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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...
高压直流系统直流母线电压波动下混合模块化多电平变换器子模块电容电压平衡
Balancing of Submodule Capacitor Voltage of Hybrid Modular Multilevel Converter Under DC-Bus Voltage Variation of HVDC System
Joon-Hee Lee · Jae-Jung Jung · Seung-Ki Sul · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年11月
本文研究了混合模块化多电平变换器（MMC），该拓扑结合了半桥（HBSM）和全桥（FBSM）子模块，在降低系统损耗与成本的同时，具备直流侧故障穿越能力。针对直流母线电压波动下子模块电容电压平衡的难点，提出了一种有效的控制策略，以提升系统在复杂电网环境下的运行稳定性。
解读: 该研究涉及的混合MMC拓扑及电容电压平衡控制技术，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。随着光伏与储能系统向更高电压等级（如1500V及以上）发展，直流母线电压的稳定性控制至关重要。该技术可优化大功率变流器的控制算法，提升系统在弱电网或直流侧电压波...
基于不同工况的直流-直流固态变压器模块化多电平变换器分析与评估
Analysis and Evaluation of Modular Multilevel Converters for DC–DC Solid-State Transformer Based on Different Operating Conditions
Lei Zhang · Jiangchao Qin · Youhui Qiu · Keyou Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月
本文针对基于模块化多电平变换器（MMC）的固态变压器（SST），系统分析了运行频率、交流链路电压波形、子模块数量及调制方法对MMC损耗与体积的影响。研究旨在填补当前对MMC设计参数综合评估的空白，为高功率密度电力电子变换器的优化设计提供理论依据。
解读: MMC技术在阳光电源的高压大功率储能系统（如PowerTitan系列）及未来直流输电应用中具有重要潜力。该研究对MMC损耗与体积的权衡分析，直接指导了高压储能变流器（PCS）的模块化设计优化。通过优化子模块数量与调制策略，可有效提升PCS的功率密度并降低散热成本。建议研发团队关注文中关于交流链路电压...
交流电网故障下双构网型模块化多电平变换器
MMC）的暂态稳定性分析与增强控制
Kaidong Lu · Zhen He · Junchao Ma · Chenxu Wang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
模块化多电平变换器（MMC）的双构网型（DGFM）控制可通过释放子模块能量提供有功支撑，同时维持直流电压调节能力，在大型海上风电直流并网系统中极具潜力。然而，DGFM MMC在交流电网故障下易出现暂态稳定性问题。本文重点分析了其稳定性机理并提出了增强控制策略。
解读: 该研究针对海上风电直流并网场景，对MMC的构网型控制及暂态稳定性进行了深入探讨。对于阳光电源而言，随着海上风电及大容量直流输电需求的增长，MMC技术是未来风电变流器及高压储能系统的关键演进方向。该文提出的增强控制策略可直接优化阳光电源在弱电网或故障工况下的变流器稳定性，提升系统在复杂电网环境下的故障...
基于各组件体积评估的H桥单元模块化多电平变换器高功率密度设计
High Power Density Design for a Modular Multilevel Converter With an H-Bridge Cell Based on a Volume Evaluation of Each Component
Toshiki Nakanishi · Jun-Ichi Itoh · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年3月
本文针对6.6kV交流电网连接的模块化多电平变换器（MMC）降压整流器，提出了一种高功率密度设计方法。文章阐明了子模块数量、输出电压与整体体积之间的关系，并给出了旨在最小化电容、散热器及桥臂电感体积的设计流程。
解读: 该研究关注的MMC拓扑及高功率密度设计方法，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）发展，MMC技术在降低谐波、提升效率及减小系统体积方面优势显著。建议研发团队借鉴文中关于电容、散热器与电感的体积...
MMC-HVDC电网直流故障保护算法：故障分析、方法论、实验验证及未来趋势
DC Fault Protection Algorithms of MMC-HVDC Grids: Fault Analysis, Methodologies, Experimental Validations, and Future Trends
Wang Xiang · Saizhao Yang · Grain Philip Adam · Haobo Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年10月
本文综述了模块化多电平换流器（MMC）型高压直流电网的直流故障保护技术。针对直流线路故障，分析了故障特性及保护原理，探讨了超高速故障检测方法，并对现有保护策略进行了总结与实验验证，为提升直流电网运行可靠性提供了技术参考。
解读: 该文章探讨的MMC-HVDC直流故障保护技术与阳光电源的电力电子核心技术高度相关。虽然阳光电源目前主营业务集中在光伏逆变器和储能系统（如PowerTitan、PowerStack），但随着公司在大型储能电站及构网型技术（GFM）领域的深入，直流侧故障穿越与保护机制是提升系统稳定性的关键。MMC技术原...
