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构网型与跟网型逆变器的协同控制及其动态性能增强
Coordinated Control of Grid‐Forming and Grid‐Following Inverters With Enhanced Dynamic Performance
Lei Wang · Shijie Yang · Zelong Zhang · Wenzhuo Shi 等7人 · IET Power Electronics · 2026年2月 · Vol.19
本文提出一种统一协同控制框架,实现孤岛微电网中构网型(GFM)与跟网型(GFL)逆变器的分布式二次控制,在无需精确参数和额外通信下,实现频率/电压恢复及有功/无功功率按比例分配,并通过Lyapunov理论证明稳定性,硬件在环验证了其优异动态响应能力。
解读: 该研究高度契合阳光电源在构网型储能系统(如PowerTitan、ST系列PCS)及光储融合微电网解决方案中的技术演进需求。阳光电源正加速推进GFM逆变器在弱电网、黑启动及独立微网场景的应用,本文提出的无通信、参数鲁棒的协同控制方法可直接赋能ST系列PCS与组串式逆变器的混合运行控制策略,提升光储系统...
智能电网中智能逆变器的网络安全:综述
Cybersecurity of Smart Inverters in the Smart Grid: A Survey
Li Yuanliang · Jun Yan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年2月
随着分布式能源(DER)在智能电网中的普及,作为电网接口的智能逆变器具备了更多通信与电网支撑功能,但也面临严峻的网络安全风险。本文综述了智能逆变器的安全威胁、攻击手段及防御策略,旨在提升电网基础设施的安全性与韧性。
解读: 随着阳光电源组串式逆变器及PowerTitan等储能系统在全球电网中的渗透率提升,设备通信接口的安全性已成为产品竞争力的核心。文章强调的通信安全与电网支撑功能,直接关系到iSolarCloud平台的运维安全。建议研发团队在逆变器及PCS的固件设计中引入更强的加密认证机制,并针对电网侧储能系统(如Po...
基于图形化说明的构网型逆变器故障恢复机理与方法
Mechanism and Methods for Fault Recovery of Grid-Forming Inverter by Graphical Illustration
Jialun Yang · Hua Ye · Yantuan Wang · Yutian Liu 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年12月
现有的基于优先级的并网型(GFM)逆变器限流控制(CLC)可能会导致故障恢复失败,包括陷入限流控制以及在限流控制和恒压控制(CVC)之间出现模式振荡。为解决这些问题,本文首先通过在相量图中阐述三种故障恢复状态的条件,揭示了下垂控制的并网型逆变器的故障恢复机制。然后,提出了两种方法,包括确定电流角度的最优范围和饱和模块的上限,以确保并网型逆变器成功实现故障恢复。多次实验测试验证了理论分析的正确性。
解读: 该故障恢复机理研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有直接应用价值。现有CLC控制导致的恢复失败问题在弱电网场景下尤为突出,影响系统可靠性。文章提出的图形化分析方法可优化阳光电源构网型GFM控制策略,解决电流限幅后的模式切换异常,提升故障穿越后的快速恢复能力。该技术可应...
固定开关频率模型预测控制在构网型逆变器中的应用
Fixed Switching Frequency Model Predictive Control for Grid-Forming Inverters
Fernanda Carnielutti · Tiago Davi Curi Busarello · Ênio Costa Resende · Qudrat Ullah 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
本文针对微电网中的构网型逆变器(GFIs)提出了一种固定开关频率模型预测控制(FSF - MPC)方法。通过所提出的FSF - MPC实现内部电压和电流环控制,而一次控制则由外部下垂控制器和PQ控制器组成。这种PQ控制可实现更好的稳态响应并增强功率管理能力。以一个配备50 kVA构网型逆变器(带有输出LC滤波器)和不同负载的交流微电网为例,展示了所提出的FSF - MPC在并网和孤岛模式下的性能。该微电网在硬件在环(HIL)设备中实现,并针对并网和孤岛模式进行了HIL案例研究,考虑了负载和参数变...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,该论文提出的固定开关频率模型预测控制(FSF-MPC)技术对构网型逆变器的控制策略具有重要参考价值。随着公司在光储一体化微电网和独立储能系统领域的深入布局,构网型逆变器技术已成为提升系统稳定性和电能质量的核心竞争力。 该技术的核心价值体现在多个维度。首先,FSF-MPC结...
