蔡希鹏 · 杨柳 · 周月宾 · 饶宏 等10人 · 中国电机工程学报 · 2025年5月 · Vol.45

柔性直流输电技术是大规模新能源外送的重要载体。我国高海拔地区新能源基地宇宙射线大气中子通量大，严重威胁电压源换流器高压直流（VSC-HVDC）功率器件的可靠运行。目前高海拔应用案例及中子辐照失效率数据缺乏，影响规律不明。本文针对4.5 kV等级主流功率器件，提出IGBT与旁路转折晶闸管的大气中子辐照等效加速试验方法，开展实验并分析工作电压、温度及中子通量对失效率的影响，获取高海拔下器件的中子辐照失效率，为高海拔VSC-HVDC系统安全设计提供依据。

解读: 该研究对阳光电源高海拔应用的功率器件可靠性设计具有重要指导意义。研究成果可直接应用于SG系列高海拔光伏逆变器和ST系列储能变流器的IGBT选型与防护设计，特别是在西藏、青海等高海拔新能源基地的产品应用中。通过掌握中子辐照对IGBT失效率的影响规律，可优化产品的过压保护设计，提升功率模块可靠性，降低高...

Zhihao Zhang · Peng Kou · Mingyang Mei · Runze Tian 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年2月

随着海上风能的快速发展，高压直流输电系统与基于永磁同步发电机的风能转换系统广泛应用，导致海上风电场可能出现显著的电磁振荡。现有研究多聚焦于单一振荡特性，忽视了不同振荡模式间的潜在交互。本文首次揭示了电网侧变流器可引发次同步振荡与中频振荡之间的相互作用，并产生新的二次振荡。通过模态分析与奈奎斯特稳定判据验证了主振荡与交互诱导的次生振荡共存。此外，提出了适用于运行与规划阶段的两种实用阻尼控制方法，通过附加阻尼控制器或优化变流器参数即可有效抑制多模态振荡，无需新增硬件设备。

解读: 该研究对阳光电源的大型储能系统和海上风电变流器产品线具有重要参考价值。研究揭示的次同步振荡与中频振荡交互机理，可直接应用于ST系列储能变流器和大功率风电变流器的控制系统优化。特别是文中提出的阻尼控制方法，可集成到阳光电源现有的GFM/GFL控制策略中，提升产品在复杂电网环境下的稳定性。这对完善Pow...

Xiao Cai · Ning Zhang · Jiaxin Wang · Haiyang Jiang 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年7月

随着电力系统中采用电网换相高压直流（LCC - HVDC）输电的发电基地建设不断增加，高比例基于逆变器的电源（IBR）发电基地因不可避免的换相失败故障而面临过电压问题，这给系统保护和稳定性带来了挑战。本文提出了一种考虑过电压约束的高 IBR 渗透率发电基地电源规划模型，该模型在使建设成本最小化的同时，确保任何母线的电压都不超过过电压限值。在解析模型中明确建模了同步发电机、同步调相机和 IBR 对过电压的影响，并将这一非线性约束保守地转化为线性形式。实际发电基地规划的仿真验证了过电压约束对系统运行...

解读: 该研究对阳光电源大型新能源基地解决方案具有重要指导意义。研究成果可直接应用于SG系列大型光伏逆变器和ST系列储能变流器的暂态过电压控制设计，特别是在LCC-HVDC送端系统中的无功功率优化配置。通过优化IBR控制策略和动态无功补偿配置，可提升阳光电源产品在高压直流送端的电压稳定性能。这对完善公司GF...

Jiaqing Zhang · Chunyi Guo · Jin Zhang · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年10月 · Vol.41

本文针对LCC-HVDC输电下新能源与火电打捆系统的多模态次同步振荡（SSO）问题，提出基于设备视角的模态识别与阻尼路径分解方法，分析光伏、同步机及LCC控制器带宽对SSO稳定性的影响，揭示多设备耦合导致的阻尼互斥现象，并给出热电比例与PLL带宽协同下的稳定边界。

解读: 该研究高度关联阳光电源在大型地面光伏电站+特高压外送场景下的系统级并网安全需求。文中PV侧SSO主导模态直指我司组串式逆变器（如SG320HX）及iSolarCloud平台在弱电网/长距离HVDC接入下的PLL参数整定与阻尼协同优化问题；LCC-PV交互结论可指导ST系列PCS在光储联合外送项目中参...

