找到 16 条结果 · IEEE Transactions on Power Electronics
一种级联混合同步控制策略用于并网逆变器
A Cascaded Hybrid Synchronization Control for Grid-Connected Inverters
Feifan Chen · Xiongfei Wang · Haowen Wang · Liang Zhao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月
本文重新探讨了矢量电压控制（VVC），发现通过在 $q$ 轴电压参考中引入 $P\text{--}E_{q}$ 下垂控制，传统的锁相环（PLL）可以有效替代功率同步控制，以复现构网型（GFM）逆变器的功率 - 频率（角度）动态特性。因此，本文提出了一种保留传统 PLL 和 VVC 的简单 GFM 控制策略。与近期报道的基于 PLL 的 GFM 方法相比，该方法无需虚拟导纳控制，并且在较宽的电网短路比范围内具有更高的稳定性鲁棒性。
解读: 从阳光电源的业务角度看，这篇论文提出的级联混合同步控制策略对我们的并网逆变器产品线具有重要的技术参考价值。该技术通过在传统矢量电压控制（VVC）中引入P-Eq下垂控制，实现了用常规锁相环（PLL）替代功率同步控制来复现构网型（GFM）逆变器的功率-频率动态特性，这为简化控制架构提供了新思路。 对于...
统一且灵活的电力电子型电力系统频域稳定性评估框架
Unified and Flexible Frequency-Domain Stability Assessment Framework for Power-Electronic-Based Power Systems
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...
一种用于三相SPWM逆变器IGBT开路故障与电流传感器故障的同步诊断新方法
A Novel Simultaneous Diagnosis Method for IGBT Open-Circuit Faults and Current Sensor Faults of Three-Phase SPWM Inverter
Falong Lu · Qiang Guo · Zhifeng Dou · Yafei Chen 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月
本文提出了一种用于三相正弦脉宽调制逆变器中绝缘栅双极型晶体管（IGBT）开路故障和电流传感器故障的新型故障诊断方法。该方法有助于同时诊断多个IGBT和电流传感器故障。采用帕克变换（Park transform）和快速傅里叶变换（FFT）相结合的方式提取故障特征。帕克变换将三相电流转换为两相电流，从而降低数据维度。快速傅里叶变换将时域分析和频域分析相结合，以增强故障特征的表达。此外，从经过快速傅里叶变换后的样本中提取故障特征，以减少模型输入的单个样本的数据量。在故障诊断方面，开发了一种包含堆叠残差...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对三相SPWM逆变器IGBT开路故障与电流传感器故障的同步诊断技术具有重要的应用价值。作为光伏逆变器和储能变流器的核心功率器件，IGBT的可靠性直接影响系统的稳定运行和全生命周期成本。该技术通过Park变换降维与FFT频域分析的组合，实现了32毫秒内的快速故障定位，准...
基于三端口高频隔离变换器及其控制策略的混合式先进牵引供电装置
A Hybrid Advanced Traction Power Supply Equipment Based on Triple-Port High-Frequency Isolated Converter With Its Control Strategy
Xin Wang · Qi Guo · Chunming Tu · Fan Xiao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
基于电力电子技术的先进牵引供电设备（ATPSE）为同时解决负序电能质量和电分相问题提供了契机。然而，现有的工频/高频隔离方案仍面临功率密度低和投资成本高等挑战。为解决这些问题，本文提出了一种基于三端口高频隔离直流变换器和现有牵引变压器的高频隔离型先进牵引供电设备（HI - ATPSE）。与现有的高频隔离方案相比，所提出的HI - ATPSE通过共享输出端口，有效减小了设备体积并降低了初始成本。此外，针对所提出的HI - ATPSE内部的电能质量问题，提出了一种控制策略，该策略可在降低直流侧电容值...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于三端口高频隔离变换器的混合牵引供电技术具有重要的战略参考价值。该技术通过高频隔离方案解决负序功率和中性段问题，其核心理念与阳光电源在光储变换器领域积累的多端口拓扑、高频隔离及功率变换技术高度契合。 从技术协同角度分析，论文提出的三端口高频隔离DC变换器架构与阳光电...
构网型变流器在考虑直流链路效应下的稳定性分析与控制设计
Stability Analysis and Control Design of Grid-Forming Converters With DC-Link Effect
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...
