Sze Sing Lee · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年10月

摘要：传统的三电平逆变器，如 T 型拓扑结构，使用两个串联的直流母线电容来产生三个对称的电压电平。由于其最大电压电平仅限制在直流母线电压的一半，因此需要一个前端升压转换器来扩展电压增益，从而构成两级拓扑结构。本文介绍了一种单级三相升压逆变器，即开关中点升压逆变器（SMBI）。所提出的拓扑结构通过在直流母线电容的中点并入一个功率开关，实现了对直流母线电容的控制。通过在升压电感充电期间使直流母线电容并联，自然地保持了电压平衡，无需任何电压平衡控制器或传感器。在给定的升压电感充电占空比下，所提出的 S...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项开关中点升压逆变器（SMBI）技术呈现出显著的应用价值，特别是在光伏逆变器和储能系统领域。 该技术的核心优势在于实现单级拓扑结构，相比传统两级方案，通过在直流母线电容中点引入功率开关，使电容在充电时并联连接，自然实现电压平衡。这一创新设计可将直流母线电压提升至传统方案...

Swetha Kudlur Thyagaraju · Barry Venugopal Reddy · Rohit Kumar Jain · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年10月

本文介绍了一种用于太阳能光伏水泵系统（WPS）最大功率点跟踪（MPPT）的Nelder - Mead（NM）优化方法。NM方法包含四个主要操作，即反射、扩展、收缩和缩小。这些操作有助于所有粒子迅速收敛到全局最大功率点（GMPP），且稳态振荡可忽略不计。一个与感应电机驱动器集成的水泵系统通过采用三相电压源逆变器的标量控制方法运行。为了调节直流母线电压，提出了一种鲁棒控制方法，即积分滑模控制器（ISMC）。此外，引入了一个平滑函数来解决与ISMC相关的抖振幅度问题。所提出的系统使用MATLAB进行建...

解读: 从阳光电源光伏水泵系统及逆变器产品线角度分析，该论文提出的Nelder-Mead优化算法在最大功率点跟踪（MPPT）领域展现出显著的技术价值。该算法通过反射、扩展、收缩和收缩四种操作实现快速收敛，追踪效率达99.85%，平均响应时间仅0.23秒，相比传统方法在动态遮阴条件下表现出更优的稳态性能和更小...

Cheng Ai · Yitong Li · Ziwen Zhao · Yunjie Gu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

本文探讨了构网型（GFM）逆变器的扩展研究，提出了一种解耦频率与电压支撑能力的新方案。通过在匹配控制的GFM逆变器直流母线电容侧串联虚拟电阻，实现了逆变器在弱电网或复杂工况下更稳定、快速的响应，为提升电力电子化电力系统的稳定性提供了新思路。

解读: 该研究对阳光电源的构网型（GFM）技术具有重要参考价值。随着全球电网比例中新能源占比提升，弱电网下的稳定运行成为核心挑战。该方案通过解耦频率与电压控制，可优化PowerTitan系列储能变流器及大型地面光伏逆变器在复杂电网环境下的并网性能，提升黑启动及微网运行的鲁棒性。建议研发团队评估该“频率跟随”...

Jean Torelli Cardoso · Cursino Brandão Jacobina · Alan Santana Felinto · Maurício Beltrão de Rossiter Corrêa · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年9月

本文提出并研究了一种基于九桥臂变流器和四线并联变流器的三相无变压器统一电能质量调节器（UPQC）。该系统可确保电网功率因数补偿且谐波含量低，并为负载提供正弦波形的供电。并联变流器以低开关频率运行，提供平衡电流，这使得九桥臂变流器能够在补偿谐波含量的同时，应对大范围的不平衡负载。此外，通过最小化共享桥臂电流，降低了功率损耗。与传统无变压器UPQC相比，所提出的变流器在严重不平衡负载下实现了更低的总体半导体损耗。此外，与传统变流器相比，它还能够减小直流母线电容的尺寸。本文讨论了系统模型、脉宽调制（P...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于九桥臂变流器的三相四线无变压器统一电能质量调节器（UPQC）技术具有显著的应用价值。该技术方案与公司在光伏逆变器和储能系统领域的核心能力高度契合，特别是在分布式光伏并网和工商业储能场景中的电能质量治理需求。 该技术的核心价值体现在三个层面：首先，无变压器拓扑结构与...

