Yadong Wei · Bo Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月

直流微电网中恒功率负载（CPL）呈现出的负增量阻抗特性会导致上游直流 - 直流降压变换器出现不稳定现象。本文提出了一种基于高阶全驱动系统方法的鲁棒控制策略，用于全局稳定和调节向恒功率负载供电的降压变换器。首先，推导了一个包含输入、负载和系统参数扰动引起的非线性不确定性的二阶全驱动模型，以描述系统动态特性。然后，从二阶系统动态特性的角度综合得出一种鲁棒控制律，通过补偿恒功率负载带来的负面影响，并通过一阶状态反馈重构期望的闭环动态特性。其次，设计了一个不确定性边界估计器，以增强系统在无需精确测量负载...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文针对直流微电网中恒功率负载（CPL）导致的上游DC-DC变换器不稳定问题，提出了基于高阶全驱动系统方法的鲁棒控制策略，具有重要的技术价值和应用前景。 在储能系统和光伏微电网领域，阳光电源产品常面临CPL带来的负阻抗特性挑战。典型场景包括：储能变流器为电动汽车充电桩供...

Yanjun Tian · Xiaoqi Xu · Yi Wang · Zhen Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月

摘要：在可再生能源高渗透率的情况下，虚拟同步发电机（VSG）控制策略已在用于支撑大电网惯量的构网型变流器中得到广泛研究与应用。传统VSG控制存在有功和无功功率回路之间的耦合问题，尤其是在低压阻性馈线条件下。这种功率耦合效应不仅会降低暂态过程中惯量支撑的有效性，还会影响系统稳定性。本文分析了有功和无功功率回路之间的耦合机制，并提出一种全状态反馈控制方法来解决传统VSG控制中的耦合问题。在所提出的控制方法中，设计了状态反馈矩阵以消除有功和无功功率控制回路之间的功率耦合，并充分保留有功和无功惯量响应能...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项全状态反馈功率解耦控制技术对我们的构网型逆变器产品线具有重要战略价值。随着新能源渗透率持续攀升，电网对逆变器提供惯量支撑的需求日益迫切，而传统虚拟同步发电机（VSG）控制在低压阻性线路场景下存在的有功-无功功率耦合问题，恰恰是制约我们光伏逆变器和储能系统性能提升的关键瓶...

作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

近年来，单一并网构网型逆变器（GFMI）系统的暂态稳定性已得到深入分析，但考虑无功功率控制的并联 GFMI 系统的定量暂态稳定性分析尚未得到研究。为填补这一空白，本文新建立了考虑逆变器间相互作用的并联 GFMI 系统的等效大信号模型。基于该模型，新构建了考虑无功功率控制动态、阻尼耗散和相互作用效应的与路径无关的李雅普诺夫函数（LF），用于定量暂态稳定性分析，该函数可获取最大吸引域以进行稳定性预测、估计临界清除时间并表征稳定裕度。与传统的李雅普诺夫函数相比，吸引域的保守性和估计临界清除时间的误差显...

解读: 从阳光电源的业务实践来看，这项关于并联构网型逆变器暂态稳定性的量化分析研究具有重要的工程应用价值。随着我们在大型光伏电站、储能系统以及微电网解决方案中越来越多地采用构网型逆变器技术，多机并联运行已成为常态场景，该研究直接切中了当前技术痛点。 论文的核心贡献在于建立了考虑逆变器间交互作用的等效大信号...

Yayao Zhang · Meng Zhan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

严重故障下可再生能源设备的暂态切换控制（TSC）使得新型电力系统的暂态特性变得更为复杂。尽管近期大多数研究聚焦于并网变流器低电压穿越期间的故障阶段或进行详细的电磁暂态仿真，但对于永磁同步发电机（PMSG）并网系统的整个暂态过程仍缺乏统一的认识。因此，本文基于PMSG的暂态切换控制方案，详细考虑了切换动态效应，将暂态过程划分为四个不同阶段：故障前、故障期间、故障后早期和故障后晚期，并针对每个阶段建立了相应的机理模型以及相关的机 - 网接口关系。此外，研究了主要参数对暂态稳定性的影响，包括故障期间无...

