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具有最优三次谐波环流注入的低电容级联H桥静止同步补偿器负序电流能力研究
Negative-Sequence Current Capability in Low-Capacitance Cascaded H-Bridge Static Compensators With Optimal Third-Harmonic Circulating Current Injection
Ezequiel Rodriguez Ramos · Ramon Leyva · Glen G. Farivar · Christopher D. Townsend 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年4月
级联H桥（CHB）低电容静止同步补偿器（LC-StatCom）因电容电压波动较大，其负序电流注入能力受限。为防止过调制，需限制电容电压波动。本文提出通过注入最优三次谐波环流来优化电容电压波动，从而提升系统在弱电网或不平衡电网下的负序电流补偿能力。
解读: 该技术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。在大型电站应用中，电网不平衡及弱电网工况对系统稳定性提出了更高要求。通过引入三次谐波环流注入控制策略，可以在不增加电容容量（即降低成本和体积）的前提下，提升系统在复杂电网环境下的负序补偿能力，增强并网适应...
基于拓扑与调制优化的级联H桥电机驱动共模电压抑制策略
Common-Mode Voltage Suppression Strategy for CHB-Based Motor Drive Based on Topology and Modulation Optimization
Zizhe Wang · Jiaxun Teng · Min Zhang · Zemin Bu 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
本文提出了一种针对级联H桥（CHB）电机驱动系统的共模电压（CMV）抑制策略。CMV分为与电机频率相关的低频分量和与开关频率相关的高频分量。低频CMV主要源于子模块电压波动，本文通过拓扑结构改进与调制策略优化，有效抑制了这两类CMV，提升了驱动系统的电磁兼容性与电机寿命。
解读: 该研究关注的多电平拓扑与共模电压抑制技术，对阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能变流器（如PowerTitan系列）具有参考价值。虽然本文聚焦于电机驱动，但其提出的调制优化策略可迁移至大功率并网逆变器中，以降低漏电流并提升系统电磁兼容性（EMC）。建议研发团队关注该拓扑在减少输出滤波器体积、提升功率...
一种用于级联H桥有源电力滤波器谐波能量不平衡最小化的自适应载波频率优化方法
An Adaptive Carrier Frequency Optimization Method for Harmonic Energy Unbalance Minimization in a Cascaded H-Bridge-Based Active Power Filter
Zezhou Yang · Jianjun Sun · Shangsheng Li · Meng Huang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年2月
级联H桥（CHB）有源电力滤波器（APF）可用于中高压系统的谐波补偿。本文揭示了当APF输出电流频率与CHB单元的开关谐波频率重合时，谐波能量交换会导致严重的直流侧电容电压不平衡。为此，提出了一种自适应载波频率优化方法，以最小化谐波能量不平衡，提升系统运行稳定性。
解读: 该研究针对级联H桥（CHB）拓扑中的直流侧电容电压平衡问题，对阳光电源的中高压大功率产品线具有重要参考价值。在阳光电源的集中式逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）中，多电平拓扑的应用日益广泛，电容电压平衡直接影响系统的可靠性与谐波性能。该自适应载波频率优化方法可作为提升逆变器电能质量控...
无源电抗器补偿的级联H桥多电平LC-StatCom
Passive Reactor Compensated Cascaded H-Bridge Multilevel LC-StatCom
Glen Farivar · Christopher David Townsend · Branislav Hredzak · Josep Pou 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年11月
级联H桥（CHB）低电容StatCom（LC-StatCom）在感性区域的运行范围受限，这是其主要缺点。本文研究了在LC-StatCom系统中增加并联和串联电抗器对系统电压-电流（V-I）特性的影响，旨在通过无源补偿技术优化其运行范围。
解读: 该研究针对级联H桥多电平拓扑在感性区域的运行局限性进行了优化，这对阳光电源的大型集中式光伏逆变器及电网侧储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。在电网侧储能应用中，StatCom功能常用于无功补偿与电压支撑，提升系统在弱电网下的稳定性。通过引入无源电抗器补偿，可以在不显著增加控制复杂...
