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基于反馈线性化的模块化多电平变换器电流控制策略
Feedback Linearization-Based Current Control Strategy for Modular Multilevel Converters
Shunfeng Yang · Peng Wang · Yi Tang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年1月
模块化多电平变换器(MMC)属于多输入多输出(MIMO)非线性系统。其控制系统需同时实现输出电流调节、子模块电容电压平衡及环流抑制等多重目标。本文提出一种基于反馈线性化的控制策略,旨在解决现有级联控制方案在处理复杂非线性耦合时的局限性,提升系统动态性能与稳定性。
解读: MMC技术是高压大功率并网及储能应用的核心趋势。阳光电源的PowerTitan系列储能系统及大型集中式光伏逆变器在追求更高功率密度与电能质量时,常面临多变量耦合控制挑战。本文提出的反馈线性化方法能有效解耦MMC的非线性特性,有助于优化系统在弱电网下的稳定性,并提升环流抑制能力。建议研发团队将其应用于...
MIMO系统安全性能分析:从人工噪声功率与维度的角度
Security Performance Analysis for MIMO Systems: From Artificial Noise's Power and Dimension Perspective
Panpan Xu · Zhenling Li · Chunguo Li · Weijie Tan · IEEE Transactions on Vehicular Technology · 2025年2月
本文分析了人工噪声(AN)的功率和维度对存在多个随机分布窃听者的多输入多输出(MIMO)系统安全性能的影响。利用传输信道之间的不相关性以及人工噪声与合法信道矩阵零空间基向量的正交性,推导了保密中断概率(SOP)和最优保密容量的闭式表达式。采用泊松点过程确定窃听者的数量和位置,然后分析了基于概率的视距(LoS)或非视距(NLoS)信道三维信道条件下通信系统的安全性能。仿真结果得出以下结论。当人工噪声维度达到最高维度的 1/4(即发射天线数量减 1 后的四分之一)且功率分配因子(PSF)处于开区间(...
解读: 从阳光电源分布式能源系统通信安全的角度来看,这项针对MIMO系统中人工噪声优化的安全性能研究具有重要的参考价值。随着我们大规模光伏电站、储能系统及虚拟电厂业务的快速发展,数以万计的分布式设备需要通过无线通信网络实现实时监控、调度和协同控制,其中涉及的发电数据、电网调度指令、用户用电信息等均属于敏感数...
用于三相系统DQ域阻抗快速稳定性评估的MIMO辨识技术
MIMO-Identification Techniques for Rapid Impedance-Based Stability Assessment of Three-Phase Systems in DQ Domain
Tomi Roinila · Tuomas Messo · Enrico Santi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年5月
电网阻抗与并网逆变器输出阻抗是光伏、风电等分布式能源系统稳定运行的关键参数。阻抗失配常引发谐波谐振,导致电能质量下降甚至系统失稳。本文提出了一种基于MIMO辨识的DQ域阻抗快速评估技术,旨在解决复杂电网环境下的稳定性分析难题。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务至关重要。在弱电网环境下,组串式及集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器(PCS)极易发生阻抗耦合引发的谐振。通过引入MIMO阻抗辨识技术,阳光电源可优化iSolarCloud平台的在线监测功能,实现对电网阻抗的实时感知。此外,该方法能有效指...
基于时域MIMO参数辨识的三相变换器DQ坐标系阻抗测量
DQ-Frame Impedance Measurement of Three-Phase Converters Using Time-Domain MIMO Parametric Identification
Hong Gong · Xiongfei Wang · Dongsheng Yang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月
DQ坐标系阻抗模型常用于分析三相系统中的电网-变换器交互作用。由于阻抗模型基于特定工作点推导,测量时需将变换器接入实际电网。然而,非零电网阻抗会导致扰动与响应信号间的交叉耦合,影响测量精度。本文提出一种基于时域MIMO参数辨识的测量方法,有效解耦并提升了复杂电网环境下的阻抗测量准确性。
解读: 该研究对于阳光电源的组串式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器(PCS)在弱电网环境下的并网稳定性分析具有极高价值。随着全球电网渗透率提升,逆变器与电网的谐振交互问题日益突出。该时域MIMO参数辨识方法可集成至iSolarCloud智能运维平台或研发测试环节,用于快速评估...
