Shunliang Wang · Aobo Jiang · Junpeng Ma · Peng Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

在进行暂态同步稳定性分析时，由跟网型（GFL）和构网型（GFM）变流器组成的混合并联系统可被表征为高阶非线性动态系统，现有方法无法对其进行清晰分析。现有方法分别对每个变流器的功角进行分析，未能阐明不同变流器之间功角的暂态耦合动态过程。为填补这一空白，本文通过保结构降维映射提出了一种二维相图方法，该方法能有效揭示 GFM 变流器和 GFL 变流器之间的交互动态。所提方法详细阐述了影响暂态稳定的四类因素。此外，通过应用二维相图揭示了限流策略对暂态稳定性的影响。最后，提供了实验结果以验证理论分析。

解读: 从阳光电源的业务角度来看，这项关于混合并联变流器暂态稳定性分析的研究具有重要的实用价值。当前，我们的光伏逆变器产品线同时涵盖跟网型（GFL）和构网型（GFM）技术路线，而在大型光伏电站和储能电站中，这两类变流器往往需要混合并联运行。该论文提出的二维相位图分析方法，为我们理解和优化这种复杂系统的暂态同...

Chenhang Xu · Zhixiang Zou · Xinlei Liu · Meng Huang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

由于具备诸多优势特性，构网型变流器正越来越多地被用作分布式能源与电网之间的接口。然而，在电网故障期间，它们可能会遇到暂态稳定性问题，尤其是在考虑直流母线影响时。本文建立了一个暂态能量函数，基于李雅普诺夫直接法实现了考虑直流母线影响的构网型变流器的稳定性分析，揭示了暂态失稳主要由功率不平衡和负阻尼效应引起。为解决这一问题，本文提出了一种改进的直流母线电压控制方法，以实现临时的能量存储和惯量调节，从而提高构网型变流器的暂态稳定性并避免可能出现的过电压。本文还提供了理论分析和验证，以证实该方法的有效性...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于构网型变流器暂态稳定性分析与控制设计的研究具有重要的战略价值。随着新型电力系统建设的推进，构网型逆变器正成为我司光伏逆变器和储能系统的核心技术方向，其能够主动支撑电网电压和频率，这对提升分布式能源的并网友好性至关重要。 该研究通过李雅普诺夫直接法建立的暂态能量函数...

Jiahao Li · Yingjie He · Jinjun Liu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

针对电网电压不平衡问题，本文介绍了采用星形连接级联 H 桥静止同步补偿器（CHB - STATCOM）抑制公共连接点（PCC）不平衡电压的方案。然而，对于一定的直流侧电压，星形连接 CHB - STATCOM 补偿 PCC 不平衡电压的能力是有限的。当超出有效补偿范围时，星形连接 CHB - STATCOM 不仅无法实现对 PCC 不平衡电压的补偿，还会进一步恶化电网的电能质量。本文综合考虑了由负载不平衡和电源不平衡引起的 PCC 不平衡电压，详细分析了注入零序电压时星形连接 CHB - STA...

解读: 从阳光电源新能源并网设备业务视角看，这项星型级联H桥静止同步补偿器（CHB-STATCOM）的不平衡电压补偿研究具有重要的工程应用价值。该技术直接关联我司在电能质量治理和电网支撑领域的产品线拓展。 论文揭示的核心问题——CHB-STATCOM补偿能力受直流侧电压限制而存在有效补偿范围——对我司SV...

Qi Liu · Qi Xu · Qinsong Qian · Song Ding 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

四开关 Buck - Boost 变换器的四边形控制方法可使所有功率开关实现零电压开关（ZVS），从而实现高功率密度。然而，为确保 ZVS 的实现，需要对电感电流进行采样和调节，这会引入额外损耗并降低效率。本文提出了一种基于无损电流采样的高效控制策略，该策略可在所有工况下使电感电流幅值最小。此外，为确保不同模式间的平稳切换，当输入电压接近输出电压时，插入了一种过渡模式。最后，搭建了输入电压为 40 - 60V、输出参数为 48V/6A 的实验样机，以验证所提出的采样电路和控制策略的有效性。样机的...

