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...

Fan Yang · Zuoqian Zhang · Xiaowen Jiang · Heqi Liang 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年8月

针对单相交直流电力系统，提出了一种基于串联电压补偿和部分功率变换双向直流/直流变换器的二阶纹波功率抑制电路。串联电压补偿结构由一个无源电容和一个基于双向直流/直流变换器的有源电容组成。有源电容和无源电容的电压均在宽范围内波动，以抑制二阶纹波功率，同时减小解耦电容的体积和尺寸。有源电容对无源电容的电压波动进行补偿，从而使交直流变换器的总输出电压实现低纹波。由于基于双向直流/直流变换器的有源电容仅处理部分纹波功率，因此降低了双向变换器的额定功率和损耗。为补偿双向变换器的功率损耗，在功率因数校正变换器...

解读: 该二阶纹波抑制技术对阳光电源储能与光伏产品具有重要应用价值。在ST系列储能变流器中，单相并网场景下的二阶纹波（100/120Hz）会增大直流侧电容应力，该方案通过部分功率转换和串联补偿可显著降低电容容量需求，提升PowerTitan系统功率密度。对于SG系列单相光伏逆变器，该技术可减小直流母线电容体...

Shohei Funatsu · Hiroaki Matsumori · Takashi Kosaka · Nobuyuki Matsui 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年8月

本文提出了一种基于氮化镓（GaN）的改进型非隔离式集成车载充电器（IOBC），适用于A、B级电动汽车（EV），具有双功率转换级，该充电器利用了牵引电机的低零序电感和逆变器。在改进的配置中，牵引电机和逆变器将作为后端直流 - 直流降压转换器的组件，而非像传统IOBC配置那样用于前端交流 - 直流升压转换器。改进后的IOBC配置满足了日本电力公司规定的总谐波失真（THD）允许限值，同时将电池输出电流的峰 - 峰纹波控制在规定范围内。此外，通过在提出的改进型IOBC配置中增加一个分裂式升压电感和一个浮...

解读: 该GaN基集成车载充电机技术对阳光电源新能源汽车产品线具有重要参考价值。通过最小化附加元件设计思路，可优化阳光电源车载OBC产品的功率密度与成本结构。其利用电机零序电感的创新方案，启发我们在充电桩产品中探索类似的磁件复用技术。GaN器件的应用经验也可迁移到ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的新一...

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...

Renqi Guo · Yueqi Wu · Xiandong Ma · George Aggidis 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年7月

摘要：波浪能转换（WEC）系统从海浪中获取动能，通过能量提取（PTO）系统将其转换为电能。为了将WEC系统接入交流电网，具备电网形成（GFM）控制功能的电压源换流器（VSC）至关重要，尤其是在未来可再生能源高渗透率的电网中。电池储能系统（BESS）通常与WEC系统耦合以促进其接入电网。BESS可以连接在直流侧或交流侧，这会导致不同的拓扑结构和性能结果。当BESS置于WEC系统的直流侧（WECd）并采用GFM控制时，整个系统能够精确跟踪参考功率并为电网提供支持。然而，如果采用GFM控制的BESS位...

解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan储能系统具有重要参考价值。波浪能系统中BESS直流侧布置方案的优势，可直接应用于光储、风储等新能源场景：1）直流母线侧储能配置可提升ST储能变流器的响应速度，优化功率波动抑制能力；2）能量管理灵活性提升对ESS集成方案的拓扑优化具有启发，可改进...

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...

Aranya Bandyopadhyay · Kuntal Mandal · Sukanya Parui · Sujit K. Biswas · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年6月

固有时间延迟引发的不稳定性可能表现为平滑的倍周期分岔、霍普夫分岔或非平滑型分岔，具体取决于功率电路拓扑结构、控制器类型、脉宽调制方案，甚至还取决于参数空间中的工作区域。有研究表明，时间延迟会在直流 - 交流逆变器中引发霍普夫分岔，在直流 - 直流降压转换器中引发倍周期分岔和非平滑分岔。本文采用一阶帕德近似以累积方式考虑固有时间延迟，并结合菲利波夫方法和弗洛凯理论得到了严格的解析结果。针对非线性开关模型的高阶帕德近似以及线性平均模型的纯时间延迟进行了对比分析。结果显示，分岔点预测误差仅为 0.03...

