Mingrui Zou · Peng Sun · Zheng Zeng · Yulei Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年7月

摘要：电动汽车牵引逆变器对高效率和高功率密度的追求与日俱增，这正加速包括碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）在内的宽禁带器件的应用。由于碳化硅牵引逆变器的效率 - 密度边界已接近极限，采用氮化镓器件的牵引逆变器因具有更低的功率损耗和更高的开关速度，被视为一种极具前景的解决方案。本文聚焦于电动汽车应用的氮化镓牵引逆变器，提出了一种兼顾效率和功率密度目标协同优化的设计方法。基于所建立的包括功率损耗、直流母线纹波和热阻等设计关注点的数学模型，确定了氮化镓逆变器的效率 - 密度设计域，并通过帕累托前沿分析...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项GaN牵引逆变器的效率-功率密度协同优化技术具有显著的跨领域应用价值。虽然该研究聚焦于电动汽车领域，但其核心方法论与我们在光伏逆变器、储能变流器等产品线的技术演进方向高度契合。 该论文突破了传统SiC器件的效率-密度边界，通过GaN器件实现99.3%峰值效率和62.1...

Feifan Chen · Sei Zhen Khong · Xiongfei Wang · Lennart Harnefors · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年6月

本文提出了一种频域稳定性分析理论，该理论为基于电力电子的电力系统的分散稳定性评估提供了一个统一且高度灵活的框架的理论基础。通过引入频率相关乘数，所提出的方法能够无缝整合电力电子系统中现有的分散稳定性条件，包括经典和加权小增益、无源性以及频率分割方法。此外，它还能灵活组合和应用那些无法通过任何现有单一方法获得的、保守性更低的新型稳定性判据。在稳定和不稳定系统上进行的实验验证表明，该框架具备准确进行稳定性验证和检测局部不稳定风险的能力。

解读: 从阳光电源的业务角度来看，这项统一频域稳定性评估框架对我们在高比例新能源并网场景下的产品竞争力具有重要战略价值。 当前，我们的光伏逆变器和储能变流器在大规模集群并网时面临着复杂的振荡和稳定性问题。传统的小增益判据、无源性判据等方法各有局限，往往过于保守或无法覆盖所有工况。该论文提出的频域统一框架通...

Pasan Gunawardena · Yuzhuo Li · Yunwei Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月

几十年来，电力电子研究中一直在研究对偶关系，以推导新的变换器拓扑并分析其特性。然而，电力变压器的对偶性仍未得到充分理解，且现有文献中很少对其进行讨论。为填补这一空白，本文利用对偶元件——电容隔离网络，推导了电力变压器的对偶性及其衍生出的新型无变压器变换器。此外，还对所选取的变换器进行了实验验证。

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的电容隔离网络无变压器拓扑技术具有重要的战略参考价值。该技术通过功率变换器的对偶性原理，用电容隔离网络替代传统磁性变压器，为我们在光伏逆变器和储能变流器的小型化、轻量化设计方向提供了新思路。 在光伏逆变器领域，传统隔离型拓扑依赖工频或高频变压器实现电气隔离，这...

Zekai Lyu · Shuangxia Niu · Haolan Zhan · Tao Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月

在风力发电等大功率应用中，具备两个功率转换通道的双三相永磁同步电机（PMSM）因其出色的容错能力而日益受到青睐。本文聚焦于零角位移双三相永磁同步电机的电流控制，尤其是在其中一个通道发生故障的场景下。研究了不对称互感对负序电流的影响。随后，提出了一种基于非整数滑动离散傅里叶变换的谐波控制方法，以抑制不需要的电流谐波。该方法无需额外的参数调整或数字滤波器，便于工程实施和集成。在缩比驱动系统上的实验结果验证了所提方法的有效性。

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对双三相永磁同步电机单通道运行时负序电流抑制的研究具有重要的技术参考价值。该技术虽然源于风电领域，但其核心控制思想与我司在大功率光伏逆变器、储能变流器及新能源汽车驱动系统中面临的挑战高度契合。 在技术价值层面，该研究解决的不对称互感导致的负序电流问题，与我司储能系统...

