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中低压直流配电网中双向模块化多电平谐振变换器的功率流控制
Power Flow Control of Bidirectional Modular Multilevel Resonant Converters in MVDC and LVDC Distribution Networks
Boliang Li · Jing Sheng · Long Xu · Tianling Shi 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
本文提出了一种用于中压直流（MVDC）到低压直流（LVDC）配电网的双向模块化多电平谐振变换器（BMMRDC）及其功率流控制策略。文章详细阐述了该拓扑结构、不同运行模式下的工作原理，并对其电压增益模型进行了深入研究。
解读: 该研究提出的BMMRDC拓扑在高压大功率直流变换场景下具有显著优势，与阳光电源的PowerTitan系列大型储能系统及未来直流微网解决方案高度契合。模块化多电平技术能有效降低器件电压应力，提升系统效率与功率密度。建议研发团队关注该拓扑在储能PCS直流侧升压环节的应用，以优化中压直流接入能力，提升系统...
一种结合多个SRC和DAB变换器的ISOP混合直流变压器，用于互联中压和低压直流配电网
An ISOP Hybrid DC Transformer Combining Multiple SRCs and DAB Converters to Interconnect MVDC and LVDC Distribution Networks
Jinjie Yao · Wu Chen · Chenyang Xue · Yubo Yuan 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年11月
本文提出了一种采用输入串联输出并联（ISOP）结构的混合直流变压器（DCT），结合了多个串联谐振变换器（SRC）和双有源桥（DAB）变换器。该拓扑适用于中压直流与低压直流配电网的互联，其中SRC模块主要负责功率传输，DAB变换器用于调节电压，实现了高效的直流变换。
解读: 该研究提出的ISOP混合直流变换拓扑对阳光电源的储能系统（如PowerTitan系列）及直流微电网解决方案具有重要参考价值。在大型储能电站中，通过多模块串并联实现高压直流接入是技术趋势。SRC的高效率与DAB的灵活调节能力相结合，可提升储能变流器（PCS）在宽电压范围下的转换效率与功率密度。建议研发...
一种用于高变比DC-DC应用且具有部分软开关的双向电流馈电隔离型MMC
A Bidirectional Current-Fed Isolated MMC With Partial Soft-Switching for High Step Ratio DC–DC Applications
Philippe A. Gray · Noah J. B. Hosein · Xi Lan · Peter W. Lehn · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年7月
中压直流（MVDC）系统在可再生能源和直流负载领域具有显著优势，可减少功率变换级数。本文提出一种适用于MVDC配电系统的高变比双向DC-DC变换器，通过模块化多电平（MMC）架构实现电流整形，旨在解决高电压增益下的功率传输效率与控制难题，为未来直流配网提供类似交流变压器的功能支持。
解读: 该拓扑在高变比、中压直流变换领域的应用，与阳光电源的PowerTitan系列大型储能系统及未来MVDC电网接入技术高度契合。MMC架构能有效降低器件电压应力，提升系统功率密度，对于阳光电源开发更高电压等级（如1500V及以上）的储能变流器（PCS）具有重要参考价值。建议研发团队关注该拓扑的软开关策略...
一种基于三有源桥的多端口直流电力电子变压器
A Modular Multiport DC Power Electronic Transformer Based on Triple-Active-Bridge for Multiple Distributed DC Units
Xiaoquan Zhu · Jintao Hou · Lang Liu · Bo Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
本文研究了一种基于三有源桥（TAB）的模块化输入独立输出串联（IIOS）多端口直流电力电子变压器。该拓扑结构支持光伏阵列、储能设备及直流负载直接接入中压直流（MVdc）母线，具备良好的电气隔离性能，并减少了直流单元间的功率变换级数。
解读: 该技术对阳光电源的PowerTitan和PowerStack储能系统及大型光伏电站解决方案具有重要参考价值。IIOS拓扑通过减少变换级数提升效率，契合阳光电源追求高功率密度和高效率的研发方向。其多端口特性可优化光储一体化系统的直流耦合架构，简化系统集成，降低中压直流母线接入成本。建议研发团队关注该拓...
