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一种基于改进开关方法的混合模块化多电平变换器IGBT开路故障诊断策略
An Improved Switching Method-Based Diagnostic Strategy for IGBT Open-Circuit Faults in Hybrid Modular Multilevel Converters
Hong Wu · Yue Wang · Yi Liu · Yonghui Liu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
混合模块化多电平变换器（HMMC）因具备直流故障穿越能力而备受关注。然而，针对其IGBT开路故障（OCF）的诊断研究尚属空白，这威胁了系统的可靠性。本文提出了一种基于改进开关方法的诊断策略，有效填补了该领域的研究空白，提升了HMMC系统的运行可靠性。
解读: 随着阳光电源在大型地面电站及高压直流输电领域业务的扩展，多电平拓扑的应用日益广泛。HMMC技术在直流故障穿越方面的优势，对提升大型储能系统（如PowerTitan系列）及高压并网逆变器的安全性至关重要。本文提出的IGBT开路故障诊断策略，能够显著提升系统在极端工况下的自我保护能力，减少非计划停机。建...
基于成本效益数据的分布式光伏系统故障检测与诊断方法学综述
A methodological review of cost-effective data-driven fault detection and diagnosis in distributed photovoltaic systems
Yinyan Liua · Earl Duran · Anna Bruce · Baran Yildiz 等9人 · Applied Energy · 2025年12月 · Vol.401
摘要 光伏（PV）技术的快速发展以及光伏系统的广泛应用，凸显了对更高效、更具成本效益的监测策略日益增长的需求，以确保系统可靠运行和最优的能源性能。本文综述提出了一种方法论框架，并结合基于案例的实测数据，用于分布式光伏系统的性能监测。该框架聚焦于具有成本效益的数据，例如时间序列电气参数，这些数据对于实现精确的故障检测与诊断至关重要，同时识别出限制当前性能监测算法有效性的各种约束条件。本文首先采用两种分类方式对光伏系统中的系统性故障进行归类：直流侧与交流侧故障，以及软故障与硬故障。随后讨论了数据的可...
解读: 该综述对阳光电源SG系列逆变器和iSolarCloud平台具有重要指导意义。文章强调基于时序电气参数的成本有效型故障诊断方法,与我司逆变器内置监测系统和云平台架构高度契合。DC/AC侧故障分类框架可优化MPPT算法的异常检测能力,机器学习与边缘计算结合方案可增强逆变器本地诊断功能,减少云端通信依赖。...
基于小波包与LSTM的五电平嵌套NPP变换器故障诊断与容错控制
Fault Diagnosis and Tolerance Control of Five-Level Nested NPP Converter Using Wavelet Packet and LSTM
Shu Ye · Jianguo Jiang · Junjie Li · Yunlong Liu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年2月
五电平嵌套中点钳位（NPP）变换器具有高功率密度和鲁棒性，适用于高压大功率场景。然而，开关数量增加导致故障风险上升。本文提出一种结合小波包分解与长短期记忆网络（LSTM）的故障诊断与容错控制方法，有效提升了复杂多电平拓扑的运行可靠性。
解读: 该研究针对高压大功率多电平拓扑的故障诊断与容错控制，对阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。随着阳光电源产品向更高电压等级和更高功率密度演进，多电平拓扑的应用日益广泛，开关管故障诊断的复杂性随之增加。引入小波包与深度学习算法，可显著提升iSolarC...
基于CGAN视觉Transformer的F型逆变器少样本开路故障诊断
A Few-Shot Open-Circuit Fault Diagnosis of F-Type Inverters Using CGAN-Based Vision Transformer
Mahmoud S. Mahmoud · Ahmed Salem · Van Khang Huynh · Kjell G. Robbersmyr · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月
多电平逆变器因结构特点广泛应用于各工业领域，但其元件增多导致故障率升高。深度学习模型虽可自动提取特征并实现精确故障诊断，但依赖大量训练样本，而实际工程中故障数据获取困难。为此，本文提出一种融合条件生成对抗网络（CGAN）与视觉Transformer（ViT）的少样本开路故障诊断方法。首先将测量信号转化为时频图像，利用CGAN生成具有相似分布的二维样本图像，再通过改进ViT结合原始与生成样本，采用多头自注意力机制提取局部与全局特征并完成故障分类。在F型逆变器实验平台上验证表明，每类仅用6个样本时，...