解读: 从阳光电源业务视角来看，这项关于永磁同步发电机（PMSG）并网系统暂态同步稳定性的研究具有重要的工程应用价值。该研究针对严重故障下瞬态切换控制（TSC）策略的完整过程建立了系统性分析框架，这与我司在风电变流器、储能变流器及光储一体化系统中面临的低电压穿越（LVRT）技术挑战高度契合。 该论文的核心...

Ying Jiang · Yao Sun · Jianheng Lin · Feng Zhou 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

调制器注入零序信号（MI-ZSS）技术广泛应用于三相功率变流器，以提升效率、调制范围及电能质量。然而，传统平均模型往往忽略调制器动态，导致其对系统稳定性的影响被忽视。本文弥补了这一研究空白，深入分析了MI-ZSS对变流器稳定性的作用机制。

解读: 该研究直接关联阳光电源的核心产品线，如组串式/集中式光伏逆变器及PowerTitan系列储能变流器（PCS）。在这些产品中，SVPWM等调制策略广泛应用，而注入零序信号是提升直流侧电压利用率和降低损耗的关键手段。本文揭示的调制器动态对稳定性的影响，对于优化阳光电源逆变器在弱电网环境下的控制算法、提升...

Zehua Zhang · Panbao Wang · Jiyao Zhou · Wei Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月

恒功率负载（CPLs）的负增量阻抗会对直流微电网的稳定运行产生不利影响。另一方面，电力电子变换器在应对源-负载侧扰动时应具备出色的瞬态性能。因此，本文针对为直流微电网恒功率负载供电的直流/直流升压变换器，提出了一种自适应无源模型预测控制器。首先，设计了预定义时间非线性干扰观测器，用于在线估计未知且时变的输入电压和负载功率。该观测器不仅能实现收敛时间上界的自由设定，还减少了传感器的使用需求。然后，将基于无源的控制与模型预测控制相结合，提出了一种综合两者优点并弥补各自不足的复合控制方法。此外，所提出...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于预定时间前馈补偿的无源模型预测控制技术对我司直流微网系统和储能变流器产品具有重要应用价值。 该技术针对恒功率负载（CPL）的负阻抗特性导致的直流微网稳定性问题提供了创新解决方案。在我司光储一体化系统中，DC/DC变换器连接的电动汽车充电桩、数据中心等典型CPL负载...

Rui Kong · Subham Sahoo · Yubo Song · Yi Xiao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月

现代电力电子主导电网中谐波不稳定的模态识别有助于振荡检测、稳定性评估以及进一步的阻尼控制。然而，信号中复杂的振荡成分和可能出现的非特征性瞬态变化，给振荡信号的稳健且准确的模态识别带来了挑战。本文利用基于多分辨率动态模态分解（MR - DMD）算法的识别方法，在多个频率分解层次和时间子集上提取具有时频信息的主导系统模态，从而提高处理缺失数据时的稳健性。此外，定义并推导了关键算法参数，以揭示其对算法性能的影响，同时进一步构建了参数设计框架以优化识别结果。利用实验条件下的实际测量数据，在多种振荡场景中...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的多分辨率动态模态分解（MR-DMD）技术对我们在电力电子主导型电网中的谐波不稳定性识别具有重要应用价值。 在光伏逆变器和储能系统的实际运行中，宽频谐波振荡问题日益突出，特别是在高渗透率新能源电网场景下。该技术通过多频率分解层级和时间子集提取系统主导模态，能够...