一种用于独立或公共输入端输出串联DAB DC-DC系统的可调功率分配控制方案
A Tunable Power Sharing Control Scheme for the Output-Series DAB DC–DC System With Independent or Common Input Terminals
Nie Hou · Yun Wei Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年10月
针对连接低压储能设备与中压直流（MVdc）母线的需求，本文提出了一种用于输出串联双有源桥（OS-DAB）DC-DC变换器系统的可调功率分配控制（TPSC）策略。该策略旨在维持MVdc母线电压稳定，并实现系统内各模块间的功率均衡管理。
解读: 该研究直接服务于阳光电源PowerTitan及PowerStack等大容量储能系统技术。随着储能系统向高压化、中压直流汇流方向发展，输出串联（OS）拓扑是提升系统电压等级、降低电流应力的关键技术路径。该TPSC控制策略能有效解决多模块串联时的电压不平衡问题，提升系统可靠性与效率。建议研发团队将其应用...
用于中压直流系统高频低dv/dt的多开关桥臂DAB变换器
Multiswitch-Leg DAB Converter for Low dv/dt at High Operating Frequency for MVDC Systems
Suman Mandal · Anshuman Shukla · Suryanarayana Doolla · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
中压大功率DC-DC隔离变换器因其高效率和高功率密度备受关注。本文针对变换器变压器绕组dv/dt及开关管电压应力问题，提出了一种多开关桥臂双有源桥（DAB）变换器拓扑，旨在实现高频工作下的低dv/dt特性。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及中压直流接入场景具有重要参考价值。随着储能系统向更高电压等级（如1500V甚至更高）发展，DAB变换器作为核心DC-DC环节，其dv/dt控制直接影响变压器绝缘寿命及电磁兼容性。该多开关桥臂拓扑有助于降低开关应力，提升系统可...
一种用于中压直流电网的具有三相模块化串联输出配置的无桥高增益AC/DC变换器
A Bridgeless AC/DC High Voltage Gain Converter With Three-Phase Modular Series-Output Connected Configuration for MVDC Grid Applications
Mehdi Abbasi · John Lam · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年10月
本文提出了一种新型无桥AC/DC变换器，用于中压直流电网的升压转换。该拓扑通过将无桥Boost整流器与带电压倍增模块的隔离式高频谐振变换器集成，实现了单级AC/DC升压转换，有效减少了转换级数，并实现了软开关特性。
解读: 该研究提出的单级高增益AC/DC拓扑在提高功率密度和转换效率方面具有参考价值。对于阳光电源而言，该技术可应用于中压直流（MVDC）接入场景，特别是针对大型地面光伏电站的直流汇集系统或高压储能系统（如PowerTitan系列）的直流侧接口优化。其软开关技术和模块化串联输出设计有助于降低高压变换器的损耗...
基于三电平功率模块的MV与LV直流配电系统互联直流固态变压器
DC Solid State Transformer Based on Three-Level Power Module for Interconnecting MV and LV DC Distribution Systems
Xiaodong Zhao · Binbin Li · Qintian Fu · Shukai Mao 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月
本文提出了一种用于中压直流（MVdc）与低压直流配电系统互联的三电平直流固态变压器（TL-DCSST）。该方案利用具有优异开关特性的低压IGBT构建中压功率模块，有效减少了中频变压器的数量，提升了系统功率密度与效率，为直流微电网及直流配电架构提供了高效的电压变换解决方案。
解读: 该技术在直流配电与微电网领域具有重要应用前景，与阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及工商业直流微电网解决方案高度契合。通过采用三电平拓扑和低压IGBT模块化设计，可显著提升直流变换器的功率密度并降低损耗，有助于优化阳光电源大功率储能变流器（PCS）的内部架构。建议研发...
一种减少子模块数量的紧凑型模块化多电平DC-DC变换器
MMDC）的非对称准两电平调制
Lupeng Tong · Yu Chen · Congzhi Cheng · Changqi Yu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年7月
针对中压直流（MVDC）与低压直流（LVDC）互联需求，本文提出一种用于紧凑型模块化多电平DC-DC变换器（MMDC）的非对称准两电平（AQ2L）调制策略。该方法通过实现子模块（SM）的非对称占空比控制，在减少子模块数量的同时，有效提升了变换器的功率密度与电压调节范围，优化了系统的紧凑性。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及中压直流接入场景具有重要参考价值。MMDC拓扑在直流耦合微电网及大型储能电站中能显著提升功率密度并降低系统成本。通过采用AQ2L调制，可减少子模块数量，从而降低硬件成本并简化控制复杂度。建议研发团队关注该拓扑在兆瓦级储能变流...
