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单电压环PI控制构网型变换器的稳定性分析与谐波滤波增强
Stability Analysis and Harmonic Filtering Enhancement of Single-Voltage-Loop PI-Controlled Grid-Forming Converters
Wenrui Li · Wenjia Si · Mowei Lu · Jingyang Fang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
构网型变换器（GFMC）因具备电压形成与频率调节能力而备受关注。相比多环控制，单电压环控制具有结构简单、动态响应快且无环路耦合等优势。本文针对单电压环控制在LCL滤波下的稳定性问题及谐波抑制能力进行了深入分析，并提出了相应的增强策略，为提升构网型设备的并网性能提供了理论支撑。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的构网型（Grid-forming）技术路线，特别是针对PowerTitan系列液冷储能系统及大型地面光伏电站的并网控制。单电压环控制策略的简化有助于降低计算资源占用，提升系统动态响应速度，这对于阳光电源在弱电网环境下的电网支撑能力至关重要。建议研发团队参考文中的谐波滤波增强...
通过正交轴阻抗重塑提升三相并网变换器稳定性
Stability Improvement for Three-Phase Grid-Connected Converters Through Impedance Reshaping in Quadrature-Axis
Jingyang Fang · Xiaoqiang Li · Hongchang Li · Yi Tang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年10月
三相AC-DC和DC-AC变换器广泛应用于分布式发电和储能系统。在这些应用中，变换器需与电网同步以调节功率并维持电流波形。本文针对并网变换器在弱电网下的稳定性问题，提出了一种通过正交轴阻抗重塑来提升系统稳定性的控制策略。
解读: 该研究直接针对阳光电源核心产品（组串式/集中式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器）在弱电网环境下的并网稳定性挑战。通过正交轴阻抗重塑技术，可以有效抑制弱电网引起的谐振问题，提升设备在复杂电网环境下的鲁棒性。建议研发团队将其应用于iSolarCloud智能运维平台的电网适...
用于可变母线电压动力总成的模块化多电平可重构电池变换器设计与分析
Design and Analysis of Modular Multilevel Reconfigurable Battery Converters for Variable Bus Voltage Powertrains
Jan Kacetl · Jingyang Fang · Tomas Kacetl · Nima Tashakor 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年1月
本文提出了一种新型高稳定性模块化多电平动力总成设计，具备可变直流母线电压、主动式电池内部能量流控制等特性。该方案旨在通过优化电池管理系统、提升机电转换效率及实现快速充电，从而延长电动汽车续航里程，推动电动交通的发展。
解读: 该研究提出的模块化多电平拓扑与可变母线电压技术，对阳光电源的电动汽车充电桩及储能系统业务具有重要参考价值。在充电桩领域，该拓扑有助于提升功率密度与转换效率，实现更灵活的电压输出以适配不同车型；在储能业务（如PowerTitan系列）中，其模块化设计与主动能量流控制策略可优化电池组的充放电均衡，提升系...
一种基于无功功率同步的构网型变流器鲁棒低电压穿越策略
A Robust Low-Voltage-Ride-Through Strategy for Grid-Forming Converters Based on Reactive Power Synchronization
Han Deng · Yang Qi · Jingyang Fang · Yi Tang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年1月
构网型变流器（GFMC）在现代电网中提供电压和频率支撑。由于其表现为电压源特性，在大扰动下的限流及同步稳定性是关键挑战。本文提出了一种基于无功功率同步的鲁棒低电压穿越策略，旨在提升GFMC在电网故障期间的同步能力与电流限制性能。
解读: 该研究直接契合阳光电源PowerTitan系列储能系统及构网型光伏逆变器的核心技术需求。随着高比例可再生能源接入，电网对构网型（Grid-forming）技术的需求日益迫切。该文提出的无功同步与限流策略，能够显著提升阳光电源产品在弱电网或故障工况下的鲁棒性，有效解决储能PCS在低电压穿越期间的过流保...
