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多电平级联H桥变换器中的增量无源控制
Incremental Passivity Control in Multilevel Cascaded H-Bridge Converters
Ezequiel Rodriguez Ramos · Ramon Leyva · Glen G. Farivar · Hossein Dehghani Tafti 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年8月
基于级联H桥（CHB）多电平变换器的低电容静止同步补偿器（LC-StatCom）是电网无功补偿的高效低成本方案。然而，电容容量的减小导致电容电压动态响应加快，给控制系统带来了挑战。本文提出了一种增量无源控制策略，以解决传统级联控制方案在带宽限制下的稳定性问题。
解读: 该研究针对CHB多电平拓扑的快速动态控制问题，对阳光电源的储能变流器（如PowerTitan系列）及大功率并网设备具有重要参考价值。随着储能系统向高压、大功率及低成本方向演进，减小直流侧电容以提升功率密度成为趋势，但随之带来的电压波动控制难题可通过此文的增量无源控制策略优化。建议研发团队评估该算法在...
用于星型级联H桥STATCOM扩展负序电流补偿范围的柔性非正弦零序电压注入方法
Flexible Nonsinusoidal Zero Sequence Voltage Injection Method to Extend Negative Sequence Current Compensation Range for Star-Connected CHB STATCOM
Daorong Lu · Chenxing Sha · Yu Yu · Xiang Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年10月
针对星型级联H桥（SCHB）STATCOM在补偿负序电流时，传统零序电压注入导致输出电压升高、限制补偿范围（NCCR）的问题，本文提出了一种柔性非正弦零序电压注入方法。该方法通过优化注入波形，有效降低了过调制风险，从而显著扩展了STATCOM在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。在弱电网或电网电压不平衡场景下，STATCOM功能是提升系统并网稳定性的关键。通过采用文中提出的非正弦零序电压注入策略，可以优化级联多电平逆变器的直流侧电压平衡控制，在不增加硬件成本的前提下，提升设...
一种新型牵引网电感在线辨识及级联H桥变换器自适应控制方法
A Novel Online Inductance Identification of Traction Network and Adaptive Control Method for Cascaded H-Bridge Converter
Shaoyong Chen · Yu Ai · Yunming Shi · Shuai Zhao 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年6月
级联H桥（CHB）变换器在牵引应用中，因电网阻抗随列车运行而变化，易导致系统失稳。本文提出一种基于小信号稳定性的自适应控制策略，通过在线辨识牵引网电感，实时调节电流内环控制器参数，有效提升了变换器在弱电网环境下的运行稳定性。
解读: 该研究针对级联H桥（CHB）在阻抗动态变化环境下的稳定性控制，对阳光电源的大功率组串式逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。在弱电网或电网阻抗波动较大的应用场景中，该自适应控制策略可优化逆变器电流环的动态响应，提升系统并网的鲁棒性。建议研发团队关注其在线参数辨识技术，将...
一种具有改进功率平衡能力的级联多电平模块化能量路由器光储混合系统
A Cascaded Multilevel Modular Energy Router Hybrid Photovoltaic and Energy Storage With Improved Power Balance Capability
Xiaofeng Sun · Xinlei Liu · Jiaxun Teng · Ying Zhang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年3月
级联H桥（CHB）变换器在中压微电网大规模光伏电站中极具潜力。针对光伏阵列辐照不均及老化导致的各相功率不平衡问题，本文提出了一种将光伏与储能系统集成于微电网的新型拓扑与控制方法，有效提升了系统的功率平衡能力与运行稳定性。
解读: 该研究针对中压微电网场景，通过级联多电平拓扑解决光伏功率不平衡问题，与阳光电源的PowerTitan系列液冷储能系统及中压并网方案高度契合。该技术可优化大型地面光伏电站及工商业储能系统的功率分配策略，提升系统在复杂工况下的发电效率与电网适应性。建议研发团队关注该级联架构在模块化储能PCS中的应用，以...