解读: 从阳光电源业务视角来看，这项四开关Buck-Boost变换器的高效控制技术具有显著的应用价值。该技术通过无损电流采样和无缝模式切换实现了98.88%的峰值效率，这对我们的光伏逆变器和储能变流器产品线具有直接的技术借鉴意义。 在光伏系统应用场景中，该技术的宽输入电压范围（40-60V）和高效率特性与...

Ziang Li · Shuo Zhang · Zhaoyi Wang · Sheng Qu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

LLC 谐振变换器广泛应用于宽功率范围的场合。然而，当它们在极轻负载条件下应用时，其开关频率会比正常负载时高得多。因此，引入了间歇模式控制以降低高开关损耗并提高轻载效率。通过应用轨迹理论，实现了一种三脉冲开关模式，该模式达到了间歇模式策略的当前最高效率。然而，在极轻负载条件下（低于 10%），这种开关模式引入的间歇频率会远低于谐振频率，可能低于 20 kHz，从而导致严重的可听噪声。为解决这一问题，本文提出了一种双脉冲开关模式，该模式可确保更高的间歇频率，从而能在更宽的负载范围内消除可听噪声。本...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对LLC谐振变换器极轻载工况下的双脉冲开关策略具有重要的应用价值。在光伏逆变器和储能系统中，LLC谐振变换器广泛应用于DC-DC隔离变换环节，但在夜间、阴天或待机等极轻载场景下，传统控制策略面临开关频率过高导致的效率下降和可闻噪声问题，这直接影响用户体验和系统能效等级...

Zhaonan Li · Xiangyang Xing · Chunshui Du · Xiangjun Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

由于单级功率变换具有高效率和低成本优势，双直流端口直-交变换器被广泛应用于光伏-电池混合系统。然而，受共模电压（CMV）抑制与功率分配耦合特性的影响，该结构中的泄漏电流抑制面临挑战。本文提出一种基于大、中、小矢量非对称调制并降低CMV跳变的方法。首先在不同电压条件下计算并排序电压矢量的CMV；随后依据排序关系，在开关序列中相邻矢量间最多切换一次以减少CMV跳变。此外，高CMV的小矢量和中矢量序列可作为独立功率控制序列，实现电池充放电调节。最后，提出新型功率控制策略，通过电池功率补偿光伏功率波动，...

解读: 该双直流端口变换器的泄漏电流抑制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光储一体机具有重要应用价值。通过非对称调制降低共模电压跳变，可直接应用于阳光电源光储融合系统，有效解决非隔离型拓扑中光伏侧对地寄生电容引起的泄漏电流问题，满足VDE-AR-N 4105等并网标准。该技术实现的功率解耦控制策略，...

Fubing Jin · Tianhao Qie · Yulin Liu · Yong Yang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

本文针对三电平简化中点钳位逆变器（3L - SNPCI）提出了一种自适应模型预测电流控制方法，该方法消除了传统模型预测电流控制（MPCC）的模型依赖问题。利用一种新型观测器高精度、快速收敛地估计系统参数。然后，无差拍MPCC利用所观测到的参数来精确计算参考电压矢量，实现了低计算量和恒定开关频率。此外，还提出了一种新型基于载波的空间矢量调制（CBSVM）方法，用于为3L - SNPCI合成参考电压矢量。与现有的3L - SNPCI空间矢量调制方案相比，所提出的CBSVM方法在确保中点电压平衡的同时...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对三电平简化中点钳位逆变器的自适应模型预测电流控制技术具有重要的应用价值。该技术通过消除传统模型预测控制对精确系统参数的依赖性，显著提升了逆变器在实际工况下的鲁棒性和控制精度，这对我司光伏逆变器和储能变流器产品的性能优化具有直接意义。 技术核心价值体现在三个层面：首...

Zhixiang Li · Yunqing Pei · Jiahao Liu · Laili Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月

基于模块化多电平换流器（MMC）的电力电子变压器（PET）具有通过固有双有源桥（DAB）实现纹波功率传输（RPT）的优势，从而可降低所需子模块电容并提高功率密度。然而，RPT的实现会导致DAB的损耗和体积增加，给运行模式选择和参数设计带来挑战。本文首次通过多目标优化（MOO）对基于MMC的PET在RPT模式下运行时的设计与优化进行了全面研究。首先，建立合适的模型来估算基于MMC的PET的元件损耗和体积。利用这些模型，开发了一个同时考虑效率和功率密度的MOO程序，以探索PET的设计原则。值得注意的...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇关于MMC型电力电子变压器（PET）的研究具有重要的战略价值。该技术通过纹波功率传输（RPT）机制显著降低子模块电容需求并提升功率密度，这与我们在光储一体化系统和中高压储能解决方案中面临的核心挑战高度契合。 在储能系统应用层面，MMC-PET技术可直接赋能我们的Pow...