基于有功功率前馈补偿的功率解耦方法在下垂控制变换器中的应用
An Active Power Feedforward Compensation-Based Power Decoupling Method for Droop Control Converters
Pengcheng Wang · Min Chen · Jiahui Wang · Guannan Zhu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
在构网型（GFM）控制中，有功功率和无功功率之间的固有耦合会降低无功功率控制精度、限制功率支撑能力并减缓动态过程。为解决这一问题，本文针对下垂控制变流器提出了一种基于有功功率前馈补偿的功率解耦方法，该方法可消除所有四个象限的功率耦合，尤其适用于运行模式灵活的分布式发电系统。利用小信号模型分析了物理功率耦合行为，确定线路阻抗比（R/X）和功率角是影响耦合特性的关键因素。通过比较耦合系数和变流器输出电压可知，可通过输出电压补偿实现功率解耦，这构成了所提方法的基础。通过精确计算补偿项，可在不影响响应速...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于有功功率前馈补偿的功率解耦方法对我司构网型逆变器产品具有重要的技术价值。当前，随着新能源渗透率提升和弱电网场景增多，构网型（GFM）控制已成为光储系统的核心技术方向，而有功-无功功率耦合问题一直制约着系统的动态响应速度和四象限运行能力。 该技术通过精确计算输出电压...
基于字典序优化方法的T型三相三电平逆变器容错序列模型预测控制
Tolerant Sequential Model Predictive Control Based on Lexicographic Optimization Method for T-Type Three-Phase Three-Level Inverters
Shengwei Chen · Yong Yang · Rong Chen · Jiefeng Hu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
由于中性点（NP）电压的存在，三电平逆变器的控制本质上已成为一个多目标优化问题（MOOP），该问题需要为负载提供稳定的输出电压，同时维持中性点电压。传统上，这个多目标优化问题通过加权因子转化为单目标优化问题。然而，由于两个控制目标的物理量纲通常不同，根据特定理论选择合适的加权因子以获得令人满意的性能颇具挑战。为解决这一问题，本文提出了一种采用字典序优化方法的容错顺序模型预测控制（TSMPC）。该方法针对输出电压和中性点电压建立了两个不同的层次，根据控制目标的重要性对其进行排序，以评估所有电压矢量...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于词典优化方法的容错序贯模型预测控制技术对我们的三电平逆变器产品具有重要应用价值。T型三电平拓扑是我们光伏逆变器和储能变流器的核心技术架构，而中点电位平衡控制一直是制约系统性能和可靠性的关键技术瓶颈。 该技术的核心创新在于摒弃了传统加权因子方法，采用分层优先级策略处...
栅极开关不稳定性下1700 V平面栅SiC MOSFET的退化依赖性分析与建模
Degradation Dependency Analysis and Modeling of 1700 V Planar-Gate SiC MOSFETs Under Gate Switching Instability
Cen Chen · Zicheng Wang · Xuerong Ye · Yifan Hu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）在各种电力电子应用中日益普及。然而，与栅极氧化物相关的重大可靠性问题阻碍了它们的广泛应用。交变栅极偏置下的阈值电压漂移，通常称为栅极开关不稳定性（GSI），对可靠性构成了重大挑战。鉴于碳化硅 MOSFET 在功率转换器中广泛使用，与传统的偏置温度不稳定性相比，研究 GSI 具有实际意义。本研究系统地探究了 1700 V 平面栅碳化硅 MOSFET 对栅极偏置、温度和开关时间等因素的依赖性，并基于物理解释给出了加速因子的形式。...
解读: 从阳光电源的业务场景来看，这项关于1700V平面栅SiC MOSFET栅极开关不稳定性（GSI）的研究具有重要的工程应用价值。在我们的大功率光伏逆变器和储能变流器产品中，1700V级SiC MOSFET正逐步替代传统IGBT成为核心功率器件，其高频开关特性和低损耗优势能够显著提升系统效率和功率密度。...