用于缓解相间功率不平衡和降低二次谐波电压纹波的级联H桥多电平光伏拓扑
Cascaded H-Bridge Multilevel PV Topology for Alleviation of Per-Phase Power Imbalances and Reduction of Second Harmonic Voltage Ripple
Christopher D. Townsend · Yifan Yu · Georgios Konstantinou · Vassilios G. Agelidis · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年8月
级联H桥（CHB）拓扑在大型光伏系统中具有显著优势，包括高质量输出波形、无变压器高效率运行及多路MPPT实现能力。然而，该拓扑面临相间功率不平衡及二次谐波电压纹波挑战。本文针对上述问题提出改进方案，旨在提升系统稳定性与电能质量。
解读: 该研究针对级联H桥（CHB）拓扑的优化，对阳光电源的大型地面光伏电站解决方案具有重要参考价值。CHB拓扑常用于高压大功率集中式逆变器，解决相间功率不平衡和二次谐波问题可显著提升电能质量，降低对直流侧电容的容量要求，从而优化系统成本与体积。建议研发团队关注该拓扑在大型组串式逆变器或高压光伏接入场景下的...
基于耦合电感的Si/WBG混合半桥变换器用于电能质量提升与控制简化
Si/WBG Hybrid Half-Bridge Converter Using Coupled Inductors for Power Quality Improvement and Control Simplification
Chao Zhang · Xufeng Yuan · Jun Wang · Bo Hu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年3月
针对Si/WBG混合半桥变换器在混合频率交错运行（HFIO）中存在的电能质量波动及控制复杂问题，本文提出了一种Si/宽禁带（WBG）耦合半桥（CHB）拓扑。该方案通过协调混合频率交错控制，有效改善了功率质量并简化了控制设计。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及储能变流器（PCS）具有重要参考价值。通过引入Si/WBG混合拓扑与耦合电感技术，可以在保持成本竞争力的同时，进一步提升功率密度和转换效率，特别适用于PowerTitan等储能系统及新一代组串式光伏逆变器。建议研发团队关注该拓扑在降低开关损耗及优化电磁兼容性（EMC）...
驱动多相电机的级联H桥逆变器故障后最小谐波注入运行策略
Postfault Operation Strategy With Minimum Harmonic Injection for Cascaded H-Bridge Inverters Driving a Multiphase Motor
Óscar López · Jacobo Álvarez · Alejandro G. Yepes · Martín Medina-Sánchez 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
本文针对基于级联H桥（CHB）逆变器的多相电机驱动系统，提出了一种故障后运行策略。该策略通过旁路受损的H桥单元，在保证系统持续运行的同时，通过优化控制算法最小化谐波注入，从而降低转矩脉动和损耗，提升了系统在故障工况下的可靠性与运行性能。
解读: 该研究聚焦于级联H桥（CHB）多电平拓扑的容错控制，这与阳光电源在大型光伏电站及储能系统（如PowerTitan系列）中使用的多电平拓扑具有技术同源性。虽然阳光电源目前的产品多为并网型逆变器而非电机驱动，但其提出的“故障旁路与谐波优化”策略对于提升大型储能变流器（PCS）在极端工况下的可靠性具有重要...
基于高频链开关同步混合移相调制方法的级联H桥电力电子变压器电容最小化研究
Capacitance Minimization and Constraint of CHB Power Electronic Transformer Based on Switching Synchronization Hybrid Phase-Shift Modulation Method of High Frequency Link
Yuzhuo Pan · Jiaxun Teng · Chen Yang · Zemin Bu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年5月
针对基于单电感四有源桥（SIQAB）的级联H桥电力电子变压器，本文提出了一种基于高频链开关同步混合移相调制（SSHPSM）的子模块电容最小化方案。在该调制策略下，SIQAB级原边工作在开关电容模式，实现了电容电压的自动平衡与纹波抑制，有效降低了对子模块电容容量的需求。
解读: 该研究提出的SSHPSM调制策略及电容最小化方案，对于阳光电源的PowerTitan等大容量储能系统及中高压光伏并网变流器具有重要参考价值。通过优化级联拓扑的电容需求，可显著提升功率密度并降低系统体积成本。建议研发团队关注该技术在多电平PCS架构中的应用，特别是在提升高频链效率和降低直流侧纹波方面的...
一种基于零序电压的星型级联H桥STATCOM簇电压平衡控制及负序电流补偿区域识别方法
A Simple Zero-Sequence-Voltage-Based Cluster Voltage Balancing Control and the Negative Sequence Current Compensation Region Identification for Star-Connected Cascaded H-Bridge STATCOM
Daorong Lu · Jianxin Zhu · Jiangfeng Wang · Jianhui Yao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年1月
针对星型级联H桥STATCOM在进行正负序无功补偿时，因相电流/电压不平衡导致各相簇间有功功率分配不均的问题，本文提出了一种基于零序电压注入的簇电压平衡控制策略，并识别了负序电流补偿的有效运行区域，以解决复杂工况下的电压平衡难题。
解读: 该技术对于阳光电源的大型储能系统（如PowerTitan系列）及高压并网变流器具有重要参考价值。随着电网环境日益复杂，储能PCS在弱电网或不平衡电网下的稳定运行及无功支撑能力成为核心竞争力。级联H桥拓扑在大型储能及高压静止无功发生器中应用广泛，本文提出的零序电压注入策略能有效解决多模块间的电压均衡问...