多输入多输出无线电能传输与分配系统
Multiple-Inputs and Multiple-Outputs Wireless Power Combining and Delivering Systems
Minh Quoc Nguyen · Young Chou · Dakota Plesa · Smitha Rao 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年11月
本文研究了多输入多输出无线能量传输系统中的功率合成与分配效应。该系统由多个发射天线作为源,多个接收天线作为负载和中继器组成。文章建立了理论模型,用于描述大规模无线能量网络架构下的系统运行机制。
解读: 该研究探讨了无线电能传输(WPT)的拓扑与功率分配机制。虽然阳光电源目前的核心业务聚焦于有线光伏逆变器、储能系统及充电桩,但无线充电技术在未来电动汽车(EV)无线充电领域具有潜在应用价值。该论文提出的多输入多输出功率合成理论,可为公司未来探索高效率、高功率密度的无线充电模块提供底层拓扑参考。建议研发...
考虑功率流向影响的并网变换器序贯SISO稳定性分析模型
A Sequential SISO Stability Analysis Model for Grid-Connected Converters by Considering the Impact of Power Flow Direction
Haitao Zhang · Maryam Saeedifard · Xiuli Wang · Fengting Wei 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年3月
针对非单位功率因数下并网变换器dq导纳呈现非对角化导致的MIMO系统稳定性分析难题,本文提出了一种序贯SISO稳定性分析模型。该方法通过考虑功率流向的影响,简化了多变量系统的稳定性评估,有效解决了复杂并网条件下的系统稳定性分析挑战。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心业务——光伏逆变器(组串式/集中式)及储能变流器(PCS)。在复杂电网环境下,逆变器与电网的交互稳定性是产品可靠性的关键。该模型通过将复杂的MIMO系统简化为SISO分析,能显著提升研发团队在弱电网环境下优化控制参数的效率,特别是在PowerTitan等大型储能系统和高...
用于点对点功率路由的具有系统化综合的谐振多输入/多输出/双向ZCS降压DC-DC变换器
Resonant Multi-input/Multi-output/Bidirectional ZCS Step-Down DC--DC Converter With Systematic Synthesis for Point-to-Point Power Routing
Masoud Jabbari · Mozafar Sharifian Dorcheh · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年7月
本文提出了一种新型谐振零电流开关(ZCS)多输入/多输出(MIMO)变换器。该拓扑实现了从任意输入端口到任意输出端口的独立功率路由,并具备双向运行能力。所有半导体器件均可在独立于工作电压和输出功率的条件下实现软开关,显著提升了变换效率与功率密度。
解读: 该技术在多端口能量管理方面具有显著优势,对阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack)及光储一体化解决方案具有重要参考价值。其多输入/多输出的功率路由能力可优化储能变流器(PCS)在复杂微电网或多源接入场景下的能量调度效率。特别是其全负载范围内的ZCS软开关特性,有助于进一步提...
三端口三有源桥
TAB)DC-DC变换器的小信号建模与解耦控制器设计
Ishita Biswas · Debaprasad Kastha · Prabodh Bajpai · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月
本文针对由燃料电池、电池和负载组成的三端口三有源桥(TAB)DC-DC变换器,提出了建模方法及两种控制器设计技术。该系统采用交错并联升压变换器以平滑源电流。针对该非线性多输入多输出(MIMO)系统,文章重点研究了其控制策略以实现多源能量的高效管理。
解读: 该研究涉及的多端口变换器技术与阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack)及光储一体化解决方案高度相关。随着储能系统向多源输入(光伏+电池+氢能/燃料电池)集成化方向发展,TAB拓扑在实现多端口能量高效调度方面具有潜力。建议研发团队关注其解耦控制算法,以优化阳光电源储能变流器(...
