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用于双向功率应用的两级级联DC-AC变换器的有功功率与直流电压协同控制
Active Power and DC Voltage Coordinative Control for Cascaded DC–AC Converter With Bidirectional Power Application
Yanjun Tian · Zhe Chen · Fujin Deng · Xiaofeng Sun 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年10月
两级级联变换器广泛应用于直流-交流混合系统以实现双向功率传输,其中双有源桥(DAB)级联逆变器(DABCI)是典型拓扑。本文提出了一种针对DABCI的协同控制方法,旨在抑制DAB与逆变器之间的直流母线电压波动,从而降低功率器件的应力并提升系统整体性能。
解读: 该技术直接关联阳光电源的核心业务——储能系统(如PowerTitan、PowerStack系列)及光储一体化解决方案。DABCI拓扑是储能变流器(PCS)实现直流侧与交流侧高效双向能量流动的核心架构。通过优化直流母线电压波动控制,该研究成果可有效降低PCS内部功率模块的电压应力,提升系统在电网调峰调...
基于电容电流平衡控制的半桥三电平DC/DC变换器零电压开关PWM策略
Zero-Voltage Switching PWM Strategy Based Capacitor Current-Balancing Control for Half-Bridge Three-Level DC/DC Converter
Dong Liu · Fujin Deng · Qi Zhang · Zhe Chen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年1月
针对半桥三电平(HBTL)DC/DC变换器中输入电容电压不平衡影响系统可靠性的问题,本文提出了一种包含两种运行模式的零电压开关(ZVS)PWM策略。基于该策略,实现了电容电流平衡控制,有效提升了变换器的性能与可靠性。
解读: 该研究针对半桥三电平DC/DC拓扑的电容平衡控制,对阳光电源的储能变流器(如PowerTitan、PowerStack系列)及组串式光伏逆变器具有重要参考价值。三电平拓扑在提升功率密度和效率方面优势显著,但电容电压平衡是工程应用中的难点。该ZVS PWM策略能有效降低开关损耗并解决中点电位漂移问题,...
模块化多电平变换器二极管开路故障保护方案
Protection Scheme for Modular Multilevel Converters Under Diode Open-Circuit Faults
Fujin Deng · Rongwu Zhu · Dong Liu · Yanbo Wang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年4月
模块化多电平变换器(MMC)因其高模块化和高功率质量在高中压领域应用广泛。然而,由于其包含大量功率电子器件,可靠性成为核心挑战。本文针对子模块(SM)中的二极管开路故障展开研究,提出了一种有效的保护方案,以提升系统运行的稳定性与安全性。
解读: MMC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)中具有重要应用潜力。随着系统电压等级的提升,MMC的可靠性直接影响电站的运维成本与发电效率。该研究提出的二极管故障保护方案,可直接优化阳光电源iSolarCloud智能运维平台中的故障诊断算法,实现对变换器内部器件状态...
基于相移双组多载波相向PWM的模块化多电平变换器
MMC)直流侧高频电流纹波消除策略
Qiang Yu · Fujin Deng · Chengkai Liu · Jifeng Zhao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月
针对模块化多电平变换器(MMC)中主动环流抑制导致直流侧高频电流纹波的问题,本文提出了一种基于相移双组多载波相向PWM的调制策略。该方法通过优化载波相位分布,有效消除了直流侧的高频电流纹波,同时保留了对基频和二倍频分量的控制能力,提升了系统整体性能。
解读: 该研究针对MMC拓扑的直流侧纹波优化,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。随着光伏和储能系统向高压、大功率方向发展,MMC拓扑在大型电站中的应用日益广泛。该调制策略能有效降低直流侧电流应力,减小直流电容体积,从而提升系统的功率密度和可靠性。建议研发团...
基于变采样频率的MMC故障子模块旁路功率损耗平衡控制
Variable Sampling Frequency-Based SM Power Loss Balancing Control for MMCs With Bypassed Faulty SMs
Huailong Li · Fujin Deng · Jifeng Zhao · Jie Tian 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年7月
模块化多电平变换器(MMC)因其高模块化和低谐波特性广泛应用于高压领域。当子模块(SM)故障被旁路后,健康子模块的电容电压和开关频率升高,导致桥臂间功率损耗不平衡,影响系统可靠性。本文提出一种基于变采样频率的控制策略,旨在平衡故障工况下的功率损耗,提升MMC系统的运行可靠性。
解读: 该研究针对MMC拓扑在故障工况下的可靠性优化,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大功率密度演进,MMC技术在大型光储电站中的应用日益广泛。该文提出的变采样频率控制策略,能够有效解决子模块故障后的热应力不均问题,...