解读: 该少样本故障诊断技术对阳光电源多电平逆变器产品线具有重要应用价值。针对ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器普遍采用的三电平及多电平拓扑，功率器件数量增多导致开路故障概率上升，而实际运行中故障样本稀缺。该方法通过CGAN数据增强结合ViT特征提取，仅需6个样本即可达98.46%诊断准确率，可直接集成...
基于通用低成本诊断电路的可重构双有源桥变换器多开关开路故障检测与隔离
Multiple Open-Circuit Fault Detection and Isolation Using Universal Low-Cost Diagnosis Circuits for Reconfigurable Dual-Active-Bridge Converters
Shahamat Shahzad Khan · Huiqing Wen · Haochen Shi · Yihua Hu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年5月
针对功率电子器件在高压或大电流应力下易发生多开关开路故障（MOCFs）的问题，本文提出了一种可重构双有源桥（R-DAB）变换器。该方案通过引入低成本诊断电路，实现了快速、准确且鲁棒的故障检测与隔离，有效提升了变换器在复杂工况下的可靠性。
解读: DAB变换器是阳光电源储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及直流耦合光储系统的核心拓扑。随着储能系统向高压化、高功率密度发展，功率器件的可靠性成为关键。本文提出的故障诊断与隔离技术，能够显著提升PCS在极端工况下的容错能力，降低运维成本。建议研发团队关注该“可重构”架构，将其...
模块化多电平变换器子模块故障诊断与容错控制方法综述
Review of Fault Diagnosis and Fault-Tolerant Control Methods of the Modular Multilevel Converter Under Submodule Failure
Qian Xiao · Yu Jin · Hongjie Jia · Yi Tang 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月
模块化多电平变换器（MMC）因其模块化结构和优异的谐波性能，在交流和直流转换应用中备受关注。然而，大量的功率开关增加了子模块（SM）故障的风险，这对MMC的安全可靠运行提出了巨大挑战。本文详细综述了MMC在子模块故障下的故障诊断与容错控制方法。
解读: MMC拓扑在阳光电源的高压大功率储能系统（如PowerTitan系列）及大型光伏并网系统中具有重要应用潜力。随着系统容量向高压化、大功率化发展，MMC的可靠性直接影响电站的运维成本。本文提出的故障诊断与容错控制策略，可优化iSolarCloud智能运维平台对变换器内部状态的实时监测能力，降低因单点故...
基于部分功率变换器的电力系统接地故障诊断方法
Ground Fault Diagnosis Method for Partial Power Converter-Based Electric Systems
José M. Guerrero · Jon Anzola · Carlos A. Platero · Iosu Aizpuru 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年4月
摘要：部分功率变换器（PPC）已被证明是降低电气应力的高效、高功率密度解决方案。然而，由于其技术尚不成熟，仍需对其可靠性进行广泛分析。尽管PPC与电力变压器类似，能够改变其端子间的电压水平，但它无法在两侧提供电气隔离。因此，一旦发生接地故障，整个系统将面临高风险。为此，本文提出了一种基于PPC解决方案的接地故障检测方法。该方法借助一个接地电阻，通过三个不同的开关依次连接到直流系统的正、负和中点端子。本文详细阐述了该诊断方法的原理及所需组件。给出了在MATLAB - Simulink中进行的仿真设...
