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一种采用准两电平调制的模块化多电平DC/DC变换器开路故障诊断与容错运行方法
Fault Diagnosis and Tolerant Operation Method of Open Circuit Fault in Modular Multilevel DC/DC Converter With Quasi-Two-Level Modulation
作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
模块化多电平直流-直流变换器（MMDC）是一种典型的高压、大功率直流-直流变换器，它结合了准两电平调制的优势，具有较高的直流电压利用率和较强的功率传输能力，在直流电网中具有广阔的应用前景。MMDC由众多基于绝缘栅双极型晶体管的开关组成，这些开关可能会出现开路故障（OCF）。当MMDC的开关发生开路故障时，其内部电压和电流可能会严重畸变，从而可能影响系统的安全运行。为解决这一问题，本文提出了一种基于准两电平调制的MMDC开路故障诊断与容错运行方法，该方法利用了桥臂电流和桥臂电压调制的信号合成。首先...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的模块化多电平DC/DC变换器（MMDC）开路故障诊断与容错运行方法具有重要的技术价值和应用潜力。 在直流电网和大规模储能系统领域，MMDC是实现高压大功率直流变换的关键设备。该技术采用准两电平调制策略，兼具高直流电压利用率和强功率传输能力，与阳光电源在光储一体...
具有反步预测的双三相四桥臂多电平逆变器用于不平衡低压电网
Dual Three-Phase Four-Leg Multilevel Inverter With Backstepping Prediction for Unbalanced Low-Voltage Grids
Joaquim Monteiro · V. Fernão Pires · Armando Cordeiro · José Fernando Silva 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月
风能和太阳能等可再生能源在降低电力系统碳排放方面发挥了重要作用。然而，当这些能源接入低压电网时，由于大量单相负载的存在，可能会出现一些问题。这种情况常常导致负载不平衡，进而可能增加损耗，甚至导致某一相出现欠压或过压现象。在孤立微电网的背景下，这一问题尤为关键。因此，本文提出了一种基于双三相四桥臂多电平逆变器的新型光伏并网发电储能控制系统。这种功率变换器拓扑结构由两个四桥臂两电平三相逆变器组成，它将两个光伏阵列连接到一个四线三相变压器，该变压器再接入电网。这种配置旨在将光伏产生的电力注入低压（LV...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的双三相四桥臂多电平逆变器技术及其反步预测控制方法，为解决低压配电网不平衡负载问题提供了创新路径，与公司在分布式光伏和储能系统领域的战略布局高度契合。 该技术的核心价值在于通过四线制拓扑结构实现对单相不平衡负载的有效支撑，这在农村电网、海岛微网等应用场景中具有显...
一种用于中压电力牵引驱动的100 kHz内并联Si+SiC混合多电平变换器的设计与验证
Design and Validation of a 100 kHz Inner-Paralleled Si+SiC Hybrid Multilevel Converter for Medium-Voltage Electric Traction Drives
Feng Guo · Fei Diao · Zhuxuan Ma · Pengyu Lai 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年8月
本文针对 3 kV 直流母线的电力牵引驱动系统，设计并开发了一种新型的带有内部并联（IP）半桥（HB）的中压（MV）混合式多电平逆变器。在该提出的混合式拓扑结构中，每相由一个有源中性点钳位（ANPC）三电平（3 - L）单元和一个 IP 单元组成，其中 ANPC 三电平单元采用工作在基频的 3.3 kV 硅（Si）绝缘栅双极型晶体管（IGBT），而 IP 单元采用定制的 3.3 kV H 桥碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET），工作频率为 50 kHz。通过线...
解读: 该100kHz Si+SiC混合多电平技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在新能源汽车业务中，可直接应用于电机驱动系统，高频运行特性能显著提升功率密度，降低车载系统体积重量。对于ST系列储能变流器和SG光伏逆变器，内并联混合拓扑可优化现有三电平方案，通过Si/SiC器件协同工作实现开关损耗与成...