Sufan Jiang · Qinran Hu · Tao Qian · Yan Wen · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年5月

随着波动性可再生能源渗透率的提升，电力系统惯性不足对高压直流输电（HVDC）互联系统的频率稳定性构成严峻挑战。为此，本文提出一种增强型紧急频率响应（EEFR）方案，通过利用HVDC的灵活性激励跨区域频率响应资源，并设计了区域间惯性市场机制。该方案面向低概率极端事件提升系统韧性，利用直流换流器瞬时调节电磁功率以补偿突发功率失衡，实现区域间惯性的系统化分配。首次将EEFR嵌入机会约束机组组合（CCUC）模型，通过证明凸性并推导对偶形式获得Benders可行性割平面。为兼顾隐私保护与分布式求解，设计改...

解读: 该HVDC互联系统紧急频率响应技术对阳光电源储能与光伏产品具有重要应用价值。针对PowerTitan大型储能系统，可借鉴其机会约束机组组合模型优化储能参与频率响应的调度策略，通过ADMM分布式算法实现多站点协同控制；对于构网型GFM储能变流器，可参考其区域间惯性灵活性调配机制，增强虚拟同步机VSG的...

Xinzhou Dong · Haozong Wang · Binshu Chen · Boliang Jin 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年1月

行波差动保护（TWDP）基于输电线路的行波传播特性，在长距离输电线路保护中具有独特优势。本文提出一种适用于高压直流（HVDC）线路的实用时域TWDP方案，并开展理论分析与现场验证。研制了名为TP-03的TWDP装置，实验室测试表明：其在±1100 kV额定电压下可耐受最高1000 Ω故障阻抗，通信延时20 ms时动作时间仍小于30 ms。2020年10月，该装置首次应用于世界最高电压（±1100 kV）、最长距离（3284 km）、最大容量（额定12100 MW）的昌吉—古泉UHVDC工程，多次...

解读: 该行波差动保护技术对阳光电源大型储能系统直流侧保护具有重要借鉴价值。PowerTitan等MW级储能系统采用1500V直流母线，面临长距离直流电缆故障检测难题，传统保护方案在高阻故障下响应慢。文中提出的时域行波分析方法可移植至储能系统PCS与电池簇间的直流链路保护，实现ms级故障定位；1000Ω高阻...

李秋彤 · 江涵 · 何鹏飞 · 孙海顺 等5人 · 高电压技术 · 2025年6月 · Vol.51

在海上风电柔性直流输电系统中，柔直送端换流器采用恒压恒频控制，风电机组网侧变流器通过锁相环跟踪机端电压。特征分析表明，系统存在由V/F控制与锁相环共同参与的低频振荡模式，在高风电出力下可能失稳。本文基于状态空间模型，建立保留锁相环动态的二阶降维特征方程，提出低频模式阻尼解析方法，并将阻尼分解为锁相环固有阻尼与柔直控制引入的附加阻尼。通过参数影响分析与时域仿真验证了方法的有效性与准确性。

解读: 该研究对阳光电源的储能与风电变流产品具有重要参考价值。文中提出的V/F控制与锁相环耦合导致的低频振荡问题，与ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器在离网/并网切换时的稳定性控制高度相关。特别是在PowerTitan大型储能系统中，构网型GFM控制与跟网型GFL控制的协调配合也面临类似挑战。研究提出的...

Arkaitz Rabanal · Salvatore D'Arco · Elisabetta Tedeschi · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年6月

双端口构网控制能够对连接高压直流输电线路与交流电网的模块化多电平换流器（MMC）实现同时的交流和直流电压调节。然而，由于换流器内部能量容量有限，其提供阻尼和惯性功率的能力受到内在限制。为解决这一限制，本文提出将带储能的静止同步补偿器（E - STATCOM）与双端口构网型高压直流连接的海上风电场进行协调运行，在保证风电场最优运行的同时，提高换流器的稳定性和性能。此外，在MMC的双端口构网控制中引入了一种新的稳定机制。这改善了动态性能，即使在没有额外支持的情况下也能确保稳定运行。在所考虑的数值算例...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的双端口构网型MMC与储能型静止同步补偿器（E-STATCOM）协调控制技术，对公司在海上风电并网、储能系统集成及高压直流输电领域具有重要参考价值。 该技术的核心创新在于通过E-STATCOM与构网型换流器的协同运行，突破了传统MMC内部储能容量有限的瓶颈，显著...

