Diego Bernal Cobaleda · Fanghao Tian · Wilmar Martinez · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月

本文提出一种面向高自由度电力变换器的物理信息神经网络（PINN）建模方法。该方法综合考虑占空比、相移及功率关系，突破传统调制策略对谐波近似或时域分析的依赖，有助于识别更高效的运行工作点。以一种原边五电平T型逆变器、副边级联双单元多电平逆变器的谐振多输出变换器为案例，实现高低压侧隔离并降低变压器匝数比，提升功率密度潜力。结合粒子群优化（PSO）算法对PINN预测结果进行优化，进一步挖掘性能潜力。通过低功率样机验证，轻载效率显著提升。结果表明人工智能驱动建模在拓展变换器全负载效率方面具有前景，并探讨...

解读: 该PINN建模方法对阳光电源多端口变换器产品具有重要价值。在ST储能系统中，可优化多电池簇并联的SIMO拓扑建模，突破传统谐波分析局限，实现宽SOC范围高效运行；结合PSO算法可动态寻优调制策略，提升轻载效率。在车载OBC及充电桩产品中，五电平T型逆变器与级联多电平拓扑的结合可降低变压器匝数比、提升...

V. Fernão Pires · Armando Cordeiro · Daniel Foito · A. J. Pires 等6人 · IEEE Access · 2025年1月

九开关逆变器因其功率半导体器件数量少，在双三相或六相电机驱动等双输出应用中具有显著优势，但其交流输出电压仅限于两电平。本文提出一种具有多电平输出特性的新型逆变器拓扑结构，适用于双三相或六相电机驱动系统。该拓扑由两个隔离的逆变器构成，桥臂数量由六个减少至三个，形成模块化多电平结构，在减少器件数量的同时实现更多电压电平。结合所提出的调制策略，确保系统实现多电平运行。通过Matlab/Simulink仿真及实验样机测试验证了该拓扑与调制策略的有效性，仿真与实验结果一致，验证了理论分析的正确性。

解读: 该九开关多电平逆变器技术对阳光电源新能源汽车驱动产品线具有重要应用价值。核心优势在于：1）通过双九开关拓扑将桥臂从六个减至三个，器件数量减少33%，可直接降低电机驱动系统成本和体积；2）多电平输出特性可改善电机侧电压波形质量，降低dv/dt应力和共模电压，提升SiC器件在高频开关下的可靠性；3）模块...

Xiaoping Gao · Guobing Song · Chenhao Zhang · Xiaoning Kang 等5人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2024年11月

低频输电系统（LFTS）已成为远距离海上风电输送的优选方案。然而，由于两端均连接电力电子装置，基于工频相量的传统保护可能性能不佳。本文分析了传统保护的适应性，发现典型控制策略会削弱故障特征。为此，提出电网侧变换器（GSC）与模块化多电平矩阵变换器（M3C）的阻抗构建方法，以增强内外部故障的特征差异。进而提出一种方向纵联保护方案：不对称故障下，负序阻抗角由电流环参考值决定；对称故障下，调节GSC电流环参考系数可提升高阻故障下的性能。通过构建不同故障类型的序网，提出基于电压幅值的选相方法。PSCAD...

解读: 该研究对阳光电源的海上风电和储能产品线具有重要参考价值。文中提出的GSC与M3C阻抗构建方法可应用于ST系列储能变流器和大型储能系统的保护设计，特别是在构建电网故障特征识别方面。研究的方向纵联保护方案对阳光电源开发新一代海上风电并网变流器提供了创新思路，尤其是在不对称故障和高阻故障场景下的保护策略优...

Luowei Wen · Wensong Yu · John Geiger · Iqbal Husain · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年3月

本文提出一种基于实时前馈控制的多电平选择性栅极驱动（SGD）策略，通过单路数字信号实现64级开通与关断栅极电阻选择，显著提升系统级逆变器性能。该前馈控制依据逆变器运行状态，在PWM开关周期层面实施，可在数十微秒的子开关周期内有效降低开关能量损耗，同时将漏源电压过冲限制在允许范围内，无需超高速动态调控。建立了四种基于时间尺度的仿真模型，分析栅极电阻及SGD在开关瞬态、开关周期、基波周期和驾驶循环中的影响。所设计的SGD硬件已在单相全桥逆变器中验证。实验与基波周期仿真结果表明，相较于传统栅极驱动（C...