Xing Liu · Lin Qiu · Youtong Fang · Kui Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12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...

Jian Guo · K.T. Chau · Wei Liu · Yunhe Hou 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月

多电平逆变器在大功率无线电能传输（WPT）系统中受到了越来越多的关注，但其开关损耗和电容电压平衡问题令人担忧。为解决这些问题，本文提出并实现了一种用于WPT系统的飞跨电容多电平逆变器（FCMLI）的Σ-Δ脉冲幅度调制（PMM）方法。该方法可同时实现宽范围输出电压调节和零电压开关。此外，本文还提出了一种基于令牌旋转的用于WPT的FCMLI飞跨电容电压平衡方法。该方法可平衡任意电压等级的FCMLI电容电压，同时保持较小的纹波并抵抗阶跃动态变化。文中还讨论了飞跨电容的相应参数选择。通过理论分析、计算机...

解读: 从阳光电源的业务布局来看，这篇论文提出的飞跨电容多电平逆变器技术及其Σ-Δ脉冲幅度调制方案具有显著的战略价值。该技术虽然针对无线电能传输系统，但其核心创新——开关损耗优化和电容电压平衡控制——与我司光伏逆变器和储能变流器的技术痛点高度契合。 首先，论文提出的零电压开关技术能够有效降低开关损耗，这对...

Shuo Zhang · Chang Liu · Xinyu Li · Desheng Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月

氮化镓高迁移率晶体管（GaN HEMT）的快速开关会导致高 $dv/dt$ 和严重的电磁干扰（EMI）问题，这需要在开关功率损耗之间进行权衡。三级栅极驱动（TSGD）可以缓解开关速度和损耗之间的矛盾，但由于 GaN HEMT 的非线性寄生电容，在现有的 TSGD 策略下实现最小开关损耗具有挑战性。为解决这一问题，本文提出了一种基于动态 $dv/dt$ 开关（DVTS）模型的最小开关损耗 TSGD 策略，该策略能够实现最小开关损耗。首先，基于电荷守恒原理，计算了 GaN HEMT 寄生电容的分段线...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于动态dv/dt开关模型的GaN HEMT三阶段主动栅极驱动技术具有显著的战略价值。GaN器件的高频快速开关特性是提升光伏逆变器和储能变流器功率密度的关键路径，但其带来的高dv/dt和严重EMI问题一直制约着实际应用。该技术通过电荷守恒原理建立分段线性等效模型，精确刻...

Qifan Liu · Xi Jiang · Xiaowu Gong · Song Yuan 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

降低功耗是反激式转换器设计与开发中的首要考虑因素。然而，现有文献尚未对反激式转换器在轻载情况下的功耗进行广泛研究。鉴于反激式转换器的快速普及，有必要开发一种在轻载条件下降低反激式转换器功耗的新技术。本文介绍了一种采用平均功率降低策略的反激式转换器新型功率损耗降低方法。采用台积电 0.5 微米双极 - 互补金属氧化物半导体 - 双扩散金属氧化物半导体（BCD）混合信号工艺制造了一款控制集成电路，并通过一个 15 瓦/15 伏的原型实验测试板进行了验证。

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项反激变换器轻载功耗降低技术具有显著的应用价值。反激变换器作为辅助电源广泛应用于我司光伏逆变器、储能变流器等核心产品中，为控制电路、通信模块、传感器等提供低压供电。在实际运行场景中，这些辅助电源长期处于轻载或待机状态，其能效直接影响系统整体待机功耗和能效等级认证。 该论...

