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直流极间短路下具备STATCOM运行能力的HVDC输电系统中模块化多电平变换器综述
An Overview of Modular Multilevel Converters in HVDC Transmission Systems With STATCOM Operation During Pole-to-Pole DC Short Circuits
Thanh Hai Nguyen · Khalifa Al Hosani · Mohamed Shawky El Moursi · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年5月
本文综述了高压直流（HVDC）输电系统中模块化多电平变换器（MMC）在直流电缆短路故障下的故障电流处理能力。重点分析了基于半桥子模块的MMC在故障期间无法阻断电流的局限性，并探讨了提升变换器故障穿越能力及STATCOM运行模式的技术方案。
解读: 该研究聚焦于高压大功率变换器的拓扑优化与故障穿越技术。虽然阳光电源目前核心业务集中在光伏逆变器与储能系统（如PowerTitan系列），但随着电网侧储能规模的扩大及构网型技术（GFM）的应用，MMC拓扑在超高压储能接入及直流输电配套领域具有潜在的技术储备价值。建议研发团队关注该文献中关于子模块故障阻...
基于准谐振滑模扰动观测器的STATCOM海上风电场谐波抑制策略
Harmonic Suppression Strategy for Offshore Wind Farms Based on Quasi-Resonant Sliding Mode Perturbation Observer in STATCOM
郑超航 · 吴熙 · 袁超 · 王亮 等5人 · 中国电机工程学报 · 2025年5月 · Vol.45
海上风电场经交流海缆并网系统在电网背景谐波作用下易出现谐波超标，威胁系统安全运行。传统静止同步补偿器（STATCOM）控制策略谐波抑制效果有限且存在跳闸风险。为此，提出一种基于准谐振滑模扰动观测器（QRSMPO）的谐波抑制方法。通过分析谐波传播路径，验证在STATCOM中引入观测器抑制谐波的可行性；利用QRSMPO实时估计并补偿谐波扰动，设计阻断谐波传播的补偿策略；推导其传递函数，分析策略的有效性与稳定性。以江苏如东海上风电场为例进行验证，结果表明所提方法在不同工况下均具有优异的谐波抑制能力、稳...
解读: 该研究提出的QRSMPO谐波抑制方法对阳光电源的储能和光伏产品线具有重要参考价值。特别是在ST系列储能变流器和大型储能系统中,可借鉴该观测器设计思路优化谐波控制策略,提升系统并网质量。对于海上风电配套的储能系统,该方法可有效解决因海缆引起的谐波问题。同时,这种基于准谐振滑模的扰动观测方法也可应用于S...
利用带钒氧化还原液流电池的静止同步补偿器抑制汽轮发电机/海上风电场混合系统中的次同步振荡
Suppression of Subsynchronous Resonance in a Hybrid Steam-Turbine Generator/Offshore Wind Farm System Using a Static Synchronous Compensator With a Vanadium Redox Flow Battery
Li Wang · Jui-Tse Lai · Ting-You Li · Ching-Chung Tseng 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年1月
由于风力发电厂或太阳能发电厂等可再生能源（RES）具有间歇性，将这些可再生能源接入电力系统会导致系统不稳定，影响电力系统的质量和稳定性。为解决这一问题，人们提出了各种用于补偿功率波动的储能系统（ESS），以及用于控制电压幅值和有功/无功功率注入的不同灵活交流输电系统（FACTS），以提高所接入电力系统的稳定性。需要运用合适的控制理论为储能系统或柔性交流输电装置设计一些有效的附加阻尼控制器（SDC），以实现提高稳定性的目标。本文提出将静止同步补偿器（STATCOM）与基于钒氧化还原液流电池（VRF...
解读: 该STATCOM+VRFB协同抑制次同步振荡技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究提出的有功无功协同调节策略可直接应用于阳光电源储能PCS的控制算法优化，增强系统阻尼特性，提升新能源并网稳定性。特别是在海上风电+火电混合场景下，ST储能系统可通过快速...
用于E-STATCOM应用的Delta模块化多电平变换器分析
Analysis of a Delta Modular Multilevel Converter for E-STATCOM Applications
Hector Fretes · Daniel Westerman Spier · Eduardo Prieto-Araujo · Oriol Gomis-Bellmunt · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年12月
本文对作为带储能功能的静止同步补偿器（STATCOM）运行的Delta模块化多电平变换器进行了分析，明确了其自由度（DOFs）的作用。自由度指完全确定电路所有电气变量所需的最小参数集，此处为桥臂施加电压。通过建立变换器的动态微分方程并进行对角化处理，得到三个解耦的等效电路，其中两个与交流系统功率交换相关，第三个对应于变换器内部功率平衡。该分析有助于理解其运行机理并指导控制策略设计，最后通过不同工况下的仿真结果验证了数学模型与变换器开环开关模型的一致性。
解读: 该Delta-MMC拓扑及其自由度解耦分析对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的E-STATCOM功能开发具有重要价值。研究揭示的三解耦等效电路模型（两个交流功率通道+一个内部平衡通道）可直接应用于ST储能系统的无功补偿与有功调节协同控制策略优化，提升电网支撑能力。Delt...