解读: 该多电平选择性栅极驱动技术对阳光电源SiC功率器件应用具有重要价值。其64级栅极电阻实时选择策略可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的SiC模块驱动优化，通过PWM周期级前馈控制在降低开关损耗的同时抑制电压过冲，无需超高速动态调控即可提升系统效率。该技术对PowerTitan大型储能系...

Hengyang Liu · Zirui Liu · Wubin Kong · Junyao Tu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月

准确的变压器参数对高频级联变压器多电平逆变器（CTMI）性能预测至关重要。传统基于均方根的方法在正弦激励下有效，但在方波驱动下因未考虑谐波引起的频变电抗而失效。本文提出一种基于CTMI幅频特性的新型参数估计方法，建立了包含励磁与绕组参数的解耦模型，解析推导了考虑死区效应和开关压降的输出电压与参数关系。通过暂态开路实验波形估计励磁参数，结合不同频率下实测输出电压基波分量，采用粒子群优化算法辨识绕组参数。所提方法无需额外信号设备或断开变压器，仿真与17电平CTMI（5–30 kHz）实验验证了其高精...

解读: 该参数估计方法对阳光电源的高频变压器类产品具有重要应用价值。特别适用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中的高频隔离变压器设计优化。通过精确识别变压器参数,可以提高产品的建模精度和控制性能。该方法无需额外测试设备,可直接应用于产线测试和现场运维,有助于提升产品一致性和可靠性。对于PowerTit...

作者未知 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月

摘要：并联交错式多电平逆变器（PIMIs）在高功率应用中具有巨大潜力，但其固有的环流问题会导致电流应力增加和系统效率降低。本文聚焦于PIMIs中的相环流（PCC）抑制。首先，提出了一种PCC预测模型，该模型考虑了应用非对称规则采样（ARS）规则时存在的一个控制周期延迟。通过使用该模型，选择合适的冗余矢量，可使PCC降低约50%。然后，开发了另一个考虑两个控制周期延迟的PCC预测模型。利用该模型，提出了一种基于ARS的可变开关频率脉宽调制（VSFPWM）方法，以精确控制PCC的峰值，并给出了一种确...

解读: 从阳光电源大功率逆变器产品线视角来看，这项针对并联交错多电平逆变器（PIMI）环流抑制的研究具有重要的工程应用价值。在我们的集中式光伏逆变器、储能变流器以及风电变流器等大功率应用场景中，并联技术是实现兆瓦级以上容量的关键路径，而相环流（PCC）问题一直制约着系统效率和可靠性的提升。 该论文提出的非...

Xiaoxiao Liu · Willem Leterme · Paul D. Judge · Geraint Chaffey Chaffey 等5人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年8月

模块化多电平换流器（MMC）高压直流输电系统的控制结构复杂，其交流侧短路故障响应由多个交互控制环路共同决定。本文采用基于初等效应和Morris筛选的全局敏感性分析方法，识别部分黑箱化MMC控制模型中的关键参数。结果表明，故障电流注入参数与锁相环增益对内部及交流侧故障行为均有显著影响，且二者存在非线性交互作用；总能量控制对交流侧故障响应与保护性能亦具重要影响，但常被现有研究忽视。本文进一步研究了电网强度、故障前运行模式和故障类型的影响，以增强结论的普适性。该方法为输电系统运营商在无需完整模型访问权...

解读: 该MMC交流故障响应关键参数识别技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究揭示的故障电流注入参数、锁相环增益与总能量控制的非线性交互作用，可直接应用于优化阳光电源构网型GFM控制策略中的故障穿越能力。基于Morris筛选的全局敏感性分析方法为ST储能系统...

Srushti Sengarap · Debaprasad Kastha · Prabodh Bajpai · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月

多电平多端口DC-DC变换器相较于传统两电平结构具有更强的耐压能力、更高的升压比和更多的控制自由度，适用于储能设备接入直流微网。本文提出一种带辅助电感的电流型三电平三有源桥变换器，采用分裂绕组高频变压器，并建立了详细的变压器模型，分析了其相对于传统变压器的优势。基于端口电压的傅里叶级数分析了全范围占空比与移相角下的功率流动特性，研究了占空比、移相角对功率传输及零电压开关的影响。实验样机在1.6 kW、100 kHz下实现90 V至650 V电压转换，正向效率达96.8%，较传统VF-TAB结构提...

解读: 该分裂绕组电流型三电平多端口变换器技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。其90V至650V宽范围电压转换能力可直接应用于电池储能系统的双向DC-DC接口，实现低压电池组与高压直流母线的高效连接。三电平拓扑与阳光电源现有三电平技术路线一致，96.8%的高效...