单相MMC-RPC集成车网耦合系统低频振荡阻抗建模与机理分析
Impedance Modeling and Mechanism Analysis of Low-Frequency Oscillations in Single-Phase MMC-RPC Integrated Vehicle-Grid Coupling System
Pengkun Li · Yue Wang · Yi Liu · Quanle Zhu 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年4月
本文针对单相模块化多电平换流器（MMC-RPC）在牵引供电系统中的应用，研究了动车组接入后车网耦合系统的低频振荡（LFO）机理。通过建立阻抗模型，分析了系统在复杂工况下的稳定性，为解决电力电子化电力系统中的振荡问题提供了理论支撑。
解读: 该研究涉及的MMC拓扑及阻抗建模方法对阳光电源的电力电子技术储备具有参考价值。虽然当前阳光电源核心业务集中在光伏和储能，但随着电网环境日益复杂，弱电网下的并网稳定性（如振荡抑制）是组串式逆变器和大型储能PCS（如PowerTitan系列）研发的关键。该文提出的阻抗建模与振荡分析手段，可辅助优化阳光电...
模块化多电平变换器
MMC）工况下压接式IGBT疲劳失效演化实验研究
Wei Lai · Yunjie Wu · Anbin Liu · Zhiyong Yuan 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月
本文针对高压直流输电系统核心MMC拓扑中的压接式IGBT（PP IGBT）模块，开展了模拟实际MMC运行工况下的长期老化失效机理研究。通过实验分析，揭示了PP IGBT在复杂电热应力下的疲劳失效演化过程，对提升大功率电力电子设备的可靠性具有重要意义。
解读: 阳光电源在集中式光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）中，对高功率密度和高可靠性有着极高要求。虽然目前主流产品多采用模块化IGBT，但随着大功率电力电子技术向更高电压等级演进，压接式IGBT（PP IGBT）在极端工况下的失效机理研究对提升系统长寿命运行至关重要。该研究有助于优化阳光...
基于二极管整流器-MMC枢纽的大型海上风电场交直流混合汇集与高压直流输电系统
DR-MMC Hub Based Hybrid AC/DC Collection and HVDC Transmission System for Large-scale Offshore Wind Farms
Wang XiangMingrui YangJinyu Wen · 现代电力系统通用与清洁能源学报 · 2025年4月 · Vol.1
传统海上风电场并网系统通常采用交流电缆将电能汇集至模块化多电平换流器（MMC）平台，再通过高压直流（HVDC）输送到陆上电网。然而，随着风电场规模扩大，交流汇集电缆和海上MMC平台成本显著增加。本文提出一种基于二极管整流器-MMC枢纽的交直流混合汇集与HVDC输电系统，邻近风机采用交流汇集，远距离风机采用直流汇集，电能汇合后送至海上DR-MMC枢纽平台。文中阐述了系统拓扑、运行原理、容量设计方法及控制启动策略，并与传统MMC-HVDC系统进行了经济性对比。最后通过PSCAD/EMTDC仿真验证了...
解读: 该DR-MMC枢纽技术对阳光电源的大型储能和海上风电产品线具有重要参考价值。其混合汇集方案可启发ST系列储能变流器的多机并联拓扑优化,特别是在大规模储能电站的交直流混合组网方面。DR-MMC的简化拓扑结构与阳光电源三电平技术相契合,有助于降低海上平台成本。该方案的分级启动控制策略也可用于PowerT...
一种利用低压直流源的模块化多电平变换器预充电方法
A Simple and Cost-effective Precharge Method for Modular Multilevel Converters by Using a Low-Voltage DC Source
Kai Tian · Bin Wu · Sixing Du · Dewei Xu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年7月
本文提出了一种利用低压直流源对模块化多电平变换器（MMC）进行预充电的简单且经济的方法。MMC在启动时需将子模块电容预充至额定电压以确保正常运行。传统方法通常依赖电网侧或直流侧，且成本较高，本文方法有效降低了预充电环节的复杂性与硬件成本。
解读: 该研究针对MMC拓扑的预充电技术，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。在大功率储能变流器（PCS）中，MMC拓扑常用于高压直流接入场景，预充电环节的可靠性与成本直接影响系统启动效率。该低成本方案有助于优化PCS的硬件设计，简化启动逻辑，提升系统集成竞...