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...

Jianbo Jiang · Zhenyu Li · Fei Liu · Shangzhi Pan 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月

由于具有强大的纹波衰减能力，LCL 滤波器被广泛应用于并网逆变器中，以有效滤除并网电流的开关频率谐波。然而，传统 LCL 滤波器的缺点是体积大且磁芯利用率低。尽管对 LCL 滤波器的两个分立电感进行磁集成是减小体积的有效解决方案，但现有的磁集成方案主要存在高频区域纹波衰减能力下降的问题。针对这一问题，本文提出了一种具有增强纹波衰减能力的磁集成 LCL 滤波器。此外，通过合理的磁芯结构和参数设计，实现了磁芯体积 - 效率 - 纹波衰减能力的联合优化方法，进一步提高了所提出的磁集成 LCL 滤波器的...

解读: 从阳光电源的业务角度来看，这项磁集成LCL滤波器技术具有重要的应用价值。在光伏逆变器和储能变流器产品中，LCL滤波器是抑制开关频率谐波、确保并网电流质量的核心部件，其性能直接影响系统的电能质量和并网合规性。 该技术的核心突破在于解决了传统磁集成方案中高频纹波抑制能力下降的固有矛盾。对于阳光电源而言...

Ling Xing · Qiang Wei · Yunwei Li · Yan-Fei Liu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月

摘要：近期有人提出了一种具有固有电流平衡特性且开关数量较少的单电源五电平电流源逆变器（CSI）。实现五电平输出并在低开关频率下具备优异谐波性能的该逆变器调制方案仍是一项挑战，目前尚未得到探索。相移正弦脉冲宽度调制（SPWM）是一种成熟的技术，能在低开关频率下实现优异的谐波性能。尽管有这些优点，但由于单电源五电平 CSI 的独特单电源拓扑结构，相移 SPWM 技术无法应用于该逆变器。在本研究中，明确了将相移 SPWM 应用于单电源五电平 CSI 所面临的挑战，并为单电源五电平 CSI 开发了一种基...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项单源五电平电流源逆变器（CSI）的相移SPWM调制技术具有重要的战略价值。该技术通过创新的调制方案实现了五电平输出，同时在低开关频率下保持优异的谐波性能，这直接契合我们在光伏逆变器和储能系统领域对高效率、低损耗的核心需求。 技术优势方面，单源拓扑结构减少了开关器件数量...

Xu Zhang · Zhixun Ma · Xinbo Cai · Xiang Wu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月

本文提出了一种提高精度的有限控制集模型预测控制（FCS - MPC）方法。传统 FCS - MPC 的主要优点是通过统一的代价函数易于实现多目标优化。然而，这种方法存在明显的缺点：开关动作只能在固定位置发生，且可能的开关位置完全由初始开关位置决定。这一方案降低了控制精度。本文提出了一种能够灵活改变开关状态切换位置的 FCS - MPC 方法。该方法不仅提高了逆变器的开关精度，还保留了每个控制周期开关动作不超过一次的特点，因而具备 FCS - MPC 的所有优点。实验验证了所提方法的可行性和优越性...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的增强精度有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）技术对我司三电平NPC逆变器产品线具有重要应用价值。作为光伏逆变器和储能变流器的核心控制算法，该技术直接关系到产品的电能质量、效率和可靠性。 传统FCS-MPC虽然能通过统一代价函数实现多目标优化，但其开关动作只...

Pengning Zhang · Yajin Yang · Ze Liu · Ning Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月

高频变压器（HFT）是电力电子变压器的核心部件，但高频变压器在正常运行过程中的振动和噪声问题较为严重。因此，本文对高频变压器的振动噪声特性进行了研究。首先，研究了高频变压器的振动机理，推导了引起高频变压器振动的电磁力模型，并建立了高频变压器的电磁 - 机械 - 声学多物理场耦合模型。然后，基于该模型研究分析了高频变压器在正弦波和方波激励下的振动和噪声特性。结果表明，当激励频率为 5 kHz 时，正弦波激励下的主要振动频率为 10 kHz。对于方波激励，主要频率为 10、20 和 30 kHz，声...