作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

摘要：高功率柔性直流链路采用模块化多电平换流器（MMC），以在中高压电网中实现紧凑的有功功率重新分配。在发生紧急情况时，此类换流器可能需要提供更高的有功功率容量，以避免电网脆弱位置出现过载。本文通过利用MMC子模块（SM）的电容电压纹波裕量，将直流电压提升至额定值以上，从而实现了这一目标。这种电压提升在使MMC的有功功率容量得到增强的同时，还能使部件承受的额定电热应力保持不变。此外，动态改变直流侧电压可降低MMC的环流，提高其运行效率。由于平均电容电压被控制为保持恒定，因此增强型MMC的总体应力...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于模块化多电平换流器（MMC）电容电压纹波的动态直流电压增强技术具有重要的战略价值。该技术通过利用子模块电容电压纹波裕量来动态提升直流电压，在不增加器件电热应力的前提下实现有功功率容量的提升，这与阳光电源在高压大功率储能系统和柔性直流输电领域的技术路线高度契合。 对...

Sang-Jung Lee · Su-Han Pyo · Dae-Wook Kang · Dongsul Shin 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月

集成超级电容SC储能系统的模块化多电平变换器MMC-SESS因高功率密度、快速充放电能力和长寿命而受到广泛关注。在电池储能系统BESS中，缓解二次谐波电流SHC对保持电池寿命至关重要。然而由于SC寿命几乎不受SHC影响，子模块SM电容的二次谐波电压SHV降低比缓解SHC更可取。该方法可减小SM电容尺寸并提高系统功率密度。提出一种ESS接口变换器的二次谐波注入策略，专门旨在降低SM电容的SHV同时保持SC侧SHC幅值。分析了ESS接口变换器各工作点的SHV和SHC特性。基于该分析验证所提策略可在保...

解读: 该MMC-SESS二次谐波注入策略研究对阳光电源储能系统优化有重要参考价值。减小SM电容40%同时保持性能的技术成果与阳光PowerTitan储能系统的高功率密度和成本优化目标高度契合。超级电容SC对SHC不敏感特性的利用可应用于阳光ST系列储能变流器的混合储能方案设计，在快速功率响应场景中发挥SC...

Parisa Ranjbaran · Hossein Yousefi · Maryam Javadini · Nahid Izanloo 等6人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.301

摘要 本研究提出了一种集成的能源-水资源管理框架，采用漂浮式光伏（Floating Photovoltaic, FPV）技术，适用于半干旱地区，并以伊朗查赫-尼梅湖（Chah-Nimeh Lake）为案例进行研究。该系统结合了粒子群优化算法（Particle Swarm Optimization, PSO），用于在局部遮阴条件下对9×9光伏阵列进行动态重构；基于模块化多电平换流器（Modular Multilevel Converter, MMC）的高压直流输电（HVDC）接口，实现稳定高效的电...

解读: 该FPV系统集成方案对阳光电源具有重要参考价值。研究中的PSO动态重构技术可应用于SG系列逆变器的MPPT优化算法,提升阴影遮挡下的发电效率46.9%。MMC多电平HVDC接口方案与阳光电源三电平拓扑及SiC功率器件技术高度契合,可增强ST系列储能变流器在漂浮电站场景的电能质量控制能力。能源-水资源...

Hengyu Li · Walid Hatahet · Jared J. Paull · Jintao Han 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年6月

多电平多模块固态变压器（SST）通过链式AC-DC变换器和双有源桥（DAB）DC-DC变换器实现中压交流与低压交流系统的接口，具有高模块化、双向功率传输、电气隔离和高频变换等优势。为支持快速控制原型开发，亟需高效且精确的电磁暂态（EMT）等效电路模型。本文提出基于开关函数的通用解耦等效电路模型，可统一描述全桥、DAB及三相三电平等变换器在导通与阻断模式下的行为。通过开关函数与直流母线解耦策略，模型实现了恒定G矩阵并显著降低节点数量。同时提出一种适用于大步长仿真的开关插值技术，以准确刻画开关事件。...

解读: 该SST解耦等效电路模型技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST储能变流器方面，所提出的DAB DC-DC变换器恒定G矩阵建模方法可显著加速储能系统多模块级联拓扑的EMT仿真效率，支持PowerTitan大型储能系统的快速控制原型开发与参数优化。在SG光伏逆变器领域，三相三电平变换器的通用解...

