Chenhao Wu · Zhexin Cui · Qian Xia · Jiguang Yue 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月

电力电子系统（PESs）在发电、输电及各类工业应用中起着关键作用。随着数字化转型的不断推进，数字孪生（DT）技术应运而生，成为推动电力电子系统信息化和智能化发展的变革性力量。本文全面概述了数字孪生技术在电力电子系统中的应用，着重介绍了实时同步、精确映射、无缝数据交互和高保真建模等核心特性。文章回顾了四种常见的数字孪生建模方法，并详细探讨了它们在电力电子系统应用中的优势与挑战。此外，本文还分析了数字孪生在设计、控制和维护这三个关键生命周期阶段所发挥的作用，阐述了数字孪生如何在每个阶段实现优化并推动...

解读: 数字孪生技术作为电力电子系统智能化转型的关键使能技术,与阳光电源核心业务高度契合。该技术通过实时同步、精确映射和高保真建模等特性,能够在光伏逆变器、储能变流器等产品全生命周期中发挥重要作用。 从产品设计角度,数字孪生可显著缩短研发周期。阳光电源可在虚拟环境中完成拓扑优化、热管理仿真和多工况测试,降...

Qiang Wang · Jianfeng He · Youzheng Wang · Shuheng Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月

许多现有的谐振直流环节逆变器至少为一个开关配备了单独的并联谐振电容器。然而，当这些电容器两端的电压超过零时，工业应用中由于控制干扰导致开关意外导通，可能会引发电容器的突然放电，从而产生电涌、增加导通损耗，并可能导致驱动集成电路保护装置误触发。此外，许多现有的谐振直流环节逆变器在轻载条件下的效率低于硬开关逆变器。为解决这些问题，本文提出了一种新型谐振直流环节逆变器。所提出的设计特点是在直流环节上设置简单的辅助电路，这些辅助电路在主开关动作之前被激活，以将直流环节电压降至零，从而使主开关实现零开关损...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项谐振直流母线逆变技术具有显著的应用价值。该技术通过创新性地取消开关并联谐振电容，并采用简化的辅助电路实现零电压开关，直接契合我司在光伏逆变器、储能变流器及电机驱动系统中对高效率、高可靠性的核心诉求。 技术价值方面，该方案的三大优势与我司产品痛点高度吻合：首先，消除并联...

Qingxin Tian · Na Wang · Guohua Zhou · Shuhan Zhou 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月

高增益直流 - 直流转换器是连接光伏等低压可再生能源与高压直流母线的重要环节。本文提出了一种基于三绕组耦合电感的非隔离型超高电压增益转换器，适用于分布式可再生能源应用。输入电感和钳位电容极大地降低了输入电流纹波，因此在输入端口只需使用较小的滤波电容。此外，该转换器分别实现了开关管的零电压开关和二极管的零电流开关，有效提高了所提转换器的效率。与现有拓扑结构相比，半导体器件承受的电压应力较低且元件数量较少也是该转换器的显著优势。上述特性以及输入输出共地的特点，使得所提拓扑结构成为无变压器可再生能源系...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于三绕组耦合电感的超高增益DC-DC变换器技术具有显著的应用价值。该技术直接针对光伏等低压可再生能源接入高压直流母线的核心痛点，与我司在分布式光伏、储能系统等领域的产品线高度契合。 该技术的核心优势在于多个维度的性能突破：首先，超高电压增益特性（30-40V输入升压...

Alvaro Morales-Muñoz · Francisco D. Freijedo · Sante Pugliese · Marco Liserre · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月

无源性设计在电力电子变换器并网中具有重要意义，可确保系统在与其它变换器交互时的全局稳定性。本文针对基于LC滤波的并网变换器，提出了一种控制器设计方法，旨在确保变换器在奈奎斯特频率范围内的无源特性，从而有效解决复杂电网环境下的系统交互稳定性问题。

解读: 该研究直接关系到阳光电源组串式及集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）在复杂电网环境下的稳定性。随着高比例电力电子设备接入，弱电网下的谐振交互成为行业痛点。该无源性控制设计方法可优化阳光电源逆变器及PCS的控制算法，提升设备在弱电网下的鲁棒性，减少并网谐振风...

