵活评估...

Rohit Kumar · Bhim Singh · Kripa Tiwari · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年7月

经过数十年的技术发展，多电平、多脉冲变流器对于中压驱动系统而言已变得极为重要。然而，降低多电平变流器的电路复杂度仍然颇具挑战。因此，本文提出了一种五电平多电平变流器。所提出的功率逆变器是电平生成单元与 H 桥串联的组合结构。该多电平变流器每相可产生五阶梯电压，在电机端子处可产生九电平阶梯电压。在现有的变流器中，为实现高效运行，所提出的变流器将功率开关的数量从 24 个减少到了 21 个。在所提出的逆变器中，电平生成单元开关采用脉宽调制（PWM）技术运行，而桥开关则以基波开关频率运行，这降低了系统...

解读: 该中压功率变换器技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在储能系统方面，多电平拓扑设计可直接应用于PowerTitan大型储能系统的中压并网变流器，降低系统复杂性并提升功率密度；谐波抑制技术可优化ST系列储能变流器的电能质量。在新能源汽车领域，电机驱动控制策略与器件选型经验可迁移至车载电机控制器和...

Saleh A. Saleh · Anna Jee · Julian Meng · Nguyen Gia Minh Thao 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年7月

多级电力电子变换器（ML - PECs）是一类新型的电力电子变换器，它通过串联开关元件来提高其电压和功率额定值。这类电力电子变换器具有诸多优势，其中之一是在低开关频率下固有地具备降低谐波失真的能力。ML - PECs的这一特性会对变频电机驱动器（VFDs）所面临的共模电压（CMVs）和共模电流（CMCs）产生直接影响。本文分析了ML - PECs对感应电机VFDs所面临的CMVs和CMCs可能产生的影响。所进行的分析旨在将CMVs和CMCs与宽范围的转速和负载转矩下的开关频率和电平数联系起来。利...

解读: 该多电平共模电压抑制技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在新能源汽车驱动领域，可直接应用于电机控制器设计，通过三电平或多电平拓扑降低共模电压幅值与dv/dt，减小轴承电流损耗，延长电机寿命。在ST储能变流器中，该技术可优化三电平NPC/ANPC拓扑的EMI性能，降低滤波器成本。对于SG光伏逆变...

Arkaitz Rabanal · Salvatore D'Arco · Elisabetta Tedeschi · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年6月

双端口构网控制能够对连接高压直流输电线路与交流电网的模块化多电平换流器（MMC）实现同时的交流和直流电压调节。然而，由于换流器内部能量容量有限，其提供阻尼和惯性功率的能力受到内在限制。为解决这一限制，本文提出将带储能的静止同步补偿器（E - STATCOM）与双端口构网型高压直流连接的海上风电场进行协调运行，在保证风电场最优运行的同时，提高换流器的稳定性和性能。此外，在MMC的双端口构网控制中引入了一种新的稳定机制。这改善了动态性能，即使在没有额外支持的情况下也能确保稳定运行。在所考虑的数值算例...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的双端口构网型MMC与储能型静止同步补偿器（E-STATCOM）协调控制技术，对公司在海上风电并网、储能系统集成及高压直流输电领域具有重要参考价值。 该技术的核心创新在于通过E-STATCOM与构网型换流器的协同运行，突破了传统MMC内部储能容量有限的瓶颈，显著...

Rohit Kumar · Bhim Singh · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年6月

在应用于中压场景的感应电动机驱动配置中，最重要的研究课题之一是电能质量分析、电路复杂性和效率特性。本研究工作介绍了一种基于中性点钳位变流器和级联两电平电压源逆变器的混合六电平变流器，该结构适用于工业中压应用。所展示的高功率混合变流器可确保驱动系统电动机端具有较高的电能质量。此外，构建并实施了一个30脉冲多脉冲交 - 直流变流器，以提高驱动系统输入端的电能质量性能，并为混合逆变器的直流母线端提供电能。多绕组变压器的二次绕组采用相位移技术进行设计；因此，一个整流器注入电网的谐波分量会被另一个整流器的...

解读: 该混合多电平与多脉冲变换器技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在新能源汽车驱动领域，该拓扑可直接应用于电机控制器，通过降低谐波畸变和开关损耗提升驱动效率；在ST系列储能变流器中，多电平技术可优化中压并网性能，减少滤波器体积并改善电能质量；对于大功率充电桩产品，该方案能降低EMC设计难度，提升系...