解读: 从阳光电源的业务角度来看，这项关于纳米晶高频变压器振动噪声特性的研究具有重要的工程应用价值。高频变压器是我司光伏逆变器、储能变流器及电力电子变压器等核心产品的关键部件，其振动噪声问题直接影响产品的市场竞争力和用户体验。 该研究建立的电磁-机械-声学多物理场耦合模型，为我司产品设计提供了重要的理论工...

Seyede Masoome Maroufi · Shahab Karrari · Karthik Rajashekaraiah · Giovanni De Carne · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月

飞轮和锂离子电池在功率和能量特性上具有互补性，能够为电网提供服务，增强功率响应、提高能量容量和循环能力，并延长系统使用寿命。实时功率管理以及考虑储能组件的荷电状态（SoC）和爬坡率，对于优化性能至关重要。然而，为确保管理策略准确高效，仍需进一步改进荷电状态校正技术，并进行严格、实际的测试。本文针对混合飞轮和电池储能系统，提出了一种基于移动平均法（MA）和模糊逻辑的功率管理方法。该方法将飞轮的荷电状态和电池的爬坡率分别视为两种技术中最受关注的变量，在两种技术之间实现功率的最优分配。该系统通过集成移...

解读: 从阳光电源储能系统业务视角看，该论文提出的飞轮-电池混合储能功率管理技术具有重要的战略参考价值。当前我司储能产品以锂电池为主，面临高频充放电场景下电池寿命衰减和功率响应速度受限的挑战。飞轮储能的高功率密度、快速响应特性与锂电池的高能量密度形成天然互补，这为构建新一代混合储能系统提供了技术路径。 该...

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

在中大容量电力应用中，电力电子变换器通常采用多个开关进行串并联连接，以处理高电压和大电流。为具有高绝缘要求的驱动电路和辅助单元供电颇具挑战。本文提出一种具有恒流（CC）输出特性的模块化多输出无线电能传输系统，用于辅助电源供电。与传统解决方案相比，该系统无需复杂的控制电路和大量磁性材料。通过运用用于推导恒压（CV）输出双频拓扑的解析方法，得出了具有恒流输出的双频拓扑。讨论了系统在不同频率下保持零相角的条件。经验证，该系统的输出波动低于单频多输出系统和双频恒压输出系统。设计了一种集成补偿电感的磁耦合...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项模块化多输出无线电能传输技术具有显著的应用价值。在我们的光伏逆变器和储能变流器产品中，功率模块通常采用多开关串并联拓扑以处理高电压大电流，其驱动电路和辅助单元的供电一直是技术难点，特别是在高压隔离和可靠性方面面临挑战。 该论文提出的恒流输出无线供电方案具有三个关键优势...

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

独立的直流/交流微电网通常需要多个直流 - 直流转换器来整合分布式发电机和储能（ES）单元。挑战在于平衡成本、效率、功率密度和系统可靠性。光伏（PV）系统的存在增加了复杂性，特别是在光伏串之间存在不均匀阴影的情况下。这通常会导致光伏发电量减少，原因可能是最大功率点跟踪（MPPT）算法出现误判，也可能是光伏电压下降。为解决这一问题，本文提出了一种采用非隔离多端口转换器的解决方案。该设计允许将两个独立的光伏串和一个储能单元进行串联无缝集成，具有分布式最大功率点跟踪、软开关和差分功率处理等优点。这些特...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项非隔离多端口变换器技术对我们在分布式光伏与储能一体化系统领域具有重要的参考价值。该技术通过创新性地将两路独立PV组串和储能单元串联集成，有效解决了传统方案中存在的成本、效率与可靠性平衡难题。 该技术的核心优势与我们当前的产品战略高度契合。首先，分布式MPPT功能可显著...