电压源逆变器MIMO动态特性分析的扩展频域无源性理论
An Extended Frequency-Domain Passivity Theory for MIMO Dynamics Specifications of Voltage-Source Inverters
Feifan Chen · Sei Zhen Khong · Lennart Harnefors · Xiongfei Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
在并网逆变器系统中，频域无源性理论越来越多地用于分析电网 - 逆变器交互作用并指导逆变器控制设计。然而，由于在低频段难以满足基于无源性的充分稳定条件，无源性理论往往无法实现系统的稳定指标。本文提出了一种扩展的频域无源性理论。通过引入加权矩阵，推导得出了扩展的稳定条件。与传统的基于无源性的稳定条件相比，所提出的理论显著降低了保守性，更适合用于分析电网 - 逆变器交互作用并指导逆变器控制设计。本文提供了理论分析、数值算例和实验结果，以验证所提方法的有效性。
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项扩展频域无源性理论对我们的并网逆变器产品具有重要的工程应用价值。当前，随着光伏和储能系统大规模接入电网，电网-逆变器交互稳定性问题日益突出，尤其在弱电网场景下，传统无源性理论在低频段的保守性限制了逆变器的控制性能优化空间。 该论文提出的加权矩阵方法显著降低了稳定性判据...
增强短路电流能力的新功率模块对构网型风力发电机组低电压穿越性能带来的潜力与挑战
Potential and Challenges in LVRT for Grid-Forming Wind Turbines Brought by the Emergence of New Power Modules With Enhanced Short-Circuit Current
Siying Xu · Han Wang · Dangsheng Zhou · Chen Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
提高变流器的短路电流能力可直接提升基于双馈感应发电机（DFIG）的风力发电机组（WTS）的低电压穿越（LVRT）性能。此前，这一方法受限于功率半导体模块和成本。材料和调制策略的最新进展极大地提升了它们的短期过流能力（在 3 秒内可达 3.0 标幺值），而风力发电机组的总成本仅增加约 3.3%。这一进展使得有必要评估其在基于电网支撑型风力发电机组的低电压穿越实际应用中的潜力和挑战。首先，提出了基于双馈感应发电机的风力发电机组在对称电网故障下的电网支撑型控制策略，并建立了暂态模型。其次，从可控区域、...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于新型功率模块增强短路电流能力的研究对我们在风电变流器和电网支撑技术领域具有重要参考价值。虽然研究聚焦于双馈风电系统，但其核心技术理念与我们的光伏逆变器、储能变流器产品在构网型控制和低电压穿越能力提升方面存在显著的技术共性。 该研究最具价值的突破在于，通过新型功率半...
中压中频变压器绕组内部电压振荡的起因分析与抑制方法
Origin Analysis and Mitigation Method of Voltage Oscillation Occurred Inside the Winding of Medium-Voltage Medium-Frequency Transformer
Yueyin Wang · Wu Chen · Zhan Shen · Xiao Yu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
中压中频变压器是大功率直流变换器的关键部件。然而，宽禁带半导体的超快开关速度会在中频变压器中引发电压振荡，增加一次绝缘局部放电的风险，并导致永久性击穿。现有研究主要关注端口处发生的电压振荡，但对绕组内部发生的电压振荡了解不足。本文提出了一种计算内部电压振荡的模型。与传统模型相比，该模型简单且首次考虑了铁芯的电能。据此，推导了基于物理原理的解析公式来计算电压振荡。基于该模型，分析了电压振荡、端口电压和变压器结构之间的关系。提出了振荡抑制方法并通过实验进行了验证。
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文针对中压中频变压器内部电压振荡问题的研究具有重要的战略价值。作为光伏逆变器和储能系统的核心部件，中压中频变压器在阳光电源的大功率直流变换器产品中扮演关键角色，特别是在1500V光伏系统、集中式储能变流器以及新能源并网解决方案中应用广泛。 该研究的核心价值在于解决了宽...
水光联合系统超低频振荡阻尼控制方法
Ultra-Low Frequency Oscillation Damping Control Method for Hydro-Photovoltaic Integrated Systems
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...
用于三相逆变器相电流重构的非对称空间矢量脉宽调制
Asymmetric Space Vector Pulse Width Modulation for the Phase Current Reconstruction in Three-Phase Inverters
Yongpeng Shen · Zhiwei Chen · Hongyuan Huang · Qiancheng Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
摘要：直流母线单电流传感器技术（SCST）因能降低成本和体积，在电机驱动系统中受到了广泛关注。然而，当直流母线单电流传感器技术与传统空间矢量脉宽调制（SVPWM）策略结合使用时，扇区边界和低调制区域不可观测区域的电流重构会降低采样数据的准确性。本文针对三相两电平电压源逆变器提出了一种新型不对称空间矢量脉宽调制（ASVPWM）方法，该方法具有计算开销低、电流重构准确和采样频率恒定的特点。通过在不可观测区域随机移动逆变器的开关状态脉冲，应用该不对称空间矢量脉宽调制方法实现了完整的电流重构。此外，该方...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项非对称空间矢量脉宽调制（ASVPWM）技术在直流母线单电流传感器相电流重构方面的创新，对我们的光伏逆变器和储能变流器产品线具有显著的降本增效价值。 该技术通过单电流传感器替代传统三相电流传感器方案，可直接降低硬件成本约15-20%，同时减小系统体积，这对我们追求高功率...
