Catalina González-Castaño · Margarita Norambuena · Alex Navas-Fonseca · Freddy Flores-Bahamonde 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月

多电平变换器已成为中高压大功率应用的重要解决方案，其中五电平T型嵌套中点箝位（5L-T-NNPC）结构因硬件需求少、电压适用范围广而备受关注。传统有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）虽动态响应快，但依赖精确的系统模型，参数失配易导致性能下降。为此，本文提出一种新型无模型预测控制（MF-PC），无需精确建模，仅利用变换器运行数据通过最小二乘法辨识自回归外生（ARX）模型参数，具有良好的参数鲁棒性。仿真与实验结果表明，所提MF-PC在5L-T-NNPC变换器上的控制性能优于传统FCS-MPC。

解读: 该无模型预测控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG大功率光伏逆变器具有重要应用价值。五电平T-NNPC拓扑的硬件精简特性契合阳光电源PowerTitan大型储能系统的成本优化需求，其宽电压范围适配1500V高压系统。MF-PC方法通过在线ARX参数辨识，可显著提升产品在温度漂移、器件老化等工况下...

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...

Alejandro Stowhas-Villa · Christian A. Rojas · Ronald Carmona · Alan H. Wilson-Veas 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月

多电平双有源桥（ML-DAB）是一种先进的DC-DC变换器结构，适用于中压电动汽车充电等应用，相较传统DAB在电压耐受和功率范围方面性能更优。本文提出一种用于T型中点钳位（TNPC）DAB变换器的开关控制方案，其核心创新在于无需更改硬件实现即可在六种不同功率配置间可重构运行。通过调节两个调制角，可生成两至五电平输出。所设计的开关控制与状态机机制支持多种优化性能指标（FOM）的灵活切换。效率分析表明，半桥、DAB及所提ML-DAB结构分别在低、中、高功率区间具有最优效率。实验基于降功率样机验证了调...

解读: 该可重构多电平T型DAB变换器技术对阳光电源充电桩和车载OBC产品线具有重要应用价值。其核心优势在于：1）无需硬件改动即可实现2-5电平可重构运行，可灵活适配不同功率等级的充电需求（如120kW/240kW/360kW充电桩共平台设计）；2）通过状态机实现低/中/高功率区间的拓扑自适应切换，可显著提...

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

随着可再生能源发电渗透率的不断提高，并网逆变器的可靠运行是一项重要指标。并网多电平逆变器的可用性取决于在运行过程中能否正确识别故障开关（如果存在），以及能否实施容错调制技术，使逆变器即使在故障条件下也能继续运行而不跳闸。尽管多电平逆变器中大量的开关给故障检测和定位带来了挑战，但这也是一个优势，因为功率仍可通过其他路径流动。为实现这一目标，本文采用了基于 T 型的混合多电平拓扑结构，并设置了某些故障条件。所提出的故障检测方案首先通过监测由归一化相电流得出的绝对相位误差变量，快速识别故障相。随后，通...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于T型混合多电平逆变器的开关故障容错调制技术具有重要的应用价值。随着我们在大型光伏电站、储能系统及风电并网领域的业务拓展，系统可靠性已成为客户选择产品的核心指标，该技术恰好契合了我们提升设备可用性和降低运维成本的战略需求。 该技术的核心优势在于无需增加额外传感器即可...

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

模块化多电平换流器与二极管整流器串联的混合拓扑（DR - MMC）已成为一种颇具前景的海上风力发电输电解决方案。准确的稳态分析对于DR - MMC的参数设计、设备选型和性能评估至关重要。然而，现有的该拓扑稳态分析方法由于对二极管整流器（DR）换相过程考虑不足，且忽略了DR与模块化多电平换流器（MMC）之间的相互耦合，存在较大误差。本文通过考虑直流电流纹波、交流侧等效串联电阻以及MMC的耦合作用，对DR - MMC中DR的换相过程进行了更详尽的描述。在此基础上，为DR - MMC建立了一种由双回路...