基于多电平级联H桥的光伏逆变器漏电流抑制
Leakage Current Suppression in Multilevel Cascaded H-Bridge Based Photovoltaic Inverters
Masoud Shahabadini · Hossein Iman-Eini · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年12月
无变压器光伏逆变器因高效率、低成本和轻量化优势在并网系统中备受青睐。然而,缺乏电气隔离会导致漏电流问题,引发系统损耗增加、电磁干扰、电流谐波畸变及安全隐患。本文重点研究了多电平级联H桥拓扑下的漏电流抑制技术,旨在提升系统运行的安全性与电能质量。
解读: 该研究直接关联阳光电源的核心产品线——组串式光伏逆变器。随着光伏系统向高电压、高功率密度发展,无变压器拓扑已成为主流,但漏电流抑制是提升系统可靠性和满足安规认证的关键。多电平技术能有效降低开关损耗并改善输出波形,对阳光电源优化新一代组串式逆变器(如SG系列)的电路拓扑设计、提升电磁兼容性(EMC)具...
基于虚拟振荡器控制的自同步级联逆变器
Self-Synchronizing Cascaded Inverters With Virtual Oscillator Control
Minghui Lu · Soham Dutta · Brian Johnson · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年6月
本文提出了一种无需通信的去中心化控制策略,用于实现任意数量串联逆变器在孤岛负载下的同步与控制。该方法简化了布线与安装,消除了级联系统中的单点故障风险。研究重点在于三相功率级联架构的控制优化。
解读: 该技术对于阳光电源的微电网及多机并联应用具有重要参考价值。虚拟振荡器控制(VOC)作为一种无需通信的构网型(GFM)控制策略,能够显著提升系统鲁棒性,特别适用于PowerTitan等储能系统在复杂微电网环境下的多机并联运行。通过消除通信依赖,可降低系统安装复杂度并提升可靠性。建议研发团队评估该算法在...
构网型逆变器的交叉构网控制与故障电流限制
Cross-Forming Control and Fault Current Limiting for Grid-Forming Inverters
Xiuqiang He · Maitraya Avadhut Desai · Linbin Huang · Florian Dörfler · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月
本文针对在电网故障情况下运行的构网型逆变器提出了一种“交叉形成”控制概念。交叉形成是指电压相角形成和电流幅值形成。它与经典的构网型和跟网型范式不同,经典构网型范式以电压幅值和相角形成为特征,跟网型范式则以电压幅值和相角跟踪(或电流幅值和相角形成)为特征。交叉形成概念旨在满足逆变器在管理故障电流限制的同时保持构网能力(特别是满足电网规范要求的电压相角形成)的需求。文中提出了简单可行的交叉形成控制实现方法,使逆变器在对称或不对称故障穿越期间,能够迅速将故障电流限制在规定水平,同时保留用于构网同步的电...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项"交叉构网"(Cross-Forming)控制技术为我们的光伏逆变器和储能系统产品线带来了重要的技术突破机遇。该技术通过解耦电压角度控制和电流幅值控制,在保持构网能力的同时实现故障电流限制,这正是当前高比例新能源接入电网面临的核心挑战。 对于阳光电源而言,这项技术的价...