Boxin Liu · Xin Xiang · Yonghao Li · Huan Yang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

短期过流能力对于电网形成（GFM）变流器在电网故障暂态期间提供支撑至关重要。尽管近年来针对电力变流器开展了基于定制化和超大容量设计的暂态过流（TOC）能力提升策略研究，但由于成本高昂且硬件结构复杂，这些解决方案仍难以推广。为解决这一问题，本文引入开关频率作为自由度，从软件层面提升GFM变流器的TOC能力。通过在TOC阶段主动降低开关频率，可有效抑制过额定电流导致的结温上升。此外，本文还定量研究了开关频率大幅降低时内电压矢量控制环的固有控制稳定性问题。在此基础上，进一步提出了多参数协同调节策略，以...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于开关频率调节的构网型变流器暂态过流能力提升技术具有重要的战略价值。当前，我司在光伏逆变器和储能变流器领域正面临从跟网型向构网型技术演进的关键阶段，该技术恰好解决了构网型设备在电网故障期间支撑能力不足的核心痛点。 该技术的最大亮点在于通过软件层面的开关频率动态调节来...

Mingzhu Zhou · Chao Liu · Ronghuan Xie · Yizhan Zhuang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

三端口直流 - 直流转换器（TPC）可集成可再生能源系统、储能系统和负载，具有高集成度和高可靠性的特点。本文提出一种适用于可再生能源系统应用的具有软开关特性的高增益三端口直流 - 直流转换器。在所提出的转换器的各种工作模式下，所有开关均能实现零电压开通，所有二极管均能实现零电流关断，这可有效提高转换器的效率。此外，耦合电感实现了零直流偏置，可减小磁芯尺寸和磁芯损耗。本文阐述了所提出转换器的工作原理、性能分析、效率分析、参数设计、能量管理及控制方法。搭建了一台功率为 300 W 的实验样机，其光伏...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项三端口DC-DC变换器技术对我们在光储一体化系统领域具有重要的战略意义。该技术通过单一变换器同时集成光伏输入、储能接口和负载输出，与我们当前推广的户用及工商业储能系统架构高度契合，能够有效简化系统拓扑，降低BOM成本并提升系统可靠性。 该技术的核心价值在于三个方面：首...

Hang Li · Yao Sun · Jianheng Lin · Guanguan Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

由于忽略了数字控制和脉宽调制（PWM）效应引入的宽带频率耦合效应，传统应用于数字控制功率变换器的平均建模方法在s域的精度不足。本文建立了数字控制三相并网电压源变换器的s域多频小信号模型，该模型全面考虑了数字控制和PWM的影响。因此，数字控制框架中的关键系统动态特性能够有效融入系统模型，确保了模型在奈奎斯特频率以上的准确性。基于所建立的模型，可以准确预测高频稳定性，而传统平均模型和其他改进模型存在局限性。此外，本文揭示了不同离散化方法（双线性变换、后向欧拉法）导致的模型和稳定性差异。仿真和实验结果...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项多频小信号建模技术对我们的三相并网逆变器产品具有重要的工程价值。传统的平均建模方法在数字控制系统中存在明显的精度缺陷，特别是在奈奎斯特频率以上无法准确预测系统动态特性，这直接影响到我们光伏逆变器和储能变流器在复杂电网环境下的稳定性评估。 该技术的核心价值在于全面考虑了...

Chao Charles Liu · Chi K. Tse · Meng Huang · Zhenxi Wu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

并网变流器的暂态稳定性分析可为实际设计提供指导。以往的研究总结了稳定性与参数之间的单调关系。鉴于基于变流器的系统具有复杂的非线性行为，这些单调关系并不全面。本文以可行参数范围的形式制定了设计准则。利用灵敏度分析和分岔图，从典型的稳定性分析方法中推导可行参数范围，这些方法包括时域仿真、基于能量的方法（手动推导和算法搜索）以及分岔分析。研究发现，由于不同分析方法所识别的灵敏度模式相似，它们可能会提供等效的设计准则。此外，我们揭示了并网变流器的分岔行为会导致灵敏度模式发生变化。因此，稳定性分析方法之间...

解读: 从并网变流器设计角度来看，这项关于暂态稳定性分析方法的比较研究对阳光电源的核心业务具有重要指导意义。随着我们在全球部署的光伏逆变器和储能系统规模不断扩大，特别是在弱电网环境下的应用场景日益增多，暂态稳定性问题已成为影响系统可靠性的关键技术瓶颈。 该研究突破了传统单调参数关系的局限性，提出基于可行参...