一种基于混合级联变换器STATCOM的扩展负序电流补偿范围的额外有功功率交换协调控制策略
A Coordination Control With Extra Active Power Exchange Way to Extend Negative Sequence Current Compensation Range for STATCOM Based on Hybrid Cascaded Converter
Daorong Lu · Miaoyu Wei · Shibin Shen · Haibing Hu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
星型级联H桥（CHB）变换器是中高压STATCOM的主流拓扑，但其独立的直流侧导致三相间无法自动交换有功功率，限制了负序电流补偿能力。本文提出一种通过额外零序电压注入实现有功功率交换的协调控制策略，有效扩展了STATCOM在不平衡电网下的补偿范围。
解读: 该技术对于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。在弱电网或电网电压不平衡场景下，提升逆变器/PCS的负序电流补偿能力是增强系统并网稳定性的关键。通过引入零序电压注入技术，可以优化现有级联多电平拓扑的直流侧电压平衡控制，提升设备在复杂电网环境下的运行可...
一种用于AC/DC/AC互联的级联模块化隔离背靠背固态变压器方案及其性能提升与简化控制
A Cascaded Modular Isolated Back-to-Back Solid State Transformer Scheme for AC/DC/AC Interconnection With Improved Performance and Simple Control
Yuzhuo Pan · Jiaxun Teng · Zemin Bu · Jiang Wang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年9月
本文提出了一种级联模块化隔离背靠背固态变压器（CMIB-SST），用于两个配电交流电网的电气隔离互联。该系统由模块化多电平变换器级、级联H桥（CHB）级和六端有源桥（STAB）级组成。通过采用开关同步混合移相调制（SSHPSM）技术，有效抑制了STAB级的功率波动与损耗。
解读: 该研究提出的级联模块化拓扑与多端口变换技术，对阳光电源的储能系统（如PowerTitan系列）及大型光伏并网系统具有参考价值。其六端有源桥（STAB）结构在多源互联与直流配电领域具有潜力，有助于提升大功率变换器的功率密度和电网适应性。建议研发团队关注其SSHPSM调制策略，以优化现有PCS产品在复杂...
级联H桥多电平逆变器故障工况下安全运行的容错策略
A Fault-Tolerant Strategy for Safe Operation of Cascaded H-Bridge Multilevel Inverter Under Faulty Condition
Ashkan Raki · Yousef Neyshabouri · Mahdi Aslanian · Hossein Iman-Eini · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年6月
本文研究了级联H桥（CHB）逆变器在故障后的运行策略。通过向相电压注入共模电压（CMV），以实现最大化的平衡线电压。针对非再生CHB逆变器在低功率因数负载下可能导致功率回流至直流侧，以及高功率因数负载下的运行特性进行了分析，提出了相应的容错控制方案，以确保系统在故障条件下的安全运行。
解读: 该研究针对级联H桥（CHB）多电平拓扑的容错控制，对阳光电源的大型集中式光伏逆变器及高压储能变流器（如PowerTitan系列）具有参考价值。CHB拓扑常用于中高压大功率场景，通过注入共模电压实现故障后的降额运行，能显著提升系统可靠性与可用性。建议研发团队关注该策略在不同功率因数下的功率回流抑制机制...
基于冗余单元级联H桥变换器供电的转子磁场定向感应电机驱动多重容错控制策略
Multiple Fault Tolerant Control Strategy for Rotor Field Oriented Induction Motor Drive Fed From CHB Converter With Redundant Cells
Martin Joy Cheerangal · Amit Kumar Jain · Anandarup Das · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年1月
本文提出了一种针对由级联H桥多电平变换器（CHB-MLC）驱动的转子磁场定向感应电机（RFO-IM）的故障后控制策略。该策略通过利用每相中的冗余功率单元，在发生故障后维持电机的转矩和速度性能，并最大化变换器的功率输出能力。
解读: 该研究涉及的级联H桥（CHB）多电平技术与阳光电源的大型集中式光伏逆变器及高压储能系统（如PowerTitan系列）的拓扑架构具有技术同源性。在大型储能PCS中，通过冗余单元设计提升系统可靠性是核心竞争力之一。本文提出的容错控制策略及故障后功率最大化算法，可为阳光电源优化PCS在极端工况下的可用性提...