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

串端绕组电机驱动（SWMD）是一种具有宽调速范围和高功率密度的新型电机驱动拓扑。然而，该拓扑目前的电流调制方法存在共模电压（CMV）大幅波动的问题。与常规星形连接电机的共模电压有明确定义不同，SWMD绕组的串联方式使其共模电压分析较为困难。本文旨在解决这一问题并改善SWMD的共模电磁干扰。首先，对电力驱动系统的共模传导电路进行了分析和建模，揭示了不同电机驱动拓扑下系统共模电压与逆变器开关状态之间的关系。接着，首次明确指出由于SWMD的不对称性，电机侧和逆变器侧的共模电压不同。然后，本文提出了适用...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项串联绕组电机驱动（SWMD）的共模电压抑制技术具有重要的战略参考价值。虽然该研究聚焦于电机驱动领域，但其核心技术原理与我司在光伏逆变器和储能变流器中面临的共模干扰问题高度相关。 该论文首次系统分析了非对称拓扑结构下的共模电压特性，这对我司产品优化具有启发意义。在大功率...

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

本文针对采用 LCL 滤波器的并网电压源逆变器（VSI），对基于干扰观测器的控制器进行了设计、鲁棒稳定性分析、性能评估及实时实现的全面研究。所提出的复合控制器将状态反馈控制器与干扰观测器相结合，以提高采用 LCL 滤波器的并网逆变器的跟踪性能。并网 VSI 在静止参考坐标系（αβ 坐标系）中建模，以适应平衡和不平衡的电网电压。该方法的主要目标是在存在未知干扰和参数不确定性的情况下实现正弦参考信号的渐近跟踪。更确切地说，该控制器不仅能确保精确的跟踪性能，还能在存在模型不确定性的情况下保持闭环稳定性...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于扰动观测器的LCL滤波并网逆变器鲁棒电流控制技术具有重要的应用价值。该技术直接针对我司光伏逆变器和储能变流器产品的核心痛点——电网不平衡工况下的稳定运行问题。 技术价值层面，该方案在静止坐标系下建模，能够同时处理平衡和不平衡电网电压工况，这对于我司产品在弱电网和电...

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

本文提出了一种由双三相电流源逆变器（DTP - CSI）供电的电机驱动新拓扑，旨在提高容错能力的同时降低共模电压（CMV）。在该提议的拓扑结构中，双三相 CSI 模块之间共享六个公共开关，而非传统结构中的六个内侧开关。更多的控制维度和冗余性使该拓扑结构具备提升运行性能和增强容错能力的潜力。针对所提出的电机驱动系统，分别设计了正常运行和容错运行的调制策略与控制方案。在正常运行时，通过对 DTP - CSI 的电流矢量进行优化选择和排序，提出了一种降低 CMV 的方法，有助于缓解共模电磁干扰问题。在...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项双三相电流源逆变器（DTP-CSI）拓扑创新技术具有重要的应用价值和战略意义。该技术通过共享开关设计实现了容错能力提升和共模电压抑制的双重优化，与我司在光伏逆变器、储能变流器及电驱动系统领域的技术发展方向高度契合。 技术价值方面，该方案的共模电压抑制特性可直接应用于我...

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

功率因数校正（PFC）变换器在各种应用中得到了广泛使用，因此，开发定制化控制算法对于满足多样化的运行要求至关重要。在临界导通模式图腾柱PFC技术中，将谐波电流引入指令信号是一种提升PFC变换器性能的可行方法。然而，由于外部干扰，这种方法存在超过预定谐波电流注入量的风险。为解决这一问题，本文提出了一种新颖的控制算法，该算法结合了谐波注入技术，能够在存在干扰或负载变化的情况下保持稳定性能。该算法利用傅里叶分析精确计算每个谐波分量，并采用比例 - 积分补偿和前馈校正方法，按照理论预期精确注入谐波电流。...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项临界导通模式（CrM）图腾柱PFC的谐波电流注入控制技术具有显著的应用价值。该技术通过精确控制谐波注入来优化功率因数校正性能，这与我们在光伏逆变器和储能变流器中对高效率、高功率密度的持续追求高度契合。 技术核心价值体现在三个层面：首先，通过缩窄开关频率范围可有效降低E...