Yibo Li · Qiuwei Wu · Yafeng Jiang · Jian Chen 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年4月

模块化多电平矩阵变换器（M³C）是低频输电技术的核心组件，该技术可使海上风电系统与陆上交流（AC）系统解耦。这使得海上风电场（OWF）无法直接响应陆上系统的频率变化。因此，本文利用M³C的子模块电容电压（SM - CV）来传递电网频率变化信息，并提出一种M³C与OWF协同向陆上交流系统提供惯性响应的控制策略。建立了M³C的SM - CV与电网频率之间的关系，赋予了M³C惯性响应能力。利用M³C的SM - CV变化获取所需的低频变化信息，然后利用信号通道将低频频率变化信息传递给OWF。对OWF采用...

解读: 该研究的M3C虚拟惯性控制策略对阳光电源的储能和风电产品线具有重要参考价值。首先，虚拟惯性控制技术可直接应用于ST系列储能变流器和PowerTitan系统，提升其电网支撑能力。其次，协调控制思路可用于优化阳光电源风电变流器的VSG控制算法，特别是在大型海上风电项目中。此外，频率解耦与惯性响应的创新方...

Ankita Sharma · Rajasekharareddy Chilipi · Kunisetti V. Praveen Kumar · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年3月

本文聚焦于基于模块化多电平变换器（MMC）的中压微电网模型预测控制（MPC）的开发。所开发的模型预测控制旨在有效控制基于 MMC 的微电网在并网（GC）和孤岛（IS）两种模式下的运行，并实现两种模式间的无缝切换。该模型预测控制能够预测状态变量的行为，并利用成本函数确定最优开关序列。因此，与传统的矢量控制方法不同，所开发的模型预测控制无需脉冲宽度调制方案、比例 - 积分控制器，也无需进行大量的参数整定工作。所开发的模型预测控制通过融入电能质量改善和交流故障穿越能力来提升系统性能。此外，该模型预测控...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的基于模块化多电平换流器（MMC）的模型预测控制（MPC）技术具有重要的战略价值。该技术直接契合公司在中压微电网、储能系统和分布式能源管理领域的核心业务需求。 MMC拓扑结构本身具有模块化、可扩展性强的特点，这与阳光电源在大型地面电站和工商业储能系统中追求的高...

Joaquim Monteiro · V. Fernão Pires · Armando Cordeiro · José Fernando Silva 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月

风能和太阳能等可再生能源在降低电力系统碳排放方面发挥了重要作用。然而，当这些能源接入低压电网时，由于大量单相负载的存在，可能会出现一些问题。这种情况常常导致负载不平衡，进而可能增加损耗，甚至导致某一相出现欠压或过压现象。在孤立微电网的背景下，这一问题尤为关键。因此，本文提出了一种基于双三相四桥臂多电平逆变器的新型光伏并网发电储能控制系统。这种功率变换器拓扑结构由两个四桥臂两电平三相逆变器组成，它将两个光伏阵列连接到一个四线三相变压器，该变压器再接入电网。这种配置旨在将光伏产生的电力注入低压（LV...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的双三相四桥臂多电平逆变器技术及其反步预测控制方法，为解决低压配电网不平衡负载问题提供了创新路径，与公司在分布式光伏和储能系统领域的战略布局高度契合。 该技术的核心价值在于通过四线制拓扑结构实现对单相不平衡负载的有效支撑，这在农村电网、海岛微网等应用场景中具有显...

Caio Eduardo Silva · Gabriela Lígia Reis · André Mendonça Alzamora · Hélder de Paula · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月

脉宽调制电压源逆变器（PWM-VSI）广泛应用于 adjustable speed drives（ASD）中以控制感应电机。在重工业应用中，ASD与电机之间的长电缆会引发高频问题。一种创新方案是将逆变桥和直流母线电容移至电机侧，利用长电缆作为直流输电线路以缓解该问题。然而，逆变器在恶劣环境下的可靠性面临新挑战。本文基于失效物理（PoF）与可靠性设计方法，针对IGBT模块开展可靠性分析，优化设计并降低成本。结果表明，采用两种PWM策略及400 A–6.5 kV IGBT的三电平有源中点钳位（3L-...

解读: 该IGBT模块可靠性分析技术对阳光电源多条产品线具有重要价值。针对恶劣环境的PoF可靠性设计方法可直接应用于ST储能变流器和SG光伏逆变器的功率模块优化，特别是沙漠、高原等极端工况下的PowerTitan储能系统。三电平ANPC拓扑与PWM策略优化可提升1500V光伏系统和大功率储能PCS的效率与寿...