开关电容多电平逆变器:综合综述
Switched-Capacitor Multilevel Inverters: A Comprehensive Review
Reza Barzegarkhoo · Mojtaba Forouzesh · Sze Sing Lee · Frede Blaabjerg 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年9月
本文综述了开关电容多电平逆变器(SC-MLI)的研究进展。SC-MLI具备无电感/无变压器运行、电压升压功能及电容自均压特性,且电磁干扰较小,在电力电子领域极具应用潜力。
解读: 开关电容(SC)技术在提升逆变器功率密度和效率方面具有显著优势。对于阳光电源的组串式逆变器及户用光伏产品线,引入SC拓扑有助于在不增加磁性元件体积的前提下实现更高的电压增益,从而优化系统体积与成本。此外,该技术的自均压特性可简化控制策略,提升系统可靠性。建议研发团队关注该技术在小型化、高功率密度逆变...
基于有向图的单级多端口逆变器拓扑推导方法
Directed Graph-Based Topology Derivation Method for Single-Stage Multiport Inverters
Zhengqin Huang · Dehong Zhou · Zewei Shen · Jianxiao Zou · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年11月
单级多端口逆变器(SSMIs)因其损耗低、被动元件少及效率高等优势,在混合动力汽车和可再生能源系统中应用日益广泛。目前,SSMI拓扑多通过现有电平转换器改造,缺乏专门的推导方法。本文提出了一种基于有向图的系统性拓扑推导方法,旨在优化多源系统的功率转换架构。
解读: 该研究提出的有向图拓扑推导方法对阳光电源的研发具有重要参考价值。在光储一体化(PV+ESS)领域,多端口逆变器是实现光伏与储能高效耦合的核心。该方法可辅助研发团队系统性地开发新型高效率、高功率密度的多端口拓扑,优化PowerTitan等储能系统及组串式光伏逆变器的内部电路架构,减少功率器件数量,降低...
基于最优电压等级的低复杂度多电平逆变器顺序预测电流控制
Optimal Voltage Level-Based Sequential Predictive Current Control With Reduced Complexity for Multilevel Inverters
Hoang Le · Apparao Dekka · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
本文针对多电平逆变器(MLI)中传统基于欧拉法的顺序预测电流控制(SPCC)计算复杂度高、飞跨电容电压纹波大及动态响应差的问题,提出了一种基于最优电压等级的改进控制策略。该方法旨在通过优化电压矢量选择,在降低计算负担的同时,改善系统动态性能并抑制共模电压。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心产品线,特别是大型地面电站使用的集中式逆变器及大功率组串式逆变器。多电平拓扑(如三电平、五电平)是实现高压大功率并网的关键,而模型预测控制(MPC)因其快速动态响应备受关注。该文提出的低复杂度SPCC算法有助于降低对逆变器主控芯片(DSP/FPGA)的算力要求,从而在提...
三相差模Ćuk逆变器的调制方案
Modulation Scheme for Three-Phase Differential-Mode Ćuk Inverter
Siamak Mehrnami · Sudip K. Mazumder · Harshit Soni · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年3月
三相差模逆变器作为单级逆变器,具有减少器件数量、降低成本及提高功率密度的潜力。其中,差模三相Ćuk逆变器(DTCI)在模块化、开关数量少、双向功率流及电气隔离等方面表现出显著优势。
解读: DTCI拓扑凭借其单级变换和电气隔离特性,在阳光电源的户用光伏逆变器及小型储能系统(如PowerStack)中具有潜在的应用价值。其高功率密度和模块化设计有助于进一步优化产品体积,降低系统BOM成本。建议研发团队关注该拓扑在低压侧的效率表现及控制复杂性,评估其在未来轻量化、高集成度户用储能产品中的应...
用于逆变器分散并联运行的简单控制器配置
Simple Controller Configuration for Decentralized Parallel Operation of Inverters
Onkar Vitthal Kulkarni · Suryanarayana Doolla · B. G. Fernandes · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年2月
本文提出了一种用于独立交流供电系统中单相逆变器分散并联运行的简化控制器配置。该设计考虑了控制器无法获取滤波电容电压和电网电流信息的情况,通过内部估计电压参考值来实现控制,有效简化了系统架构并提升了并联运行的鲁棒性。
解读: 该研究提出的分散式并联控制策略对阳光电源的户用光伏逆变器及微电网解决方案具有重要参考价值。在户用场景中,通过减少传感器依赖(如无需电容电压反馈)可降低硬件成本并提升系统可靠性。该技术可优化阳光电源iSolarCloud智能运维平台下的分布式能源调度逻辑,特别是在离网或弱电网环境下,通过简化控制架构提...