连接中压与低压直流电网的模块化多电平DC-DC变换器三端口双向运行方案
Three-Port Bidirectional Operation Scheme of Modular-Multilevel DC–DC Converters Interconnecting MVDC and LVDC Grids
Shanshan Zhao · Yu Chen · Shenghui Cui · Benedict Justin Mortimer 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
本文提出了一种基于模块化多电平（MMC）的隔离型DC-DC变换器（MMDC），用于中压与低压直流电网的互联。该方案通过在MV侧采用MMC结构，在LV侧采用全桥结构，实现了功率等级与电压等级的灵活扩展，并突破了传统MMDC仅限于两端口运行的局限，实现了三端口双向功率流控制。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及未来直流微网业务具有重要参考价值。随着光储直流耦合技术的演进，中压直流接入需求日益增长，该多端口MMC拓扑能够有效简化系统架构，提升变换效率与功率密度。建议研发团队关注该拓扑在大型储能电站直流汇集系统中的应用潜力，特别是其在...
一种用于分布式光伏中压直流接口的低损耗串联LC功率平衡单元多端口模块化DC-DC变换器
A Multiport Modular DC–DC Converter With Low-Loss Series LC Power Balancing Unit for MVDC Interface of Distributed Photovoltaics
Yizhan Zhuang · Fei Liu · Yanhui Huang · Zhouyang Liu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
针对分布式光伏中压直流（MVDC）接口，本文提出了一种具有多输入端口和高电压转换比的模块化DC-DC变换器。针对光伏功率失配导致的子模块输出电压不平衡问题，设计了一种低损耗串联LC功率平衡单元，有效实现了模块间的功率均衡，提升了系统设计的标准化程度与运行效率。
解读: 该技术对于阳光电源的组串式逆变器及大型光伏电站直流汇流方案具有重要参考价值。随着光伏系统向中高压直流侧并网演进，如何解决多组串输入下的功率失配与模块电压平衡是提升系统效率的关键。该低损耗LC平衡单元方案可优化阳光电源大功率组串式逆变器及直流耦合储能系统的拓扑架构，减少因光照不均导致的功率损耗，提升系...
具有固有输出电压平衡的电流馈电多有源桥变换器用于分布式光伏中压直流集成
Current-Fed Multiactive Bridge Converter With Inherently Output Voltage Balance for Distributed Photovoltaics MVDC Integration
Xiaoquan Zhu · Lang Liu · Ke Jin · Bo Zhang · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月
输入无关型输出串联（IIOS）模块化多端口直流/直流变换器具有单级功率变换和高效率的特点，是分布式光伏（PV）中压直流（MVDC）并网的一种有前景的方法。光伏输入功率的变化会导致输出电压不平衡。为避免输出电压不均导致的功率削减和设备损坏，本文提出了一种基于多绕组变压器（MWT）且具有固有输出电压平衡特性的电流馈电型多有源桥（CF - MAB）。该拓扑结构在光伏侧采用电流馈电全桥（CF - FB），在中压直流电网侧采用半桥（HB），并通过一个多绕组变压器连接电流馈电全桥和半桥。通过用外部电感替代多...
解读: 从阳光电源分布式光伏中压直流并网业务角度分析，该论文提出的电流馈电多有源桥变换器（CF-MAB）技术具有重要的战略价值。该技术针对分布式光伏中压直流集成场景，通过单级功率变换实现高效率，这与阳光电源追求系统级效率优化的产品理念高度契合。 技术的核心创新在于利用多绕组变压器结构实现固有的输出电压平衡...
基于升压半桥与四重半主动整流器的模块化多端口电压平衡拓扑用于分布式光伏接入中压直流系统
Modular Multiport Voltage Balance Topology Based on Boost Half-Bridge and Quadruple Semiactive Rectifier for MVdc Integration of Distributed PVs
Chengsong Wei · Xiaoquan Zhu · Ke Jin · Yue Wu · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
输入独立输出串联（IIOS）模块化多端口DC-DC变换器因单级功率转换和高效率，成为分布式光伏（PV）接入中压直流（MVdc）配电系统的理想方案。针对PV输入功率波动导致IIOS结构输出电压失衡的问题，提出一种基于电流源型升压半桥（CS-HB）与四重电压半主动整流器（QVSAR）的自电压平衡多端口变换器。该拓扑包含PV侧CS-HB单元、MVdc侧QVSAR单元及串联谐振功率平衡模块（SRPBM），后者实现子模块间电压均衡，具备控制简单、动态响应优良的特点。此外，拓扑输入电流纹波小，所有开关管可实...