五相LLC谐振变换器集成变压器的深度设计与多目标优化
In-Depth Design and Multiobjective Optimization of an Integrated Transformer for Five-Phase LLC Resonant Converters
Jianing Wang · Jiawen Hu · Wei Pei · Zhiqing Yang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年11月
针对中压级联H桥光伏发电系统，高功率隔离型DC-DC变换器对功率密度和电气隔离要求极高。本文研究了五相LLC谐振变换器中集成变压器的设计与优化，旨在解决高功率变压器因厚绝缘材料导致的功率损耗大及散热困难问题，通过多目标优化提升变换器整体效率与功率密度。
解读: 该研究针对高功率密度隔离型DC-DC变换器，对阳光电源的组串式逆变器及中压光伏发电系统具有重要参考价值。随着光伏系统向更高电压等级和更高功率密度演进，集成变压器技术能有效减小体积并优化散热，直接助力阳光电源提升组串式逆变器及储能PCS的功率密度。建议研发团队关注该集成磁件设计方法，将其应用于下一代高...
基于移相载波脉宽调制
PSC-PWM）的单相级联H桥逆变器实时计算方法
Junpeng Ma · Xiongfei Wang · Frede Blaabjerg · Wensheng Song 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年1月
数字控制中计算延迟和占空比更新滞后会降低电力变换器的动态性能。本文提出了一种针对采用移相载波脉宽调制（PSC-PWM）的单相级联H桥（CHB）逆变器的实时计算方法，旨在消除数字计算带来的时间延迟，从而提升系统的动态响应能力。
解读: 该研究针对级联H桥（CHB）拓扑的实时控制优化，对阳光电源的高压大功率光伏逆变器及储能变流器（PCS）具有重要参考价值。CHB拓扑常用于中高压并网场景，通过消除数字计算延迟，可显著提升逆变器在弱电网环境下的动态稳定性及对电网扰动的响应速度。建议研发团队将其应用于大功率组串式逆变器或储能系统控制算法的...
基于Clarke变换与中点偏移策略在非理想条件下级联H桥多电平逆变器的图形化分析与控制
Graphical Analysis and Control of Cascaded H-Bridge Multilevel Inverter Using Clarke Transformation With Neutral-Shift Strategy Under Nonideal Conditions
P. M. Lingom · Joseph Song-Manguelle · Ideal Oscar Libouga · Mamadou Lamine Doumbia 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
本文提出一种基于三维空间矢量图示法，用于诊断非理想条件下三相级联H桥（CHB）逆变器的不平衡运行状态。理想情况下，Clarke变换后电压矢量在αβ静止坐标系中呈圆形轨迹，输出平衡的三相电压与电流；而在直流电压不平衡或单元故障等非理想条件下，轨迹变为椭圆，导致系统失衡。文章分析了两种运行模式的特征差异，并提出一种通用的中点偏移控制策略，可同时应对直流源不均与单元失效问题，确保线电压和电流保持平衡。通过三单元CHB逆变器带对称RL负载的仿真与实验验证了该方法的有效性，并探讨了非理想条件对电压电流频谱...
解读: 该Clarke变换图形化诊断与中点偏移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桥拓扑是阳光电源中高压储能系统的核心架构，文中提出的三维空间矢量诊断法可快速识别电池单元SOC不均衡或功率模块故障，提升系统可靠性。中点偏移策略能在直流侧电压不平衡时保...