阳岳希 · 贺之渊 · 彭程 · 张汉斌 等6人 · 高电压技术 · 2025年6月 · Vol.51

随着近海风电开发趋于饱和，远海风电日益受到重视。基于电压源换流器的高压直流输电（VSC-HVDC）因其灵活可控、孤岛运行和远距离输电优势，成为远海风电外送的首选方案。然而，大规模风电接入导致电网弱系统、低惯量与电压支撑不足等稳定性问题，提升系统主动支撑能力成为研究热点。本文首先介绍系统拓扑与传统控制策略，继而从有功与无功角度分析跟网型控制下附加控制方法及其局限性，探讨构网型控制的技术需求与标准，梳理不同技术路线的特点，最后展望发展趋势并指出关键技术挑战。

解读: 该研究对阳光电源在海上风电并网和储能领域具有重要参考价值。VSC-HVDC主动支撑技术可直接应用于ST系列储能变流器的构网型控制，提升PowerTitan储能系统的电网支撑能力。研究中的跟网型GFL和构网型GFM控制策略，与阳光电源现有的SG系列逆变器控制技术高度契合，可优化产品在弱电网条件下的并网...

Jiaqing Zhang · Chunyi Guo · Lie Xu · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年8月

随着可再生能源发电比例的增加，LCC-HVDC输电系统中可能出现多种弱阻尼或不稳定的次同步振荡（SSO）模式，包括基于同步机的扭振模态和基于变流器的电磁模态。本文针对不同SSO模式，建立保留主导储能元件动态的等效单输入单输出传递函数模型，并从统一的阻尼转矩角度分析其稳定性。推导关键控制环路对各SSO模式的交互路径，提出阻尼增强能力指标以确定最优控制环节。基于相位补偿与增益调节，设计多模式次同步阻尼控制器（MSDC），实现对多种SSO模式的协同抑制。在光伏-火电打捆外送系统中的仿真验证表明，该控制...

解读: 该多模式次同步阻尼控制技术对阳光电源光伏-储能打捆外送系统具有重要应用价值。针对SG系列光伏逆变器与火电机组通过LCC-HVDC外送场景，文章提出的MSDC控制器可协同抑制光伏变流器电磁振荡与同步机扭振模态，解决新能源高占比下的多模式SSO问题。其阻尼转矩统一分析方法和相位补偿设计思路可直接应用于S...

刘熠王跃武鸿刘永慧李润田李风漠 · 高电压技术 · 2025年1月 · Vol.51

在海上风电直流汇集系统中，单相模块化多电平换流器面对面型（MMC-FTF）DC/DC变换器是连接中压汇集线与高压直流输电线路的关键设备。目前针对其阻抗建模及系统小信号稳定性研究较少。本文提出共差模提取矩阵，统一了单相与三相MMC的多谐波线性化阻抗模型，并建立了MMC-FTF直流侧阻抗模型。基于阻抗稳定性判据，揭示了其与岸上MMC换流站互联时的振荡风险。通过相角灵敏度分析，量化控制器参数对稳定性的影响，提出参数整定准则。最后通过仿真与硬件在环实验验证了所提模型与方法的有效性。

解读: 该研究对阳光电源的储能与光伏产品线具有重要参考价值。MMC-FTF DC/DC变换器的阻抗建模方法可直接应用于ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的高压直流侧设计，有助于提升系统稳定性。所提出的共差模提取矩阵技术可优化SG系列1500V光伏逆变器的多电平拓扑控制。该研究的小信号稳定性...

Chunyi Guo · Jiaqing Zhang · IEEE Transactions on Power Delivery · 2024年10月

在基于线路换相换流器的高压直流输电（LCC-HVDC）送电的新能源场站（REFs）与火电打捆系统中，可能存在次同步扭振相互作用（SSTI）风险。引入构网型（GFM-based）光伏变流器有望缓解该问题，但其渗透率对SSTI阻尼的影响尚不明确。本文建立系统的小幅信号模型，通过特征根分析研究GFM型光伏有功出力占比对SSTI阻尼特性的影响。结果表明，在火电占比较低时，GFM光伏可提升SSTI阻尼；而在火电占比较高时反而削弱阻尼。进一步分解系统阻尼路径，识别主导路径以揭示其内在机理。在此基础上，提出一...