并网三相PWM逆变器的闭环谐波抑制
Closed-Loop Harmonic Suppression for Grid Connected 3-Phase PWM Inverters
Miodrag G. Joksimović · Ljiljana S. Perić · Slobodan N. Vukosavić · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年2月
谐波电流干扰电子控制分布式源与负载的电网运行。现有并网逆变器谐波抑制方法存在低次谐波衰减有限、高次谐波抑制弱以及电流控制器与谐波控制器动态耦合等问题,影响系统整体性能。本文提出了一种新型闭环谐波抑制方案以解决上述挑战。
解读: 该研究直接针对并网逆变器核心的谐波抑制问题,对阳光电源的组串式及集中式光伏逆变器、ST系列储能变流器(PCS)具有极高的应用价值。在当前电网环境日益复杂、弱电网接入需求增加的背景下,优化谐波抑制算法能显著提升产品电能质量,降低对电网的干扰。建议研发团队重点评估该闭环控制策略在iSolarCloud智...
基于边界采样方法的同步三电平SVPWM新算法
Novel Synchronized Three-Level SVPWM Algorithms With Boundary Sampling Methods
Zhaoyang Li · Chenchen Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
本文针对高功率牵引系统中的三电平电压源逆变器,提出了一种新型同步调制策略。文章详细推导了实现同步与对称的原理,并引入边界采样方法,旨在优化逆变器在异步调制与方波调制过渡过程中的性能,提升高功率系统的控制精度与稳定性。
解读: 该研究提出的三电平SVPWM同步调制算法对阳光电源的高功率组串式逆变器及大型集中式逆变器具有重要参考价值。在光伏电站应用中,特别是在弱电网环境下,优化调制策略能有效提升逆变器在宽频率范围内的谐波抑制能力和动态响应速度。此外,该算法对于提升阳光电源大型储能系统(如PowerTitan系列)中PCS的并...
基于HERIC单相并网逆变器的自适应梯形电流控制
Adaptive Trapezoidal Current Control for HERIC-Based Single-Phase Grid-Connected Inverters
Chen Liu · Pooya Davari · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月
本文提出了一种用于HERIC拓扑单相并网逆变器的自适应梯形电流控制策略。通过将梯形电流控制集成至HERIC拓扑中,利用双向支路稳定共模电压,有效将漏电流抑制在300mA标准以下,解决了光伏系统中的漏电流问题,提升了系统的效率与可靠性。
解读: 该研究直接针对阳光电源户用光伏逆变器(Residential Inverters)的核心痛点——漏电流抑制与转换效率优化。HERIC拓扑是户用单相逆变器实现高效率的关键技术之一。通过引入自适应梯形电流控制,可以进一步优化逆变器在不同工况下的共模电压表现,从而在满足严苛安规标准的前提下,减小磁性元件体...
多并联LCL滤波并网逆变器的谐振相互作用
Resonance Interaction of Multiparallel Grid-Connected Inverters With LCL Filter
Minghui Lu · Xiongfei Wang · Poh Chiang Loh · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年2月
本文研究了多台LCL滤波并网逆变器并联运行时的谐振特性及稳定性问题。与单台逆变器相比,多逆变器系统存在更复杂的谐振挑战,逆变器间的相互作用可能在不同频率下激发多次谐振。本文提出了一种针对该系统的建模与分析方法。
解读: 该研究直接关联阳光电源的核心业务——组串式及集中式光伏逆变器。在大型地面光伏电站中,多台逆变器并联接入同一汇流点是典型应用场景,谐振问题直接影响电网稳定性及并网合规性。该建模方法有助于优化阳光电源逆变器的控制算法,特别是针对弱电网环境下的阻抗重塑与谐振抑制策略。建议研发团队将其应用于iSolarCl...