用于实现虚拟同步机功率管理的电池/超级电容混合储能系统
A Battery/Ultracapacitor Hybrid Energy Storage System for Implementing the Power Management of Virtual Synchronous Generators
Jingyang Fang · Yi Tang · Hongchang Li · Xiaoqiang Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年4月
随着可再生能源大规模并网，电力系统频率调节任务逐渐由电力电子变换器承担。本文提出了一种电池/超级电容混合储能系统，通过功率分配策略优化虚拟同步机（VSG）的动态响应，有效缓解了电池在高频功率波动下的压力，提升了系统频率调节能力与稳定性。
解读: 该研究直接契合阳光电源PowerTitan及PowerStack系列储能系统的技术演进方向。通过引入超级电容构建混合储能，可有效平抑高频功率冲击，延长电池寿命，这对提升大型地面电站及工商业储能系统的全生命周期经济性至关重要。建议研发团队关注该拓扑在构网型（GFM）储能变流器中的应用，利用VSG控制策...
用于无线电能传输MEPT控制的调频相移键控通信
Frequency-Modulated Phase Shift Keying Communication for MEPT Control of Wireless Power Transfer
Hongchang Li · Shuxin Chen · Jingyang Fang · Kangping Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年5月
无线电能传输（WPT）系统的闭环控制需要发射端与接收端之间的通信链路以实现双侧协同。本文提出了一种调频相移键控（FMPSK）通信技术，利用功率链路进行近场通信，具有高可靠性和安全性，旨在优化WPT系统的最大效率点跟踪（MEPT）控制。
解读: 该技术主要针对无线电能传输（WPT）的通信与控制，虽然目前阳光电源的核心业务集中在有线光伏逆变器、储能PCS及充电桩领域，但该研究提出的利用功率链路进行高可靠性通信的方法，对未来电动汽车无线充电技术（Wireless EV Charging）的研发具有参考价值。在充电桩产品线中，若未来布局无线充电技...
一种用于弱电网下三相电压源逆变器的改进虚拟惯性控制
An Improved Virtual Inertia Control for Three-Phase Voltage Source Converters Connected to a Weak Grid
Jingyang Fang · Pengfeng Lin · Hongchang Li · Yongheng Yang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年9月
随着电力电子化可再生能源占比提升，电力系统惯量持续下降，导致小规模现代电力系统面临控制与稳定性挑战。为缓解惯量降低带来的负荷脱扣及连锁故障等不利影响，三相并网变换器需提供虚拟惯性支持。本文提出一种改进的虚拟惯性控制策略，旨在提升弱电网环境下变换器的稳定运行能力。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的构网型（Grid-forming）技术演进。随着光伏和储能系统渗透率提高，电网强度减弱，该改进虚拟惯性控制对提升阳光电源组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）在弱电网下的支撑能力至关重要。建议将此控制算法集成至iSolarCloud平台...
无线电能传输系统中用于动态效率优化的变ZVS角联合控制
A Joint Control With Variable ZVS Angles for Dynamic Efficiency Optimization in Wireless Power Transfer System
Yongbin Jiang · Laili Wang · Jingyang Fang · Chenxu Zhao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年10月
无线电能传输系统（WPTS）需兼顾电压调节与高效率。现有阻抗匹配控制常依赖额外DC-DC变换器或硬开关，降低了系统效率。本文提出一种变ZVS角联合控制策略，旨在优化高功率应用下的系统动态效率，减少开关损耗，提升整体性能。
解读: 该技术主要针对无线电能传输（WPT）的效率优化，虽然阳光电源目前核心业务聚焦于有线光伏逆变器和储能系统，但该研究中关于变ZVS角控制以实现动态效率优化的思路，对阳光电源的电动汽车充电桩业务具有参考价值。在未来大功率无线充电技术布局中，通过优化开关角减少损耗可提升充电效率。此外，该控制算法在双向DC-...