用于立方星电源系统的单电感多输入多输出变换器
Single-Inductor Multiple-Input–Multiple-Output Converter for CubeSats Electric Power System
Amarendra Edpuganti · Vinod Khadkikar · Naji Al Sayari · Bashar Zahawi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年5月
针对立方星电源系统(EPS)中多DC-DC变换器导致电感体积过大、重量受限的问题,本文提出了一种新型单电感多输入多输出(SIMO)变换器。该拓扑旨在通过减少电感数量,显著缩小EPS的物理尺寸,优化空间受限环境下的功率密度与能量转换效率。
解读: 该文献研究的单电感多输入多输出(SIMO)拓扑核心在于高功率密度设计,这对于空间受限场景具有参考价值。虽然阳光电源的核心业务聚焦于地面光伏、储能及风电领域,对立方星等航天应用涉及较少,但其‘多输入多输出’的集成化设计理念对公司未来研发超高功率密度的户用储能系统或微型化功率模块具有借鉴意义。建议关注其...
基于直接综合法的单电感多输出(SIMO)Buck变换器集中式PI控制器设计
Direct Synthesis Based Centralized PI Controller Design for Single Inductor Multioutput (SIMO) Buck Converter to Alleviate Cross Regulation
Mantu Kumar Ram · Md. Nishat Anwar · Atif Iqbal · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
单电感多输出Buck变换器(SIMOBC)的主要控制挑战在于输出电压间的交叉调节效应。为缓解该问题,本文提出了一种基于直接综合法的频域集中式PI控制器设计方法。通过对比闭环传递函数(CLTF)矩阵,评估控制器参数,有效抑制了多路输出间的耦合干扰。
解读: 该研究聚焦于多输出DC-DC变换器的交叉调节抑制,对阳光电源的户用光伏及储能系统具有参考价值。在户用储能一体机(如SH系列)或微型逆变器中,多路DC-DC级联或多端口变换器常面临类似的交叉耦合问题。通过采用文中提出的集中式PI控制策略,可优化多路功率分配的动态响应,提升系统输出电压的稳定性。建议研发...
通过MIMO设计方法提高高速下电机模拟器的动态精度
Improving Dynamic Accuracy of the Electric Motor Emulator at High Speed via MIMO Design Method
Qi Li · Dafang Wang · Jianhua Lin · Fangheng Jian 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
随着电力硬件在环(PHIL)技术的发展,电机模拟器(EME)应用日益广泛。然而,传统的建模与控制方法在宽工作点范围内,特别是在高速工况下,难以保证动态精度和鲁棒性。本文提出了一种基于MIMO(多输入多输出)的设计方法,旨在提升电机模拟器在高速运行时的动态响应精度与性能。
解读: 该研究关注电力硬件在环(PHIL)测试技术,对阳光电源的研发测试体系具有参考价值。在风电变流器及电动汽车驱动系统的研发过程中,高精度的电机模拟器能显著缩短控制器开发周期并提升测试安全性。通过引入MIMO控制策略优化模拟器在高速下的动态表现,有助于阳光电源在风电变流器及高功率密度驱动产品的测试环节中,...
基于电网阻抗分配机制的多逆变器并联并网系统鲁棒性研究
Robustness Investigation of Multi-Inverter Paralleled Grid-Connected System With LCL-Filter Based on the Grid-Impedance Allocation Mechanism
Tianzhi Fang · Shuheng Shen · Yinglin Jin · Xinbo Ruan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年12月
针对电网阻抗引起的耦合谐振导致多逆变器并网系统不稳定的问题,本文研究了LCL型逆变器多模块并网的通用机制。通过建立多输入多输出(MIMO)矩阵模型,将系统稳定性分析解耦,并提出了一种基于电网阻抗分配的鲁棒性控制策略,以提升复杂电网环境下的系统稳定性。
解读: 该研究直接针对阳光电源核心产品线(组串式及集中式光伏逆变器)在弱电网环境下的并网稳定性挑战。随着大型地面光伏电站规模扩大,多机并联引起的谐振问题是影响电能质量的关键。本文提出的电网阻抗分配机制,可优化阳光电源逆变器的控制算法,提升在复杂电网阻抗下的鲁棒性。建议研发团队将该MIMO建模方法集成至iSo...