MMC-HVdc系统中IGCT极端故障的系统性分析与表征—第一部分：器件结构、爆炸特性与优化
Systematic Analysis and Characterization of Extreme Failure for IGCT in MMC-HVdc System—Part I: Device Structure, Explosion Characteristics, and Optimization
Wenpeng Zhou · Biao Zhao · Jiapeng Liu · Zhengyu Chen 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年7月
本文研究了MMC-HVdc系统中功率器件的防爆性能，这对系统安全运行至关重要。通过对比主流商用功率器件结构，指出集成门极换流晶闸管（IGCT）具有最简单的封装结构，适用于承受MMC-HVdc系统中的极端故障。文章深入分析了其爆炸特性并提出了优化方案。
解读: 虽然阳光电源目前的核心业务（如组串式逆变器、PowerTitan储能系统）主要采用IGBT或SiC功率模块，但随着公司在大型地面电站及高压直流输电领域（如柔性直流输电配套）的业务拓展，对高压大功率器件的极端故障机理研究具有参考价值。IGCT在高压大功率应用中具有独特优势，该研究中关于器件封装结构优化...
基于Floquet和Filippov理论的海上风电DR-MMC HVDC系统分段小信号建模与稳定性分析
Piecewise Small-Signal Modeling and Stability Analysis of DR-MMC HVDC System for Offshore Wind Farms via Floquet and Filippov Theory
Zefei Wu · Jianhang Zhu · Jiabing Hu · Zeren Guo 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
二极管整流器（DR）模块化多电平换流器（MMC）高压直流输电系统在深远海风电并网中备受关注。本文引入Filippov理论描述DR切换过程中的系统行为，这是准确建模DR-MMC HVDC系统的关键，旨在评估该系统的稳定性。
解读: 该研究针对深远海风电场景下的DR-MMC技术，对阳光电源的风电变流器及大型海上风电并网解决方案具有重要参考价值。DR-MMC方案因其高可靠性和低成本优势，是未来海上风电降本增效的关键方向。通过Filippov理论进行稳定性分析，有助于优化阳光电源风电变流器在弱电网环境下的控制策略，提升系统并网稳定性...
非对称故障下风电场接入MMC-HVDC系统的弱电网特性分析与电压支撑增强运行模式选择
Weak Grid Characteristic Analysis and Operating Mode Selection for Voltage Support Enhancement of Wind Farms Connected to MMC-HVDC During Asymmetric Faults
Jianan Yan · Xiaojie Shi · Tao Liu · Zhiqiang Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月
本文研究了在无同步机支撑的MMC-HVDC风电并网系统中，非对称故障下的电压支撑问题。针对弱电网特性，分析了MMC电压-频率控制模式下的运行局限，并提出了增强电压支撑能力的运行模式选择策略，以满足电网规范对风电机组故障穿越的要求。
解读: 该研究涉及的构网型（Grid-forming）控制技术与阳光电源的PowerTitan系列储能系统及大型地面光伏逆变器的高压并网技术高度相关。随着新能源渗透率提升，弱电网环境下的电压支撑能力已成为核心竞争力。阳光电源应借鉴文中针对非对称故障的控制策略，优化逆变器在弱电网下的故障穿越（LVRT/HVR...
±350-kV/1000-MW模块化多电平变换器(MMC)的功率模块电容电压平衡方法
Power Module Capacitor Voltage Balancing Method for a ±350-kV/1000-MW Modular Multilevel Converter
Zixin Li · Fanqiang Gao · Fei Xu · Xun Ma 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年6月
本文针对±350-kV/1000-MW大功率模块化多电平变换器(MMC)，研究了功率模块电容电压平衡控制。由于该应用场景下IGBT电流超过额定值，需在低开关频率下实现高效的电压平衡，以降低损耗并提升系统可靠性。
解读: 该研究涉及的MMC拓扑主要应用于高压直流输电（HVDC）及大容量柔性交流输电系统，与阳光电源目前的组串式/集中式光伏逆变器及储能PCS产品线存在差异。然而，随着阳光电源在大型电网侧储能及构网型技术领域的深入，MMC技术在超高压大容量储能系统中的潜在应用价值值得关注。建议研发团队关注该文献中关于低开关...
用于无变压器异步微电网不平衡负载支撑的四线制MMC功率调节系统设计与控制
Design and Control of a Four-Wire MMC-Based Power Conditioning System for the Unbalanced Load Support in a Transformer-Less Asynchronous Microgrid
Dingrui Li · Xingxuan Huang · Cheng Nie · Ruirui Chen 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
本文提出了一种基于分裂直流母线电容拓扑的四线制模块化多电平变换器（MMC），作为异步微电网（ASMG）功率调节系统（PCS）的解决方案。该方案旨在解决无变压器结构下微电网并网的复杂设计与控制挑战，特别是在处理不平衡负载支撑方面的应用。
解读: 该研究涉及的MMC拓扑及四线制设计，对阳光电源的PowerTitan系列大型储能系统及高压大功率PCS产品具有重要的技术参考价值。随着微电网应用场景的复杂化，尤其是针对无变压器并网的抗不平衡负载能力，是提升系统电能质量的关键。建议研发团队关注该拓扑在提升系统效率与降低谐波方面的潜力，并将其作为未来构...