Dulichand Jaraniya · Shailendra Kumar · Mukesh Kumar Kirar · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2024年9月

本文提出了一种基于混合风力/光伏阵列的并网充电站（CS）。采用矢量控制方案来控制风机侧变流器。通过一种改进的变步长（VSS）最小均方时间差估计算法对电网侧变流器进行控制。在存在相关高斯噪声和低信噪比的情况下，与传统技术相比，该技术表现良好。它采用了一个包含均方误差相关值反正切函数的变步长。此外，该算法涉及四阶累积量，可提升充电站的性能。由于提供了变步长功能，微网充电站（MGCS）的权重得以更新，其性能进一步提高。此外，采用级联控制来控制电动汽车电池的充放电（C/D）操作和直流母线电压调节。该充电...

解读: 从阳光电源的业务布局来看，本文提出的风光储充一体化混合充电站技术方案与公司在多能互补、智慧充电领域的战略高度契合。该方案的核心价值在于通过改进型LMSTDE算法实现了多能源协同控制，这对阳光电源现有的光伏逆变器和储能系统产品线具有重要的技术借鉴意义。 该算法最突出的优势在于其在低信噪比和高斯噪声环...

Majid T. Fard · Benjamin J. Luckett · JiangBiao He · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年9月

本文提出一种面向五电平有源中点钳位（5L-ANPC）功率变换器的创新性数字孪生（DT）健康监测策略，针对其在高功率、安全关键应用中因半导体器件数量多而导致可靠性下降的问题。该方法构建实时DT副本，利用直流母线电容与飞跨电容电压、负载电流及开关模式等现有信号，在无需额外传感器的前提下实现开关开路故障的快速在线诊断，检测时间小于一个输出基波周期。实验结果验证了该DT健康监测方法在多种工况下的鲁棒性与有效性，显著提升系统可靠性并降低维护成本。

解读: 该数字孪生故障诊断技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。五电平ANPC拓扑与阳光电源储能产品采用的多电平技术架构高度契合，其无需额外传感器、仅利用现有电压电流信号实现快速故障诊断的方案，可直接集成至iSolarCloud智能运维平台，增强预测性维护能力。...

Kerim Örüklü · Şener Ağalar · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年9月

电力电子变换器在众多行业中发挥着关键作用。然而，自其早期应用以来，这些变换器的可靠性一直是一个关键问题。因此，本文提出了一种基于机器学习（ML）的交流 - 直流 - 交流变换器直流母线电容（DLC）状态监测（CM）系统。选择直流母线电容的电容值作为健康指标，并将直流母线电压纹波的功率谱密度（PSD）作为诊断工具。该技术对测量噪声具有鲁棒性，并且无需额外的滤波技术。此外，与类似研究不同，所提出的方法不需要高采样频率。这种方法的另一个显著优点是，由于它仅依赖于现有信号，因此不需要额外的电路。此外，通...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于机器学习的直流母线电容状态监测技术具有重要的应用价值。直流母线电容是光伏逆变器和储能变流器中的关键易损元件，其失效是导致系统故障的主要原因之一。该技术通过功率谱密度分析直流母线电压纹波来监测电容健康状态，为我们提供了一种低成本、高可靠的预测性维护解决方案。 该技术...

作者未知 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年9月

无电解电容驱动逆变器采用体积更小的薄膜电容器替代体积较大的电解电容器。由于缺少储能环节，这会导致直流母线电压产生波动。然而，当电压波动时，电机电流难以控制。结果，由于电流失控，电压变得不稳定。此外，电网侧电感与直流母线电容之间存在电压谐振。为提高电压稳定性，有必要通过逆变器控制来抑制电压中的波动分量。本文提出一种电容功率调节（CPR）方法来降低振荡电压。将电容功率误差转换为q轴补偿电流。此外，还提出了复系数电流控制器（CCT），以提高在直流母线电压波动且不足的情况下的电流跟踪能力。与传统电流控制...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对内置式永磁同步电机（IPMSM）无电解电容驱动技术的研究具有重要的参考价值，尤其在我们的储能变流器、光储充一体化系统及电动汽车驱动领域。 该论文提出的复系数电流控制器（CCT）和电容功率调节（CPR）方法，核心解决了用薄膜电容替代电解电容后直流母线电压波动的控制难...