宽输入电压范围且开关电流平衡的零电压开关全桥T型DC/DC变换器
Zero-Voltage Switching Full-Bridge T-Type DC/DC Converter with Wide Input Voltage Range and Balanced Switch Currents
Dong Liu · Yanbo Wang · Fujin Deng · Qi Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年12月
随着碳化硅(SiC)器件的发展,高压应用中的变换器拓扑趋于简化。本文提出了一种适用于高输入电压及宽电压范围的全桥T型隔离式DC/DC变换器。该拓扑通过优化开关策略实现零电压开关(ZVS),有效提升了转换效率,并解决了开关电流不平衡问题,适用于高功率密度电力电子系统。
解读: 该拓扑对阳光电源的组串式光伏逆变器(如SG系列)及储能变流器(如PowerTitan/PowerStack系列)具有重要参考价值。随着光伏系统向更高直流侧电压(1500V及以上)演进,该T型三电平拓扑结合SiC器件的应用,能显著降低开关损耗并提升功率密度,有助于减小逆变器体积。建议研发团队关注其在宽...
级联变换器直流母线电压协调比例控制:实现零稳态误差与系统阶数降低
DC-Link Voltage Coordinated-Proportional Control for Cascaded Converter With Zero Steady-State Error and Reduced System Type
Yanjun Tian · Poh Chiang Loh · Fujin Deng · Zhe Chen 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年4月
级联变换器通过共享中间直流母线连接两个子变换器。传统PI控制器虽能实现零稳态误差,但增加了系统阶数。本文提出一种协调比例控制策略,在保持零稳态误差的同时降低系统阶数,优化了级联结构的动态响应与稳定性。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心产品线,特别是组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统中的多级变换拓扑。在级联变换器中,直流母线电压的稳定控制是提升系统效率与动态响应的关键。通过降低系统阶数并消除稳态误差,该控制策略能显著优化阳光电源产品的控制环路设计,提升在复杂电网环境下的稳...
直流微电网中分布式双向DC-DC变换器的输出阻抗建模与高频阻抗整形方法
Output Impedance Modeling and High-Frequency Impedance Shaping Method for Distributed Bidirectional DC–DC Converters in DC Microgrids
Qi Zhang · Jiangjiang Li · Rongwu Zhu · Fujin Deng 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年7月
本文针对直流微电网中能源接口变换器的抗干扰能力评估问题,指出传统建模常忽略延迟单元的影响。文章通过考虑控制延迟,建立了储能系统双向DC-DC变换器的精确输出阻抗模型,并提出了一种高频阻抗整形方法,以提升直流微电网的系统稳定性和抗干扰性能。
解读: 该研究直接关联阳光电源PowerTitan和PowerStack等储能系统中的双向DC-DC变换环节。在直流耦合储能架构中,变换器的输出阻抗特性直接决定了系统在复杂电网环境下的稳定性及抗干扰能力。通过引入延迟补偿的精确建模与阻抗整形技术,可有效优化PCS的控制环路设计,提升系统在弱电网或多机并联场景...
一种模块化多电平半桥储能变换器中开关常见电气故障的诊断策略
A Novel Diagnosis Strategy for Switches With Common Electrical Faults in Modular Multi-Level Half-Bridge Energy Storage Converter
Qingsong Wang · Zhouliang Hong · Fujin Deng · Ming Cheng 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年4月
本文提出了一种针对模块化多电平半桥储能子模块开关的故障诊断策略,涵盖开路故障(OCF)和短路故障(SCF)。该策略通过分析各故障状态下子模块的电流路径,推导出输出电压表达式,从而实现对故障开关的快速定位与诊断。
解读: 该研究直接服务于阳光电源PowerTitan及ST系列储能变流器(PCS)的可靠性提升。模块化多电平(MMC)拓扑在大型储能系统中应用广泛,开关故障诊断是保障系统高可用性的核心技术。通过引入该诊断策略,可显著缩短系统故障响应时间,降低运维成本,并提升iSolarCloud智能运维平台在故障预警与精准...