解读: 该模块化多端口DC-DC变换器技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的中压直流应用具有重要参考价值。其IIOS架构的单级功率转换与高效率特性，可直接应用于PowerTitan大型储能系统的分布式光伏接入方案。拓扑中的串联谐振功率平衡模块（SRPBM）解决了功率波动下的电压均衡难题，可优...
一种用于光伏系统接入中压直流电网的新型容错拓扑结构
A Novel Fault-Tolerant Topology for MVDC Grids Interface of Photovoltaic Generation Systems
Yizhan Zhuang · Yiming Zhang · Xiaoying Chen · Hongxi Zhu 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月
独立输入、输出串联型直流 - 直流变换器能够在不借助低压直流（LVDC）母线的情况下，将光伏（PV）能源汇集到中压直流（MVDC）电网中，从而降低一次功率损耗和硬件成本。然而，在这种串联结构中，部分低压端口发生短路故障会导致整个系统失效，而中压端口发生短路故障则容易损坏设备。本文提出一种新的容错结构，可有效解决上述问题。在低压故障期间，连接在相邻子模块（SM）之间的 LC 支路能够传输能量并维持故障模块的电容电压，以确保系统持续稳定运行。当中压故障发生时，容错结构被闭锁，子模块电容反向接入故障电...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对中压直流（MVDC）光伏并网系统的容错拓扑技术具有重要的战略价值。该技术通过输入独立、输出串联的DC-DC变换器直接将光伏能量汇集到MVDC电网，省去了传统低压直流母线环节，这与我们在大型光伏电站和工商业储能系统中追求的高效率、低成本目标高度契合。 该技术的核心创...
用于大功率大规模光伏应用的隔离型MVdc-HVdc-AC三端口电力路由器
Isolated MVdc-HVdc-AC Three-Port Power Router for High-Power Large-Scale PV Applications
Zhixian Liao · Binbin Li · Yijia Yuan · Yingzong Jiao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
本文提出了一种适用于大规模光伏应用中压（MV）直流汇集并可实现部分交流电源整合的隔离型三端口功率路由器（TP - PR）。通过集成变压器将模块化多电平变换器（MMC）与晶闸管阀相结合，不仅降低了中压直流侧安装的半导体容量，还消除了对中压侧子模块（SM）电容的需求。特别地，MMC利用高频电流进行中压直流功率传输，有效降低了对子模块电容的要求。此外，晶闸管的低导通压降以及零电压开关和零电流开关技术，确保了TP - PR具有较低的转换损耗。与传统的隔离型三端口拓扑相比，TP - PR可使半导体成本降低...
解读: 从阳光电源大型地面光伏电站和集中式逆变器业务角度看，这项隔离型三端口功率路由器技术具有重要的战略价值。该技术针对中压直流汇集的大规模光伏应用场景，与阳光电源正在布局的1500V+系统乃至更高电压等级的技术路线高度契合。 技术优势方面，通过将模块化多电平换流器（MMC）与晶闸管阀结合，该方案在半导体...
兆瓦级基于IGCT的中压直流变压器设计
Design of a Megawatt-Scale IGCT-Based Medium-Voltage Direct Current Transformer
Rui Wang · Nikolina Djekanovic · Drazen Dujic · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月
本文提出了一种兆瓦级中压直流变压器（DCT）的稳健设计，采用双向LLC谐振变换器拓扑。该拓扑无需闭环控制即可在两个中压直流母线间实现功率流的无缝控制，从而最大化效率与稳定性。文中选用了集成门极换流晶闸管（IGCT）作为核心功率器件。
解读: 该研究探讨的中压直流变压器（DCT）及LLC拓扑，对阳光电源的储能系统（如PowerTitan系列）及大型光伏电站的直流汇集方案具有重要参考价值。随着光储系统向更高电压等级（如1500V甚至更高）发展，基于IGCT等大功率器件的直流变换技术有助于提升系统功率密度和转换效率。建议研发团队关注该拓扑在直...
