Tai Yang · Xiangyu Zhang · Zhiguo He · Sihang Wu 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年4月

可控避雷器是一种可有效抑制过电压并提升系统技术经济性的新型保护装置，尤其适用于含大量电压敏感型半导体器件的直流输电系统。现有可控避雷器难以及时响应陡波前过电压，无法保障全工况下的电压安全。本文提出一种基于混合旁路开关的超快速直流可控避雷器（HBS-CA），通过在旁路开关中集成可断开间隙与晶闸管，实现超快主动导通能力。模块化设计及元件协同作用显著降低间隙放电分散性与晶闸管电压失衡风险。在深入分析混合旁路开关工作原理与特性的基础上，给出了HBS-CA的控制策略与设计方法。研制了2 kV样机，实验验证...

解读: 该超快速可控避雷器技术对阳光电源储能与光伏产品具有重要防护价值。在PowerTitan大型储能系统中，直流母线侧面临雷击、开关操作等陡波前过电压威胁，HBS-CA的微秒级响应能力可有效保护SiC/IGBT功率模块，避免传统MOV响应滞后导致的器件损坏。对于1500V高压光伏系统，该混合旁路开关设计可...

Saeed Sharifi · Levi Bieber · Liwei Wang · Juri Jatskevich · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年6月

本文研究一种新型开关中点式模块化多电平变换器（SMPC），通过引入三次谐波注入和故障阻断能力，显著提升调制比，适用于电压变化范围宽的高压直流（HVdc）系统。该拓扑每相共享一组半桥子模块（HBSM），实现导通开关的零电压切换（ZVS），较传统MMC减少17.7%子模块数量和40%储能需求。扩展型SMPC简化了堆栈电压平衡所需的谐波电流消除，降低半导体应力，损耗表现优于HBSM-MMC。外侧全桥子模块提供基于电容反电动势的固有直流故障保护与穿越能力。文中阐述其运行原理与能量平衡机制，并通过OPAL...

解读: 该SMPC拓扑技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。其17.7%子模块数量削减和40%储能需求降低，可直接优化ST2752KWH等高压储能系统的成本结构和功率密度。三次谐波注入扩展调制比特性适配宽电压范围应用场景，增强系统灵活性。ZVS软开关技术与阳光电...

Xiangyu Pei1Caoyang Jia2Feng Ji3Hui Pang4Guangfu Tang4 · 中国电机工程学会热电联产 · 2025年4月 · Vol.45

基于电压源换流器的高压直流输电是构建新型电力系统的重要方向。然而，可再生能源出力具有波动性、间歇性和随机性，易导致送端模块化多电平换流器（MMC）交直流侧有功功率失衡，引发宽频振荡和环流加剧等问题。为此，本文提出一种基于能量平衡的MMC新型控制方法，使其能够适应风电输出波动并自然抑制环流。首先揭示MMC拓扑分解与重构的演化机理，继而提出结合半桥MMC能量平衡与交流电压幅值支撑的交流内电压控制策略，定义直流内电压并基于系统总体能量平衡设计其控制方法，进而融合桥臂能量平衡与交直流内电压实现各桥臂独立...

解读: 该MMC能量平衡控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和大型风光储一体化项目具有重要应用价值。文章提出的交直流内电压独立控制策略可直接应用于PowerTitan储能系统的多电平拓扑优化，解决新能源波动导致的功率失衡问题。其自然抑制环流的方法能降低ST储能变流器的损耗和热应力，提升系统效率。基于能量平衡...