用于无线电能传输系统最大效率点跟踪的脉冲密度调制
Pulse Density Modulation for Maximum Efficiency Point Tracking of Wireless Power Transfer Systems
Hongchang Li · Jingyang Fang · Shuxin Chen · Kangping Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年6月
本文针对无线电能传输（WPT）系统，提出了一种脉冲密度调制（PDM）方法来实现最大效率点跟踪（MEPT）。该方法旨在应对耦合和负载变化，在满足功率需求的同时实现系统效率最优化，并克服了传统DC/DC变换器实现MEPT时带来的额外损耗和复杂性问题。
解读: 该技术主要针对无线电能传输领域，与阳光电源现有的光伏逆变器、储能系统及风电变流器等核心业务关联度较低。但其提出的脉冲密度调制（PDM）及MEPT控制策略，在提升功率变换效率方面具有参考价值。建议研发团队关注该调制策略在电动汽车无线充电（EV Wireless Charging）前沿技术储备中的应用潜...
基于T型变换器与MMDTC的STATCOM低电容运行及其分层控制
Low-Capacitance Operation and Its Hierarchical Control for STATCOM Based on T-Type Converter With MMDTC
Shuo Liu · Decun Niu · Lei Zhang · Jianjian Lin 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
针对基于T型变换器和模块化多电平直流链路的静止同步补偿器（STATCOM），传统方案需大电容以抑制电压纹波。本文提出一种低电容运行策略，利用电容电压纹波与桥臂电压在不同无功模式下的相位关系，通过分层控制实现电容容量的显著降低，提升系统功率密度。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan系列）及大功率并网设备具有重要参考价值。通过降低直流侧电容需求，可显著提升PCS的功率密度并降低成本，同时延长电容寿命，提高系统可靠性。建议研发团队评估该分层控制策略在模块化多电平储能变流器中的应用潜力，特别是在追求高功率密度和紧凑型设计的工业储能场...
一种用于ZVS全桥变换器的低次谐波、全范围、快速脉冲密度调制策略
A Low-Subharmonic, Full-Range, and Rapid Pulse Density Modulation Strategy for ZVS Full-Bridge Converters
Hongchang Li · Shuxin Chen · Jingyang Fang · Yi Tang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年9月
脉冲密度调制（PDM）零电压开关（ZVS）全桥变换器在无线电能传输（WPT）中极具潜力，具备直接转换比控制和负载无关软开关优势。然而，该变换器存在低次谐波大等局限性。本文提出了一种新型PDM策略，旨在实现全范围软开关并抑制低次谐波，提升变换效率与系统动态响应速度。
解读: 该研究聚焦于全桥变换器的调制策略优化，对阳光电源的电力电子拓扑研发具有参考价值。虽然目前主要应用于WPT，但其提出的低次谐波抑制和全范围软开关技术，可迁移至阳光电源的储能变流器（PCS）及高功率密度DC-DC变换器设计中。建议研发团队关注该调制策略在提升高频变换效率及减小磁性元件体积方面的潜力，特别...
从直流到超过开关频率一半的电力电子建模高阶广义平均法
High-Order Generalized Averaging Method for Power Electronics Modeling From DC to Above Half the Switching Frequency
Hongchang Li · Kangping Wang · Jingyang Fang · Wenjie Chen 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
针对电力电子变换器在接近或超过开关频率一半时，因开关动作的时变性和不连续性导致的建模困难，本文提出了一种基于移动傅里叶系数特性的高阶广义平均法。该方法突破了半开关频率的限制，建立了高阶广义平均模型，为高频电力电子系统的精确分析与控制设计提供了理论支撑。
解读: 该研究提出的高阶广义平均建模方法，对于提升阳光电源组串式逆变器及储能变流器（PCS）在高频段的动态响应分析精度具有重要价值。随着功率密度提升，开关频率不断提高，该模型能更准确地预测变换器在宽频带下的稳定性，有助于优化控制算法，减少谐波干扰，提升系统并网性能。建议研发团队将其应用于高频化功率模块的仿真...
弱电网条件下用于降低并网变换器电流谐波的集成陷波LCL滤波器
An Integrated Trap-LCL Filter With Reduced Current Harmonics for Grid-Connected Converters Under Weak Grid Conditions
Jingyang Fang · Xiaoqiang Li · Xu Yang · Yi Tang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年11月
为满足并网标准，需限制由变换器调制产生的开关频率及其倍频处的谐波。本文提出一种集成陷波LCL滤波器，通过在LCL滤波器中引入调谐于开关频率及其倍频的LC陷波支路，替代传统L滤波器，有效抑制了弱电网环境下的高频电流谐波，提升了并网电能质量。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（组串式/集中式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器）具有极高的应用价值。在当前全球电网渗透率提升、弱电网场景增多的背景下，该集成陷波LCL滤波器方案能有效抑制开关频率谐波，显著提升系统在弱电网下的并网稳定性与电能质量。建议研发团队评估该拓扑的...