Chenhang Xu · Zhixiang Zou · Xinlei Liu · Meng Huang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月

本文研究了构网型变流器在电网故障下的暂态稳定性问题，重点分析了直流母线电压波动对系统稳定性的影响。通过构建暂态能量函数，揭示了直流侧动态与交流侧输出之间的耦合机制，并提出了相应的控制优化策略，以提升变流器在弱电网环境下的故障穿越能力。

解读: 该研究直接契合阳光电源PowerTitan系列液冷储能系统及大型组串式逆变器的核心技术演进。随着高比例可再生能源接入，电网强度下降，构网型（GFM）技术已成为阳光电源提升系统支撑能力的关键。文章提出的直流母线效应分析，对于优化PowerTitan的PCS控制算法、提升在弱电网下的暂态稳定性及故障穿越...

Qiangsong Zhao · Qifan Wang · Hongwei Zhang · Yuanqing Xia 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月

基于重复控制的扩张状态观测器（RC - ESO）提高了周期性谐波扰动的估计精度。然而，它存在扰动估计收敛速度慢、稳态估计精度有限以及缺乏系统设计等问题。本文提出了一种基于新型重复控制扩张状态观测器（NRC - ESO）的改进型自抗扰控制（ADRC）电流控制方案。采用理想补偿滤波器来设计NRC - ESO，实现了更快的扰动估计收敛速度。此外，在NRC - ESO中嵌入零相位低通滤波器，以减小电流稳态误差并减轻传感器高频噪声的影响。阐述了基于NRC - ESO的自抗扰控制（NRC - ESO - A...

解读: 从阳光电源的业务角度来看，这项基于改进型重复控制扩张状态观测器的自抗扰控制技术（NRC-ESO-ADRC）具有重要的应用价值。在弱电网和畸变电网环境下，该技术能够显著提升并网逆变器的谐波抑制能力和鲁棒性，这直接契合了阳光电源在复杂电网环境中的产品性能优化需求。 对于光伏逆变器和储能变流器产品线，该...

Bo Liu · Tingna Shi · Yan Yan · Guozheng Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月

快速准确地诊断功率开关开路故障对于电压源逆变器的可靠运行至关重要。本文提出了一种适用于各种转速运行工况的逆变器功率开关开路故障诊断方法。首先，建立了正常和故障状态下三相电流的详细模型。然后，通过设计临界区域消除了故障特征对控制参数和加速度的依赖性。在此基础上，对不同故障后特征量的变化趋势进行了定量分析，为诊断阈值的设计提供了理论依据。最后，通过实验室搭建的硬件测试平台验证了所提方法的有效性。实验结果表明，所提方法能够识别各种开路故障，在恒速、变速以及不同控制参数下具有良好的泛化能力和鲁棒性。

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于半波电流临界特征的逆变器开路故障诊断技术具有重要的应用价值。作为全球领先的逆变器制造商，阳光电源在光伏逆变器、储能变流器等产品线中广泛采用电压源逆变器拓扑，功率开关器件的可靠性直接影响系统的可用率和运维成本。 该技术的核心创新在于通过设计临界区域消除了故障特征对控...

Ružica Cvetanović · Ivan Z. Petrić · Paolo Mattavelli · Simone Buso · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月

本文提出了全端口未端接导纳无源准则，并针对交流端口采用 $dq$ 坐标系表示的交直流变换器，建立了一种与端接无关的、面向鲁棒稳定性的控制器设计框架。除了研究变换器直流端口和交流端口未端接自导纳的无源特性外，还考察了耦合无源特性，以考虑端口耦合可能产生的不稳定影响。本文阐述了为确保稳定性，应如何设计变换器的控制系统，使所有无源特性在对稳定性至关重要的频率范围内均为非负。以三相电流控制型电压源逆变器为例对所提出的方法进行了说明。作为稳定控制策略的示例，多采样脉宽调制和有源阻尼阻抗模拟被证明能够使所有...

解读: 从阳光电源的业务角度来看，这篇论文提出的全端口无端接导纳无源性准则对我们的光伏逆变器和储能变流器产品具有重要的技术价值。该研究针对AC-DC变流器在复杂电网环境下的稳定性问题，提出了一种独立于端接条件的鲁棒稳定性控制设计框架，这正是我们在弱电网并网和多变流器并联场景中面临的核心挑战。 论文的创新之...