解读: 该接地故障诊断方法对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。部分功率变换器（PPC）拓扑与阳光电源储能系统中的DC-DC变换环节技术路线相似，其无需额外传感器的故障诊断机制可直接集成至现有PCS控制系统。该方法基于电压电流特征的残差生成技术，可增强iSolarC...
基于可靠性评分基准与电阻损耗分布的电机驱动系统开路故障诊断方法
Reliability Score Benchmarking and Resistive Loss Profile-Based Open-Circuit Fault Diagnosis Approach for Motor Drive System
Ali Arsalan · Behnaz Papari · Laxman Timilsina · Grace Muriithi 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年7月
近年来，数据驱动方法在逆变器驱动系统的开路故障（OCF）诊断中表现出潜力。然而，现有研究多仅以分类准确率评估可靠性，忽略了计算延迟和数据传输延迟等关键实时因素。本文提出了一种结合可靠性评分基准与电阻损耗分布的诊断方法，旨在提升故障诊断的实时性与准确性。
解读: 该研究提出的实时故障诊断方法对阳光电源的核心产品线具有重要参考价值。首先，在光伏逆变器（组串式及集中式）中，功率模块的开路故障诊断直接影响电站的运维效率与iSolarCloud的预警精度。其次，对于储能系统（PowerTitan/PowerStack）中的PCS模块，该方法通过引入计算延迟评估，有助...
具有恒流输出特性的感应电能传输系统整流器故障诊断与自保护研究
Research on Rectifier Fault Diagnosis and Self-Protecting for Inductive Power Transfer System With Constant-Current Output
Yuan Li · Pan Sun · Yan Liang · Xusheng Wu 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
感应电能传输（IPT）技术因其便捷性广泛应用于电动汽车充电。由于半导体元件数量多，其故障率较高。本文针对IPT系统中恒流输出整流器无法处理开路故障的问题，提出了一种故障诊断与自保护策略，以提升系统的可靠性与安全性。
解读: 该研究聚焦于电动汽车无线充电系统的功率变换可靠性，与阳光电源的充电桩业务高度相关。随着大功率充电及无线充电技术的发展，提升功率模块的故障自诊断与保护能力是保障产品全生命周期稳定运行的关键。建议将该故障诊断算法集成至充电桩的控制系统中，通过实时监测整流侧状态，实现故障预警与主动保护，从而降低售后运维成...
基于直流母线电流的混合能源供电永磁同步电机系统开路故障诊断
Open-Switch Fault Diagnosis for Hybrid Energy Source-Fed Permanent Magnet Synchronous Motor System Based on DC Bus Current
Shuonan Gui · Shichuan Ding · Jun Hang · Minghao Tong 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月
混合能源供电永磁同步电机（HES-PMSM）系统广泛应用于电动汽车，包含双向DC-DC变换器和电压源逆变器。开路故障是变换器常见故障，严重威胁系统安全。本文提出一种基于直流母线电流的故障诊断方法，旨在提高系统运行可靠性。
解读: 该研究聚焦于电力电子变换器的开路故障诊断，对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及电动汽车充电桩业务具有重要参考价值。储能变流器（PCS）内部包含大量双向DC-DC变换器及逆变模块，该故障诊断算法可集成至iSolarCloud智能运维平台，实现故障的实时监测与预警，降低...
燃料电池应用中交错Boost变换器基于信号诊断的容错控制实验验证
Experimental Validation of Fault-Tolerant Control With Signal-Based Diagnosis Approach for Interleaved Boost Converter in Fuel Cell Applications
Meryem Benzine · Issam Salhi · Arnaud Gaillard · Fei Gao · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年6月
本文针对氢能汽车中燃料电池DC/DC升压变换器的可靠性问题，提出了一种基于信号诊断的容错控制策略。通过采用交错并联架构，在变换器发生故障时确保服务的连续性。研究通过实验验证了该方法在提升功率变换器容错能力方面的有效性，对保障燃料电池系统稳定运行具有重要意义。
解读: 该研究关注燃料电池DC/DC变换器的容错控制与故障诊断，与阳光电源在氢能业务（如电解槽电源）及电动汽车充电桩业务具有技术关联性。交错并联技术（Interleaved）是提升大功率变换器效率与可靠性的核心手段，其容错控制策略可借鉴至阳光电源的储能变流器（PCS）及大功率充电模块设计中，以提升系统在极端...