基于晶闸管支路回路的混合模块化多电平变换器直流短路故障处理
Thyristor Branch Loop-Based Hybrid Modular Multilevel Converters for DC Short-Circuit Faults
Huailong Li · Fujin Deng · Zijian Zhu · Jinjiao Lin 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
直流侧短路故障是基于模块化多电平变换器(MMC)的高压直流输电系统面临的关键挑战。本文提出了一种基于晶闸管支路回路(TBL)的混合MMC(HMMC),通过在三相上桥臂电感间引入晶闸管支路来应对直流故障,并详细阐述了其保护机制。
解读: 该技术主要针对高压直流输电(HVDC)场景下的MMC拓扑优化,虽然阳光电源目前的核心业务集中在组串式/集中式光伏逆变器及储能PCS,但随着公司在大型地面电站及电网侧储能业务的深入,对高压直流侧故障穿越能力的研究具有前瞻性参考价值。该拓扑中利用晶闸管实现快速故障隔离的思路,可为阳光电源未来研发更高电压...
利兹线绕组高频变压器漏感的精确计算与灵敏度分析
Accurate Calculation and Sensitivity Analysis of Leakage Inductance of High-Frequency Transformer With Litz Wire Winding
Ke Zhang · Wu Chen · Xiaopeng Cao · Pengpeng Pan 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年4月
漏感是影响高频变压器功率传输性能及变换器软开关实现的关键参数。鉴于利兹线在降低绕组损耗、提升效率方面的广泛应用,本文提出了一种针对利兹线绕组的高频变压器漏能详细模型,旨在解决其漏感难以精确计算的难题,并进行了灵敏度分析。
解读: 高频变压器是阳光电源ST系列储能PCS、PowerTitan及户用光伏逆变器中DC-DC变换环节的核心磁性元件。漏感直接决定了变换器的软开关范围与效率,对于提升产品功率密度至关重要。本文提出的利兹线漏感精确计算模型,可直接指导研发团队在设计阶段优化变压器绕组结构,减少高频趋肤效应带来的损耗,从而提升...
基于双半桥子模块且减少电压传感器的模块化多电平变换器
Double Half-Bridge Submodule-Based Modular Multilevel Converters With Reduced Voltage Sensors
Chengkai Liu · Fujin Deng · Qingsong Wang · Yanbo Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年4月
针对基于半桥子模块(HB-SM)的模块化多电平变换器(MMC)需要大量电容电压传感器的问题,本文提出了一种基于双半桥(DHB)子模块的MMC拓扑。该方案在每个DHB-SM中仅配置一个电压传感器,通过连接两个电容的正极实现电容电压估计,有效降低了系统复杂度和硬件成本。
解读: 该研究针对MMC拓扑的传感器冗余问题,通过优化子模块结构降低了硬件成本,这对阳光电源的大功率储能变流器(如PowerTitan系列)及高压直流输电相关业务具有参考价值。MMC技术在大型储能电站和高压并网场景中应用广泛,减少传感器数量不仅能降低BOM成本,还能提升系统的可靠性与控制密度。建议研发团队关...
用于模块化多电平变换器
MMC)的降低直流侧电流纹波的先进2N+1子模块统一PWM策略
Qiang Yu · Fujin Deng · Chengkai Liu · Zheng Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年4月
模块化多电平变换器(MMC)中,2N+1子模块统一脉宽调制(SUPWM)可实现2N+1电平输出,但会在桥臂电感上产生电压脉冲,导致直流侧出现较大的高频电流纹波,影响系统性能。本文提出了一种改进的SUPWM策略,旨在有效抑制MMC直流侧的高频电流纹波。
解读: MMC拓扑在阳光电源的大型储能系统(如PowerTitan系列)及高压大功率并网变流器中具有重要应用潜力。该文章提出的优化调制策略能显著降低直流侧电流纹波,有助于减小直流侧滤波电感体积,提升系统功率密度,并降低电容器的应力,从而延长储能系统寿命。建议研发团队评估该算法在PowerTitan系列PCS...