一种用于光伏能源与电池储能集成于中压直流网络的隔离型模块化多端口变换器
An Isolated Modular Multiport Converter for the Integration of Photovoltaic Energy Sources and Battery Storage in MVDC Networks
Sandeep Kaler · Amirnaser Yazdani · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年1月
太阳能光伏（PV）能源具有间歇性，这使得在电网中必须使用电池等储能装置。通常，每种能源都通过单独的功率转换级接入电网。也就是说，光伏阵列群和电池群分别通过独立的功率转换级连接到电网。因此，本文提出了一种基于双有源桥（DAB）和模块化多电平变换器（MMC）拓扑的新型变换器拓扑，该拓扑能够通过单级将光伏阵列和电池同时接入中压直流（MVdc）网络。此外，该变换器采用一种改进的调制方案，在直流链路电压比不为 1 的情况下，可降低其变压器的电流应力。研究还表明，该变换器能够在较宽的直流电压范围内通过最大功...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于双有源桥（DAB）和模块化多电平换流器（MMC）的隔离型多端口变流器技术具有显著的战略价值。该技术突破了传统光伏和储能系统分别接入电网的架构限制，通过单级变换实现光储一体化集成接入中压直流网络，这与我司在光储融合系统和中压解决方案的发展方向高度契合。 技术核心优势...
面向中高压应用的一类单向混合多电平整流器：分析与比较评估
Unidirectional Hybrid Multilevel Rectifier Family for MV/HV Applications: Analysis and Comparative Evaluation
Jian Liu · Jayesh Kumar Motwani · Di Zhang · Dong Dong · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年3月
本文探讨了中高压（MV/HV）应用中单向整流器的优势，如低成本、体积小及具备反向功率保护功能。针对传统模块化多电平变换器（MMC）在单向AC/DC应用中存在的局限性，文章提出并分析了一系列混合多电平整流器拓扑，旨在优化系统效率与功率密度，适用于高压直流输电及船舶电力系统等领域。
解读: 该研究关注的中高压单向整流拓扑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）具有参考价值。虽然阳光电源目前产品多以双向变换为主，但在特定的大型光伏制氢或直流输电配套电源中，单向高压整流技术可有效降低系统成本并提升功率密度。建议研发团队关注该拓扑在降低器件损耗及提升系统可靠性...
用于全直流海上风电场的单极对称DC-DC变换器
Monopolar Symmetrical DC–DC Converter for All DC Offshore Wind Farms
Lei Li · Binbin Li · Zhiyuan Wang · Ming Yang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年4月
针对长距离、大功率海上风电直流并网需求，本文提出一种单极对称DC-DC变换器。该拓扑具备部分功率处理能力，能够实现中压直流汇集系统与高压直流输电系统之间的高升压比转换，有效提升海上风电能量转换效率与系统集成度。
解读: 该技术对阳光电源的海上风电变流器及直流汇集方案具有重要参考价值。随着海上风电向深远海发展，直流汇集技术是未来的关键趋势。该变换器提出的部分功率处理架构可显著降低变换器损耗，提升系统功率密度，这与阳光电源在风电变流器领域追求高效率、高可靠性的研发方向高度契合。建议研发团队关注该拓扑在海上风电直流升压系...
基于三电平NPC的DAB变换器高效可靠控制策略综述
Overview of Efficient and Reliable Control Strategies for Three-Level NPC-Based DAB Converters
Chaochao Song · Ning Wang · Ariya Sangwongwanich · Frede Blaabjerg 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月
双有源桥（DAB）变换器因其高功率密度、软开关特性及双向功率传输能力，在直流输电领域应用广泛。随着中压直流（MVDC）系统的发展，基于三电平中点钳位（NPC）结构的DAB变换器成为研究热点，本文综述了其高效与可靠的控制策略。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及中压直流接入场景具有重要指导意义。三电平NPC拓扑能有效降低功率器件的电压应力，提升系统效率和功率密度，是实现高压大功率储能PCS的关键技术路径。建议研发团队关注该拓扑下的软开关优化控制及多电平调制策略，以进一步降低储能...
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