基于跨域自适应生成对抗网络的多退化水平光伏阵列故障诊断
Fault diagnosis of photovoltaic arrays with different degradation levels based on cross-domain adaptive generative adversarial network
Peijie Lin · Feng Guo · Yaohai Lin · Shuying Cheng 等7人 · Applied Energy · 2025年5月 · Vol.386
摘要 近年来，由于光伏电站运行与维护的重要性，光伏（PV）阵列故障诊断（FD）取得了令人瞩目的进展。然而，由于运行工况复杂，光伏阵列不可避免地会发生渐进式退化，导致输出数据出现域偏移，这对故障诊断性能产生显著的负面影响。为解决上述问题，本研究提出了一种两阶段跨域自适应生成对抗网络深度学习方法，用于不同退化水平下的光伏阵列故障诊断。在第一阶段，利用源域（即无性能退化的光伏阵列）中的正常数据进行训练；随后，在对抗训练过程中将最大均值差异（MMD）损失引入故障生成器，以生成源域故障数据的高层特征表示。...
解读: 该跨域自适应GAN故障诊断技术对阳光电源SG系列光伏逆变器及iSolarCloud智慧运维平台具有重要应用价值。针对光伏阵列性能衰减导致的数据域偏移问题,该方法通过MMD损失函数实现跨域特征对齐,仅需健康状态数据即可生成故障样本进行诊断,准确率达98.34%。可集成至iSolarCloud平台的预测...
用于逆变器短路故障容错的可重构开绕组电机驱动拓扑
Reconfigurable Open-End Winding Motor Drive Topology for Inverter Short-Circuit Fault Tolerance
作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
现有开放式绕组驱动（OWD）需要相对复杂的故障检测与诊断算法来处理逆变器短路故障。此外，当驱动断开时，电机无法继续输出功率。因此，本文提出一种带有保护电路的拓扑重构开放式绕组驱动（TR - OWD），该保护电路能够快速隔离逆变器短路故障，并在故障发生后对驱动拓扑进行重构。本文首先揭示了故障瞬态期间保护电路的电流流动情况以及瞬态和谐振状态模型。随后，基于故障逆变器产生的阶跃电流或电压信号，阐述了TR - OWD的拓扑重构和电压矢量切换方法，以维持电机的原始运行状态。最后，给出了电机在空载和负载条件...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项可重构开放式绕组电机驱动拓扑技术对我们在储能系统和新能源动力领域具有重要应用价值。该技术通过快速故障隔离和拓扑重构机制，实现了逆变器短路故障下的容错运行，这与我们在高可靠性电力电子系统方面的技术追求高度契合。 在储能系统领域，该技术可显著提升我们PCS（储能变流器）产...
一种无需故障定位的双三相PMSM驱动系统开相故障自适应容错控制
An Adaptive Fault-Tolerant Control Without Fault Location of Open-Phase Fault for Dual Three-Phase PMSM Drive System
Qi Liu · Lan Xiao · Qunfang Wu · Xiaopeng Zhao 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年3月
针对双三相永磁同步电机（DTP-PMSM）驱动系统常见的开相故障（OPF），提出一种无需故障定位的自适应容错控制方法。该方法省去故障诊断环节，避免误判风险。通过分析OPF下DTP-PMSM的运行状态，在双dq坐标系中建立含故障电流角的统一参考电流模型，故障后可直接应用，无需重新定位故障相。故障电流角由锁相环（PLL）获取，轻载条件下仍能准确检测，且相比现有方案减少一个PLL环路，降低计算负担。所提方案无需调整控制结构、电机模型或变换矩阵，仅通过调节参考电流幅值系数即可实现最小铜耗、最大转矩与正常...