解读: 从阳光电源的业务布局来看，这项DR-MMC混合拓扑稳态分析技术对我们在海上风电并网领域的战略拓展具有重要参考价值。该技术通过将模块化多电平换流器（MMC）与二极管整流器串联，为海上风电远距离传输提供了高效解决方案，这与我们在新能源发电侧变流器和柔性直流输电领域的技术积累高度契合。 论文提出的双环路...

Linxiang Ou · Wenguang Chen · Tianyi Duan · Cheng Yang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月

脉冲阶梯调制（PSM）电源是一种多模块串联输出的高压电源，广泛应用于加速器、微波发生器等装置。当前PSM电源存在动态响应慢、控制光纤多、模块供电电路复杂等问题，导致电气结构复杂、体积庞大。本文提出采用LLC谐振变换器为各模块主电路提供直流电压，并在驱动电路中将电源与控制信号合成一路信号，通过高压电缆协调传输，接收端再将其分离为直流电源和控制信号。研制了15级模块样机，实现了重复频率达33 kHz的阶梯三角波、准方波及调制波输出，上升时间可调。该方法可拓展应用于级联多电平变换器与Marx发生器。

解读: 该PSM电源的能量供给与控制协调方法对阳光电源储能与功率变换产品具有重要借鉴价值。其LLC谐振变换器供电方案可应用于ST系列储能变流器的多模块供电优化，降低辅助电源复杂度；电源与控制信号合成传输技术可简化PowerTitan大型储能系统的模块间通信架构，减少光纤数量和布线成本。多级串联快速响应控制思...

Dam Yun · Sunghyuk Choi · Jung-Ik Ha · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月

在开关电容操作中，谐振型飞跨电容多电平（RFCML）变换器因其高效率和高功率密度受到关注。传统RFCML变换器在各相产生不同谐振频率，导致电感电流峰值和均方根值升高，增大电感体积。本文提出一种通过引入重路由电容实现恒定谐振频率的新RFCML拓扑。该结构需使用能阻断高于电容充电电压的反向电压的开关，采用GaN器件与负压驱动电路实现。所提拓扑通过增加两个开关降低通态电阻，减小导通损耗，提升效率，并结合零电压开关（ZVS）改善轻载效率。实验基于48 V转12 V原型验证，实现98.9%峰值效率、96....

解读: 该恒定谐振频率飞跨电容多电平变换器技术对阳光电源DC-DC变换产品线具有重要应用价值。48V-12V高效率拓扑可直接应用于：1）储能系统ST系列中的DC-DC变换模块，98.9%峰值效率和2169W/in³功率密度可显著提升PowerTitan系统集成度；2）车载OBC充电机的高压-低压辅助电源，恒...

Hui Hwang Goh · Hengfu Zhu · Wei Dai · Hui Liu 等5人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年5月

具有交错半桥子模块的模块化多电平变换器（ISM-MMC）因具备扩展电流能力与提升电能质量的优势，有望成为新型电力传输与分配装置。然而，其应用受成本、效率与可靠性等多重因素制约，当前尚缺乏对ISM-MMC经济性与可靠性的量化评估方法，且与传统MMC的拓扑选型及参数设计仍具挑战。本文提出一种融合成本、效率与可靠性的ISM-MMC综合设计方法，并建立参数优化模型，实现两类拓扑间的选型指导。通过合理配置器件额定值与交错模组数，可在性能与经济性间取得平衡。仿真表明，ISM-MMC适用于大电流场景，最优交错...

解读: 该ISM-MMC综合设计方法对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究提出的成本-效率-可靠性量化评估模型可直接指导大电流储能场景下的拓扑选型，特别是在MW级储能系统中，通过2-3组交错模组配置可有效降低电流应力并提升电能质量。该方法与阳光电源现有SiC器件...

Yibo Li · Qiuwei Wu · Yafeng Jiang · Jian Chen 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年4月

模块化多电平矩阵变换器（M³C）是低频输电技术的核心组件，该技术可使海上风电系统与陆上交流（AC）系统解耦。这使得海上风电场（OWF）无法直接响应陆上系统的频率变化。因此，本文利用M³C的子模块电容电压（SM - CV）来传递电网频率变化信息，并提出一种M³C与OWF协同向陆上交流系统提供惯性响应的控制策略。建立了M³C的SM - CV与电网频率之间的关系，赋予了M³C惯性响应能力。利用M³C的SM - CV变化获取所需的低频变化信息，然后利用信号通道将低频频率变化信息传递给OWF。对OWF采用...