Yidi Shen · Arafat Hasnain · Daniel Zakzewski · Rakesh Resalayyan 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月

在单相功率转换系统中，直流侧的恒定功率与交流侧的振荡功率之间存在固有的差异，在诸如光伏（PV）逆变器等应用中尤其需要进行功率解耦。有源功率解耦（APD）变换器常用于平衡瞬时功率，同时减小直流母线电容的尺寸并提高系统可靠性。传统上，APD 变换器的控制仅用于解耦两倍电网频率的正弦功率。然而，当由于非线性电路元件、非线性负载或电网畸变而出现非正弦功率传输时，控制会变得更加复杂。本文提出了一种改进的前馈 APD 控制方案，该方案具备解耦非正弦功率的能力，适用于单相系统，特别是各类光伏微型逆变器。所提出...

解读: 从阳光电源微型逆变器和分布式光伏解决方案的业务视角来看，这项有源功率解耦技术具有显著的应用价值。该技术针对单相功率变换系统中固有的直流侧恒定功率与交流侧振荡功率之间的差异问题，提出了改进的前馈控制方案，特别适用于我司的微型逆变器产品线。 技术价值方面，该方案的核心优势在于能够处理非正弦功率解耦，这...

Xuewen Li · Jia Liu · Xu Zhou · Jinjun Liu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月

本文提出一种新型单级高频链分裂相微逆变器，采用双Buck-Boost交流斩波器构成副边交-交变换器，实现高电压增益与宽调压范围，降低高频变压器匝比，减小副边开关电压应力及器件损耗。所提先进调制策略可实现所有开关的软开关并有效抑制电压尖峰，无需额外钳位电路。该逆变器具备电压源特性与分裂相输出能力，适用于并网与孤岛运行模式，配合控制策略确保双模式下稳定运行。实验样机在600 W/50 Hz下峰值效率达97.12%，验证了拓扑有效性。

解读: 该高频链微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参考价值。其Buck-Boost交流斩波器拓扑实现的高电压增益（降低变压器匝比）和低电压应力特性，可直接应用于SG系列单相微逆变器的功率密度提升，降低器件成本。所提软开关调制策略无需额外钳位电路即可抑制电压尖峰，对阳光电源高频隔...

Jiayu Fang · Shuying Yang · Zhen Xie · Xing Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月

逆变器的阻抗同时受其控制算法和控制参数的影响。为逆变器获取合适的阻抗形态对于实现设计目标（如足够的稳定裕度和较强的滤波能力）至关重要。针对不同的恶劣电网条件，人们已提出了不同的控制方案及相应的参数整定方法来实现这些设计目标。然而，在实际应用中可能需要将这些控制方案结合起来，因为在现实世界中不同的电网条件可能相互耦合。在这种情况下，必须对所有控制参数进行重新整定以协调各控制方案。基于阻抗的分析方法为测试电网 - 逆变器系统的稳定裕度和谐波抑制能力提供了一个通用视角。然而，现有的基于阻抗的分析方法无...

解读: 从阳光电源的业务实践来看，这项基于阻抗整形的通用参数调谐方法具有重要的工程应用价值。当前公司产品在全球复杂电网环境中面临的核心挑战，正是论文所针对的多重电网条件耦合问题——弱电网、谐波污染、不平衡等工况往往同时存在，传统针对单一工况设计的控制策略难以兼顾。 该技术的核心价值在于将稳定裕度提升、谐波...

Xing Liu · Lin Qiu · Youtong Fang · Kui Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月

本文针对电力变换器系统，研究了一种利用在线逼近器的无模型强化学习预测控制问题的两步事件驱动方法，解决了系统不确定性和不必要的开关损耗等问题。具体而言，本技术报告的关键特点如下：1) 采用一个评判神经网络实时学习性能函数；2) 采用一个执行神经网络在线逼近预测控制器，并使从评判网络获得的学习性能函数最小化；3) 采用两步事件驱动控制协议降低开关频率（SF）。此外，我们进一步探讨了该方案对参数不确定性的敏感性，并量化了其在低开关频率运行和未知干扰条件下的性能。此外，还对网络权重估计误差进行了收敛性分...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于事件驱动的强化学习预测控制技术对三相NPC变流器的应用具有重要战略价值。NPC（中点钳位）拓扑是我司大功率光伏逆变器和储能变流器的核心架构，该技术在提升系统性能和降低运维成本方面展现出显著潜力。 该论文提出的双步事件驱动控制策略直接针对变流器的两大痛点：一是通过在...