解读: 该自适应容错控制技术对阳光电源新能源汽车驱动系统和储能变流器产品具有重要应用价值。在电机驱动产品线，无需故障定位的容错策略可直接应用于车载电机控制器，通过PLL实时获取故障电流角，实现开相故障下的平滑切换，提升系统可靠性。对于ST系列储能变流器，该统一参考电流模型可借鉴至多相并联拓扑的相单元故障处理...
五电平嵌套中点钳位变换器的开关开路故障容错运行
Open-Circuit Switch Fault-Tolerant Operation of Five-Level Nested Neutral Point Clamped Converter
Mahyar Hassanifar · Milad Shamouei-Milan · Kourosh Khalaj Monfared · Yousef Neyshabouri 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
五电平嵌套中点钳位（5L-NNPC）变换器在可再生能源转换、并网系统及电机驱动中具有广泛应用前景。然而，任一开关发生开路故障（OCF）将导致逆变器停机。为此，本文提出一种包含故障检测、诊断与容错运行的综合容错策略。采用基于模型的双层方法实现故障开关的准确识别，并结合模型预测控制（MPC）与开关状态重构，实现故障后部分功率输出。针对故障后开关状态减少及相电压不平衡问题，自动调节多目标代价函数的权重因子，有效平衡飞跨电容电压。仿真与实验结果验证了所提方法在故障检测准确性及容错运行能力方面的有效性。
解读: 该五电平NNPC变换器容错技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器中，所提出的基于MPC的故障诊断与容错策略可显著提升系统可靠性，实现IGBT开路故障后的降额运行，避免整机停机造成的经济损失。对于SG系列大功率光伏逆变器，五电平拓扑的容错能力可保障电站持续并网发电。在电动汽车驱...
一种用于电动动力总成中开关磁阻电机驱动的多故障诊断新方法
A Novel Multifault Diagnosis Method for SRM Drives in Electrified Powertrains
Nasir Ali · Shuo Qu · Mehdi Narimani · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年1月
开关磁阻电机（SRM）因其容错性和无稀土特性，在铁路和航空等电动交通领域极具潜力。本文针对电动动力总成中电机驱动系统的可靠性问题，提出了一种新型多故障诊断方法，旨在提升系统在复杂工况下的运行稳定性与安全性。
解读: 该研究聚焦于电机驱动系统的故障诊断与可靠性提升，虽然阳光电源目前的核心业务侧重于光伏逆变器、储能PCS及充电桩，但该技术在电动汽车充电桩的功率模块控制及未来可能拓展的电机驱动相关电力电子应用中具有参考价值。特别是其提出的多故障诊断算法，可借鉴应用于阳光电源iSolarCloud智能运维平台，通过提升...
梯度提升特征选择用于串补输电线路集成故障诊断
Gradient Boosting Feature Selection for Integrated Fault Diagnosis in Series-Compensated Transmission Lines
Rab Nawaz · Abdul Wadood · Khawaja Khalid Mehmood · Syed Basit Ali Bukhari 等6人 · IEEE Access · 2025年4月
串补输电线路是现代电网的组成部分，增强系统可靠性和稳定性。然而，它们引入电压反转、谐波失真和非线性动态等挑战，使当代电力系统故障诊断复杂化。本研究引入创新方法分析故障信号波形，利用互联网和传感器技术进步提供时间序列形式的大量电压和电流数据。通过优化从特征提取到模型学习的每个数据处理阶段，所提系统有效解决故障检测、分类和定位作为多分类问题。特征提取与高效梯度提升特征选择集成确保高准确度、速度和计算效率，优于需要大量预处理的技术。该方法使用四种集成分类器实施：自适应提升AB、轻量梯度提升机LGBM、...