单相级联H桥光伏并网逆变器不同功率路由方法的定量比较与分析
Quantitative Comparison and Analysis of Different Power Routing Methods for Single-Phase Cascaded H-Bridge Photovoltaic Grid-Connected Inverter
Siwei Yang · Xing Zhang · Wang Mao · Yuhua Hu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年4月
在单相级联H桥（CHB）光伏并网逆变器中，受辐照度、温度及组件老化影响，各光伏模块输出功率存在差异。当各模块运行于最大功率点（MPPT）时，不均匀的功率分配会导致H桥单元直流侧电压发生漂移。本文对解决该问题的不同功率路由方法进行了定量比较与分析。
解读: 该研究针对级联H桥（CHB）拓扑在光伏应用中的直流侧电压平衡问题，对阳光电源的组串式逆变器及大型地面电站解决方案具有重要的参考价值。随着光伏系统向高压化、多电平化发展，CHB拓扑在提升电能质量和降低谐波方面优势明显。建议研发团队关注文中提到的功率路由策略，以优化逆变器在复杂环境下的MPPT效率及直流...
基于三角形连接级联H桥变换器的梯次利用电池储能系统SoC均衡双级MPC控制
Dual-Stage MPC for SoC Balancing in Second-Life Battery Energy Storage Systems Based on Delta-Connected Cascaded H-Bridge Converters
Pablo Poblete · Rodrigo H. Cuzmar · Ricardo P. Aguilera · Javier Pereda 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
利用梯次利用电池（SLBs）构建储能系统具有显著的经济与环保价值。级联H桥（CHB）变换器因其高效率和低成本，成为将SLBs接入电网的理想选择。针对SLBs容量不一致导致的功率分配不均问题，本文提出了一种双级模型预测控制（MPC）策略，有效实现了各子模块间的荷电状态（SoC）均衡。
解读: 该技术对阳光电源的PowerTitan和PowerStack系列大型储能系统具有重要参考价值。随着储能市场对梯次利用电池应用需求的增加，电池组间的不一致性管理成为核心痛点。级联H桥拓扑结合MPC控制策略，能够实现更精细的功率分配和SoC均衡，从而延长电池系统寿命并提升整体利用率。建议研发团队关注该双...
基于Delta型级联H桥变换器的梯次利用电池储能系统SOC平衡双阶段MPC
Dual-Stage MPC for SoC Balancing in Second-Life Battery Energy Storage Systems Based on Delta-Connected Cascaded H-Bridge Converters
Pablo Poblete · Rodrigo H. Cuzmar · Ricardo P. Aguilera · Javier Pereda 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
利用退役电池（SLBs）构建电池储能系统（BESSs）可产生显著的环境和经济效益。级联 H 桥（CHB）变流器已成为将退役电池集成到电网中的理想选择，它能够高效且低成本地实现其子模块（SMs）间的不平衡功率分配。然而，退役电池之间的容量差异给控制系统带来了进一步的挑战，即既要满足电池储能系统的功率约束，又要平衡退役电池的荷电状态（SoC）。本文提出了一种双级模型预测控制（DS - MPC）策略，用于通过三角形连接的级联 H 桥（DCHB）变流器来平衡退役电池的荷电状态。所提出的双级模型预测控制策...
解读: 从阳光电源储能系统业务角度分析，该论文提出的基于三角形连接级联H桥变换器的双阶段模型预测控制技术，为退役电池梯次利用储能系统提供了创新性解决方案，与公司"储能+光伏"战略高度契合。 该技术的核心价值在于通过双阶段MPC算法实现不同容量退役电池的SoC精确平衡，这直接解决了梯次利用储能系统面临的关键...
级联H桥光伏并网逆变器在相间短路故障下的有功功率回流抑制优化策略
An Optimized Active Power Backflow Suppression Strategy for Cascaded H-Bridge PV Grid-Connected Inverter During Inter-Phase Short-Circuit Fault
Tao Zhao · Zixiang Sun · Zhijian Feng · Mingda Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年7月
针对三相隔离级联H桥（CHB）光伏逆变器在非对称电网故障下出现有功功率回流，导致直流母线电压失控及系统脱网的问题，本文提出了一种优化抑制策略。该方法有效解决了单相短路及相间短路故障下的功率回流难题，确保了逆变器在复杂电网故障下的稳定运行与低电压穿越能力。
解读: 该研究针对级联H桥（CHB）拓扑在复杂电网故障下的稳定性问题，对于阳光电源的大型地面光伏电站解决方案具有重要参考价值。阳光电源的集中式及组串式逆变器在面对弱电网或复杂故障工况时，对直流侧电压的稳定性要求极高。该策略可优化逆变器在非对称故障下的控制逻辑，提升产品在极端工况下的低电压穿越（LVRT）性能...