解读: 该研究的M3C虚拟惯性控制策略对阳光电源的储能和风电产品线具有重要参考价值。首先，虚拟惯性控制技术可直接应用于ST系列储能变流器和PowerTitan系统，提升其电网支撑能力。其次，协调控制思路可用于优化阳光电源风电变流器的VSG控制算法，特别是在大型海上风电项目中。此外，频率解耦与惯性响应的创新方...

Yuchen Zhu · Yongli Li · Botong Li · Tao Li 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年12月

针对基于二极管整流器和模块化多电平换流器（DR-MMC）高压直流输电的海上风电场在陆上交流故障下功率过剩的问题，提出一种内部能量分布控制（IEDC）策略。该策略利用风电机组转子动能和MMC子模块电容能量实现故障穿越与故障后恢复。通过本地量测实现故障检测，设计两阶段故障穿越控制，结合预设功率削减与能量吸收曲线，灵活分配多余能量至动能与MMC储能；当内部能量达限后启用附加桨距角控制以减少捕获风能。故障清除后，采用两阶段恢复策略实现有功功率快速恢复及储能能量释放。在两端与四端测试系统上的仿真验证了所提...

解读: 该研究提出的内部能量分布控制策略对阳光电源的储能与风电产品线具有重要参考价值。其中能量缓冲与分配技术可应用于ST系列储能变流器的故障穿越控制，特别是在大规模储能电站中协调电池与变流器的能量平衡。文中的两阶段故障恢复方法也可借鉴应用于PowerTitan储能系统的电网故障处理。此外，该技术对改进阳光电...

Wang XiangMingrui YangJinyu Wen · 现代电力系统通用与清洁能源学报 · 2025年1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...

Zhixiang Li · Yunqing Pei · Jiahao Liu · Laili Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月

基于模块化多电平换流器（MMC）的电力电子变压器（PET）具有通过固有双有源桥（DAB）实现纹波功率传输（RPT）的优势，从而可降低所需子模块电容并提高功率密度。然而，RPT的实现会导致DAB的损耗和体积增加，给运行模式选择和参数设计带来挑战。本文首次通过多目标优化（MOO）对基于MMC的PET在RPT模式下运行时的设计与优化进行了全面研究。首先，建立合适的模型来估算基于MMC的PET的元件损耗和体积。利用这些模型，开发了一个同时考虑效率和功率密度的MOO程序，以探索PET的设计原则。值得注意的...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇关于MMC型电力电子变压器（PET）的研究具有重要的战略价值。该技术通过纹波功率传输（RPT）机制显著降低子模块电容需求并提升功率密度，这与我们在光储一体化系统和中高压储能解决方案中面临的核心挑战高度契合。 在储能系统应用层面，MMC-PET技术可直接赋能我们的Pow...

Jinmu Lai · Junhong Chen · Xin Yin · Jun Liang 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年6月

针对中性点非有效接地交流配电网单相接地故障易引发故障点电弧、供电中断，并将零序电压耦合至直流网络及交直流混合配电网非故障侧的问题，本文提出一种改进型混合模块化多电平换流器（HMMC）的灵活控制方法。该HMMC在直流侧增设全桥子模块（FBSM）簇，交流侧具备零序电流通路以实现主动接地故障电弧抑制（AGAS），直流侧FBSM簇用于阻断零序分量向直流电网及非故障回路传播，实现零序电压传输抑制（ZVTS）。所提控制策略可在故障下维持HMMC正常运行，同时实现故障电流抑制过程中的功率传输与电弧抑制期间的Z...

解读: 该混合MMC主动接地电弧抑制技术对阳光电源PowerTitan储能系统和ST系列储能变流器具有重要应用价值。文中提出的HMMC拓扑通过直流侧FBSM簇实现零序电压阻断，可直接应用于阳光电源交直流混合微网储能方案，解决单相接地故障时电弧持续燃烧和零序分量跨网传播问题。该技术的AGAS控制策略与阳光电源...