Jiaxiang Song · Enhui Chu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月

谐振直流环节逆变器（RDCLI）辅助电路（ac）中的谐振电容会增大主电路体积、增大谐振电流幅值并降低系统稳定性。为解决这些问题，本文提出一种新型 RDCLI 以减小谐振电容的影响。首先，该逆变器无需在主开关两端并联谐振电容，从而减小了主电路体积。其次，该逆变器避免了在直流侧串联大容量电容作为辅助电源，从而避免了大电容对系统稳定性的影响。最后，该逆变器通过改变辅助电路的拓扑结构，减少了预充电模式所需的能量，从而有效降低了谐振电流幅值，减少了辅助电路的损耗，提高了系统效率。本文给出了该逆变器的工作原...

解读: 从阳光电源的业务角度来看，该论文提出的改进型谐振直流环节逆变器（RDCLI）技术具有重要的应用价值。该技术通过优化辅助电路的谐振电容配置，实现了主电路体积缩减、谐振电流幅值降低和系统稳定性提升，这与公司在光伏逆变器和储能变流器领域追求高功率密度、高效率的产品战略高度契合。 从产品应用层面分析，该技...

Lingchao Kong · Chao Wu · Junzhong Xu · Jian Wang 等5人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年9月

大规模光伏发电的接入给电网带来了低惯量和弱阻尼等重大挑战。为有效解决这些问题，光伏系统（PV）采用了构网型（GFM）策略。在这类系统中，前级变换器负责最大功率跟踪，而后级采用直流母线电压同步控制。然而，传统上通过恒功率源（CPS）模型对光伏及前级动态特性进行建模时，往往会忽略前级变换器的固有阻抗，从而导致稳定性识别不准确。为纠正这一偏差，本文提出了一种光伏前级变换器的等效电路模型，该模型采用电源与并联阻抗相结合（PPI）的形式，能够精确捕捉光伏前级的动态特性，便于对后级变换器进行稳定性分析。此外...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对构网型光伏系统的直流母线电压同步控制技术具有重要的战略价值。随着我国"双碳"目标推进和新型电力系统建设，大规模光伏接入导致的电网低惯量、弱阻尼问题日益突出，传统跟网型逆变器已难以满足电网支撑需求，构网型技术正成为行业突破方向。 该论文提出的增强型控制策略解决了两个...

Mingzhe Wu · Kui Wang · Josep Pou · Kehu Yang 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年9月

为降低中点钳位（NPC）多电平变换器的器件数量以提高功率密度，本文提出两种七电平树型有源NPC（7L-TANPC）变换器拓扑。相比现有七电平NPC拓扑，所提结构器件数量更少且总器件耐压更低，有助于降低成本并提升功率密度。为实现直流母线电容电压平衡，本文还提出了载波交叠脉宽调制方法，并结合零序电压注入与占空比调节实现电容电压主动平衡控制。仿真与实验结果验证了所提拓扑及调制控制策略的有效性。

解读: 该七电平树型ANPC拓扑对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和SG大功率光伏逆变器中，所提拓扑通过减少器件数量和降低总器件耐压，可显著提升功率密度并降低成本，契合1500V高压系统需求。载波交叠PWM与电容电压主动平衡控制策略可直接应用于PowerTitan大型储能系统的多电平...

Neeraj Priyadarshi · Mahajan Sagar Bhaskar · Dhafer Almakhles · Farooque Azam · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月

本研究展示了一种用于水泵应用的基于改进差分进化粒子群优化算法（IDEPSO）的光伏（PV）最大功率点跟踪器（MPPT）。采用了一种高增益升压 - ${\acute{C}uk}$ 变换器作为 MPPT 跟踪器，其主要优点包括更好的电压调节能力、高电压增益、降低变换器元件的应力以及减少损耗。此外，为了在基于光伏的水泵应用中，在不同环境条件下获取全局最大功率点（GMPP），本文采用了基于 IDEPSO 的改进进化算法。先进的基于 IDEPSO 的 MPPT 算法具有可靠、精确、准确且与系统无关的卓越特...

解读: 从阳光电源光伏水泵系统业务视角分析，该论文提出的技术方案在多个维度展现出应用价值。首先，高增益Boost-Ćuk混合拓扑结构突破了传统单级升压转换器的增益瓶颈，这对我司在偏远地区和高扬程水泵应用中具有重要意义。该拓扑能够以更低的占空比实现高电压增益，同时降低开关器件应力，这与我司一直追求的高效率、高...

