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一种基于OPAL-RT实时仿真器的微电网中可再生能源分布式发电接口逆变器开路故障研究新方法
A Novel OPAL-RT Real-Time Simulator-Based Experimental Approach to Study Open-Switch Faults of Interfacing Inverters of Renewable Distributed Generation in Microgrids
Xiaodong Liang · Muhammad Talha · Jason Pannell · Hanguang Su 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年1月
摘要：随着可再生能源在配电网中渗透率的不断提高，微电网成为电网现代化的基本组成部分。可再生分布式发电（DG）单元通过配备先进控制方案的接口逆变器接入微电网，这些逆变器在微电网运行中起着至关重要的作用。然而，分布式发电接口逆变器可能会因各种故障而失效。本文利用实验室中的 Opal - RT 实时模拟器测试平台，对一台 2 千瓦的三相两电平传统电压源逆变器（VSI）进行了开关管开路故障的实验研究。在健康状态以及 21 种单开关管和多开关管开路故障条件下，分别实施了三种电网形成逆变器控制方案（下垂控制...
解读: 该实时仿真研究方法对阳光电源的SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的可靠性优化具有重要价值。基于OPAL-RT的硬件在环测试可有效验证我司产品在开路故障工况下的响应特性,为iSolarCloud平台的故障诊断算法提供优化依据。该方法可应用于SG350HX等大功率组串式逆变器的开关器件可靠性验证,以...
基于扰动观测器的三相并网逆变器鲁棒电流控制方案
Disturbance Observer-Based Robust Current Control Scheme for Three-Phase Grid-Tied Inverters With LCL Filter Considering Unbalanced Grid Voltages
作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
本文针对采用 LCL 滤波器的并网电压源逆变器（VSI），对基于干扰观测器的控制器进行了设计、鲁棒稳定性分析、性能评估及实时实现的全面研究。所提出的复合控制器将状态反馈控制器与干扰观测器相结合，以提高采用 LCL 滤波器的并网逆变器的跟踪性能。并网 VSI 在静止参考坐标系（αβ 坐标系）中建模，以适应平衡和不平衡的电网电压。该方法的主要目标是在存在未知干扰和参数不确定性的情况下实现正弦参考信号的渐近跟踪。更确切地说，该控制器不仅能确保精确的跟踪性能，还能在存在模型不确定性的情况下保持闭环稳定性...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于扰动观测器的LCL滤波并网逆变器鲁棒电流控制技术具有重要的应用价值。该技术直接针对我司光伏逆变器和储能变流器产品的核心痛点——电网不平衡工况下的稳定运行问题。 技术价值层面，该方案在静止坐标系下建模，能够同时处理平衡和不平衡电网电压工况，这对于我司产品在弱电网和电...
用于含可再生能源的微电网中功率潮流管理的混合优化方法
Hybrid optimization for power flow management in microgrids with renewable energy sources
G.Rajenda · Solar Energy · 2025年11月 · Vol.301
有效的功率潮流（PF）管理对于旨在优化成本、充分利用可再生能源（RE）并维持系统稳定性的微电网（MGs）至关重要。本研究提出一种混合优化策略，将鹈鹕优化算法（POA）与海象优化器（WO）相结合，形成海象-鹈鹕优化算法（WPOA），用于管理含混合可再生能源系统（HRES）的微电网中的功率潮流。通过调节电压源逆变器（VSI）信号，并考虑有功功率（AP）和无功功率（RP）的变化，所提出的模型采用多目标函数来解决电源与负荷之间的功率交换差异问题。该方法优化了功率控制器参数，确保了可靠的能源供应，降低了对...
解读: 该混合优化算法对阳光电源ST系列储能变流器和微电网解决方案具有重要价值。WPOA算法在VSI信号调控和有功/无功功率协调方面的优异表现(97.2%效率、38.81%成本优化),可直接应用于PowerTitan储能系统的GFM/GFL控制策略优化。其并离网平滑切换能力与阳光电源VSG技术高度契合,可提...