D. Bridarolli · C. Zucchelli · P. Mannocci · S. Ricci 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年4月

电阻式随机存取存储器（RRAM）器件为内存计算（IMC）应用展现出一系列引人注目的特性，如非易失性存储、低读取电流和高可扩展性。内存计算能够克服数据密集型工作负载（如边缘端深度学习）的内存瓶颈。在此背景下，3D 垂直 RRAM（3D - VRRAM）是一种有望以低成本实现高存储单元容量的方案。在本研究中，我们展示了一种基于 HfOx 的 3D - VRRAM 交叉开关阵列（CBA），其具备精确多级编程的内存计算能力。我们通过在 3D - VRRAM 上进行内存计算，对矩阵向量乘法（MVM）以及逆...

解读: 从阳光电源的业务场景来看，这项3D垂直阻变存储器（3D-VRRAM）技术在存内计算领域的突破，为我们在新能源智能化控制系统中的算力瓶颈提供了潜在解决方案。 在光伏逆变器和储能系统领域，实时功率预测、MPPT算法优化、电网调度响应等应用场景需要处理海量传感器数据并执行复杂的深度学习推理。传统冯·诺依...

Rodrigo del Prado Santamaría · Gisele A. dos Reis Benatto · Thøger Kari · Aysha Mahmood 等6人 · IEEE Journal of Photovoltaics · 2025年9月

通过将退化电池与健康电池的发光情况进行对比，利用电致发光（EL）成像技术可以识别光伏（PV）组件中的电位诱导衰减（PID）现象。在未退化的组件中，电池呈现出一致的辐射复合和发光特性，而PID会改变这些特性，从而产生可测量的差异。本文提出了一种方法，通过在两个不同的电流注入水平下采集EL图像，量化同一组件内退化电池与参考电池之间发光的相对变化。由此得到的指标能够实现PID的自动表征，并减少对主观视觉判读的依赖。该方法还通过多偏置调制技术进行了改进，以适用于日光现场EL检测，该技术在高电流注入和开路...

解读: 该多级正向电流偏置EL诊断技术对阳光电源智能运维体系具有重要应用价值。可直接集成至iSolarCloud云平台的智能诊断模块，通过SG系列逆变器的多级电流输出能力，实现现场PID快速识别，提升大型光伏电站的预测性维护精度。该方法与阳光电源MPPT算法优化技术结合，可在不同光照条件下动态调整偏置电流，...

Zhan Liu · Quangen Li · Jiawei Fu · Hua Zhou 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年3月

模块化多电平变换器-电池储能系统（MMC-BESS）有助于提升电网可靠性，但其模型预测控制（MPC）面临计算量大、输出电流质量不佳及权重因子选取困难等问题。本文提出一种扩展电平MPC方法，在负载MPC阶段直接计算输出电压参考值，并通过逐步优化确定输出电平，采用优化电流误差面积的代价函数以降低电流总谐波畸变（THD）。每控制周期计算复杂度恒为5，与子模块数量无关。针对环流控制设计两种策略，并采用独立代价函数避免权重因子整定，将荷电状态（SoC）平衡反馈引入环流参考实现相间与桥臂间SoC均衡。仿真与...

解读: 该扩展电平MPC方法对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。其核心优势在于：1）计算复杂度恒定为5且与子模块数量无关，可显著降低控制器成本，适合大规模MMC-BESS部署；2）通过优化电流误差面积降低THD，可提升ST储能变流器并网电能质量，满足严格的电网谐波...

Yinfeng Suna · Zhi Zhaoa · Mingzhi Lua · Rong Lib · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.296

摘要 为了减少化石燃料的使用，采用直流架空线路的大规模光伏（PV）并网模块化多电平换流器-高压直流（MMC-HVDC）系统是未来的发展趋势。然而，直流架空线路发生短路故障的可能性较高，可能对设备造成损害。首先，本文建立了系统及光伏电站的模型；其次，针对大容量光伏双极性MMC-HVDC系统，分析了直流架空线路的单极短路接地故障；最后，提出了一种综合考虑直流断路器（DCCB）、换流站控制和光伏功率输出的协调式直流故障穿越控制策略。故障发生时，非故障极的换流站维持功率传输，计算系统的不平衡功率，并利用...

