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基于优化的模块化多电平换流器子模块选择方法
Optimization-Based Cell Selection Method for Grid-Connected Modular Multilevel Converters
Arman Hassanpoor · Amin Roostaei · Staffan Norrga · Markus Lindgren · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年4月
模块化多电平换流器(MMC)因其低损耗、紧凑性和高模块化特性,在HVDC输电系统中极具吸引力。换流站损耗与调制算法及子模块选择方法生成的开关脉冲模式密切相关。本文提出了一种基于优化的子模块选择方法,旨在通过优化开关策略降低MMC系统的运行损耗,提升系统效率。
解读: MMC技术主要应用于高压直流输电(HVDC)及大功率柔性直流输电领域。虽然阳光电源目前的核心产品线以组串式/集中式光伏逆变器及储能变流器(PCS)为主,但随着公司在大型地面电站及“光储直柔”系统集成业务的拓展,对高压大功率变换技术的掌握至关重要。该文提出的优化子模块选择方法可有效降低大功率变换器的开...
用于并网模块化多电平变换器动态运行的容差带自适应方法
Tolerance Band Adaptation Method for Dynamic Operation of Grid-Connected Modular Multilevel Converters
Arman Hassanpoor · Alireza Nami · Staffan Norrga · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年12月
模块化多电平变换器(MMC)在高压直流输电中应用广泛。效率、电容电压纹波与动态性能是MMC开关策略中相互制约的三个关键因素。本文提出了一种基于容差带(TB)的自适应控制方法,旨在优化MMC的开关性能,在保证系统动态响应的同时,有效平衡变换器的损耗与电容电压波动。
解读: MMC技术主要应用于高压大功率输电及大型储能系统。阳光电源在大型地面电站及电网侧储能(如PowerTitan系列)领域处于领先地位。虽然目前主流产品多采用组串式或集中式拓扑,但随着储能系统向更高电压等级和更大容量发展,MMC技术在大型储能变流器(PCS)中的应用潜力巨大。该研究提出的容差带自适应方法...
高压直流应用中串联IGBT的关断延迟补偿
Turn-Off Delay Compensation of Series-Connected IGBTs for HVDC Applications
Pablo Briff · Javier Chivite-Zabalza · Jonathan Nicholls · Konstantin Vershinin · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年11月
本文提出了一种针对串联IGBT的低计算量延迟补偿算法。该算法通过测量钳位电容电压,动态调整串联IGBT间的相对关断延迟。实验结果表明,该方法能在几次迭代内有效平衡电容电压差,适用于高压直流(HVDC)场景下的延迟补偿。
解读: 该技术对于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。在超高压、大功率电力电子变换器中,IGBT串联技术是提升耐压等级的关键。该算法通过简单的闭环控制实现电压均衡,能够降低对驱动电路一致性的严苛要求,提高系统可靠性并降低成本。建议研发团队将其引入大功率PCS模...
结合机械开关与多电平PWM变换器的高压直流断路器:缩比模型验证
HVDC Circuit Breakers Combining Mechanical Switches and a Multilevel PWM Converter: Verification by Downscaled Models
Atsushi Suzuki · Hirofumi Akagi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年5月
本文提出两种高压直流(HVDC)断路器,能在数毫秒内切断短路电流。该方案由限流电感、电流控制电感、机械开关及采用移相载波PWM的多电平变换器组成,实现了近零电流换流,有效提升了直流系统的故障保护能力。
解读: 该技术主要针对高压直流输电领域,虽然阳光电源目前核心业务聚焦于光伏逆变器和储能系统,但随着光储电站直流电压等级的不断提升(如1500V甚至更高),直流侧的故障保护与快速切断技术变得愈发重要。该研究中采用的多电平变换器与移相PWM控制技术,与阳光电源PowerTitan等大型储能系统的PCS拓扑有技术...