Xing Liu · Lin Qiu · Youtong Fang · Kui Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月

本文针对三相NPC变换器提出了一种基于事件驱动的强化学习无模型预测控制策略。该方法利用在线逼近器解决系统不确定性，并通过事件触发机制有效降低开关损耗。核心创新在于引入评价神经网络学习性能函数，实现对复杂电力电子系统的优化控制。

解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（如集中式逆变器、大功率储能PCS）具有极高的应用价值。NPC（中点钳位）三电平拓扑是阳光电源大功率光伏逆变器和PowerTitan系列储能变流器的关键技术路线。通过引入强化学习与事件驱动控制，可以在保证并网电能质量的前提下，显著降低开关频率带来的损耗，提升整机效率。建议...

Yuhang Chen · Xinbo Ruan · Yuying He · Yiran Yan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月

本文针对弱电网下并网逆变器的稳定性问题，提出了一种基于回传比矩阵的分析方法。由于功率控制环路和锁相环（PLL）的非对称性，回传比矩阵呈现非奇异性且具有两个非零特征值，为系统稳定性分析带来挑战。本文通过重构方法简化了分析过程，提供了物理洞察，并为逆变器控制参数设计提供了理论指导。

解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心业务——光伏逆变器（组串式及集中式）在弱电网环境下的稳定性优化。随着全球光伏渗透率提升，电网强度普遍下降，该方法能有效指导阳光电源研发团队优化锁相环与功率控制环的参数设计，提升产品在弱电网下的并网适应性和鲁棒性。建议将其应用于iSolarCloud智能运维平台的仿真模型...

Zhengqi Sui · Qiuye Sun · Rui Wang · Dashuang Li 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月

弱电网和高锁相环（PLL）带宽容易导致并网逆变器（GCI）系统出现不稳定问题。现有方法主要通过增大并网逆变器输出阻抗的幅值和相位来增强系统稳定性，但无法完全消除并网逆变器的“负阻抗”行为，这意味着系统仍存在不稳定风险。因此，本文旨在提出一种更通用的稳定性分析方法，揭示负阻抗下的不稳定条件，为稳定性分析和控制策略设计提供新的思路。首先，本文考虑了并网逆变器不稳定时呈现的宽频振荡特性，提出了一种新的稳定性分析方法。该方法指出，系统不稳定是由基波电压和非基波电压之间的相互作用引起的。这种相互作用会加剧...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于阻抗不稳定区域消除的并网逆变器稳定性增强技术具有重要的战略价值。当前，随着全球光伏和储能系统大规模接入弱电网场景日益增多，逆变器的并网稳定性已成为制约新能源渗透率提升的关键技术瓶颈。该论文提出的方法直击行业痛点，对阳光电源的产品竞争力提升具有显著意义。 该技术的核...

Haiyu Chen · Jinjun Liu · Sixing Du · Shuyao Lv 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月

为显著降低储能需求，本文提出一种注入二次谐波电压且电容电压纹波较大的低电容三相串联模块化多电平换流器（HR SC - MMC）。通过注入二次谐波电压降低了电容电压下限。基于这一新的下限，可以重新设计子模块电容，通过允许较大电容电压纹波运行实现电容值的大幅降低。略微降低电容电压的直流分量以保持电容电压峰值不变。本文介绍了控制和设计方法，以确保子模块电容电压在整个运行范围内都大于下限值。对比结果表明，HR SC - MMC 有效减小了换流阀体积和成本，避免了总功率损耗的大幅增加，且保持了开关安装容量...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项低电容三相串联模块化多电平换流器技术具有重要的战略价值。该技术通过二次谐波电压注入和高电容电压纹波运行，显著降低了储能需求，这与我们在光伏逆变器和储能系统领域追求高功率密度、低成本的技术路线高度契合。 在高压直流输电应用场景中，该技术实现了阀组体积和成本的有效降低，同...