解读: 该研究对阳光电源SG系列光伏逆变器的构网型GFM控制策略优化具有重要价值。针对光伏-火电打捆经LCC-HVDC外送场景，研究揭示了GFM光伏渗透率与SSTI阻尼的非线性关系，为阳光电源开发自适应GFM控制算法提供理论依据：在低火电占比时提升GFM出力以增强系统阻尼，高火电占比时动态调整GFM参数避免...

Jifeng Zhao · Jia Pei · Sitong Wu · Hong Fu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年2月

模块化多电平换流器（MMC）因效率高、易于扩展，已成为高压直流输电系统的核心部件。子模块及其内部半导体器件的功率损耗显著影响MMC的运行成本与使用寿命。基于环流控制的损耗优化方法因其硬件成本低、输出电流谐波小而备受关注。本文提出一种基于多群体遗传算法的多目标功率损耗优化控制策略（MOPLOC-MPGA），实现MMC运行成本与寿命的协同优化。通过仿真与实验验证了该方法在MMC应用中的有效性与适用性。

解读: 该MMC多目标功率损耗优化技术对阳光电源ST系列储能变流器和大型PowerTitan储能系统具有重要应用价值。文中基于多群体遗传算法的环流控制优化策略，可直接应用于阳光电源多电平拓扑产品中，通过协同优化运行成本与器件寿命，降低IGBT/SiC模块的热应力与开关损耗。该方法无需额外硬件成本且保持低谐波...

张力沛 · 刘玉涵 · 徐宪东 · 徐弢 等6人 · 高电压技术 · 2025年6月 · Vol.51

能源岛电力外送是未来海上风电开发的重要模式。针对海缆输电成本高、接入受限及电转燃料效率低等问题，提出基于电力储能船舶的外送技术。设计了以功率变换为核心的电气化能源岛架构，构建了涵盖风电消纳、供需平衡与航道运输的技术经济评价方法，并结合中国南海某岛资源特性分析不同传输距离下的可行性。结果表明：船舶外送的能源效率与平准化上岸电能成本随离岸距离和风电容量增加而降低，随单船储能容量增加而升高；在150～200 km范围内，当传输效率达80%时，成本可低至0.46元/kWh，优于HVAC、HVDC和FFT...

解读: 该电力储能船舶外送技术对阳光电源海上储能系统具有重要应用价值。研究中以功率变换为核心的电气化架构与阳光ST系列储能变流器的大功率变换技术高度契合，可直接应用于船载储能系统的充放电管理。针对海上风电消纳场景，PowerTitan大型储能系统的模块化设计可适配船舶空间约束，通过优化单船储能容量配置实现传...

Fei Zhang · Yuanshi Zhang · Yiqi Liu · Liwei Wang 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年8月

大功率直流 - 直流（DC - DC）变换器对于不同电压等级的高压直流（HVDC）系统互连至关重要。本文介绍了由半桥子模块（HBSM）和全桥子模块（FBSM）组成的无变压器混合模块化多电平直流 - 直流变换器（MMDC）的优化设计与运行。由于桥臂内部直流分量电压和交流分量电压可以自由选择，因此针对不同的电压转换比推导出了使开关视在功率最小的最优调制指数。为了降低变换器成本，还考虑了过调制情况。出于系统安全性和可靠性的考虑，直流故障阻断能力是高压直流应用中直流 - 直流变换器的一个理想特性。得益于...

解读: 该无变压器模块化多电平DC-DC变换器技术对阳光电源PowerTitan储能系统和直流侧产品具有重要应用价值。调制指数优化方案可直接应用于ST系列储能变流器的DC-DC变换环节，提升不同电压等级储能单元间的功率转换效率。故障阻断能力分析为大型储能系统的直流侧保护设计提供理论支撑，增强系统安全性。小信...

Jiaxin Wang · Jiawei Zhang · Qingchun Hou · Ning Zhang · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年5月

高压直流输电（HVDC）接入会降低系统的短路比（SCR）和电网强度，可能导致电压稳定性问题，尤其在高比例可再生能源系统中更为显著。同步调相机（SynCon）是提升SCR的有效手段。然而，由于SCR约束为非线性特征值不等式组，难以直接求解。本文基于广义谱分解提出瑞利割方法，将特征值不等式约束等价转化为线性约束，构建了求解SCR约束下SynCon选址定容问题的混合整数线性规划模型。理论分析了方法的收敛性、复杂度与误差，并通过与其他七种模型的数值对比验证了所提模型在解的质量和计算效率方面的优越性。

解读: 该同步调相机优化配置技术对阳光电源构网型储能系统具有重要参考价值。在高比例新能源接入场景下，阳光电源PowerTitan储能系统可通过GFM构网型控制模拟同步调相机功能，提供短路容量支撑。文中基于广义谱分解的瑞利割线性化方法，可直接应用于ST系列储能变流器的选址定容优化，解决多直流馈入系统的SCR约...