风电机组接入LCC-HVDC系统下的故障穿越期间电压稳定与支撑研究
Voltage Stability and Support in Wind Farm Integrated LCC-HVDC Systems During FRT
Qi Xie · Zixuan Zheng · Yifei Guo · Xianyong Xiao · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年8月 · Vol.41
本文针对风电场接入LCC-HVDC送端系统在故障穿越(FRT)期间的动态电压支撑(DVS)引发的分段响应问题,提出准静态分段模型,揭示新型非光滑FRT诱导分岔(FRTNB),并提出自适应LCC-HVDC控制策略,在无需电网参数下提升电压稳定性。
解读: 该文对阳光电源风电变流器及构网型储能系统(如PowerTitan在新能源基地配套应用)具重要参考价值。其FRT分段建模与非光滑分岔分析方法可迁移至阳光电源ST系列PCS在弱电网/直流外送场景下的暂态电压协同控制优化;建议将文中自适应DVS策略融入iSolarCloud智能平台的风电-储能协同FRT模...
混合级联HVDC系统中多个串联-并联LCC/MMC之间的交互分析
Interaction Analysis Among Multiple Series-Parallel Connected LCC/MMC in Hybrid Cascaded HVDC System
Chunyi Guo · Wei Zhao · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年1月
混合级联HVDC(HC-HVDC)系统中多个LCC/MMC的串并联结构虽提升了对不同负荷区域的输电灵活性,但在弱交流系统下可能因换流器间复杂交互引发失稳风险。本文建立系统的状态空间与多换流器运动方程模型,基于路径分解法将开环传递函数分解为五条阻尼路径,揭示LCC逆变器等效电感视角下的主导振荡模式弱阻尼成因。量化分析了LCC自稳定路径及与各MMC交互、多换流器间交互的去稳定路径对系统稳定性的影响,并研究控制器带宽变化对各路径阻尼特性的作用规律。结果表明,定直流电压控制MMC₁与LCC逆变器间的交互...
解读: 该混合级联HVDC系统的多换流器交互分析技术对阳光电源大型储能系统PowerTitan及构网型控制产品具有重要价值。研究揭示的LCC/MMC串并联交互机理与路径分解法可直接应用于:1)ST系列储能变流器多机并联场景的振荡抑制,优化弱电网下的稳定性控制;2)构网型GFM控制器参数设计,通过量化阻尼路径...
模块化多电平变换器的容差带调制方法
Tolerance Band Modulation Methods for Modular Multilevel Converters
Arman Hassanpoor · Lennart Angquist · Staffan Norrga · Kalle Ilves 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年1月
模块化多电平变换器(M2C)在HVDC系统中应用日益广泛。变换器的效率受调制策略和子模块选择方法影响,进而决定了开关频率及电容电压纹波。本文提出了一种新的M2C调制方法,利用容差带控制技术实现对变换器性能的优化。
解读: 该研究针对M2C拓扑的调制优化,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。随着光伏与储能系统向更高电压等级(如1500V及以上)发展,多电平技术是提升效率和降低谐波的关键。容差带调制方法有助于优化开关损耗并平抑电容电压波动,可提升阳光电源大功率PCS产品的...
高压直流应用中模块化多电平变换器的热分析与平衡
Thermal Analysis and Balancing for Modular Multilevel Converters in HVDC Applications
Frederik Hahn · Markus Andresen · Giampaolo Buticchi · Marco Liserre · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年3月
模块化多电平变换器(MMC)是高压混合网络互联的理想方案,具备高扩展性、全控能力及高效率。本文重点研究了MMC在最近电平调制(NLM)下的热特性,分析了功率模块的热分布不均问题,并提出了相应的热平衡策略,以提升系统在高压应用中的可靠性。
解读: MMC技术主要应用于高压直流输电(HVDC)领域,虽然目前阳光电源的核心产品线集中在组串式/集中式光伏逆变器及储能系统(如PowerTitan系列),但随着大型地面电站及光储电站向更高电压等级(如1500V甚至更高)演进,MMC的拓扑结构和热管理技术对未来大功率集中式逆变器及电网侧储能系统的架构升级...