轻载条件下基于重构泄放电阻电路的模块化多电平变换器子模块开路故障检测
Submodule Open-Circuit Fault Detection For Modular Multilevel Converters Under Light Load Condition With Rearranged Bleeding Resistor Circuit
Chengkai Liu · Fujin Deng · Xu Cai · Zheng Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年4月
本文针对模块化多电平变换器(MMC)在轻载条件下故障检测困难的问题进行了研究。在轻载工况下,故障子模块与正常子模块的电容电压差异极小,难以识别。文章提出了一种通过重构泄放电阻电路的方法,详细分析了开关开路故障下的系统性能,有效提升了轻载工况下的故障诊断精度。
解读: MMC拓扑在阳光电源的大型地面光伏电站及高压直流输电(HVDC)相关储能应用中具有潜在价值。虽然目前阳光电源的主流产品以组串式和集中式逆变器为主,但随着储能系统向高压化、大容量化发展,MMC技术在大型储能变流器(PCS)中的应用前景广阔。该研究提出的轻载故障诊断方法,能显著提升高压大功率变换器的可靠...
基于接地晶闸管回路的混合MMC用于双极性高压直流系统阀侧单相接地故障
Grounded Thyristor Loop-Based Hybrid MMCs for Valve-Side Single-Phase-to-Ground Faults in Bipolar HVdc Systems
Huailong Li · Fujin Deng · Jie Tian · Yu Lu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
阀侧单相接地(SPG)故障是基于模块化多电平换流器(MMC)的双极性高压直流系统的关键挑战。本文提出了一种基于接地晶闸管回路(GTL)的混合MMC(HMMC),旨在保护双极性高压直流系统免受阀侧SPG故障影响。通过在不同桥臂电感与地之间连接晶闸管支路,该拓扑能够有效应对故障工况。
解读: 该研究针对高压直流输电(HVDC)系统中的MMC拓扑优化及故障保护,虽然阳光电源目前核心业务聚焦于光伏逆变器、储能系统及风电变流器,但随着公司在大型储能电站及电网侧支撑技术(如构网型技术)的深入,MMC拓扑的故障穿越与保护机制对未来大功率储能变流器(PCS)及高压直流接入技术具有重要的参考价值。建议...
基于串联晶闸管支路的混合MMC双极性高压直流系统阀侧单相接地故障保护
Series Thyristor Branches-Based Protection for Hybrid MMCs Against Valve-Side Single-Phase-to-Ground Faults in Bipolar HVDC Systems
Huailong Li · Fujin Deng · Zijian Zhu · Jinjiao Lin 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年7月
本文分析了混合模块化多电平换流器(HMMC)在双极性高压直流系统中的阀侧单相接地故障特性。研究发现,该故障会导致上桥臂子模块过充及下桥臂全桥子模块过压。为此,文章提出了一种基于串联晶闸管支路的保护方案,有效抑制了故障电流并保护了功率器件,提升了系统的运行可靠性。
解读: 该研究聚焦于高压直流输电(HVDC)领域的混合MMC拓扑保护,虽然阳光电源目前的核心业务集中在光伏逆变器、储能系统(PowerTitan/PowerStack)及风电变流器,尚未直接涉及超高压直流输电领域,但其提出的故障抑制策略和多电平拓扑保护逻辑对大型储能电站PCS的可靠性设计具有参考价值。随着阳...
一种用于中压直流变压器以减少子模块数量的三相三电压双有源桥变换器
A Three-Phase Triple-Voltage Dual-Active-Bridge Converter for Medium Voltage DC Transformer to Reduce the Number of Submodules
Liangcai Shu · Wu Chen · Rongguan Li · Ke Zhang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年11月
为提升直流变压器(DCT)功率密度,本文提出一种新型三相双有源桥(DAB)DC-DC变换器。该拓扑在不增加开关管电压应力的前提下,实现了传统全桥DAB三倍的输入电压能力。将其作为DCT子模块,可显著减少模块数量,从而提升系统整体功率密度。
解读: 该研究提出的三相三电压DAB拓扑对阳光电源的储能系统(如PowerTitan系列)及中压直流输电应用具有重要参考价值。通过提升单体模块的电压处理能力并减少子模块数量,可有效降低系统复杂性、减少器件使用量并提升功率密度,这对于大型储能电站及光储直流耦合系统的降本增效至关重要。建议研发团队评估该拓扑在兆...