Xiqi Wu · Shengbing Wu · Fuwen Wang · Chaofan Wei 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月

与构网型（GFM）控制相结合的单装置大容量优势，有效助力高压无变压器电池储能系统（BESS）支撑电网频率和电压稳定。然而，故障期间处于限流模式下的变流器的暂态稳定特性及其为电网提供有效支撑的能力，与传统同步电机存在显著差异。因此，本文首先通过理论推导考虑限流模式的虚拟功角曲线，研究了高压和低压故障穿越发生时的暂态同步稳定性问题。然后，提出了应对电网电压跌落和上升时增强暂态同步稳定性的策略，并通过仿真结果进行了验证。此后，提出在功率反馈回路中嵌入自适应增益系数，以提高故障发生时快速低压支撑能力。更...

解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，该论文展示的高压直挂式储能系统构网型（GFM）控制技术具有重要战略价值。论文聚焦35kV/10MW/5MWh锂电储能工程项目的实际验证，这与我司PowerTitan等大型储能产品的技术路线高度契合，为高压直挂拓扑的工程化应用提供了关键理论支撑。 技术价值方面，构网型...

Qiannan Qu · Xin Xiang · Jintao Lei · Wuhua Li 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月

随着虚拟同步机（VSG）控制逆变器在可再生能源系统中的渗透率不断提高，分析并联VSG系统间交互作用下的暂态稳定性变得至关重要。然而，VSG对逆变器间相对运动产生的阻尼效应尚不明确，这阻碍了对系统暂态稳定性的精确评估。

解读: 该研究直接服务于阳光电源的构网型（Grid-Forming）技术布局。随着电力系统弱网化趋势加剧，阳光电源的PowerTitan储能系统及组串式光伏逆变器正向构网型控制演进。该文提出的阻尼能量可视化方法，可用于优化阳光电源iSolarCloud平台下的多机并联控制策略，提升大型储能电站及光储电站在复...

Jinho Yang · Hyunjoong Lee · Jun Soo Cho · Kyoungwon Lim 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月

摘要：提出了一种基于直流电阻（DCR）电流传感的高效集成光伏（PV）能量收集系统。该系统采用集成微控制器单元（MCU）精确控制高压栅极驱动器，后者根据感测到的瞬时电压和电流信息驱动功率场效应晶体管。通过DCR电流传感进行瞬时功率计算，并通过高压栅极驱动器控制实现外部功率场效应晶体管的低导通电阻，提高了功率转换效率。MCU协调高压栅极驱动器、采样保持电路和12位模数转换器之间的复杂时序控制，以感测电感电流，从而实现高跟踪效率。该光伏能量收集系统的集成电路采用0.13μm双极互补金属氧化物半导体 -...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于直流电阻（DCR）电流感测的光伏能量收集系统技术具有显著的应用价值。该系统实现了99.95%的最大功率点跟踪（MPPT）效率和98.74%的功率转换效率，这两项指标均达到业界领先水平，与我司组串式逆变器追求的高效率目标高度契合。 技术核心优势在于三个方面：首先，D...

Jiayu Fang · Shuying Yang · Zhen Xie · Xing Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月

基于可再生能源发电的电站（PS）中的逆变器可能由不同制造商生产，这些制造商的控制方案相互保密。因此，系统级稳定性预测和面向稳定性裕度提升的参数调整应采用黑箱方式完成。基于奈奎斯特定理和劳斯 - 赫尔维茨判据，本文针对电站中的逆变器提出了一种基于梯度的黑箱（GBBB）建模方法。GBBB 模型是一个以可调控制参数为输入的黑箱加密函数。其输出包含阻抗值、开环稳定性因子和阻抗的参数参与因子，用于基于奈奎斯特准则的电站稳定性判断和面向稳定性裕度提升的参数调整。基于逆变器的 GBBB 模型，电站的稳定性裕度...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于梯度的黑箱建模技术具有重要的战略价值。在大型新能源电站项目中，阳光电源的逆变器常需要与其他品牌设备协同运行，而各厂商出于知识产权保护不愿公开控制算法细节，这给系统级稳定性分析和优化带来了长期困扰。该技术通过黑箱建模方法，在不暴露控制器内部参数的前提下，实现了多厂商设...