星形与三角形配置下级联H桥变换器负序注入能力研究
Investigation of Negative-Sequence Injection Capability of Cascaded H-Bridge Converters in Star and Delta Configuration
Ehsan Behrouzian · Massimo Bongiorno · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年2月
本文研究了星形和三角形配置下的级联H桥静止同步补偿器（STATCOM）与电网交换负序电流的能力。通过利用星形配置的零序电压和三角形配置的零序电流，实现了直流侧电容电压的平衡，并给出了所需的零序电压/电流的通用解决方案。
解读: 该研究涉及的多电平级联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潜在应用价值。通过对负序电流注入能力的深入分析，有助于提升阳光电源产品在弱电网环境下的电能质量治理能力和不平衡负载补偿性能。建议研发团队参考文中零序分量控制策略，优化高压级联储能系统的电容电压...
具有有功功率控制能力的单三角桥单元中频变压器变换器
Single-Delta Bridge-Cell Converter With Single Single-Phase Medium-Frequency Transformer Capable of Active Power Control
Makoto Hagiwara · Yoshihito Chuman · Yuki Kudo · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年11月
本文提出了一种基于单三角桥单元（SDBC）的模块化多电平级联变换器。针对传统SDBC变换器无法与三相交流电网进行有功功率交换的局限性，研究探讨了其在静止同步补偿器（STATCOM）中的应用潜力，旨在提升电力系统的电压调节能力与稳定性。
解读: 该拓扑结构在模块化多电平变换领域具有创新性，对阳光电源的储能系统（如PowerTitan系列）及大功率并网逆变器具有参考价值。通过引入中频变压器实现有功功率控制，有助于优化PCS的功率密度和系统效率，特别是在高压大容量储能应用场景中，该技术可提升系统对电网的支撑能力。建议研发团队关注其在构网型（GF...
级联H桥型变换器在线电容状态监测
Online Capacitor Condition Monitoring for Cascaded-H-Bridge Type Converters
Hanyu Wang · Ronglu Qiu · Jiawei Wu · Mingyao Ma 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
级联H桥（CHB）变换器广泛应用于SVG、STATCOM及光伏系统中，直流侧电容作为能量缓冲核心，其健康状态直接影响输出波形质量。本文提出了一种针对CHB变换器直流侧电容的在线监测方法，对于提升系统可靠性及降低维护成本具有重要意义。
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。CHB拓扑常用于高压大功率并网场景，电容老化是导致逆变器失效的主要原因之一。通过引入在线电容健康监测算法，可实现从“定期维护”向“预测性维护”的转型，显著提升iSolarCloud智能运维平台的故障预警能...
具有最小化配置电容的全桥无功功率补偿器及其在静止无功补偿器中的应用
Full-Bridge Reactive Power Compensator With Minimized-Equipped Capacitor and Its Application to Static Var Compensator
Takanori Isobe · Daisuke Shiojima · Kyohei Kato · Yoel Raul Rosales Hernandez 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年1月
本文从电容储能角度探讨了无功功率补偿器，提出了一种用于无功补偿的单相全桥半导体开关配置，旨在减少所需电容容量。通过将该概念应用于并联型静止无功补偿器，实现了电容尺寸缩减的静止同步补偿器（STATCOM）。
解读: 该技术通过优化拓扑结构显著降低了无功补偿装置对直流侧电容容量的需求，对于阳光电源的储能变流器（PCS）及电网侧静止同步补偿器（STATCOM）产品线具有重要参考价值。减小电容体积不仅能提升功率密度，还能降低系统成本并提高可靠性。建议研发团队评估该拓扑在PowerTitan或PowerStack系列中...
嵌入相间簇电压控制的级联H桥静止同步补偿器预测不连续调制策略
Predictive Discontinuous Modulation Strategy With Embedded Inter-Phase Cluster Voltage Control for Cascaded H-Bridge StatComs
Qingxiang Liu · Ezequiel Rodriguez · Glen G. Farivar · Christopher D. Townsend 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月
本文针对级联H桥（CHB）静止同步补偿器（StatCom），提出了一种嵌入相间簇电压控制的预测不连续脉宽调制（DPWM）策略。该方法通过引入共模电压，同时实现了相间簇电压平衡控制与转换器电压钳位，优化了传统调制方式下的开关损耗与控制性能。
解读: 该研究针对级联H桥拓扑的调制与控制优化，与阳光电源的高压大功率储能系统（如PowerTitan系列）及大型电网侧StatCom解决方案高度相关。级联H桥技术在电网侧储能和无功补偿领域具有高电压、模块化的优势。通过引入预测不连续调制策略，可有效降低开关损耗，提升系统效率，并改善多模块间的电压均衡控制。...