考虑子模块异步干扰的MMC分布式控制系统同步研究
Synchronization for an MMC Distributed Control System Considering Disturbances Introduced by Submodule Asynchrony
Haiyu Wang · Shunfeng Yang · Haiyu Chen · Xiaoyun Feng 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月
模块化多电平变换器(MMC)在HVDC应用中具有广阔前景,通常采用分布式控制架构管理大量子模块。本文针对制造公差导致的本地控制器时钟偏差和异步问题,提出了一种MMC分布式控制系统的同步方案,以提升系统运行的稳定性和精度。
解读: 该研究聚焦于MMC拓扑的分布式控制与同步技术,对阳光电源的高压直流输电(HVDC)及大型储能系统(如PowerTitan系列)具有重要参考价值。随着储能系统向高压化、大容量化发展,MMC拓扑的应用日益广泛,子模块间的精确同步直接影响系统的谐波性能与控制稳定性。建议研发团队关注该同步机制在多机并联及复...
混合多馈入直流系统中系统强度对暂态过电压影响的解析评估
Analytically Assessing the Effect of Strength on Temporary Overvoltage in Hybrid Multi-Infeed HVdc Systems
Hao Xiao · Xianzhong Duan · Yi Zhang · Yinhong Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年3月
本文针对包含电压源换流器(VSC)和电网换流器(LCC)的混合多馈入直流(HMIDC)系统,研究了系统强度对暂态过电压(TOV)的影响。相比于传统的耗时电磁暂态仿真方法,本文提出了一种解析评估方法,为理解系统强度与TOV之间的理论关系提供了新视角。
解读: 该研究关注弱电网环境下多换流器并网的稳定性与暂态过电压问题,对阳光电源的组串式逆变器及大型储能系统(如PowerTitan)在复杂电网环境下的并网控制具有重要参考价值。随着新能源渗透率提升,电网强度减弱,该解析方法有助于优化阳光电源构网型(Grid-Forming)控制策略,提升设备在弱电网下的暂态...
一种用于架空线传输的混合模块化多电平变换器
MMC)直流短路故障穿越策略
Shenghui Cui · Seung-Ki Sul · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年11月
模块化多电平变换器(MMC)是VSC-HVDC输电的核心技术。针对架空线传输中常见的瞬时性直流短路故障,本文提出了一种全面的直流故障穿越(FRT)策略,旨在提升系统在故障期间的可靠性与稳定性,确保电网安全运行。
解读: 该研究聚焦于高压直流输电(HVDC)领域的MMC拓扑及故障穿越技术。虽然阳光电源目前的核心业务集中在光伏逆变器、储能系统(如PowerTitan系列)及风电变流器,但随着公司在大型地面电站及电网侧储能业务的深入,高压电力电子变换器的故障穿越能力对于提升系统并网稳定性至关重要。该策略中关于混合MMC拓...
一种风电集成多端高压直流系统的改进自适应协调控制
An Improved Adaptive Coordination Control of Wind Integrated Multi-Terminal HVdc System
Qingqing Yang · Jun Shen · Jianwei Li · Hongwen He 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年4月
随着可再生能源渗透率提升及电力电子设备广泛接入,系统惯量降低,对多端高压直流(MTdc)系统的稳定性构成挑战。本文提出一种改进的自适应预测控制策略,通过多目标优化协调直流电压、交流频率及各终端间的功率分配,有效提升系统稳定性。
解读: 该研究关注高比例可再生能源接入下的系统稳定性与多目标协调控制,与阳光电源的风电变流器及大型储能系统(如PowerTitan)业务高度契合。随着电网惯量降低,阳光电源的变流器需具备更强的弱电网支撑能力。建议将该自适应预测控制算法应用于风电变流器及大型储能PCS的控制策略优化中,提升在多端直流输电场景下...