具有全延迟补偿的电容电压前馈以提高分布式发电系统中LCL滤波并网变换器的弱电网适应性
Capacitor-Voltage Feedforward With Full Delay Compensation to Improve Weak Grids Adaptability of LCL-Filtered Grid-Connected Converters for Distributed Generation Systems
Xiaoqiang Li · Jingyang Fang · Yi Tang · Xiaojie Wu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年1月
本文针对分布式发电系统中LCL滤波并网变换器在弱电网条件下的电流调节问题，提出了一种具有全延迟补偿的电容电压前馈控制策略。该方法旨在解决电网阻抗波动及背景谐波引起的电流畸变，通过优化控制算法提升变换器在弱电网环境下的稳定性和电能质量。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（组串式及集中式光伏逆变器）具有极高的应用价值。随着全球光伏渗透率提升，电网强度普遍下降，弱电网适应性已成为逆变器竞争的核心技术指标。该研究提出的全延迟补偿电容电压前馈策略，能够有效提升阳光电源逆变器在复杂电网环境下的鲁棒性，减少对电网阻抗的依赖，从而提升iSolarCl...
一种用于单相半桥有源电力滤波器的串并联谐振LCL滤波器参数设计
Parameter Design of a Novel Series-Parallel-Resonant LCL Filter for Single-Phase Half-Bridge Active Power Filters
Jingyang Fang · Guochun Xiao · Xu Yang · Yi Tang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年1月
本文提出了一种用于单相半桥有源电力滤波器（APF）的新型高阶无源滤波器，即串并联谐振LCL（SPRLCL）滤波器。通过在电容支路引入串联谐振以及在电网侧电感并联小电容引入并联谐振，该拓扑有效改善了滤波性能。文中提出了三种参数设计方法以优化滤波器特性。
解读: 该研究提出的SPRLCL滤波器拓扑在提升滤波性能的同时优化了系统体积，对阳光电源的户用光伏逆变器及小型工商业储能PCS产品具有重要参考价值。在单相逆变器产品中，采用此类高阶滤波方案可有效抑制高频谐波，减小磁性元件体积，从而提升功率密度并降低成本。建议研发团队评估该拓扑在iSolarCloud智能运维...
一种提升高频功率变换器分辨率的最优数字脉宽调制抖动技术
An Optimal Digital Pulse-Width-Modulated Dither Technique to Enhance the Resolution of High-Frequency Power Converters
Jingyang Fang · Xu Yang · Lei Zhang · Yi Tang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年9月
宽禁带半导体器件的应用显著提升了功率变换器的功率密度与效率，但其极高的开关频率对数字控制系统的时钟频率提出了严苛要求。本文提出一种最优数字PWM抖动技术，旨在解决高频变换器中数字控制分辨率不足的问题，从而在不大幅提升系统时钟频率的前提下，实现高精度控制。
解读: 随着阳光电源组串式逆变器及PowerTitan储能系统向更高功率密度和更小体积演进，SiC等宽禁带半导体器件的应用已成趋势。高频化带来的控制分辨率瓶颈是实现高效率与低谐波输出的关键障碍。该抖动技术为阳光电源的数字控制平台提供了有效的解决方案，有助于在不增加昂贵高速处理器成本的前提下，提升逆变器与PC...