双逆变器馈电感应电机驱动多电平逆变器堆叠直流母线电容中点电压的瞬时平衡
Instantaneous Balancing of Neutral-Point Voltages for Stacked DC-Link Capacitors of a Multilevel Inverter for Dual-Inverter-Fed Induction Motor Drives
Apurv Kumar Yadav · K. Gopakumar · Krishna Raj R · Loganathan Umanand 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年3月
本文提出了一种用于变速驱动的多电平逆变器（MLI）堆叠直流母线中点（NP）电压瞬时平衡的新方法。该堆叠式MLI利用串联直流源和中点来获得所需的电平。通过在每相中使用低压电容馈电的级联H桥（CHB）来实现中点电压的平衡。
解读: 该技术主要针对多电平拓扑中的中点电位平衡问题，这对于阳光电源的高功率密度组串式逆变器及大型集中式光伏逆变器具有参考价值。虽然本文侧重于电机驱动应用，但其提出的级联H桥辅助平衡策略可为阳光电源在开发更高电压等级（如1500V及以上）的逆变器时，优化直流母线电容电压控制、降低纹波及提升功率模块可靠性提供...
一种基于级联H桥变换器的电池储能系统受限子模块荷电状态均衡方法
A Constrained Intersubmodule State-of-Charge Balancing Method for Battery Energy Storage Systems Based on the Cascaded H-Bridge Converter
Gaowen Liang · Ezequiel Rodriguez · Glen G. Farivar · Salvador Ceballos 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月
针对基于级联H桥（CHB）变换器的电池储能系统，本文提出了一种子模块（SM）间的荷电状态（SoC）均衡方法。在实际系统中，各子模块的功率分配存在物理约束，该研究旨在解决在满足功率限制的前提下，实现各相桥臂内子模块SoC的有效均衡，以提升储能系统的整体运行效率与寿命。
解读: 该研究直接关联阳光电源PowerTitan及ST系列储能PCS的核心控制技术。级联H桥拓扑在大型储能系统中具有高压直挂、模块化程度高的优势。文章提出的受限SoC均衡策略，能够有效解决多模块串联下的电池不一致性问题，提升系统可用容量。建议研发团队将其应用于大容量储能系统的BMS与PCS协同控制算法中，...
基于级联H桥和双有源桥固态变压器中高频变压器的主动热控制
Active Thermal Control of High-Frequency Transformers in Cascaded H-Bridge and Dual Active Bridge Based Solid State Transformer
Jianxiong Yu · Jing Sheng · Rui Lu · Heya Yang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
采用级联H桥有源前端（AFE）和双有源桥（DAB）隔离型DC-DC变换器的固态变压器（SST）在超大规模电力应用中日益受到关注。然而，AFE引起的二倍工频波动会导致高频变压器（HFT）产生额外功率损耗与温升，威胁其可靠性与寿命。本文通过解析方法推导了HFT损耗特性，提出一种基于三次谐波注入的主动热控制策略，以重构HFT电流频谱并降低绕组损耗。推导了谐波注入后的损耗解析表达式，并优化了注入谐波的幅值与相位。在2MW/10kVac输入/800Vdc输出的SST样机上进行了仿真与实验验证，结果表明，优...
解读: 该主动热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。文中针对级联H桥+DAB拓扑的二倍工频波动导致的高频变压器热应力问题，提出的三次谐波注入策略可直接应用于阳光电源1500V储能系统中的隔离型DC-DC变换器设计。通过优化电流频谱降低17%绕组损耗、实现3...
基于电压-电流滑模控制的三相四桥臂有源变换器策略
Voltage–Current Sliding Mode Control Strategy for Three-Phase Four-Bridge-Arm Active Converters
Mou-Fa Guo · Chu-Fang Han · Qing-Xuan Ke · Jian-Zhang You 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年12月 · Vol.14
本文提出一种三相四桥臂级联H桥拓扑及滑模控制策略，用于柔性消弧装置，可同时精确调节输出电流与中性点电压，有效抑制高/低阻接地故障下的故障电流与电压，解决PID/LADRC稳态误差及传统电压法在线路压降下失效问题。
解读: 该滑模控制策略对阳光电源ST系列储能变流器（PCS）及PowerTitan系统在配网侧故障穿越、主动谐波/不平衡补偿等场景具有重要参考价值。其电压-电流协同控制思想可增强PCS在弱电网或含高阻接地故障工况下的暂态响应与补偿精度，建议在新一代构网型PCS固件中集成SMC-ERL算法模块，并结合iSol...
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