一种具有直流故障阻断能力的新型晶闸管混合多电平变换器及其在高压直流输电中的应用
New Hybrid Thyristor-Based Multilevel Converter With DC Fault Blocking Capability, for HVDC Applications
Yousef Nazih Abdelaziz · Khaled H. Ahmed · Barry W. Williams · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
针对高压直流(HVDC)输电系统,模块化多电平变换器(MMC)因其优异的性能被广泛应用。为实现直流故障阻断,通常采用全桥子模块(FB-SM),但这会导致半导体损耗增加。本文提出了一种新型混合晶闸管多电平变换器,旨在降低损耗的同时保持故障阻断能力。
解读: 该研究聚焦于高压直流输电(HVDC)领域,探讨了通过混合拓扑降低MMC损耗并实现故障阻断的技术路径。虽然阳光电源目前的核心业务集中在光伏逆变器、储能系统(如PowerTitan系列)及风电变流器,尚未直接涉及超高压直流输电业务,但该拓扑中关于“降低半导体损耗”和“故障阻断”的设计理念,对阳光电源研发...
基于MMC的高压直流输电系统交流耦合效应抑制研究
Suppression of AC Coupling Effects on HVdc Transmission System Based on MMC
Joon-Hee Lee · Jae-Jung Jung · Seung-Ki Sul · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
随着直流输电系统数量增加,直流线路与既有交流线路邻近布置的情况日益增多。本文研究了邻近交流线路对基于模块化多电平换流器(MMC)的高压直流输电系统产生的交流耦合效应。通过对MMC进行解耦控制分析,推导了其运行特性的解析表达式,并提出了相应的抑制策略。
解读: 该研究聚焦于MMC拓扑在复杂电网环境下的耦合效应抑制,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)具有参考价值。随着阳光电源在大型地面电站及电网侧储能项目的规模化应用,面对日益复杂的电网环境,该文提出的解耦控制策略有助于提升大功率并网设备在强耦合环境下的运行稳定性。建议研...
考虑内部动态的MMC小信号行为建模与电压控制参数优化
Small-Signal Behavioral Model and Voltage Control Parameter Optimization for MMC Considering Internal Dynamics
Hongyi Chen · Heya Yang · Fan Yang · Jing Sheng 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
模块化多电平换流器(MMC)凭借其模块化扩展性、高效率和低谐波特性,成为可再生能源并网及高压直流输电的关键方案。然而,环流及子模块电容电压等内部动态对控制性能影响显著。本文针对该问题,提出了MMC的小信号行为模型,并优化了电压控制参数,以提升系统稳定性与动态响应能力。
解读: MMC技术是阳光电源在大功率储能系统(如PowerTitan系列)及高压直流输电领域的重要技术储备。随着储能系统向高压化、大容量化发展,MMC拓扑在电网侧储能及构网型(GFM)应用中展现出巨大潜力。本文提出的内部动态建模与参数优化方法,有助于提升阳光电源大功率PCS在复杂电网环境下的稳定性,特别是在...
高压直流输电应用中的模块化多电平换流器:换流器单元与功能综述
Modular Multilevel Converters for HVDC Applications: Review on Converter Cells and Functionalities
Alireza Nami · Jiaqi Liang · Frans Dijkhuizen · Georgios D. Demetriades · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年1月
本文探讨了模块化多电平换流器(MMC)在电力电子领域的应用,重点分析了高压直流(HVDC)系统中的拓扑结构。通过将不同的换流器单元视为模块化构建块,研究了其组合方式及功能特性,旨在提升高功率电力传输系统的效率与灵活性。
解读: MMC技术是高压大功率电力电子的核心,虽然阳光电源目前主营业务集中在光伏逆变器和中低压储能系统(如PowerTitan系列),但随着电网侧储能规模的扩大及构网型(GFM)技术的需求提升,MMC的模块化设计理念对阳光电源下一代高压储能变流器(PCS)的架构演进具有重要参考价值。建议研发团队关注MMC在...