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...

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...

Guangze Shi · Junlan Ou · Zhenxi Wu · Junhao Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

对于级联变流器系统，现有的并网自同步控制方法对电网波动较为敏感，这会影响系统稳定性，还可能导致系统平衡点存在性的问题。为解决这些问题，本文分析了电网电压波动对系统平衡点存在性的影响。提出了一种鲁棒分散自同步控制方法，其中设计了电压校正机制以确保系统平衡点的存在。该方法除保证频率自同步外，还大幅提高了输出功率和功率因数的灵活调节能力。基于控制硬件在环和 RTU 箱的实验结果表明，在电网电压波动和负载变化的情况下，系统具有良好的抗干扰能力和鲁棒性能。

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项去中心化自同步技术对级联变流器系统具有重要的应用价值。在大规模光伏电站和储能系统中，级联变流器架构被广泛采用以提升功率等级和系统灵活性，但电网电压波动一直是影响系统稳定性的核心挑战。 该论文通过平衡点存在性分析，提出的鲁棒性自同步控制方法直接切中当前产品的痛点。传统并...

Jiaxiang Song · Enhui Chu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月

谐振直流环节逆变器（RDCLI）辅助电路（ac）中的谐振电容会增大主电路体积、增大谐振电流幅值并降低系统稳定性。为解决这些问题，本文提出一种新型 RDCLI 以减小谐振电容的影响。首先，该逆变器无需在主开关两端并联谐振电容，从而减小了主电路体积。其次，该逆变器避免了在直流侧串联大容量电容作为辅助电源，从而避免了大电容对系统稳定性的影响。最后，该逆变器通过改变辅助电路的拓扑结构，减少了预充电模式所需的能量，从而有效降低了谐振电流幅值，减少了辅助电路的损耗，提高了系统效率。本文给出了该逆变器的工作原...

解读: 从阳光电源的业务角度来看，该论文提出的改进型谐振直流环节逆变器（RDCLI）技术具有重要的应用价值。该技术通过优化辅助电路的谐振电容配置，实现了主电路体积缩减、谐振电流幅值降低和系统稳定性提升，这与公司在光伏逆变器和储能变流器领域追求高功率密度、高效率的产品战略高度契合。 从产品应用层面分析，该技...

作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月

调制器注入零序信号（MI - ZSS）技术在三相功率变换器调制中得到了广泛应用，有助于提高效率、扩大调制范围和提升电能质量。然而，该技术对系统稳定性的影响却很少受到关注，这主要是因为传统平均模型忽略了调制器动态特性。本文弥补了这一空白，研究了基于载波的脉宽调制（CB - PWM）下 MI - ZSS 对三相电压源型变换器（VSC）稳定性的影响。本文建立了三相 VSC 的统一多频小信号模型，考虑了各种 MI - ZSS 条件下的 CB - PWM 动态特性。该模型便于分析 MI - ZSS 对系统...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于调制器注入零序信号（MI-ZSS）对三相电压源变换器系统稳定性影响的研究具有重要的工程应用价值。MI-ZSS技术在我司光伏逆变器和储能变流器产品中已有广泛应用，主要用于提升效率、扩展调制范围和改善电能质量，但该论文首次系统性地揭示了其对系统稳定性的深层影响机制。 ...