解读: 该时间延迟稳定性分析技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器中，模拟控制器延迟易在高频并网场景引发振荡，研究揭示的分岔机理可指导控制带宽设计与延迟补偿策略优化。对SG系列光伏逆变器，特别是1500V高压系统，延迟诱发的非光滑分岔分析有助于提升MPPT算法鲁棒性。在构网型GFM控...

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...

Giuseppe Bossi · Concettina Buccella · Carlo Cecati · Francesco Simonetti 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年6月

在全电飞机中，基于化石燃料的辅助动力装置（APU）被配备电池或燃料电池的储能系统所取代。本文针对轻型全电飞机5千瓦的辅助动力装置，提出了一种新型的115Vrms、400赫兹的直流/交流转换器。所提出的直流/交流转换器采用由三有源桥（TAB）供电的五电平级联H桥（5 - LCHB）。三有源桥允许在连接到单个电化学电池组时对其两个输出端口进行独立控制。三绕组高频变压器提供电气隔离，赋予转换系统可靠性。本文对三有源桥输出端口之间建立的固有解耦条件进行了建模，并通过在PLECS和Matlab/Simul...

解读: 该新型双向DC-DC变换器与多端口架构技术对阳光电源储能与车载产品线具有重要借鉴价值。在ST系列储能变流器中，可借鉴其多端口拓扑实现电池簇级联管理，提升PowerTitan系统的模块化冗余设计和动态响应能力。其高功率密度与热管理优化方案可直接应用于车载OBC充电机的轻量化设计，满足新能源汽车对体积和...

Yiqi Liu · Laicheng Yin · Yucheng Wu · Zhenjie Li 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年5月

基于高压直流输电的海上风电系统对可靠性要求极高。为提升系统稳定性并减少故障穿越装置数量、简化系统结构，本文提出一种兼具直流侧故障电流阻断与多余能量耗散功能的模块化多电平换流器子模块（SM）拓扑。通过分析直流侧双极短路及交流侧电压暂降故障，揭示了该结构的工作机理。在不改变正常运行策略的前提下，采用简单控制方法调节SM内IGBT开关状态，实现子模块电容反向投入与耗能电阻的自动接入。在相同子模块数量与6400 kV直流电压下，所提DBSSM将直流故障电流阻断时间缩短5 ms。相比其他耗能方式，该方案无...

解读: 该MMC拓扑创新对阳光电源的大功率储能变流器和海上风电并网产品具有重要参考价值。其直流故障电流阻断与能量耗散的集成设计思路,可应用于PowerTitan储能系统的DC侧保护优化,提升系统可靠性。该方案通过子模块拓扑创新实现故障穿越,无需增加额外硬件,这与阳光电源追求的高性价比理念相符。其电容电压无源...

Keita Ohata · Hiroki Watanabe · Keisuke Kusaka · Jun-ichi Itoh 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年5月

本文针对输入并联输出并联（IPOP）型交直流转换器提出了一种带有功率不平衡补偿的增强型分布式控制方案，该方案采用了包含非瞬时值的功率不平衡补偿器。在传统下垂控制下，由于负载与各个单元之间存在布线电阻，并联连接的单元转换器中功率分配不平衡是一个常见问题。所提出的补偿器置于电压和电流反馈回路的外环，能有效缓解这些不平衡问题。通过利用非瞬时值，该控制方案可采用低带宽通信，从而能够使用低速无线模块并减少所需的信号线，进而提高了系统的灵活性。采用一个由六个集成无线通信模块的单元组成的7.2千瓦样机进行了实...

解读: 该功率不平衡补偿技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。多单元IPOP并联架构是大功率储能系统的典型拓扑，文章提出的基于无线通信的改进下垂控制方案可直接应用于模块化储能变流器的功率均衡管理。其本地反馈补偿机制能有效解决阳光电源储能系统中因器件参数离散性、通...

Qilin Peng · Jiajun Yang · Sandro Guenter · Giampaolo Buticchi 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年4月

分布式发电系统和全控型半导体器件的发展使电力电子变换器成为科研焦点。基于同步参考坐标系的控制器因其简单性和明确的物理意义，常用于交直流变换器的控制。然而，在飞机交流配电系统中，与公用电网相比，采样频率与基波频率的可变比值以及更高的电子设备使用率，导致$\boldsymbol{d}$轴和$\boldsymbol{q}$轴之间的交叉耦合更为显著，这会导致额外的振荡模式，甚至危及系统稳定性。在这项工作中，提出了一种基于离散史密斯预估器（SM）的解耦方案，采用混合参考坐标系（HRF）结构，该方案无需复杂...