用于并网逆变器的带宽限制PLL设计及其稳定性保证
Design of a Bandwidth Limiting PLL for Grid-Tied Inverters With Guaranteed Stability
Zaint A. Alexakis · Antonio T. Alexandridis · Panos C. Papageorgiou · George C. Konstantopoulos · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年10月
在电力系统中，锁相环（PLL）用于实现电压源型逆变器（VSI）与电网母线电压的相位同步。传统PLL在频率和相位暂态扰动下易引发不稳定问题。为此，本文提出一种新型鲁棒同步机制——带宽限制型PLL（BaLi-PLL），通过小信号分析建立其理论特性，并推导确保系统稳定性的判据。同时，详细设计了可有效补偿滤波器及输电线路参数影响的参数整定方法。该方案能精确限定PLL带宽范围，实现快速、准确的电网同步。实验结果表明，在多种严苛扰动条件下，BaLi-PLL相较现有先进PLL具有显著更优的动态响应与稳定性，验...
解读: 该带宽限制PLL技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的并网同步性能提升具有重要价值。BaLi-PLL通过精确限定带宽范围和稳定性判据设计，可直接应用于PowerTitan大型储能系统的构网型GFM控制策略，增强弱电网下的相位同步鲁棒性。其滤波器参数补偿方法对阳光电源1500V高压系统...
用于降低三相电压源逆变器电流纹波和开关损耗的灵活主动矢量分配策略
Flexible Active Vector Distribution Strategy for Current Ripple and Switching Loss Reduction in Three-Phase Voltage Source Inverter
Haotian Ren · Chun Gan · Kai Ni · Haochen Shi 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年12月
采用空间矢量脉宽调制（SVPWM）方案时，矢量分布直接影响电流纹波。此外，矢量分布还决定了开关序列，进而影响开关损耗。基于这些特性，本文提出一种新型灵活矢量分布策略，旨在同时降低电压源逆变器（VSI）的三相电流纹波和开关损耗。在该策略中，除传统序列外，还设计了两种新的矢量序列。根据三相电流幅值顺序，进一步选择其中一种新序列以实现更低的开关损耗。然后，为降低电流纹波，定量推导了所选序列下三相电流纹波峰值与电压矢量各段持续时间之间的关系。在此基础上，提出一种新型在线灵活有源矢量分布方法，用于计算各段...
解读: 该灵活主动矢量分配策略对阳光电源的SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器产品具有重要应用价值。通过优化SVPWM的矢量分配方式，可同时实现电流纹波抑制和开关损耗降低的双重目标。这对于提升大功率产品(如SG350HX)的转换效率和输出电能质量尤为关键。该技术可直接应用于现有产品的控制算法升级，有助于进...
单相PWM逆变器中无电流传感器的死区畸变补偿
Current Sensor-Less Dead Time Distortion Compensation in Single-Phase PWM Inverter
Dipankar Chatterjee · Chandan Chakraborty · Suvarun Dalapati · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年10月
死区时间失真在脉宽调制（PWM）电压源逆变器（VSI）中是一个众所周知的问题。准确检测电流极性是成功实施死区时间失真补偿的关键问题。为此使用电流传感器会增加装置的总体成本和复杂性。这还可能由于电流偏移和缩放误差导致电流测量误差，从而造成补偿错误。本文提出了一种基于幂函数的单相PWM逆变器无电流传感器死区时间失真补偿技术。该技术通过对负载电压进行采样并利用其计算一个幂函数，此幂函数是基于瞬时功率理论（IPT）开发的，并进行了重大改进以使其适用于单相系统。实施这种补偿无需对功率电路进行拓扑修改或添加...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项无电流传感器的死区时间畸变补偿技术具有重要的工程应用价值。死区时间是PWM逆变器设计中的固有问题，直接影响输出电压质量和系统效率，在我们的光伏逆变器和储能变流器产品中尤为关键。 该技术的核心创新在于通过负载电压采样和功率函数计算实现电流极性判断，避免了传统方案中额外的...