静止同步补偿器(STATCOM)与含串补弱交直流输电系统间的次/超同步相互作用
Sub- and Super-Synchronous Interactions Between STATCOMs and Weak AC/DC Transmissions With Series Compensations
Dewu Shu · Xiaorong Xie · Hong Rao · Xiaodan Gao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年9月
随着电力电子变换器大规模接入，变换器与电网间的交互引发了新型振荡问题。本文研究了南方电网中发现的STATCOM与弱交直流电网之间的新型次/超同步相互作用（S2SI），揭示了此类振荡的机理，为电力电子设备在复杂电网环境下的稳定运行提供了理论支撑。
解读: 该研究涉及电力电子设备在弱电网下的稳定性问题，对阳光电源的组串式/集中式光伏逆变器及储能变流器（PCS）业务具有重要参考价值。随着新能源渗透率提升，电网强度降低，逆变器与电网的交互振荡风险增加。建议研发团队在控制策略中引入阻抗重塑技术，优化锁相环（PLL）参数，并积极探索构网型（GFM）控制算法，以...
多电平级联H桥变换器中电容电压纹波的闭环解析滤波方案
Closed-Loop Analytic Filtering Scheme of Capacitor Voltage Ripple in Multilevel Cascaded H-Bridge Converters
Ezequiel Rodriguez · Glen G. Farivar · Neha Beniwal · Christopher D. Townsend 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年8月
本文提出了一种针对级联H桥变换器中低频电容电压纹波的闭环解析滤波方案。该技术虽适用于多种级联变换器应用，但重点关注低电容级联H桥静止同步补偿器（STATCOM）。电容电压信号的滤波对于提升此类变换器的性能与稳定性至关重要。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan系列）及大功率并网变流器具有重要参考价值。级联H桥拓扑常用于高压大功率变流器，通过闭环解析滤波技术，可以在降低直流侧电容容量的同时有效抑制电压纹波，从而显著提升系统的功率密度并降低BOM成本。建议研发团队评估该算法在模块化多电平储能变流器中的应用潜力...
基于15 kV SiC IGBT的中压并网三相三电平NPC变换器谐波分析与控制器设计
Harmonic Analysis and Controller Design of 15 kV SiC IGBT-Based Medium-Voltage Grid-Connected Three-Phase Three-Level NPC Converter
Sachin Madhusoodhanan · Krishna Mainali · Awneesh Tripathi · Dhaval Patel 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年5月
针对中压并网应用，受限于硅基器件电压等级，通常采用级联变换器。本文研究了基于15 kV碳化硅（SiC）IGBT的三相三电平中性点钳位（NPC）变换器，分析了其谐波特性并提出了相应的控制器设计方案，旨在提升高压宽禁带半导体在电网侧应用中的性能。
解读: 该研究涉及高压SiC器件在三电平NPC拓扑中的应用，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。随着光伏与储能系统向更高电压等级（如1500V及以上）演进，利用SiC器件替代传统Si器件可显著降低开关损耗、提升功率密度并优化散热设计。建议研发团队关注15...
双端口构网型高压直流单元与E-STATCOM协调运行以提供阻尼与惯性支持
Coordinated Operation of Dual-Port Grid-Forming HVDC Unit and E-STATCOM for Damping and Inertia Provision
Arkaitz Rabanal · Salvatore D'Arco · Elisabetta Tedeschi · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年6月
双端口构网控制能够对连接高压直流输电线路与交流电网的模块化多电平换流器（MMC）实现同时的交流和直流电压调节。然而，由于换流器内部能量容量有限，其提供阻尼和惯性功率的能力受到内在限制。为解决这一限制，本文提出将带储能的静止同步补偿器（E - STATCOM）与双端口构网型高压直流连接的海上风电场进行协调运行，在保证风电场最优运行的同时，提高换流器的稳定性和性能。此外，在MMC的双端口构网控制中引入了一种新的稳定机制。这改善了动态性能，即使在没有额外支持的情况下也能确保稳定运行。在所考虑的数值算例...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的双端口构网型MMC与储能型静止同步补偿器（E-STATCOM）协调控制技术，对公司在海上风电并网、储能系统集成及高压直流输电领域具有重要参考价值。 该技术的核心创新在于通过E-STATCOM与构网型换流器的协同运行，突破了传统MMC内部储能容量有限的瓶颈，显著...
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