机器学习方法预测室内Li-Fi应用中自适应OFDM传输的直流偏置
ML Approach to Predict DC Bias for Adaptive OFDM Transmission in Indoor Li-Fi
Marwah T. Salman · David R. Siddle · Amadi G. Udu · IEEE Access · 2025年1月
多电平正交振幅调制M-QAM结合光正交频分复用中的直流偏置DCO-OFDM为室内光保真Li-Fi系统提供频谱高效解决方案和自适应传输速率。然而，DCO-OFDM方案提出的重大挑战是确保发射信号幅度非负所需的直流偏置额外功率。这些偏置信号根据光功率约束被裁剪，施加影响传输误码率BER的裁剪噪声。这种性能下降取决于对直流偏置的调整，需要持续修改以支持自适应传输。因此，同时解决直流偏置优化和裁剪缓解对提供可靠节能传输至关重要。本文提出机器学习ML方法基于OFDM信号统计特性和系统特征预测最优直流偏置。...
解读: 该自适应偏置优化技术对阳光电源多电平变流器控制具有借鉴意义。阳光ST储能变流器采用三电平或多电平拓扑，需要精确的偏置和调制策略优化。该研究的机器学习预测方法可应用于阳光变流器的自适应调制算法，根据工况动态优化PWM偏置，降低谐波和开关损耗。在光伏逆变器中，该技术可优化MPPT算法的直流工作点，提升发...
基于时序卷积网络的电容电压预测与降低开关频率的MMC电压平衡控制
Temporal Convolutional Network-Based Capacitor Voltage Prediction With Reduced Switching Frequency for Voltage Balancing in MMC
Jyoti Ranjan Dash · Prasanta Kumar Mohanty · Pramod Agarwal · Premalata Jena 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年4月
模块化多电平变换器（MMC）因其模块化、可扩展性和容错性，在高、中功率应用中得到了广泛应用。子模块（SM）电容电压的准确估计和控制对于确保电压平衡至关重要，但直接测量会增加复杂度和成本，而高开关频率会导致过多的损耗。本文提出了一种两阶段方法：首先，基于多层时间卷积网络（TCN）的模型预测子模块电容电压，无需直接测量；其次，一种电压平衡策略利用预测的电压来最小化开关频率。脉宽调制（PWM）以载波频率而非采样频率运行，减少了不必要的开关事件，降低了损耗。仿真和硬件实验在各种场景下验证了该方法的有效性...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于时序卷积网络（TCN）的模块化多电平换流器（MMC）电容电压预测技术具有重要的战略价值。MMC拓扑结构在我司大功率光伏逆变器、储能变流器（PCS）以及中压传动系统中已有广泛应用，该技术针对子模块电容电压平衡这一核心痛点提供了创新解决方案。 技术价值方面，该方法通过...
一种用于短期光伏发电功率预测的三阶段混合模型
A three-stage hybrid model for short-term photovoltaic power prediction
Xiuying Yan · Yutong Caob · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.301
准确预测光伏发电功率对于可再生能源的调度至关重要。为在气象条件波动的情况下提高预测精度，本文提出了一种用于短期光伏发电功率预测的三阶段混合模型，该模型融合了相似日优化、多级信号处理和混合预测方法。首先，将历史数据划分为多个时间段，并采用基于主成分分析-牛顿-拉夫逊优化器-K-means++（PCA-NRBO-K-means++）的聚类算法识别各时间段内不同的天气类型；在同一天气类型中选取与目标日相似的时间段，并重构相似日数据集。其次，通过变分模态分解-模糊熵（VMD-FE）与自适应噪声完备集合经...
解读: 该三阶段混合预测模型对阳光电源iSolarCloud智慧运维平台及ST系列储能变流器具有重要应用价值。通过PCA-NRBO-K-means++聚类算法实现相似日优选,结合VMD-FE和CEEMDAN-FE多层信号分解,可将光伏功率预测RMSE降低72.4%,显著提升SG系列逆变器与PowerTita...