解读: 该Smith型数字控制策略对阳光电源多变换器并联系统具有重要应用价值。针对PowerTitan储能系统中多台ST系列变流器并联运行时的交叉耦合问题，Smith预估器可精确补偿数字控制延迟，有效抑制多机间的动态耦合振荡。该技术可直接应用于：1）储能系统多变流器并网控制，提升负载突变时的协调响应性能；2...

Meera Khalid · Nithin Raj · Binojkumar A.C. · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年3月

与传统的空间矢量脉宽调制（PWM）相比，母线钳位PWM（BCPWM）方法可降低逆变器的开关损耗。传统的BCPWM技术应用于交流驱动时会导致频谱集中，进而引发振动和声学噪声。本文提出一种基于可变开关频率的不连续PWM（DPWM）技术，并结合改进的逆变器拓扑结构，以实现永磁同步电机驱动中谐波能量频谱的分散，同时降低定子电流畸变。为了制定开关逻辑，本文对传统母线钳位序列的电流纹波模式进行了全面分析。所提出的逻辑采用梯形变化的子周期采样周期来分散定子电流频谱。与传统的母线钳位PWM相比，该策略在低速运行...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的变频DPWM技术与改进型逆变器拓扑结合方案具有重要的借鉴价值。尽管研究聚焦于永磁同步电机驱动，但其核心技术理念可延伸至光伏逆变器和储能变流器领域。 该技术的核心价值在于通过梯形变化的子周期采样实现谐波能量频谱扩散，同时显著降低电流THD（32%）和主导谐波（4...

Andrea Volpini · Salvatore R. Di Salvo · Giulia Tresca · Riccardo Leuzzi 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年3月

随着可再生能源与电网的融合程度不断提高，储能系统对于电网的稳定性和调节变得至关重要。因此，专用的两级交直流转换器对于将电池集成到电网基础设施中必不可少。这些转换器通常采用单相或三相逆变器与双有源桥（DAB）以背靠背的配置组合，从而确保高效率和电气隔离。此类转换器的传统控制方案包括两个独立的基于比例积分（PI）的控制回路，每个阶段各一个。本文针对两级交直流转换器提出了一种基于调制模型预测控制（MMPC）算法的新型控制策略。所提出的方法利用单一的成本函数优化程序同时控制网侧和电池侧阶段，简化了控制架...

解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，这项基于调制模型预测控制（MMPC）的双级AC-DC变换器技术具有显著的战略价值。该技术针对钒液流电池储能系统的并网应用，与我司在大型储能领域的业务布局高度契合。 **核心技术价值**：论文提出的统一控制策略突破了传统双PI控制环路的架构限制，通过单一成本函数同时优...

André Mendonça Alzamora · Caio Eduardo Silva · Marco Tulio Alves Êvo · Hélder de Paula · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月

在采矿过程的不同阶段，通常会使用由脉冲宽度调制（PWM）转换器供电的交流（AC）电机，且这些电机一般通过长电缆连接。虽然这些驱动装置带来了显著优势，但也引发了与高频问题相关的挑战，进而缩短了系统组件的使用寿命。现成的解决方案通常涉及采用无源滤波器，这往往会对系统的成本和效率产生不利影响，因此有必要研究新的替代方案。近期有一项提议提出了一种独特的方法，即将变频器分为整流器和逆变器单元。整流器保持原位，而逆变器则靠近负载放置。这样一来，驱动系统采用直流（DC）进行电力传输。这种创新拓扑结构不仅消除了...

解读: 该直流输电评估工具对阳光电源长距离电力传输场景具有重要参考价值。在大型地面光伏电站中，SG系列逆变器阵列与升压站间距可达数公里，采用直流汇集方案可显著降低电缆成本；PowerTitan储能系统在矿山、工业园区等分布式部署时，直流母线架构可减少AC/DC转换损耗与线缆投资。该工具的技术经济分析方法可应...

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...