基频开关下级联H桥电机驱动器的再生控制
Control of Regenerative CHB Motor Drives at Fundamental Switching Frequency
Zhituo Ni · Ahmed H. Abuelnaga · Sarah Badawi · Shaoyi Yuan 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年3月
针对煤矿等行业的高功率再生需求，文章提出将级联H桥（CHB）驱动器的二极管前端整流器替换为基于IGBT的有源前端（AFE）整流器。为解决IGBT引入的额外开关损耗问题，研究了在基频开关频率下的控制策略，以实现高效的能量回馈与系统性能优化。
解读: 该技术主要涉及多电平拓扑与高压大功率变换控制，与阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）在功率器件选型与多电平拓扑应用上有技术共性。虽然文章侧重于电机驱动，但其基频开关控制策略对于降低大型电力电子设备（如PCS）的开关损耗、提升整机效率具有参考价值。建议研发团队关注该拓...
基于简化PWM策略的级联H桥相间与相内功率控制新方法
New Inter- and Inner-Phase Power Control Method for Cascaded H-Bridge Based on Simplified PWM Strategy
Zongbin Ye · Qisheng Zheng · Hanjun Pei · Josep M. Guerrero 等11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年8月
级联H桥（CHB）变换器因其高可扩展性，被广泛应用于光伏和储能系统。然而，由于多种原因，三相功率和电压常出现不平衡，降低了系统效率。因此，处理不平衡功率的能力对CHB至关重要。本文提出了一种新的相间功率控制方法，以优化CHB变换器的运行性能。
解读: 级联H桥（CHB）拓扑在阳光电源的大型地面光伏电站及高压储能系统（如PowerTitan系列）中具有潜在应用价值。该研究提出的简化PWM策略及功率平衡控制方法，能够有效解决多模块级联下的电压不平衡问题，提升系统在复杂工况下的运行效率与可靠性。建议研发团队关注该控制算法在模块化储能PCS中的应用，通过...
应用于并网级联H桥多电平逆变器的无稳态误差有限控制集模型预测控制
FCS-MPC Without Steady-State Error Applied to a Grid-Connected Cascaded H-Bridge Multilevel Inverter
Carlos R. Baier · Roberto O. Ramirez · Esteban I. Marciel · Jesus C. Hernandez 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年10月
级联H桥多电平（CHB-ML）逆变器因其高可靠性和优异的输出电压质量，成为交流电网供电的理想选择。为实现高效运行，该类逆变器通常需在低开关频率下工作。本文提出了一种有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）方案，旨在解决CHB-ML逆变器在并网应用中的稳态误差问题，提升系统控制性能。
解读: 该技术对阳光电源的集中式逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。CHB-ML拓扑在大型光伏电站和高压储能系统中应用广泛，而FCS-MPC算法能显著提升系统在低开关频率下的动态响应速度和电能质量，有助于降低开关损耗并提升整机效率。建议研发团队关注该算法在复杂电网环境下的鲁棒...
基于叠层功率模块的容量可扩展级联多电平储能系统
A Capacity-Expandable Cascaded Multilevel Energy Storage System Based on Laminated Power Modules
Jianwen Zhang · Xilian Huang · Jianqiao Zhou · Xinming Fan 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
在集中式风电和光伏发电的大规模开发中，解决其随机性、波动性和间歇性问题对电网至关重要。部署大容量储能系统是一种有效解决方案。当前的大容量功率变换系统（PCS）包括低压并联和中压串联扩展两种方式。低压并联方法虽简单，但在大型应用的多机并联运行方面面临挑战。此外，它还需要使用工频变压器进行电压变换，导致成本高、占地面积大且效率较低。相比之下，中压串联扩展方式主要采用级联 H 桥储能系统（CHB - ESS），具有诸多优势。在该系统中，电池并联连接到子模块的直流母线。H 桥子模块的串联形成中压接口，可...
解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，这项基于叠层功率模块的级联多电平储能技术具有重要的战略价值。该技术针对大规模集中式风光发电并网的核心痛点，提出了容量可扩展的CHB-ESS改进方案，与我司在大容量储能PCS领域的技术路线高度契合。 该技术的核心创新在于通过叠层功率模块实现单机容量翻倍，这直接解决了当...