Donghui Ma · Xueqing Wang · Dianxun Xiao · Xinyu Yan 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年9月

本文研究了由两个具有不等直流母线电压的独立直流电源供电的开绕组永磁同步电机（OW-PMSM）驱动系统的高精度调制技术。为兼顾性能与成本，高压侧逆变器（INV1）采用IGBT作为开关器件，低压侧逆变器（INV2）则采用低成本MOSFET。针对2:1和3:1电压比，提出了一种双逆变器矢量平面二次划分并依据特定子扇区分配参考电压矢量的高精度调制策略。INV1采用钳位调制，INV2采用高频调制，充分利用IGBT的高耐压特性与MOSFET的高开关频率优势，实现多电平与高精度输出。实验验证了所提驱动系统及调...

解读: 该混合逆变器高精度调制策略对阳光电源新能源汽车和储能产品线具有重要参考价值。文中IGBT与MOSFET混合使用的方案,可优化应用于车载OBC充电机和ST系列储能变流器,通过高低压侧器件合理搭配实现性能与成本的平衡。特别是其2:1和3:1电压比下的矢量分配方法,可用于优化PowerTitan储能系统的...

Ande Bala Naga Lingaiah · Narsa Reddy Tummuru · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年9月

本文提出一种用于住宅管理中电动汽车充电的光伏-电网集成系统，结合感应式电能传输技术。采用BBIHB结构将光伏源与前端变换器直流母线集成，同时实现最大功率追踪与电能传输。通过光伏与变换器直流链路的串联连接，提升感应传输系统的直流母线电压，增强传输能力。前端变换器支持电网与系统间的双向功率流动，平衡功率缺额或盈余。文中建立了系统模型并设计了控制策略，具备固有升压、控制简单及无需独立光伏变换器等优点。实验平台在4kW输出下验证了系统性能，DC-DC效率达94%。

解读: 该光伏-电网集成系统对阳光电源户用光储充产品线具有重要参考价值。文中提出的BBIHB拓扑将光伏MPPT与DC-DC变换集成，可优化SG系列户用逆变器的前端架构，减少独立光伏变换器级数，提升系统效率至94%。双向功率流控制策略可直接应用于ST系列储能变流器，实现光伏-电网-负载的灵活调度。感应式电能传...

Geum Seop Song · Shenghui Cui · Jae-Jung Jung · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月

在三电平中点钳位（NPC）变换器中，直流母线电容电压纹波主要受中点三次谐波分量影响，导致输出畸变并降低系统稳定性。随着输出功率增加，纹波分量显著增大。本文提出一种利用曲折变压器抑制该纹波的技术，以提升变换器性能与系统稳定性。

解读: 该技术直接关联阳光电源的核心产品线——组串式及集中式光伏逆变器。三电平NPC拓扑是阳光电源大功率逆变器的主流架构，直流母线电容电压纹波的优化对于提升电容寿命、减小滤波体积及提高整机效率至关重要。利用曲折变压器抑制中点谐波，可有效改善电能质量，降低对电容耐压及容量的冗余要求。建议研发团队评估该方案在大...

Ezequiel Rodriguez Ramos · Ramon Leyva · Qingxiang Liu · Sergio Vazquez 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月

在并网光伏（PV）发电机中使用储能（ES）是一种有效的解决方案，可在太阳辐照度波动的情况下向电网输送稳定的电力。本文分析了一种带储能的单相并网光伏发电机，其中储能装置为低电压，即储能电池串联数量不多。该光伏发电机由通过一个公共直流母线电容连接的三个子系统组成：光伏单元、储能单元和逆变器。此外，在所提出的解决方案中，逆变器在电网周期的大部分时间内不进行开关动作，从而降低了开关损耗。单相逆变器的不连续运行意味着储能单元的升压直流 - 直流转换器需要采用合适的控制策略。所提出的控制方法采用了一个考虑谐...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对单相光伏发电系统中低压储能与不连续PWM控制的研究具有重要的技术参考价值。该方案通过逆变器在电网周期内的部分时段停止开关动作，有效降低了开关损耗，这与我司在提升逆变器效率方面的技术路线高度契合。 该技术的核心创新在于采用低压储能单元配合特殊的boost变换器控制策...