解读: 该MMC-HVDC直流故障穿越技术对阳光电源大型光伏并网系统具有重要参考价值。文中提出的协调控制策略可应用于SG系列高压光伏逆变器与储能系统的联合调度:通过ST系列PCS快速功率响应平衡故障期间的功率波动,结合iSolarCloud平台实现光伏阵列出力优化与前馈增量控制。该方案对阳光电源开发具备故障...

Xiangyu Pei1Caoyang Jia2Feng Ji3Hui Pang4Guangfu Tang4 · 中国电机工程学会热电联产 · 2025年1月 · Vol.45

基于电压源换流器的高压直流输电是构建新型电力系统的重要方向。然而，可再生能源出力具有波动性、间歇性和随机性，易导致送端模块化多电平换流器（MMC）交直流侧有功功率失衡，引发宽频振荡和环流加剧等问题。为此，本文提出一种基于能量平衡的MMC新型控制方法，使其能够适应风电输出波动并自然抑制环流。首先揭示MMC拓扑分解与重构的演化机理，继而提出结合半桥MMC能量平衡与交流电压幅值支撑的交流内电压控制策略，定义直流内电压并基于系统总体能量平衡设计其控制方法，进而融合桥臂能量平衡与交直流内电压实现各桥臂独立...

解读: 该MMC能量平衡控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和大型风光储一体化项目具有重要应用价值。文章提出的交直流内电压独立控制策略可直接应用于PowerTitan储能系统的多电平拓扑优化，解决新能源波动导致的功率失衡问题。其自然抑制环流的方法能降低ST储能变流器的损耗和热应力，提升系统效率。基于能量平衡...

Saeed Sharifi · Levi Bieber · Liwei Wang · Juri Jatskevich · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年6月

本文研究一种新型开关中点式模块化多电平变换器（SMPC），通过引入三次谐波注入和故障阻断能力，显著提升调制比，适用于电压变化范围宽的高压直流（HVdc）系统。该拓扑每相共享一组半桥子模块（HBSM），实现导通开关的零电压切换（ZVS），较传统MMC减少17.7%子模块数量和40%储能需求。扩展型SMPC简化了堆栈电压平衡所需的谐波电流消除，降低半导体应力，损耗表现优于HBSM-MMC。外侧全桥子模块提供基于电容反电动势的固有直流故障保护与穿越能力。文中阐述其运行原理与能量平衡机制，并通过OPAL...

解读: 该SMPC拓扑技术对阳光电源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17.7%子模块数量削减和40%储能需求降低，可直接优化ST2752KWH等高压储能系统的成本结构和功率密度。三次谐波注入扩展调制比特性适配宽电压范围应用场景，增强系统灵活性。ZVS软开关技术与阳光电...

Xin Lin · Ramon Zamora · Yazhou Jiang · Gang Chen 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年3月

为在太阳能与负荷预测不确定性下兼顾用户舒适度并降低运行成本，本文提出一种系统级与本地级协同的分层式家庭能源管理系统（HEMS）。系统级采用模型预测控制，结合长期与短期优化调度电池和超级电容器，降低运行成本并提升舒适度；短期层修正调度偏差并保障混合储能安全运行。本地级实现直流电压恢复、功率分配及电池荷电状态均衡。超级电容器用于补偿瞬态功率，减缓电池老化。实验结果表明，相比现有方法，该方法可显著降低系统运行成本。

解读: 该多层级HEMS架构对阳光电源ST系列储能系统和家庭ESS集成方案具有重要应用价值。其分层控制策略可直接应用于PowerTitan储能系统的能量管理：系统级MPC优化可集成至iSolarCloud云平台实现长短期调度协同，本地级控制可嵌入ST储能变流器实现直流母线电压稳定与功率分配。混合储能架构（电...