José Manuel Guerrero · Aitor Blázquez-Campanón · Salvatore D'Arco · Miguel Jiménez Carrizosa 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月

高效输电系统的需求、可再生能源发电的兴起以及电池储能系统的发展推动了模块化多电平换流器（MMC）的应用，与传统换流器相比，MMC具有更优的性能。然而，MMC电气故障的诊断更具挑战性，因为故障回路涉及更多的元件。特别是，接地故障（GF）是电力系统中最常见的故障类型，但对于交直流换流器而言，接地故障诊断尚未得到广泛研究，大多数工业继电器在这种情况下会失效。本文提出了一种基于在直流中点或交流中性点设置高值接地电阻的MMC接地故障定位方法。通过测量接地电阻两端的电压并进行频率分析，可以准确地确定故障位置...

解读: 该MMC接地故障定位与严重程度估计技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。MMC拓扑在大容量储能PCS中广泛应用，但接地故障易导致子模块电容过压、桥臂电流不平衡等问题。该方法通过桥臂电流与子模块电压暂态特征提取实现故障精确定位，可集成至阳光电源iSolar...

Jiajun Wang · Wenjuan Du · Qiang Fu · Bixing Ren 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年7月

本文研究了通过模块化多电平换流器（MMC）高压直流输电系统并网的双馈感应发电机（DFIG）风电场在机电时间尺度下的暂态稳定性。故障期间，MMC进入限流模式，与DFIG控制系统的耦合作用加剧了稳定性问题。为此构建了大信号模型，揭示了暂态稳定机理，并提出了计及锁相环影响的暂态稳定指标，量化评估DFIG与MMC耦合引发的失稳风险。同时分析了限流模式及速度控制增益、转子阻尼、惯性系数和故障位置与严重程度等参数的影响，并提出针对性改进措施。最后通过Modeling Tech微网实时仿真平台的硬件在环实验验...

解读: 该研究对阳光电源的MMC储能系统和大型风电并网产品具有重要参考价值。研究的DFIG与MMC耦合暂态稳定性问题,对ST系列储能变流器和PowerTitan系统的故障穿越能力优化具有直接指导意义。特别是限流模式下的控制策略和稳定性评估方法,可用于提升储能变流器的电网友好性。同时,文中提出的计及锁相环影响...

Hengyang Liu · Wubin Kong · Junyao Tu · Zirui Liu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月

高频级联变压器多电平逆变器中脉宽畸变会引入显著的低次谐波，导致电磁干扰问题，需进行补偿。若仅考虑死区而忽略开关寄生电容，尤其在小输出电流时谐波反而增加。传统基于电流采样的方法易受采样误差与通信延迟影响。本文分析了开关寄生电容引起的梯形电压边沿，提出一种基于电流预测的脉宽补偿方法。通过迭代预测并计入寄生电容与励磁电流影响，准确补偿死区、开关延迟及寄生电容导致的脉宽畸变，消除采样与通信延迟。仿真与实验验证表明，在17电平、30 kHz基频的CTMI中，该方法将三、五次谐波抑制至基波的0.10%以下，...

解读: 该电流预测脉宽补偿技术对阳光电源ST系列储能变流器和高频隔离型光伏逆变器具有重要应用价值。针对高频多电平拓扑中开关寄生电容导致的脉宽畸变问题，该方法通过迭代预测补偿死区、开关延迟及寄生电容影响，可将低次谐波抑制至0.10%以下，显著优化输出波形质量。该技术可直接应用于PowerTitan储能系统的级...

Xin Qi · Jiashi Ren · Yi Deng · Joachim Holtz 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年12月

尽管多电平逆变器和宽带隙开关取得了进展，但让高功率逆变器在低开关频率下运行以降低开关损耗仍然非常有益，开关损耗对于提高系统效率和延长系统寿命至关重要。关于在低开关频率下控制电力驱动的问题已经开展了大量研究，尤其是预测方法提供了非常好的解决方案。本文探讨了一种经典的预测电流控制方法，即边界圆预测方案，并提出了改进措施，使开关频率接近预定水平。这通过控制边界电路的半径来实现。在从边界圆与开关频率之间的非线性相互作用中推导出线性关系后，所提出的方案动态调整边界圆，使逆变器运行接近预设的低频，从而在最大...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项预测电流控制技术对我们在大功率光伏逆变器和储能变流器领域具有重要的应用价值。当前我们的MW级集中式逆变器和储能PCS系统面临着功率密度提升与开关损耗控制的矛盾，该技术通过边界圆预测控制方案在低开关频率下实现精确电流控制，为解决这一核心问题提供了新思路。 技术价值方面，...