José Manuel Guerrero · Aitor Blázquez-Campanón · Salvatore D'Arco · Miguel Jiménez Carrizosa 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月

高效输电系统的需求、可再生能源发电的兴起以及电池储能系统的发展推动了模块化多电平换流器（MMC）的应用，与传统换流器相比，MMC具有更优的性能。然而，MMC电气故障的诊断更具挑战性，因为故障回路涉及更多的元件。特别是，接地故障（GF）是电力系统中最常见的故障类型，但对于交直流换流器而言，接地故障诊断尚未得到广泛研究，大多数工业继电器在这种情况下会失效。本文提出了一种基于在直流中点或交流中性点设置高值接地电阻的MMC接地故障定位方法。通过测量接地电阻两端的电压并进行频率分析，可以准确地确定故障位置...

解读: 该MMC接地故障定位与严重程度估计技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。MMC拓扑在大容量储能PCS中广泛应用，但接地故障易导致子模块电容过压、桥臂电流不平衡等问题。该方法通过桥臂电流与子模块电压暂态特征提取实现故障精确定位，可集成至阳光电源iSolar...

Bussa Vinusha · R Kalpana · Dharavath Kishan · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年12月

本文提出了一种用于同时为两块电池充电的两级电动汽车（EV）交流 - 直流转换器架构。该架构由一个三相多电平升压功率因数校正（PFC）转换器和一个双向双输出直流 - 直流转换器组成。此外，该直流 - 直流转换器具备零电压开关（ZVS）功能且输出相互隔离。这两级独立工作，使得交流 - 直流级能够在连续导通模式（CCM）下运行，而不会影响直流 - 直流级的占空比变化。同时，还提出了一种合适的控制技术，以改善总谐波失真（THD）和功率因数，并实现两块电池的功率均分。文中详细讨论了所提出的双电池充电器的工...

解读: 该三相隔离型多电平AC-DC变换器技术对阳光电源车载充电机（OBC）及充电桩产品线具有重要应用价值。其多电平整流结构可降低输入电流谐波、提升功率因数，与阳光电源三电平拓扑技术路线高度契合。相移全桥软开关控制可结合SiC器件应用进一步提升效率。双电池独立充电管理功能可拓展至混合动力车型或储能系统的多模...

Rohit Kumar · Bhim Singh · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年10月

在高电平多电平逆变器中，需要采用低开关频率运行，以提高开关利用率，并使变流器在低功率损耗的情况下获得出色的效率曲线。此外，变速驱动在低于基速运行时需要进行电压电平与频率的调节。因此，本文针对一种九电平（1:1:2）不对称型减少开关级联 H 桥多电平逆变器（ARSCHB - MLI），提出了一种基于在线角度计算的新型基频开关调制技术，即面积均衡调制策略（AEMS）。大功率范围内的功率变流器应用广泛，这也增加了系统中的电能质量问题。为解决系统驱动端的问题，采用九电平逆变器为感应电机供电，该逆变器每相...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的基于基频调制的非对称多电平逆变器技术具有重要的参考价值和应用潜力。论文核心技术——九电平不对称级联H桥逆变器（ARSCHB-MLI）采用1:1:2的直流源配置和区域均衡调制策略（AEMS），这与我司在大功率光伏逆变器和储能变流器领域追求的技术方向高度契合。 该...

Jyoti Ranjan Dash · Prasanta Kumar Mohanty · Pramod Agarwal · Premalata Jena 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年4月

模块化多电平变换器（MMC）因其模块化、可扩展性和容错性，在高、中功率应用中得到了广泛应用。子模块（SM）电容电压的准确估计和控制对于确保电压平衡至关重要，但直接测量会增加复杂度和成本，而高开关频率会导致过多的损耗。本文提出了一种两阶段方法：首先，基于多层时间卷积网络（TCN）的模型预测子模块电容电压，无需直接测量；其次，一种电压平衡策略利用预测的电压来最小化开关频率。脉宽调制（PWM）以载波频率而非采样频率运行，减少了不必要的开关事件，降低了损耗。仿真和硬件实验在各种场景下验证了该方法的有效性...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于时序卷积网络（TCN）的模块化多电平换流器（MMC）电容电压预测技术具有重要的战略价值。MMC拓扑结构在我司大功率光伏逆变器、储能变流器（PCS）以及中压传动系统中已有广泛应用，该技术针对子模块电容电压平衡这一核心痛点提供了创新解决方案。 技术价值方面，该方法通过...