基于MIMO模糊逻辑控制器的热-混合储能系统近似最优能量管理
Approximate Optimal Energy Management of Thermal-HESS System for MIMO Fuzzy Logic Controller Based AGC
Zao Tang · Jia Liu · Yikui Liu · Tong Su 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年10月
相较于单一储能装置,混合储能系统(HESS)在自动发电控制(AGC)指令跟踪中具有优势,并可降低储能投资成本。传统控制方法虽能在特定时刻匹配AGC指令,但多时段协调性不足,易导致频繁无序充放电,缩短系统寿命。为此,本文提出一种热-HESS系统的近似最优运行策略,以提升机组AGC性能与储能能量管理能力。首先,采用自适应马尔可夫链预测方法预估AGC功率需求趋势;其次,构建考虑当前步与代价函数的随机模型预测控制(SMPC)优化模型。为降低SMPC多步优化带来的计算负担,进一步设计MIMO模糊逻辑控制器...
解读: 该MIMO模糊逻辑控制的混合储能能量管理技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究提出的自适应马尔可夫链预测结合SMPC优化框架,可直接应用于阳光电源储能系统参与电网AGC调频服务场景,通过功率型与能量型储能的协调控制,优化ST储能变流器的充放电策略,减...
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...
基于滤波器的ST供电低压电网稳定化控制通用设计准则
A Generalized Design Criterion of Filter-Based Stabilizing Control of ST-Fed LV Grid
Zhixiang Zou · Jian Tang · Shuai Yuan · Giampaolo Buticchi 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
尽管智能变压器(ST)在应对系统级挑战方面具有显著优势,但控制层面的问题,尤其是由逆变型可再生能源渗透率上升引发的稳定性问题仍至关重要。现有方法如基于滤波器的有源阻尼和虚拟阻抗已被研究用于提升低压(LV)ST供电电网的稳定性,但大多针对特定问题,缺乏通用性。为此,本文提出一种基于双二次滤波器的ST低压侧变换器通用稳定化控制方法,建立在多输入多输出(MIMO)系统框架下的零极点补偿理论基础上,旨在确定参数设计的最优稳定区域,并可推广至其他含零极点的二阶滤波器。理论分析与实验验证了所提控制策略及设计...
解读: 该智能变压器低压侧稳定化控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。文章提出的双二次滤波器通用设计准则可直接应用于储能变流器的并网控制策略优化,解决高比例逆变型新能源接入导致的振荡问题。基于MIMO零极点补偿理论的参数设计方法,可增强阳光电源构网型GFM控...
联合波束成形与功率分配设计用于堆叠式智能超表面辅助的无蜂窝大规模MIMO系统
Joint Beamforming and Power Allocation Design for Stacked Intelligent Metasurfaces-Aided Cell-Free Massive MIMO Systems
Yating Hu · Jiayi Zhang · Enyu Shi · Yu Lu 等6人 · IEEE Transactions on Vehicular Technology · 2024年11月
堆叠式智能超表面(SIM)被视为一项具有革命性的技术,它可直接在电磁波域实现强大的信号处理,并且具有显著的节能优势。在本文中,我们探究了结合联合波束赋形和功率分配的 SIM 辅助无蜂窝大规模多输入多输出(CF - mMIMO)系统的性能。具体而言,我们联合设计接入点(AP)的发射功率分配和 SIM 的基于波的波束赋形,以最大化系统和速率。为解决这一复杂的非凸问题,我们提出了一种基于交替优化(AO)的迭代算法,该算法将原问题分解为两个子问题。对于发射功率分配子问题,采用最大比传输(MRT)来最大化...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这篇关于堆叠智能超表面辅助无蜂窝大规模MIMO系统的论文,其核心技术与我们在分布式新能源发电和储能系统的通信网络优化方面存在潜在关联价值。 该技术的堆叠智能超表面(SIM)能够在电磁波域直接进行信号处理,具有显著的节能优势,这与阳光电源追求高效能源利用的理念高度契合。在我...
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