解读: 该故障诊断技术对阳光电源光伏储能系统智能运维具有重要价值。阳光大型地面电站和集中式储能站需要快速准确的故障检测和定位。该研究的梯度提升特征选择和多分类模型可集成到阳光iSolarCloud平台，实现电站级故障智能诊断。在输电线路并网场景下，阳光储能系统需要识别电网侧故障并快速响应。该RF和XGB算法...
嵌入式系统电驱动故障诊断的平均池化降采样数据融合方法
Fault Diagnosis for Electric Drives Using Averagely Pooled and Downsampled Data Fusion on Embedded Systems
Jaehoon Shim · Gyu Cheol Lim · Sangwon Lee · Jung-Ik Ha · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
提出嵌入式系统电驱动故障诊断的数据驱动方法,无需额外传感器或外部计算资源诊断霍尔电流传感器偏置/比例误差和功率开关开路故障。首先识别并建议电驱动系统中故障信息丰富的数据类型,使用统计分析提出候选输入数据类型的有效融合方法创建诊断模型。其次引入利用平均池化(AP)的降采样方法从DSP处理的大量原始数据中有效采样,保留关键信息同时减小数据量。最后提出采用神经网络(NN)分类器的诊断方案使用降采样数据准确诊断故障。通过分析和统计验证证明从采样到诊断的有效性。使用TMS320F28379S DSP展示实...
解读: 该嵌入式电驱动故障诊断技术对阳光电源电机驱动产品有重要应用价值。平均池化降采样方法可应用于新能源汽车OBC和电机控制器的实时故障诊断,在资源受限的嵌入式系统中实现高准确度诊断。神经网络分类器对ST储能系统的功率开关和传感器故障检测有借鉴意义,可提高系统可靠性和可维护性。该技术对阳光电源智能运维平台的...
逆变器系统早期故障检测的多阶密集特征提取
Intensive Multiorder Feature Extraction for Incipient Fault Detection of Inverter System
Min Wang · Feiyang Cheng · Min Xie · Gen Qiu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
逆变器系统在航空航天、国防、交通运输、现代工业和电力系统中起着至关重要的作用，这促使学者和工程师们在故障诊断方面付出了大量努力。基于数据的方法在解决该问题时被广泛应用，因其可利用现有的历史数据，而无需进行复杂的数学建模，但它们在检测顽固的早期故障方面能力不足。因此，本文提出了一种深度多阶特征提取器（IMFE）用于逆变器系统的早期故障检测，该提取器能够深度提取统计特征并减少有害干扰。首先，采用一种在非相邻层之间具有短路径的密集结构，以实现多阶知识的复用。然后，对获取的特征进行优化，并舍弃低质量信息...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇关于逆变器系统早期故障检测的论文具有重要的工程应用价值。论文提出的密集多阶特征提取器（IMFE）方法，针对传统数据驱动方法在早期故障检测中的不足，通过密集连接结构实现多阶知识重利用和特征精炼，将故障检测率提升3.1%，这对于大规模光伏电站和储能系统的可靠性保障具有显著意...
矩阵变换器开路故障检测与诊断
Open-Circuit Fault Detection and Diagnosis in Matrix Converters
Christopher Brunson · Lee Empringham · Liliana De Lillo · Patrick Wheeler 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年5月
随着航空、汽车及能源领域对高可靠性和高功率密度需求的提升，矩阵变换器因无需大容量直流母线电容而备受关注。本文重点研究了矩阵变换器中的开路故障检测与诊断技术，旨在提升系统在复杂工况下的运行可靠性。
解读: 矩阵变换器作为一种先进的功率变换拓扑，其高功率密度的特性与阳光电源追求极致效率和紧凑设计的研发方向一致。虽然阳光电源目前主流产品（如组串式逆变器、PowerTitan储能系统）多采用传统电压源型逆变器拓扑，但该文提出的开路故障诊断方法对提升我司逆变器及PCS产品的全生命周期可靠性具有借鉴意义。建议研...
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