Xiaoling Xiong · Bochen Luo · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月

基于锁相环（PLL）的矢量电流控制方案在并网电压源变流器（VSC）中得到了广泛应用。然而，VSC的功率传输能力首先会受到动态功率限制（DPL）的约束，然后受到静态功率限制（SPL）的约束。SPL由系统的稳态运行情况决定，如稳态代数方程。同时，DPL主要取决于控制策略和控制器参数，它也被称为小信号稳定边界，且不会超过SPL。本文研究了具有不同外环控制回路（即有功功率和无功功率（PQ）外环控制回路，或有功功率和交流电压（PV）外环控制回路）的VSC的SPL和DPL。研究发现，向电网注入额外的无功功率...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于补偿锁相环动态的阻抗重塑技术对提升弱电网下的并网性能具有重要战略价值。随着全球光伏和储能系统向电网薄弱地区渗透，系统功率传输能力受限已成为制约业务拓展的关键瓶颈。 该研究深入剖析了电压源型变流器（VSC）的静态功率极限（SPL）和动态功率极限（DPL）机理，这与阳...

Sijia Wang · Yin Xu · Xiangyu Wu · Jiaxuan Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月

近年来，在水电占比较高的电力系统中出现了超低频振荡（ULFO）现象，这严重威胁着系统的稳定性。随着光伏发电站在电网中占比的快速增加，利用光伏发电站的调节能力来抑制超低频振荡是可行的。首先，指出了传统菲利普斯 - 赫夫隆模型在分析超低频振荡时的不适应性。其次，建立了水 - 光一体化系统的频率响应模型，并在此模型的基础上提出了一种用于抑制超低频振荡的光伏附加阻尼控制方法。第三，将该频率响应模型扩展到多水电和多光伏系统，并协同设计多个光伏发电站的附加阻尼控制参数。最后，时域仿真和实验结果验证了所提方法...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文所提出的水光互补系统超低频振荡（ULFO）抑制技术具有重要的战略价值。当前我国西南地区正在大力发展水光互补基地，但高比例水电系统固有的超低频振荡问题已成为制约新能源消纳和电网稳定的关键瓶颈。该研究突破了传统Phillips-Heffron模型的局限性，创新性地提出利用...

Juan Dolado Fernández · Joaquín Eloy-García · Eduardo Rausell Navarro · Santiago Arnaltes Gómez 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月

近年来，可再生能源日益融入电力系统，导致电网运行发生了重大变化。电力电子变流器主要用于将这些发电厂接入电力系统，作为现代电力系统中的关键组件，电网形成（GFM）变流器应运而生，它能够在无需同步发电机（SG）的情况下自主建立并维持系统稳定。故障期间的电流贡献是同步发电机与电力变流器的主要区别之一，这可能会影响保护系统。最新的电网规范要求在发生故障时快速注入电流。本文根据欧盟委员会法规（EU）2016/631和西班牙技术监督标准的要求，提出了一种基于虚拟磁链定向的电网形成变流器低电压穿越控制策略。为...

解读: 从阳光电源的业务角度看，这篇论文所提出的构网型变流器低电压穿越技术具有重要的战略价值。随着全球新能源渗透率不断提升，电网对并网设备的主动支撑能力提出了更高要求，构网型（GFM）技术正是我司逆变器产品从跟网型向主动支撑型演进的关键方向。 该技术的核心价值在于解决了构网型变流器在故障工况下的快速电流响...

Bo Long · Wandi Yang · JieFeng Hu · Jose Rodriguez 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月

本文针对带有LCL滤波器的三电平T型变换器（3LT2C），指出分数阶模型在描述物理LCL-3LT2C变换器静态和动态行为上比整数阶模型更精确。针对不平衡电网下的并联系统，提出了一种低复杂度且低保守性的Ostrowski稳定性判据，以优化并网控制性能。

解读: 该研究直接关联阳光电源的核心产品线——组串式逆变器及大型地面电站并网技术。阳光电源的组串式逆变器广泛采用三电平拓扑及LCL滤波器，在弱电网或电网不平衡工况下，系统的稳定性是并网控制的核心挑战。本文提出的分数阶建模方法能更精准地捕捉高频谐振特性，有助于优化控制算法，提升逆变器在复杂电网环境下的鲁棒性。...