一种具有宽范围运行策略的多级定压氢电耦合储能系统
A multi-level isobaric hydrogen-electric coupled energy storage system with a wide-range operational strategy: enhancing efficiency and flexibility in renewable-dominated power grid
Ning Ma · Pan Zhao · Wenpan Xu · Aijie Liu 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401
摘要 高比例可再生能源接入导致电力系统出现显著波动，对储能系统提出了更高的灵活吸纳与高效供电要求。本文提出了一种新型集成策略，将定压储能技术的高效率特性与氢电混合储能技术的灵活性相结合，在此基础上构建了一套多级净零排放的定压氢电耦合储能系统。该系统具备宽范围的功率调节能力，并结合自适应功率分配方案，在高可再生能源渗透率的实际场景中验证了其有效性。结果表明，该系统支持五种充电模式和四种放电模式，其中充电模式I的峰值效率达到85.17%，放电模式II的峰值效率为46.66%。宽范围协调控制框架在低于...
解读: 该氢电耦合多级等压储能技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要启示。其宽范围功率调节策略(可调功率范围提升45.28%)可优化我司储能PCS的多模式协调控制算法,特别是在高比例新能源场景下的充放电效率提升(充电效率85.17%,放电效率46.66%)与弃风抑制(降低22.8...
基于特征提取的超高渗透率分布式电源配电网中SOP与多级电-氢混合储能两阶段时空解耦配置
Two-stage spatiotemporal decoupling configuration of SOP and multi-level electric-hydrogen hybrid energy storage based on feature extraction for distribution networks with ultra-high DG penetration
Shengyuan Wanga · Fengzhang Luoa · Jiacheng Foa · Yunqiang Lvb 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.398
摘要 在“双碳”目标驱动下，中国部分县级配电网（DN）已呈现出超高渗透率的分布式电源（DG）接入，导致功率与能量不平衡、电压越限等运行问题。这些问题对跨馈线灵活性资源的协调利用与优化配置提出了更高要求。此外，这些资源强烈的时空耦合特性显著增加了系统建模与求解的复杂性。为应对上述挑战，本文提出一种基于特征提取的多级电-氢混合储能与多端口软常开点（MEH-SOP）系统的两阶段时空解耦配置方法。首先，构建MEH-SOP系统，以实现从日内至周际时间尺度的能量协调以及馈线间的资源共享；其次，建立MEH-S...
解读: 该多级电氢混合储能与柔性互联技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要应用价值。论文提出的时空解耦配置方法可优化我司多端口SOP产品在高比例分布式光伏场景下的协调控制策略,特别是结合iSolarCloud平台的STL特征提取算法,能显著提升多时间尺度能量管理效率。电氢混合储能...
数字孪生驱动的高可靠性电力电子系统特刊主编寄语
Guest Editorial Special Issue on Digital Twin Driven High-Reliability Power Electronic Systems
Jiangbiao He · Paolo Mattavelli · Fernando Briz · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
为满足全球零排放可持续能源发展需求，交通和公用电力等行业正经历快速变革，电力电子在电动汽车、电动船舶、飞机、太阳能/风能发电和储能等众多功率转换系统中发挥支柱作用。然而电力电子可靠性尚未受到足够重视，特别是在安全关键应用中可靠性应是首要设计优先级。工业4.0和5.0着重互联性、自动化、智能和实时状态监测，数字在线预防性维护和优化至关重要。数字孪生是物理系统的数字复制品，可准确预测和反映物理系统的实时健康状况，通过物理组件与数字孪生模型间的实时双向数据流实现。该特刊发表10篇文章涵盖数字孪生参数估...
解读: 该数字孪生特刊与阳光电源智能运维战略高度契合。特刊涵盖的Buck/Boost变换器数字孪生参数估计、五电平ANPC逆变器故障诊断和SiC MOSFET模块电-热-机械建模与阳光iSolarCloud平台的智能诊断和预测性维护功能发展方向一致。数字孪生技术在直流电容、电感、开关管寄生电阻实时估计方面的...
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