Ning Liu · Xinbo Ruan · Danhui Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

并联式开关 - 线性混合包络跟踪电源通常由采用滞环电流控制（HCC）的降压转换器和电压控制线性放大器（VLA）并联组成。降压转换器旨在提供大部分负载电流，以最小化VLA的输出电流，从而降低其功率损耗。然而，当负载电压摆幅较大时，VLA两端的电压较高，因此其功率损耗仍然显著。本文提出了一种边界调整HCC方法，以降低工作功率器件两端的电压，从而降低VLA的功率损耗并提高整体效率。制作了一个输出电压为10 - 27 V、平均输出功率为14 W的原型，并分别使用恒定电阻和实际功率放大器对其进行测试，以跟...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的边界调整滞环电流控制技术虽然聚焦于射频功率放大器的包络跟踪电源，但其核心理念与我们在光伏逆变器和储能变流器中面临的效率优化挑战高度契合。 该技术的核心价值在于通过改进混合拓扑控制策略，在宽电压摆幅工况下显著降低线性放大器的功耗。这一思路可直接迁移至我们的多电...

Ancheng Liu · Yipei Wang · Taeho Kwon · Sung-Jun Park · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

在光伏并网应用中，通常采用并网变流器与电网相连，以实现直流/交流转换和功率流控制。如何提高电力设备的并网电流质量，使注入电网的谐波含量尽可能少，已成为光伏并网应用领域的一个热门研究课题。通过分析并网过程中并网谐波电流产生的原因，提出了一种两段式高性能并网逆变器拓扑结构。该结构通过最简单的闭环控制使主逆变器的电压基本与电网电压相等。由于辅助逆变器的电压灵敏度较低，利用辅助逆变器进行并网电压补偿和功率流并网控制，可提高并网电流质量。制作并测试了一台3.3千瓦的并网逆变器系统样机，实验结果验证了理论分...

解读: 从阳光电源光伏并网逆变器业务视角来看，这篇论文提出的两段式高性能并网拓扑结构具有重要的技术参考价值。该方案通过主逆变器和辅助逆变器的协同工作，针对性地解决了并网谐波电流这一行业痛点问题。 该技术的核心创新在于功能解耦设计：主逆变器通过简化的闭环控制实现与电网电压的基本匹配，而辅助逆变器则专注于并网...

Ziyin Wang · Zhenchao Li · Yan Zhang · Jia Shu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

单相逆变器系统本质上会出现二次谐波纹波功率，必须对其进行抑制，以最大程度减少其对系统的不利影响。一种有效的纹波功率解耦技术是向直流分裂电容注入互补纹波电压。通过利用分裂电容之间的能量差，纹波功率得到有效补偿，同时互补的电容电压可维持稳定的直流母线电压。本文提出了一个统一模型，阐明了基于直流分裂电容的功率解耦方法的内部物理机制。基于该模型推导出了四种不同的方法，揭示了双向功率流的必要性，并解释了为何之前的某些方法仅能实现部分纹波功率解耦。此外，综合考虑电容需求、半导体应力和系统体积等因素对这些方法...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于直流分裂电容的纹波功率解耦技术对我们的单相光伏逆变器和储能系统产品线具有重要应用价值。单相系统固有的二次谐波纹波功率一直是影响系统可靠性和效率的关键问题，特别是在户用光伏和小型储能领域，这个问题尤为突出。 该研究提出的统一建模方法揭示了四种不同解耦方案的物理机制，...

Xing Liu · Lin Qiu · Youtong Fang · Kui Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月

数据驱动与事件驱动相结合，为缓解经典有限控制集模型预测控制中电力变换器长期面临的研究难题（即模型参数不确定性和不必要的开关损耗）带来了可能。受此启发，我们将针对在线学习预测控制器的设计问题展开一项重要研究。与该领域的大多数先前研究不同，这可通过一个集成的数据驱动与事件驱动设计框架来实现。更确切地说，设计过程依赖于以下方面的结合：开发一种数据驱动的无模型自适应预测控制方法、引入在线强化学习技术以及利用事件驱动机制。此外，我们还基于输入 - 输出数据，针对低频开关操作下的未知不确定性，对鲁棒无模型预...

解读: 从阳光电源的核心业务视角来看，这项结合数据驱动与事件驱动的在线学习预测控制技术具有显著的战略价值。该技术针对功率变换器有限集模型预测控制（FCS-MPC）的两大痛点——模型参数不确定性和不必要的开关损耗——提供了创新性解决方案，这与我司光伏逆变器和储能变流器的核心技术需求高度契合。 从产品应用层面...