Muhammad Zarkab Farooqi · Bhim Singh · Bijaya Ketan Panigrahi · Rohit Kumar · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月

单相 AC - DC 功率变换器面临着由功率不平衡导致的二倍电网频率功率纹波（TGFPR）挑战，这需要使用大容量直流侧电容器。有源功率解耦电路（APDC），通常为降压、升压或升降压变换器，常用于单级和两级 AC - DC 变换器中以解决 TGFPR 问题。本文提出了一种用于单级和两级 AC - DC 变换器中 APDC 的新型混合连续和临界导通模式（HyCCM）调制技术，以应对减轻 TGFPR 的挑战。与传统的软开关技术（如临界导通模式（CrCM））不同，CrCM 由于传导损耗、绕组损耗和磁芯损...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项混合调制有源功率解耦技术具有重要的应用价值。在单相光伏逆变器和储能变流器中，二倍工频功率脉动一直是制约系统小型化和可靠性提升的关键瓶颈。传统方案依赖大容量电解电容来吸收功率脉动，但这类元件寿命短、体积大，直接影响产品的功率密度和长期可靠性。 该论文提出的HyCCM调制...

Aashish Kumar · Baibhav Kumar Gupta · A. Surya Kiran · K. Ramachandra Sekhar · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月

在本研究中，为并网逆变器设计了一种新颖的自适应分数开路电压（AFOCV）最大功率点跟踪（MPPT）算法，旨在在光照强度和温度波动的情况下优化功率处理的完整性并提高能量产量。所提出的算法引入了自适应太阳常数更新，以应对环境的不确定性。此外，为电压和电流控制器引入了一种新颖的控制机制，以提高注入电网的电流质量，同时将直流侧的电压偏差降至最低。该机制采用改进的指数趋近律来逼近所提出的滑模面。改进后的控制方法基于所设计的滑模面跟踪电压和电流误差，以实现稳态电压和电流参考值。所提出的滑模面还增强了内外环之...

解读: 从阳光电源光伏逆变器和并网系统业务视角来看，这项自适应分数电压MPPT技术结合改进型指数滑模控制器的研究，为提升产品竞争力提供了重要的技术参考价值。 该技术的核心创新在于通过自适应太阳能常数更新机制来应对环境不确定性，这与阳光电源在复杂气候条件下的应用场景高度契合。相比传统分数开路电压法的固定系数...

Zhengge Chen · Jin Qi · Xu Chen · Jianping Xu 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年1月

摘要：无刷直流（BLDC）电机通常由电压源逆变器（VSI）驱动，为实现高功率因数（PF），该逆变器可由交 - 直流降压功率因数校正（PFC）转换器供电。然而，现有技术中的无桥降压 PFC 转换器由于存在输入电流死区，功率因数较差。因此，本文通过将降压和降压 - 升压转换器单元并联，提出了一种新型降压无桥 PFC 拓扑。由于采用了并联结构，降压 - 升压操作可消除输入电流死区，从而在较宽的输出电压范围内实现高功率因数。本文介绍了所提拓扑的工作模式，随后分析了输入电流和功率处理情况。还给出了电感器的...

解读: 该并联单元降压无桥PFC技术对阳光电源新能源汽车产品线具有直接应用价值。文中提出的宽输出范围、无桥拓扑消除整流损耗的方案，可应用于车载OBC充电机前级AC-DC整流环节，提升功率密度与效率。并联单元架构的低纹波特性契合电机驱动对直流母线质量的要求，可优化阳光电源电机控制器设计。此外，该无桥PFC拓扑...

Wanbin Liu · Shunjiang Lin · Yuerong Yang · Ziqing Yang 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年1月

在可再生能源电站（RESs）高渗透率的交直流电力系统中，注入母线的功率具有高度随机波动性，这给确保系统具备足够的静态电压稳定裕度（SVSM）带来了巨大挑战。本文考虑了可再生能源输出的不确定性以及直流换流站控制模式随负荷增长而切换的影响，提出了一种交直流电力系统的最优静态电压稳定裕度提升控制模型。在该模型中，通过调节发电机的功率输出和端电压以及直流换流站多种控制模式的参数，提升了可再生能源功率不确定情况下系统的静态电压稳定裕度。通过提出三角凸包松弛法，并利用不确定性感知模型（UaM）方法和内层优化...

解读: 该交直流系统电压稳定性优化技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究中的直流换流站控制模式动态切换机制可直接应用于储能变流器的GFM/GFL混合控制策略，提升构网型与跟网型模式切换的平滑性。所提出的无功补偿协调优化方法可增强储能系统在高比例新能源场景下的...