Yindi Liu · Xiangjun Zeng · Yiping Luo · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年8月

为抑制基于电网换相换流器的高压直流（LCC-HVDC）系统中的换相失败（CF），本文提出一种非线性电阻子模块（NRSM）拓扑结构。故障后首个工频周期内，依据特定控制逻辑，NRSM通过集成门极换流晶闸管（IGCT）将金属氧化物避雷器（MOA）接入系统，既可抑制直流侧过电流，又能辅助换相过程，有效降低对其他辅助换相装置的要求，从而完全消除CF。本文首先分析直流过电流的产生机理及其影响因素，进而阐述NRSM的工作原理与协调控制策略，并研究避雷器电压与直流过电流及熄弧角之间的关系。最后通过PSCAD仿真...

解读: 该非线性电阻子模块（NRSM）技术对阳光电源储能变流器和电网支撑产品具有重要借鉴价值。文中基于IGCT和MOA的过电流抑制方案可应用于ST系列储能变流器的直流侧保护设计，特别是在电网故障穿越场景下，通过非线性电阻快速限流可提升PowerTitan大型储能系统的故障耐受能力。该控制策略与阳光电源构网型...

Jiatai Gao · Zhanlong Zhang · Yu Yang · Xichen Pei 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年12月

换流变压器投运时产生的励磁涌流严重威胁系统稳定性。现有合闸策略在交流断路器操作分散且剩磁测量不准时难以有效抑制涌流。本文首先分析换流变压器空载投运时的磁链特性，量化预插电阻对涌流的抑制效果，提出无励磁涌流合闸角区间计算方法，将原有单点合闸角扩展为区间。进而提出基于该区间的LCC-HVDC换流变压器选相合闸策略。基于PSCAD/EMTDC的仿真结果表明，该方法在断路器操作偏差±2 ms、剩磁偏差±1.0 p.u.下仍可有效抑制涌流，具有强鲁棒性。

解读: 该无励磁涌流抑制技术对阳光电源大型储能系统PowerTitan和ST系列储能变流器具有重要应用价值。储能系统并网时隔离变压器的励磁涌流问题同样威胁系统稳定性，文中提出的合闸角区间计算方法和选相合闸策略可直接应用于储能变压器投运控制。该方法在断路器操作偏差±2ms、剩磁偏差±1.0p.u.下仍保持强鲁...

Ewan M. Farr · David R. Trainer · Osazee E. Idehen · Konstantin Vershinin · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年5月

串联桥式变换器（SBC）是一种用于高压直流输电的模块化多电平电压源变换器。相比传统的模块化多电平变换器（MMC），该拓扑体积更小，适用于海上及城市中心安装。然而，在交流故障期间，该拓扑在降低交流侧电压以满足故障穿越要求方面存在较大技术挑战。

解读: SBC作为一种新型模块化多电平拓扑，其高功率密度特性与阳光电源在大型地面电站及海上风电变流器领域追求小型化、高效率的方向一致。虽然该研究聚焦于高压直流（HVdc）输电，但其在交流故障下的电压调节策略对阳光电源的集中式逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）的电网适应性设计具有参考价值。建议...

Yuan Tang · Li Ran · Olayiwola Alatise · Philip Mawby · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年1月

模块化多电平变换器（MMC）广泛应用于高压直流输电及柔性交流输电系统。制造商与运营商需深入了解子模块的应力条件。本文提出一种模型辅助测试方案，旨在通过仿真与实验结合，准确评估MMC子模块在复杂工况下的运行可靠性与应力分布。

解读: MMC技术是高压大功率电力电子设备的核心，与阳光电源的集中式逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）的技术架构高度相关。随着储能系统向更高电压等级和更大容量发展，MMC拓扑在电网侧储能及高压并网应用中具有重要潜力。本文提出的模型辅助测试方案，有助于优化阳光电源在大型储能PCS中的功率模块设...