Sahana Krishnan · Margaret E. Blackwell · Robert C. N. Pilawa-Podgurski · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月

随着数据中心供电架构和汽车动力系统向48V配电轨转变，高性能混合开关电容（混合SC）转换器已成为这两个领域颇具吸引力的供电解决方案。然而，由于严格的电磁干扰（EMI）和可靠性要求，汽车电源系统带来了独特的设计挑战。本研究探讨了一种基于狄克逊结构、固有EMI较低的调节型混合SC拓扑，并讨论了采用基于控制的EMI缓解技术，如谐振和超谐振运行，以及扩频调频。研究了这些技术对混合SC转换器效率的影响，以及为达到EMI合规要求的无源滤波器设计。所提出的滤波器和调制方案使该转换器能够满足CISPR 25汽车...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于Dickson拓扑的混合开关电容DC-DC转换技术具有重要的战略价值。随着光伏储能系统和新能源汽车充电设施向48V配电架构演进，该技术为我们的产品升级提供了新的技术路径。 该转换器实现97.1%的峰值效率，这对阳光电源的储能系统和车载DC-DC产品线尤为关键。在储...

Cheng Xue · Xuesong Wu · Yuzhuo Li · Yunwei Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月

在逆变器输出侧安装 $LC$ 滤波器可重塑电机端子的正弦输入电压，从而延长电机使用寿命。尽管如此，实现无速度传感器控制对于提高可靠性和节省成本仍然至关重要。目前，由于系统建模的复杂性增加和强耦合性，针对高阶驱动场景的无速度传感器控制开发的研究有限，并且当前普遍采用的通用观测器方法需要相当大维度的增益矩阵来保证可观测性。为填补这一重要研究空白，本文基于滤波器电感电流和电机定子电流之间的加权电流，为永磁同步电机驱动提出了一种新颖的反电动势（EMF）建模方法。这种新方法将三阶 $LCL$ 模型转换为一...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对LC滤波永磁同步电机的无速度传感器控制技术具有重要的战略价值。在光伏逆变器和储能系统中，永磁同步电机广泛应用于液冷系统、风机散热以及储能集装箱的环境控制等关键部件，而LC滤波器的引入能够有效抑制逆变器输出的高频谐波，延长电机寿命，这与公司产品高可靠性的定位高度契合。...

Fatemeh Falahi · Masoud Nikbakht · Ebrahim Babaei · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月

本文介绍了一种非隔离式超高升压直流 - 直流变换器，该变换器利用一个耦合电感（CI）和一个电压倍增电路来提高电压增益。所提出的拓扑结构将二次升压变换器与电压倍增电路（二极管 - 电容单元）相结合。此外，所推荐的变换器使用一个匝数比小的耦合电感，实现了高电压增益，属于超高升压直流 - 直流变换器。此外，所提出的设计适用于具有最小输入电流纹波的可再生能源。而且，所提出的变换器的显著优点包括高电压增益、单开关和二极管上的低电压应力、连续的输入电流、共地、结构和控制简单以及重量轻，这些都提升了其性能。随...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的单开关超高增益DC-DC变换器技术具有重要的应用价值。该拓扑通过耦合电感和倍压电路实现24V到400V的超高电压增益，这与我们在分布式光伏和储能系统中面临的低压直流升压需求高度契合。 在光伏应用场景中，该技术可直接应用于组件级优化器和低压光伏系统的前端升压环...

Shantanu Gupta · Sudip K. Mazumder · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月

采用零电压开关（ZVS）以实现高效运行的隔离式单级固态变压器（SST）通常支持无功负载的能力有限。本文针对单级差模固态变压器（DM - SST）提出了一种新技术，该技术可在非单位功率因数负载下实现无功功率补偿。DM - SST模块采用脉宽调制有源钳位（PAC）Ćuk变换器来应用该技术。PAC - Ćuk变换器在两个主开关两端使用了钳位电路，每个钳位电路由一个辅助电容和一个与主开关互补工作的开关组成。钳位电路的添加使所有开关都能实现零电压开关操作。本文通过前馈控制改变开关的占空比，以支持无功功率。...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项单级差模固态变压器（DM-SST）无功补偿技术具有重要的战略价值。该技术通过脉宽调制有源钳位Ćuk变换器实现了零电压开关（ZVS）和无功功率补偿的双重功能，这与我司在光伏逆变器和储能系统领域追求高效率、高功率密度的技术方向高度契合。 在光伏并网系统中，电网对逆变器的无...