一种在级联H桥多电平变换器中同时最大化故障后电压并最小化共模电压的容错方法
A Fault-Tolerant Approach for Simultaneously Maximizing Post-Fault Voltage and Minimizing Common-Mode Voltage in Cascaded H-Bridge Multilevel Converters
Mahdi Aslanian · Ashkan Raki · Yousef Neyshabouri · Hossein Iman-Eini · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年12月
本文提出一种基于选择性谐波抑制（SHM）技术的级联H桥（CHB）多电平变换器新型容错控制方法。该方法通过向相电压不平衡的相中注入共模电压（CMV），实现线间电压平衡，并利用最少的健康单元达到最大相电压利用率。通过在SHM开关角度中引入新约束，避免过调制，并通过注入适当CMV最大化线间电压。然而，CMV基波分量（FCMV）可能导致CHB各相功率分布不均，引起逆变器功率倒流，对非再生型CHB尤为不利，因其会抬升单元直流母线电压。为此，本文在SHM调制中将最小化FCMV作为附加优化目标，以防止故障下的...
解读: 该容错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。级联H桥拓扑在阳光电源中压储能系统中广泛应用，本文提出的SHM容错方法可在单元故障时最大化输出电压利用率，提升系统可用性。特别是最小化FCMV防止功率倒流的策略，直接解决了非再生型储能单元的直流母线过压风险...
基于Delta型级联H桥的APQC-ESS系统分析与控制用于同相铁路供电系统
Analysis and Control of Delta-Connected CHB-Based APQC-ESS for Co-Phase RPS
Kai Yang · Junyu Chen · Man-Chung Wong · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年10月 · Vol.73
针对铁路供电系统高能耗与电能质量问题，提出一种Delta型级联H桥（CHB）结构的有源电能质量调节器集成储能系统（APQC-ESS）。通过序分量解耦实现再生制动能量利用、无功补偿与负序电流抑制的多目标独立控制，并设计三阶段协同能量管理策略。实验证明其牵引能耗降低率和再生能量利用率分别提升26.6%和27.6%。
解读: 该文提出的Delta型CHB拓扑与多目标协同控制策略，可迁移应用于阳光电源ST系列储能变流器（PCS）及PowerTitan大型储能系统的电能质量增强模块，尤其适用于重载铁路/地铁等含强不平衡负荷的场景。建议在ST5000/6300PCS中嵌入序分量解耦控制固件，并结合iSolarCloud平台开发...
面向单开关故障的级联H桥多电平逆变器容错策略——实现零基波共模电压
A Fault-Tolerant Strategy for Cascaded H-Bridge Multilevel Inverter Under Single-Switch Fault With Zero Fundamental Common-Mode Voltage
Mahdi Abdolhamidy · Ahmad Salemnia · Yousef Neyshabouri · Hossein Iman-Eini · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年11月 · Vol.14
本文提出一种增强型共模电压（CMV）注入方法，可在单开关故障下使级联H桥（CHB）逆变器的基波CMV为零，避免低功率因数时直流母线反向能量回馈及过压跳闸，同时降低电机端电压应力和轴承电流，提升全功率因数范围下的容错安全性。
解读: 该技术对阳光电源ST系列储能变流器（PCS）及PowerTitan大型储能系统中采用的多电平拓扑具有重要参考价值，尤其适用于高可靠性要求的工商业及电网侧储能场景。其零基波CMV容错策略可直接提升CHB型PCS在IGBT单管故障下的持续运行能力，降低停机风险；建议在下一代ST5000/6300系列PC...
基于级联H桥的中压并网电力电子变压器混合调制技术
Hybrid Modulation Technique of MV Grid-Connected Cascaded H-Bridge-Based Power Electronic Transformer Technology
Himanshu Patel · Kamalesh Hatua · Subhashish Bhattacharya · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年2月
随着半导体器件的发展，电力电子变压器（PET）技术已成为实现中压交流电网与低压交流/直流电网直接集成的优选方案。针对级联H桥（CHB）型三阶段PET在轻载下因死区效应和电网电压谐波导致的网侧电流总谐波畸变率（THD）偏高问题，本文提出一种结合滞环电流控制与矢量控制的混合调制闭环控制策略。每相中一个H桥单元采用滞环控制，其余单元采用移相SPWM矢量控制，有效改善中压侧电流波形，降低空载电流及损耗，并通过PWM轮换逻辑均衡开关损耗。实验在20 kW、1.2 kV/400 V/200 V PET样机上...
解读: 该混合调制技术对阳光电源ST系列储能变流器和充电桩产品具有重要应用价值。针对级联H桥拓扑在轻载工况下THD偏高的问题，文章提出的滞环与矢量控制混合策略可直接应用于阳光电源PowerTitan大型储能系统的PCS设计，有效改善轻载时的电流波形质量，降低空载损耗。PWM轮换逻辑对均衡功率模块热应力、延长...