基于三相解耦SVPWM的六相游标永磁电机开相故障自然容错控制以降低转矩脉动
Three-Phase Decoupling SVPWM based Natural Fault-Tolerant Control of Six-Phase Vernier PM Motor with Open-Phase Fault for Reducing Torque Ripple
Xianglin Li · Yicen Tian · Wenbo Dai · Jun Dai · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月
多相游标永磁电机（VPMM）因高转矩密度和优良的容错能力受到广泛关注。为充分释放其容错潜力，并避免故障诊断误差、延迟及重构复杂性，本文提出一种基于三相解耦空间矢量脉宽调制（TPD-SVPWM）的自然容错控制（NFTC）策略，实现对称六相VPMM在开相故障下平滑过渡至容错运行。通过TPD-SVPWM技术，将六相电压源逆变器的电压矢量分解为两个三相系统，降低矢量数量，并借助SVPWM减小输出电压矢量与参考矢量的偏差，相较模型预测电流控制（MPCC）更有效抑制转矩脉动。结果表明，所提方法显著改善稳态与...
解读: 该六相电机容错控制技术对阳光电源储能与电驱产品具有重要应用价值。TPD-SVPWM解耦控制策略可直接应用于ST系列储能变流器的多相并联拓扑，在单相故障时无需复杂重构即可平滑切换，提升系统可靠性。自然容错控制理念可借鉴至PowerTitan大型储能系统的模块化冗余设计，避免故障诊断延迟导致的系统停机。...
一种用于并网变流器的恒定开关频率abc坐标系滞环电流控制器
An abc Reference Frame Hysteresis Current Controller for Grid Connected Converter With Constant Switching Frequency Operation
Ravi Varma Chavali · Anubrata Dey · Biswarup Das · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月
针对并网逆变器，提出了一种基于电流空间矢量目标轨迹的恒开关频率滞环电流控制（HCC）技术（HCC - TTCSV）。所提出的HCC - TTCSV技术产生的逆变器线电压谐波频谱，可确保与电压控制的传统七段式空间矢量调制（SVM）技术的谐波频谱具有相似特性。所提出的电流控制器是一种新颖的控制器（即同类中的首创），它允许在静止abc坐标系中用在线计算的电流边界来检查相电流。该控制器不遵循电流误差边界，而是进行相电流边界检查。然而，每个七段式开关周期内的相电流边界值，是通过利用一些三角关系观察电流矢量...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的恒定开关频率滞环电流控制技术（HCC-TTCSV）对我们的光伏逆变器和储能变流器产品具有重要的应用价值。该技术创新性地在静止abc坐标系下实现相电流边界检测，相比传统滞环控制方法，能够在保持快速动态响应的同时实现恒定开关频率运行，这直接解决了传统滞环控制开关频...
多电平逆变器在恶劣矿山环境中运行的IGBT模块可靠性分析
Reliability Analysis of IGBT Modules of Multilevel Inverters Operating in Hostile Mining Environments
Caio Eduardo Silva · Gabriela Lígia Reis · André Mendonça Alzamora · Hélder de Paula · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月
脉宽调制电压源逆变器（PWM-VSI）广泛应用于 adjustable speed drives（ASD）中以控制感应电机。在重工业应用中，ASD与电机之间的长电缆会引发高频问题。一种创新方案是将逆变桥和直流母线电容移至电机侧，利用长电缆作为直流输电线路以缓解该问题。然而，逆变器在恶劣环境下的可靠性面临新挑战。本文基于失效物理（PoF）与可靠性设计方法，针对IGBT模块开展可靠性分析，优化设计并降低成本。结果表明，采用两种PWM策略及400 A–6.5 kV IGBT的三电平有源中点钳位（3L-...
解读: 该IGBT模块可靠性分析技术对阳光电源多条产品线具有重要价值。针对恶劣环境的PoF可靠性设计方法可直接应用于ST储能变流器和SG光伏逆变器的功率模块优化，特别是沙漠、高原等极端工况下的PowerTitan储能系统。三电平ANPC拓扑与PWM策略优化可提升1500V光伏系统和大功率储能PCS的效率与寿...
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