一种不平衡与畸变电网条件下AC/DC变换器的改进无源直接功率控制策略
An Improved Passivity-Based Direct Power Control Strategy for AC/DC Converter Under Unbalanced and Distorted Grid Conditions
Qicai Ren · Alian Chen · Jingyang Fang · Xi Liu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月
本文针对AC/DC变换器在电网电压不平衡及畸变工况下，直流母线电压波动及网侧电流畸变的问题，提出了一种改进的无源直接功率控制（IPBDPC）策略，旨在提升变换器在复杂电网环境下的稳定性和电能质量。
解读: 该技术对阳光电源的组串式及集中式光伏逆变器、储能变流器（PCS）具有极高的应用价值。在弱电网或复杂电网环境下，逆变器常面临电压不平衡导致的直流侧二次纹波及电流谐波问题。该IPBDPC策略通过无源控制增强系统鲁棒性，可有效提升PowerTitan等储能系统及大型光伏电站逆变器在恶劣电网下的并网性能，减...
通过串并联直接注入式软开关点进行馈线和网格阻抗的差分检测
Differential Detection of Feeder and Mesh Impedances Through a Series–Parallel Direct-Injection Soft Open Point
Mowei Lu · Wei Mu · Mengjie Qin · Alexander Koehler 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
电网阻抗是并网变换器运行的关键参数。在网格化配电网中，准确分离馈线阻抗与整体电网阻抗对于评估功率传输能力和过载风险至关重要。本文提出了一种通过串并联直接注入式软开关点（SOP）进行阻抗差分检测的方法，实现了对复杂配电网拓扑中阻抗参数的精确辨识。
解读: 该技术对于阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统在复杂配电网环境下的应用具有重要参考价值。随着分布式能源渗透率提高，电网阻抗波动加剧，该阻抗辨识方法可提升阳光电源iSolarCloud平台对电网运行状态的感知精度。建议将此差分检测算法集成至构网型（GFM）逆变器控...
一种用于减少开关数量的准Z源三电平逆变器中同时降低共模电压与平衡中点电压的新型调制方案
A Novel Modulation Scheme for Simultaneous Common-Mode Voltage Reduction and Neutral-Point Voltage Balance in the Reduced Switch Count Quasi-Z-Source Three-Level Inverter
Xiaoyan Li · Changwei Qin · Zhiyuan Chu · Jingyang Fang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月
本文提出了一种针对减少开关数量的准Z源三电平逆变器（RSC-QZS-TLI）的新型调制方案。该拓扑在保持准Z源逆变器输入电流连续性优势的同时，有效降低了开关数量与系统成本。针对该拓扑面临的共模电压（CMV）高及中点电压（NPV）不平衡挑战，该方案通过优化调制策略，实现了系统性能的提升。
解读: 该研究针对的RSC-QZS-TLI拓扑在降低系统成本和提高功率密度方面具有潜力，与阳光电源的组串式逆变器及储能变流器（PCS）产品线高度相关。通过优化调制策略解决CMV和NPV平衡问题，有助于提升逆变器在复杂电网环境下的电磁兼容性（EMC）和输出电能质量。建议研发团队关注该调制方案在PowerTit...
单电压环PI控制构网型变流器的稳定性分析与谐波滤波增强
Stability Analysis and Harmonic Filtering Enhancement of Single-Voltage-Loop PI- Controlled Grid-Forming Converters
Wenrui Li · Wenjia Si · Mowei Lu · Jingyang Fang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
由于具备交流电压形成和频率调节能力，电网形成型变流器（GFMCs）在电力电子领域保持着强劲的增长态势。与多环控制策略相比，单环电压控制具有传感器和控制器简单、动态响应迅速且无电压/电流控制相互作用等优点。然而，本文研究发现，采用单电压环比例 - 积分（PI）控制器的LCL滤波型GFMCs，为了在并网和孤岛场景下稳定运行，需要较高的谐振频率，而较小的滤波器尺寸会导致开关谐波滤波效果变差。因此，本文提出了一种针对GFMCs的开关谐波滤波增强策略，即采用LLCL滤波器，其LC陷波器在开关频率处形成串联...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于单电压环PI控制构网型逆变器的研究具有重要的工程应用价值。构网型变流器（GFMC）技术是我司光储一体化系统和微电网解决方案的核心技术方向，其电压源特性能够为弱电网和离网场景提供稳定的频率和电压支撑，这与我司在高比例新能源接入场景下的战略布局高度契合。 该论文揭示的...
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