一种用于单开关和多开关故障容错的新型单相五电平逆变器拓扑
A New Single-Phase Five-Level Inverter Topology for Single and Multiple Switches Fault Tolerance
Mokhtar Aly · Emad M. Ahmed · Masahito Shoyama · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年11月
电力逆变器的可靠性在工业、军事及商业应用中至关重要。本文提出了一种新型单相五电平逆变器拓扑,旨在实现故障容错(FT)功能。该拓扑能够在发生单开关或多开关故障时,通过特定的冗余设计维持系统运行,确保输出额定功率,从而显著提升系统的可用性并避免潜在的故障危害。
解读: 该研究提出的五电平容错拓扑对阳光电源的户用光伏逆变器及小型储能变流器(PCS)具有重要的参考价值。随着户用市场对系统可靠性和长寿命要求的提高,引入故障容错机制可以显著降低售后维护成本,提升用户体验。建议研发团队评估该拓扑在单相组串式逆变器中的应用潜力,特别是在复杂电网环境下,通过冗余设计增强逆变器在...
级联H桥逆变器热应力控制的调制策略
Modulation Strategies for Thermal Stress Control of CHB Inverters
Youngjong Ko · Johannes Kuprat · Sante Pugliese · Marco Liserre · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年3月
级联H桥(CHB)逆变器在可用性、电能质量及转换效率方面具有显著优势。然而,随着运行时间推移,模块化架构中各基础单元因电气和热参数的微小差异,导致剩余使用寿命(RUL)不均,进而影响系统整体可靠性。本文研究了通过调制策略优化热应力分布,以平衡各单元寿命的方法。
解读: 该研究关注多电平拓扑的寿命均衡控制,对阳光电源的中高压大功率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。在大功率应用中,功率模块的热应力分布直接决定了系统的长期可靠性。通过引入热应力均衡的调制策略,可以有效解决多模块并联或级联场景下的寿命不一致问题,降低运维成本,提升i...
虚拟振荡器构网型逆变器:现状、建模与稳定性
Virtual Oscillator Grid-Forming Inverters: State of the Art, Modeling, and Stability
Minghui Lu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月
本文系统性地研究了构网型(GFM)逆变器中的虚拟振荡器控制技术。该技术以非线性Andronov-Hopf振荡器为核心,能够实现逆变器在实时测量下的电压与频率自主调节。文章重点探讨了该控制策略的建模方法及稳定性分析,为高比例可再生能源接入下的电网支撑提供了理论基础。
解读: 构网型(GFM)技术是阳光电源应对高比例新能源接入及弱电网场景的核心竞争力。虚拟振荡器控制作为一种先进的非线性控制策略,能够显著提升PowerTitan系列储能系统及大型组串式逆变器在微电网、黑启动及弱电网下的频率与电压支撑能力。建议研发团队将其与现有的VSG控制策略进行对比验证,探索其在iSola...
磁化迪克森电荷泵逆变器
Magnetized Dickson Charge Pump Inverters
Soroush Esmaeili · Frederick Nana Oppong · Ashraf Ali Khan · John E. Quaicoe · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年12月
本文提出了一类基于磁耦合电感和迪克森电荷泵技术的高升压单级逆变器。该磁化迪克森电荷泵逆变器(MDCPI)结构精简,能在减少元器件数量的同时实现更高的电压增益,相比传统的磁耦合阻抗源网络具有显著的性能优势。
解读: 该拓扑结构通过磁耦合与电荷泵技术的结合,有效提升了单级逆变器的升压能力,这对于阳光电源的组串式逆变器及户用光伏产品线具有重要参考价值。在追求高功率密度和高转换效率的趋势下,该技术有助于减小逆变器体积并降低系统成本。建议研发团队评估其在分布式光伏应用中的电磁兼容性及可靠性,探索将其应用于高压直流输入场...
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