面向级联H桥静止无功发生器的高效预测控制
An Efficient Predictive Control for Cascaded H-Bridge Static Var Generator
Han He · Zhenbin Zhang · Zhen Li · Yuanxiang Sun 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年10月 · Vol.73
针对级联H桥SVG中传统直接模型预测控制计算复杂度高的问题，本文提出三阶段高效DMPC方法：电流跟踪（转为120°坐标系下欧氏距离最小化）、相电压均衡（解析求解最优电压）、模块电压均衡（引入互补开关状态）。显著降低计算复杂度至常数级，仿真与实验验证了其有效性。
解读: 该MPC优化方法可提升阳光电源ST系列PCS及PowerTitan储能系统在无功补偿、谐波抑制和电网支撑方面的动态响应与稳态精度，尤其适用于构网型GFM模式下的快速电压/无功协同调控。建议将该轻量化MPC策略集成至iSolarCloud智能控制平台，适配于多电平PCS硬件架构，并在弱电网场景下开展实...
并联级联H桥光伏-电池混合逆变器的自适应控制策略以增强功率平衡能力
Adaptive Control Strategy of Parallel Cascaded H-Bridge PV-Battery Hybrid Inverters for Enhanced Power Balance Capability
Hao Xue · Jinwei He · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年6月
在单相级联H桥（CHB）光伏（PV）逆变器中，发电功率较高的H桥模块调制指数较高，易发生过调制，导致其退出最大功率点跟踪（MPPT）模式，造成能量损失。为此，本文提出一种基于CHB结构的并联光伏-电池混合系统及相应的自适应功率平衡控制策略。通过双向直流变换器将电池单元与各光伏模块并联，利用电池功率作为调节过调制模块调制指数的新自由度，确保所有光伏模块始终运行于MPPT模式，避免过调制，提升太阳能利用率，即使在严重功率不平衡条件下亦能有效运行。实验结果验证了该控制策略的有效性。
解读: 该并联CHB光伏-电池混合逆变器技术对阳光电源ST系列储能变流器与SG系列光伏逆变器的融合应用具有重要价值。其自适应功率平衡控制策略可直接应用于阳光电源户用储能系统，通过双向DC-DC变换器实现电池与光伏模块的并联协同，解决组串间功率不平衡导致的过调制问题。该技术可优化现有MPPT算法，确保各光伏模...
级联H桥逆变器热应力控制的调制策略
Modulation Strategies for Thermal Stress Control of CHB Inverters
Youngjong Ko · Johannes Kuprat · Sante Pugliese · Marco Liserre · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年3月
级联H桥（CHB）逆变器在可用性、电能质量及转换效率方面具有显著优势。然而，随着运行时间推移，模块化架构中各基础单元因电气和热参数的微小差异，导致剩余使用寿命（RUL）不均，进而影响系统整体可靠性。本文研究了通过调制策略优化热应力分布，以平衡各单元寿命的方法。
解读: 该研究关注多电平拓扑的寿命均衡控制，对阳光电源的中高压大功率集中式逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。在大功率应用中，功率模块的热应力分布直接决定了系统的长期可靠性。通过引入热应力均衡的调制策略，可以有效解决多模块并联或级联场景下的寿命不一致问题，降低运维成本，提升i...
级联H桥变换器的功率路由
Power Routing for Cascaded H-Bridge Converters
Youngjong Ko · Markus Andresen · Giampaolo Buticchi · Marco Liserre · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年12月
模块化变换器在中高压大功率应用中至关重要。传统控制中各模块功率分配均等，未考虑各模块剩余寿命的差异。本文提出级联H桥（CHB）变换器的功率路由概念，旨在通过动态调整各模块功率分配，延长系统整体使用寿命。
解读: 该技术对阳光电源的集中式及组串式逆变器，尤其是针对中高压大功率场景的模块化设计具有重要参考价值。通过引入功率路由策略，可以平衡多模块间的热应力与电应力，从而提升系统整体的可靠性与寿命，降低运维成本。建议研发团队将其应用于iSolarCloud智能运维平台，通过实时监测各功率模块的健康状态，动态优化功...
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