Yuxi Cai · Chuanchuan Hou · Miao Zhu · Ao Liu 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月

摘要：由不对称故障或电压畸变引起的电网不平衡工况会极大地降低电网可靠性，导致三相并网逆变器直流侧出现功率波动。先前的研究中提出了一种虚拟相电流调节（VPCR）方法，该方法依靠控制器反馈电流调节来解决电能质量问题。采用VPCR方法可以抑制直流侧功率波动，但无法完全消除。为填补这一空白，本文提出了一种新颖的两相VPCR方法，该方法在电流环中引入了非故障相的额外虚拟相电流增益。由于能够实现更多的VPCR参数调整，所提方法可完全平滑直流侧功率波动。相应地，基于粒子群优化（PSO）算法，设计了一种两相VP...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的双相虚拟相电流调节（Two-Phase VPCR）技术对我们的并网逆变器产品线具有重要应用价值。在实际电网环境中，不对称故障和电压畸变引发的不平衡工况是影响光伏和储能系统稳定运行的关键问题，该技术通过在非故障相引入额外虚拟相电流增益，实现了直流母线功率波动的完全...

Zeyu Zhang · Dan Sun · Chen Zhao · Heng Nian · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年8月

为优化配备超级电容器储能系统（SC - ESS）的直驱式风力发电机组（WTG）系统的一次调频（PFR）能力，本文提出一种基于扩展直流母线能量的风力发电机组系统并网构网型（GFM）控制策略。该策略可灵活利用风电机组转子动能和直流母线电容中存储的能量，在网侧变流器（GSC）和超级电容器储能系统中维持电压稳定并为电网提供频率支撑，而机侧变流器（MSC）可作为能量源。为灵活利用超级电容器的功率输出能力，设计了一种基于增功率外环的超级电容器储能系统级联控制方案，以与网侧变流器协同进行统一的电压和功率控制。...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的基于超级电容储能的风电机组构网型控制策略具有显著的技术借鉴价值。尽管研究对象是风电系统，但其核心技术理念与阳光电源在光伏逆变器和储能系统领域的战略方向高度契合。 该技术的核心价值在于通过构网型（GFM）控制实现新能源设备的主动支撑能力。论文提出的扩展直流母线...

Jae-Won Yang · Hyun-Lark Do · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月

本文提出一种由两个反激式AC-DC/DC-DC模块构成的单级功率因数校正（PFC）变换器。第一个反激AC-DC模块工作于断续导电模式（DCM），使输入电流与电网电压同相，实现高功率因数；部分能量经耦合电感直接传递至负载，其余储存在两个直流母线电容中。下一周期中，第二级反激DC-DC模块将电容能量传输至负载。通过引入两个直流阻断二极管，使直流母线电压低于输入电压峰值，开关电压应力被钳位在两倍直流母线电压。第二级工作于临界导电模式（CRM），以降低开关损耗。相比传统单级升压-反激PFC变换器，该拓扑...

解读: 该单级双反激PFC拓扑对阳光电源车载OBC充电机和小功率辅助电源模块具有直接应用价值。其核心创新——通过DC阻断二极管将开关电压应力钳位至2倍母线电压，可显著降低功率器件成本并提升可靠性，特别适用于48V低压储能系统的AC-DC前端整流模块。DCM+CRM混合工作模式实现高PF值（>0.99）的同时...

Lingchao Kong · Haiguo Tang · Chao Wu · Jian Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年7月

构网型（GFM）变流器因其电压支撑能力在可再生能源应用中受到了广泛关注。现有研究通常假设级联 GFM 变流器的直流母线电压恒定，这可能会在某些存在直流母线动态特性的情况下引发稳定性问题。因此，本文首先分析了考虑直流母线动态特性的 GFM 变流器的小信号稳定性。研究发现，由于直流母线电容的非最小相位特性，直流母线存在固有的不稳定风险，这可能会导致交流侧出现次同步振荡。为解决这一问题，通过比例控制器将直流母线动态特性引入有功和无功功率控制环。该方法不会增加控制器的阶数，且易于实现数字化。与仅将直流母...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文聚焦的构网型（GFM）变流器次同步振荡问题具有重要的工程应用价值。随着我们在光伏逆变器和储能系统中大规模部署构网型控制技术以增强电网支撑能力，直流侧动态特性引发的稳定性问题正日益凸显，这直接关系到产品在弱电网和高比例新能源接入场景下的可靠运行。 该研究揭示了直流母...