兆瓦级MMC单子模块原位动态与稳态验证的部分功率硬件在环测试
Partial Power-Hardware-in-the-Loop Test for In-Situ Dynamic and Steady-State Validation of a Single Submodule in a Megawatt-Scale MMC
Jaeyeon Park · Dong-Joon Kim · Seung-Yong Lee · Jae-Jung Jung 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
模块化多电平变换器（MMC）是高功率应用的关键技术，子模块（SM）的可靠性直接影响系统性能。本文提出一种部分功率硬件在环（P-HIL）测试方法，旨在开发阶段对单个子模块进行动态与稳态验证，以降低兆瓦级系统整体测试的成本与复杂性，确保其在各种工况下的可靠性。
解读: 该研究提出的P-HIL测试方法对阳光电源的研发具有重要参考价值。在阳光电源的兆瓦级储能系统（如PowerTitan系列）及大型集中式逆变器开发中，由于系统功率等级高，全功率测试成本极高。引入部分功率硬件在环测试，可以在研发早期阶段高效验证功率模块（SM）的动态性能与可靠性，缩短产品上市周期。建议研发...
降低计算负担的模型预测控制
MPC）控制模块化多电平变换器
Bryan Gutierrez · Sang-Shin Kwak · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年11月
模型预测控制（MPC）因其实现简单、多目标控制能力及优异的动态响应，在模块化多电平变换器（MMC）中备受关注。然而，随着子模块数量增加，MPC面临计算复杂度过高的挑战。本文提出了一种降低计算负担的MPC策略，以提升其在MMC系统中的工程应用可行性。
解读: MMC技术是阳光电源大功率集中式光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）向更高电压等级和更高效率演进的关键方向。MPC算法虽具备卓越的动态性能，但计算负载一直是其在大规模多电平系统应用中的瓶颈。该研究提出的降算力MPC策略，有助于优化阳光电源在大功率变流器中的控制逻辑，减少对高性能DS...
单星型配置下模块化多电平变换器(MMC)的序阻抗建模与分析
Sequence Impedance Modeling and Analysis of MMC in Single-Star Configuration
Yang Zhang · Xin Chen · Jian Sun · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年1月
本文针对用于静止无功补偿器(STATCOM)的单星型模块化多电平变换器(MMC)进行了序阻抗建模与分析。相比于高压直流输电中常用的双星型配置，单星型结构仅使用单桥臂开关模块，具有结构简化优势。研究通过序阻抗模型揭示了其在电网并网中的稳定性特征。
解读: 该研究对阳光电源的储能系统（如PowerTitan系列）及大型并网设备具有重要参考价值。虽然目前主流储能变流器多采用两电平或三电平拓扑，但随着储能系统向更高电压等级和更大容量发展，MMC拓扑的低谐波和高效率特性使其成为未来高压大功率储能PCS的潜在技术路径。通过序阻抗建模，阳光电源研发团队可更精准地...
一种基于MMC内部电容储能的新型故障穿越策略
A Novel Fault Ride-Through Strategy Based on Capacitor Energy Storage Inside MMC
Yuntao Xiao · Li Peng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年8月
针对模块化多电平换流器（MMC）直流侧短路故障，传统全桥子模块故障穿越策略虽能快速切断电流，但会导致交流侧有功功率骤降，引发电网电压与频率振荡。本文提出一种利用MMC内部电容储能的新型故障穿越策略，旨在平抑功率波动，提升系统在故障期间的稳定性。
解读: 该研究针对MMC拓扑的故障穿越优化，对阳光电源的大型地面光伏电站及高压直流输电（HVDC）相关业务具有重要参考价值。虽然阳光电源目前主打组串式和集中式逆变器，但随着电网对构网型（GFM）技术及高压大功率并网要求的提升，MMC技术在大型储能电站及风电变流器领域的应用潜力巨大。该策略有助于提升系统在极端...
模块化多电平变换器
MMC）分布式控制系统的控制冲突抑制与稳定性提升
Shunfeng Yang · Shun Liu · Jingchun Huang · Hang Su 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月
相比传统集中式控制，MMC分布式控制系统提升了灵活性与扩展性，但控制回路间的耦合交互引发了稳定性挑战。本文旨在通过分析控制冲突机制，提出改进策略以增强MMC分布式控制系统的运行稳定性。
解读: MMC技术是阳光电源大功率集中式光伏逆变器及高压储能系统（如PowerTitan系列）的核心技术演进方向。随着系统容量向兆瓦级及更高电压等级迈进，分布式控制架构能有效降低控制器通信压力并提升系统模块化扩展能力。本文提出的控制冲突抑制与稳定性提升方法，对于优化阳光电源大型地面电站及电网侧储能系统的并网...
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