电流流向可控型混合直流断路器
Current Flow Controlling Hybrid DC Circuit Breaker
Ataollah Mokhberdoran · Oriol Gomis-Bellmunt · Nuno Silva · Adriano Carvalho · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年2月
本文提出了一种新型直流断路器,结合了线路间双H桥电流控制器与混合高压直流断路器的核心优势,适用于网状高压直流电网。该装置可在直流母线上替代两个传统断路器,在实现电流切断功能的同时,还能主动调节相邻线路的电流分布。
解读: 该技术主要针对高压直流输电(HVDC)领域,虽然阳光电源目前的核心业务聚焦于光伏逆变器和中低压储能系统(如PowerTitan、PowerStack),但随着电网侧储能规模的扩大及直流微网、直流配电网的发展,直流侧的故障保护与潮流控制将成为关键技术。该拓扑中涉及的H桥控制与电流调节技术,可为阳光电源...
混合模块化多电平整流器:一种用于高压直流输电的高效高性能整流器拓扑
Hybrid Modular Multilevel Rectifier: A New High-Efficient High-Performance Rectifier Topology for HVDC Power Delivery
Jian Liu · Dong Dong · Di Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月
本文提出了一种新型三相整流器拓扑——混合模块化多电平整流器(HMMR),适用于中高压交直流转换。相比传统的模块化多电平变换器(MMC),HMMR通过引入高压工频二极管堆,可减少高达50%的IGBT和子模块数量,同时保持了MMC的高性能优势,显著提升了系统效率并降低了成本。
解读: 该拓扑通过减少IGBT数量和简化子模块设计,为阳光电源在高压大功率电力电子变换领域提供了成本优化思路。对于阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能系统(如PowerTitan系列),该技术在降低高压侧变换损耗和系统复杂性方面具有潜在应用价值。建议研发团队关注其在兆瓦级以上高压直流接入场景下的可靠性与控制...
用于FACTS和HVDC应用的模块化多电平变换器直流母线电容在线健康监测
Online Health Monitoring of DC-Link Capacitors in Modular Multilevel Converters for FACTS and HVDC Applications
Mohsen Asoodar · Mehrdad Nahalparvari · Christer Danielsson · Rasmus Söderström 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年12月
本文提出了一种针对模块化多电平变换器(MMC)直流电容的在线健康监测方案。该算法通过检测直流电容值随时间的变化来评估其健康状态,且仅利用FACTS和HVDC应用中现有的常规测量数据,无需额外传感器,具有极高的工程应用价值。
解读: 该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。随着阳光电源在大型电站及高压储能领域的布局深入,MMC拓扑及高压直流侧电容的可靠性直接影响系统寿命。该监测算法无需额外硬件,可集成至iSolarCloud智能运维平台,实现对关键功率器件的预警维护,降低运维成...
一种在直流断路器应用中使用超高驱动电压的IGBT电流提升方法
An IGBT Current Boosting Method by Using Ultrahigh Driving-Voltage in HVdc Circuit Breaker Applications
Jingfei Wang · Guishu Liang · Xiangyu Zhang · Lei Qi 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年7月
基于电力电子技术的直流断路器通常需要大量IGBT以实现大容量分断,电流容量不足是导致成本过高的主要原因。本文提出了一种利用超高驱动电压提升IGBT电流容量的方法,旨在优化直流断路器应用中的功率器件性能。
解读: 该技术通过优化驱动电压提升IGBT电流处理能力,对阳光电源的电力电子产品研发具有参考价值。虽然阳光电源核心业务集中在光伏逆变器和储能系统(如PowerTitan、ST系列PCS),但在高压直流输电(HVDC)配套设备及大功率储能系统的直流侧保护方案中,该方法可有效降低器件冗余,提升功率密度并降低成本...
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