Tianlun Xia · Xinchun Feng · Chushan Li · Rulei Han 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月

多电平变换器拓扑适应航空电力系统高电压、大功率的发展趋势。为实现高效率与高功率密度，常采用碳化硅（SiC）等宽禁带器件，但全SiC方案成本过高。本文提出一种混合型Hybrid2有源中点钳位（ANPC）变换器，仅含两个Si/SiC混合开关，其余为硅基IGBT。通过混合频率调制策略，将绝大部分开关任务转移至混合开关。结合实验与理论分析，深入研究混合开关的特性，并提出最优开关策略以降低损耗、提升功率能力并保障器件安全。实验平台验证了该拓扑在成本、效率与可靠性方面的优势，适用于现代航空高功率变流器。

解读: 该混合型Hybrid2 ANPC拓扑对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。通过Si IGBT与SiC混合开关的协同设计，可在保持三电平拓扑高效率优势的同时，显著降低全SiC方案的成本压力。混合频率调制策略将高频开关损耗集中于SiC器件，低频开关由IGBT承担...

Jing Li1Boyang Zhao1Shenquan Liu2Jie Li2Xiuli Wang1Xifan Wang1 · 中国电机工程学会热电联产 · 2025年1月 · Vol.45

分数频率输电系统是远距离风电并网的新兴技术，模块化多电平矩阵变换器（M3C）为其核心装备。由于M3C直接连接不同频率的交流电网，其内外部谐波具有复杂的耦合关系及独特的双基频谱特性，但因缺乏有效建模方法而研究不足。本文提出一种新型谐波状态空间建模方法，基于二维傅里叶变换原理，实现双基频谐波分解，并通过频域双重卷积建模时域变量间的乘性耦合。给出了方法的通用表达式，构建了模块化矩阵结构，易于扩展以满足不同截断需求。进一步建立了计及闭环控制的M3C谐波状态空间模型，揭示了系统侧与低频侧之间的全景谐波耦合...

解读: 该谐波状态空间建模方法对阳光电源的储能与风电变流产品具有重要参考价值。特别是对ST系列储能变流器和大型储能系统PowerTitan的多电平拓扑设计与控制优化提供了新思路。通过双基频谐波分解和频域耦合分析，可以优化储能双向变流器的谐波控制性能，提升电网适应性。该方法的模块化建模框架也可用于SG系列光伏...

Wei Yao · Runfeng Zhang · Yurun Zhang · Shanyang Wei 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年5月

暂态仿真对保障电力系统安全稳定运行至关重要。大扰动后，系统可能出现暂态功角失稳和短期电压失稳，二者电气特性相似但需不同控制策略，因此准确识别主导失稳模式（DIM）尤为关键。本文提出一种新型混合深度学习框架，通过充分提取电力数据中的局部-全局特征实现高精度DIM识别。该框架采用经随机采样与聚合优化的图神经网络以增强局部特征捕捉与模型泛化能力，并引入基于自注意力机制的Transformer网络挖掘关键全局特征。同时嵌入重要离散故障特征以提升性能。所提方法有效融合多层级特征，克服了现有模型局限于单一失...

解读: 该混合深度学习框架对阳光电源储能系统和电网侧产品具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统中，可实时识别电网暂态功角失稳与短期电压失稳的主导模式，为ST系列储能变流器提供差异化控制策略：功角失稳时优先调节有功功率支撑，电压失稳时侧重无功补偿。该框架的图神经网络与Transformer架构可...

Mahmoud S. Mahmoud · Ahmed Salem · Van Khang Huynh · Kjell G. Robbersmyr · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月

多电平逆变器因结构特点广泛应用于各工业领域，但其元件增多导致故障率升高。深度学习模型虽可自动提取特征并实现精确故障诊断，但依赖大量训练样本，而实际工程中故障数据获取困难。为此，本文提出一种融合条件生成对抗网络（CGAN）与视觉Transformer（ViT）的少样本开路故障诊断方法。首先将测量信号转化为时频图像，利用CGAN生成具有相似分布的二维样本图像，再通过改进ViT结合原始与生成样本，采用多头自注意力机制提取局部与全局特征并完成故障分类。在F型逆变器实验平台上验证表明，每类仅用6个样本时，...

解读: 该少样本故障诊断技术对阳光电源多电平逆变器产品线具有重要应用价值。针对ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器普遍采用的三电平及多电平拓扑，功率器件数量增多导致开路故障概率上升，而实际运行中故障样本稀缺。该方法通过CGAN数据增强结合ViT特征提取，仅需6个样本即可达98.46%诊断准确率，可直接集成...