采用混合Si和SiC半桥子模块的中压模块化多电平变换器运行控制
Operation of Medium-Voltage Modular Multilevel Converter With Hybrid Si and SiC Half-Bridge Sub-Modules
Linjie Han · Binbin Li · Huaiguang Gu · Dong Liu 等7人 · IET Power Electronics · 2025年8月 · Vol.18
本文研究了一种基于混合硅(Si)和碳化硅(SiC)半桥子模块的中压模块化多电平变换器(MV-MMC),旨在降低开关损耗。与采用全桥子模块的传统混合型MMC不同,本文仅通过引入半桥型SiC子模块实现系统稳定运行,保留了MMC的模块化特性。核心贡献在于合理分配开关动作,综合协调三个目标:降低总开关损耗、保证各子模块电容电压均衡,并抑制Si子模块的电容电压纹波。
解读: 该混合Si/SiC半桥MMC技术对阳光电源中压储能变流器和电动汽车驱动产品具有重要应用价值。核心创新在于通过半桥拓扑实现混合器件配置,相比全桥方案降低成本的同时保留模块化优势。其开关损耗优化与电容电压均衡协调控制策略可直接应用于ST系列储能变流器的功率模块设计,在保证Si器件安全运行的前提下,通过S...
基于调制PLPR的噪声抑制预测控制在LC滤波电压源逆变器中的应用
Modulated PLPR-Based Predictive Control With Noise Suppression for LC-Filtered Voltage Source Inverters
Zheng Yin · Fujin Deng · Sahar S. Kaddah · Sayed Abulanwar · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月
在 LC 滤波电压源逆变器(VSIs)中,调制无模型预测控制(MFPC)会受到噪声影响和参数不匹配的干扰。为提高 MFPC 的噪声抑制能力和参数鲁棒性,本文针对 LC 滤波 VSIs 提出了一种带噪声抑制的调制无参数(PL)预测与参考型预测控制方法(PLPR - PC - NS)。该 PLPR - PC - NS 方法不仅通过测量、更新和滤波所有梯度来获得调制的无参数预测,还利用采样电流和电压之间的相位角差来获得无参数参考。所提出的 PLPR - PC - NS 方法能有效抑制噪声对预测的影响,...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项基于PLPR的调制预测控制技术对LC滤波型电压源逆变器具有重要的应用价值。该技术通过无参数预测和噪声抑制机制,直接解决了当前光伏逆变器和储能变流器面临的两大核心痛点:系统参数漂移导致的控制性能下降和现场电磁噪声干扰问题。 对于阳光电源的产品线而言,该技术的应用前景广阔...
耐电压噪声的无模型预测控制在LC滤波电压源逆变器中的应用
Voltage-Noise-Tolerated Model-Free Predictive Control for LC-Filtered Voltage Source Inverters
Zheng Yin · Fujin Deng · Sahar S. Kaddah · Abdelhady Ghanem 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
在LC滤波电压源逆变器(VSIs)中,参数失配会影响传统最优开关序列模型预测控制(MPC-OSS)下的电容电压性能,导致预测误差和总谐波畸变率增加。为提升传统MPC-OSS的参数鲁棒性,本文提出一种耐电压噪声的无模型预测控制结合最优开关序列(VNT-MFPC-OSS)策略。该策略不仅建立并在线更新LC滤波VSI的数据模型,还通过引入噪声容忍系数抑制电压噪声影响。所提方法有效消除参数变化对传统MPC-OSS的影响,并抑制电压噪声对无模型预测控制(MFPC-OSS)的干扰。实验平台验证了VNT-MF...
解读: 该VNT-MFPC-OSS技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。针对LC滤波器参数漂移导致的电压THD恶化问题,所提无模型预测控制策略可显著提升PowerTitan储能系统在长期运行中的电能质量稳定性。噪声容忍系数设计可增强控制算法对电容老化、温度变化等工况的鲁棒性,...
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