考虑热耦合效应的键合线脱落与芯片焊接焊料老化的失效机理研究
Failure Mechanism Investigations of Bond Wires Lifting-Off and Die-Attach Solder Aging Considering the Thermal Coupling Effects
Xinglai Ge · Ken Chen · Huimin Wang · Zhiliang Xu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
失效机理研究（FMI）对于功率模块的可靠性评估至关重要，因此在功率变换器领域备受关注。然而，由热耦合效应（TCEs）导致的复杂失效模式使得明确失效机理变得困难。为解决这一问题，本文针对键合线抬起和芯片焊接层老化开展了失效机理研究，其中仔细考虑了热耦合效应，从而提供了准确的机理分析。在本次失效机理研究中，借助功率循环试验，分析了热耦合效应对失效模式和结温分布的影响。然后，基于有限元模型，对存在热耦合效应时的失效模式进行了全面的机理阐释。结果表明，热耦合效应能够改变芯片表面和芯片焊接层的温度分布均匀...
解读: 作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商，阳光电源产品的核心功率模块长期工作在高温、高频、大电流的苛刻环境中，其可靠性直接影响系统的全生命周期表现。本论文针对功率模块中键合线脱落和芯片焊层老化的失效机理研究，特别是对热耦合效应的深入分析，为我们提升产品可靠性设计能力提供了重要理论支撑。 从业务价值...
高dv/dt方波电压与高温下局部放电导致的功率模块封装绝缘老化与寿命研究
Aging and Lifetime of Power Module Packaging Insulation Due to Partial Discharge Under High dV/dt Square Wave Voltage and High Temperature
Yi Ding · Yalin Wang · Meng Chen · Lu Fan 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月
宽带隙半导体的应用给功率模块在高d<italic xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">V</i>/d<italic xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">t</i>方波电压和高温条件下的封装可靠性带来了挑战。灌封材...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于宽禁带半导体功率模块封装绝缘老化的研究具有重要的战略价值。随着公司在光伏逆变器和储能系统中大规模采用SiC、GaN等宽禁带器件以提升功率密度和转换效率，高dV/dt应力下的局部放电问题已成为制约产品可靠性的关键瓶颈。 该研究揭示的局部放电演化规律对阳光电源的产品设...
提升基于IGCT的高功率应用中的关断性能——第一部分：超低电压下的异常大电流关断模式与安全工作区扩展
Enhancing Turn-Off Performance in IGCT-Based High Power Applications—Part I: Anomalous High Current Turn-Off Mode and Safe Operating Area Expansion at Ultra-Low Voltage
Jiabin Wang · Lvyang Chen · Xiangyu Zhang · Jiapeng Liu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
集成门极换流晶闸管（IGCT）以其低导通态电压和高浪涌电流能力而闻名，但历史上，其关断电流能力有限限制了它们的应用。本文研究了IGCT在超低电压条件下的一种异常高电流关断模式。通过全面的理论分析和仿真，证明了IGCT在超低电压下能够实现数倍于其额定电流的关断能力，突破了传统上对严格门极换流条件的要求。这一发现显著扩大了IGCT的安全工作区（SOA），为优化其在高功率应用中的使用提供了新视角。本文的研究结果为姊妹篇论文奠定了基础，姊妹篇论文将利用这一现象探索进一步提高IGCT关断性能的混合开关设计...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于IGCT器件关断性能提升的研究具有重要的战略价值。IGCT作为高压大功率半导体器件，其低导通压降和高浪涌电流能力一直是大型光伏逆变器和储能变流器的理想选择，但关断电流能力不足始终制约着其在超大功率应用场景中的推广。 该研究发现的"超低电压条件下异常高电流关断模式"...