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

模块化多电平矩阵变换器（M3C）是一种用于直接连接两个三相交流系统的功率变换器，具有模块化、可扩展性和高冗余性等优点。传统有限控制集模型预测控制（FCS - MPC）在M3C控制中表现出快速的动态响应。然而，其不规则的脉冲模式会导致开关频率不固定且纹波较大。本文提出了一种用于M3C的无差拍模型预测控制（DB - MPC）算法，在保留FCS - MPC快速性的同时，实现固定的开关频率、降低电流谐波含量并减轻计算负担。基于所提出的DB - MPC，提出了一种M3C在电网不平衡条件下的控制策略。该策略...

解读: 从阳光电源的业务角度分析，模块化多电平矩阵变换器（M3C）技术及其无差拍模型预测控制策略具有重要的战略价值。该技术能够直接连接两个三相交流系统，这与我们在大规模储能系统、风光储一体化项目以及柔性输电领域的应用场景高度契合。 论文提出的DB-MPC算法解决了传统有限集模型预测控制开关频率不固定、电流...

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

为解决基于载波的脉宽调制（CBPWM）在低调制比下的电平退化问题，本文提出了载波重叠脉宽调制（COPWM）方法。由于其独特的倍频特性，COPWM在需要长时间低调制比运行的工业场景中具有广泛的应用。同样，空间矢量脉宽调制（SVPWM）在低调制比下具有更多的开关状态，并且可以通过增加调制段数来提高输出性能。许多文献研究了CBPWM和SVPWM方法之间的等效关系。然而，目前尚无关于COPWM和SVPWM方法之间等效关系的研究。研究这两种方法之间的关系有助于我们借鉴两种调制技术的优点，开发更有效的调制方...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于载波重叠调制（COPWM）与空间矢量调制（SVPWM）等效性的研究具有重要的工程应用价值。在我们的光伏逆变器和储能变流器产品中，NPC（中点钳位）拓扑结构被广泛应用于中高压大功率场景，而调制策略的优化直接影响系统效率和电能质量。 该研究针对的核心问题——低调制度下...

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

多端口直流 - 直流变换器是直流电网的核心交换枢纽，尤其适用于新能源分区接入和复杂环网场景。本文提出了一种各端口电压和电流可灵活控制的多端口臂共享直流 - 直流变换器。针对该多端口架构，提出了一种用节点电压控制替代臂间能量平衡控制的解耦控制策略，以及一种基于模块化多电平换流器（MMC）交/直流侧有源充电的分臂启动方法。所提出的控制策略增强了臂共享直流 - 直流变换器在多端口复杂功率变化下的稳定性和鲁棒性。所提出的启动方法降低了启动实施难度，具有启动应力小、各端口独立性强的优点。搭建了一台额定功率...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的多端口共臂式DC-DC变换器技术具有重要的战略价值。该技术针对直流电网中的多电压等级互联问题，与我司在光储充一体化、多能互补系统等领域的业务需求高度契合。 在技术创新层面，论文提出的解耦控制策略和分臂启动方法解决了多端口功率交换的核心难题。传统MMC架构在多...

Felipe Rubio · Javier Pereda · Andrés Mora · Félix Rojas · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月

本文提出了一种针对驱动各向异性永磁同步电机（PMSM）的两电平三端口变流器的模型预测电流控制策略，该策略采用了最优开关序列。这些变流器在包括燃料电池电动汽车和混合储能系统在内的混合能源系统中颇具吸引力。所提出的控制方法能在稳态和瞬态条件下（包括过调制期间，这一场景会带来重大的优化挑战）对开关矢量和占空比进行最优计算。该策略提出了一个简单的第二级控制来管理直流端口电流，利用无源矢量的冗余性，并且无需使用加权因子来平衡永磁同步电机和储能系统之间的控制目标，从而赋予永磁同步电机控制绝对优先级。实验室规...

解读: 从阳光电源的业务布局来看，这项三端口变换器的优化开关序列模型预测控制技术具有显著的战略价值。该技术针对混合储能系统与永磁同步电机的协同控制，与我司在储能系统、电动汽车驱动及新能源集成领域的核心业务高度契合。 技术层面，该方案的核心优势在于通过优化开关序列和占空比计算，实现了对PMSM转矩控制与混合...