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基于IGCT物理紧凑模型的混合电网换相换流器换相特性综合分析与测试
Comprehensive Physical Commutation Characteristic Analysis and Test of Hybrid Line Commutated Converter Based on Physics Compact Model of IGCT
Zhanqing Yu · Zongze Wang · Chaoqun Xu · Xuan Zhou 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年2月
为缓解高压直流输电系统中的换相失败问题，本文提出了一种基于集成门极换流晶闸管（IGCT）和晶闸管的混合电网换相换流器（H-LCC）。为验证该方案的有效性与正确性，建立了反向阻断IGCT（RB-IGCT）和晶闸管的物理紧凑模型，并进行了深入的换相特性分析与实验验证。
解读: 该研究关注高压大功率电力电子变换器的换相稳定性，对阳光电源的储能系统（如PowerTitan系列）及大型光伏并网系统具有参考价值。虽然目前阳光电源主流产品多采用IGBT/SiC技术，但随着储能系统向更高电压等级和更大容量发展，混合拓扑及新型功率器件（如IGCT）在超大规模电网接入中的应用潜力值得关注...
基于IGCT的具有快速换相特性的混合电网换相换流器及其在高压直流输电中的应用：拓扑、设计方法与实验
Hybrid Line Commutated Converter With Fast Commutation Characteristic Based on IGCT for HVDC Application: Topology, Design Methodology, and Experiments
Chaoqun Xu · Zhanqing Yu · Biao Zhao · Zhengyu Chen 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年4月
为有效缓解电网换相换流器（LCC）的换相失败问题，本文提出了一种混合换流器概念。该拓扑利用集成门极换流晶闸管（IGCT）替代部分晶闸管，并应用反向阻断型IGCT（RB-IGCT）实现快速换相，显著提升了换流器在弱电网下的运行稳定性。
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集中在光伏逆变器和储能系统（如PowerTitan系列），但该拓扑中关于IGCT的应用及弱电网下的换相控制策略，对公司未来探索大功率柔性直流输电、构网型（GFM）储能变流器在极弱电网下的稳定性提升具有参考价值。建议研发团队关注RB...
-1 MV直流滤波器及高压直流测量系统
-1 MV DC Filter and High-Voltage DC Measurement System for ITER Neutral Beam Injector System
Akeshi Takahashi · Tetsuya Suto · Hiroyuki Fujita · Yuki Hiranuma 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
本文提出了一种集成化的-1 MV直流滤波器与直流测量系统结构，包含直流分压器和直流电流传感器（DCCT）。该方案旨在解决目前高压直流（HVDC）系统中设备安装距离过大、绝缘空间占用多及系统复杂性高的问题，对未来高压直流电网的设备小型化与集成化具有参考意义。
解读: 该文献探讨的超高压直流滤波与测量集成技术，主要针对核聚变等极端高压应用场景，与阳光电源现有的光伏逆变器和储能PCS产品线在电压等级上存在显著差异。然而，其核心思想——通过结构优化实现功率电子设备的“一体化”与“小型化”，对阳光电源的PowerTitan等大型储能系统及未来更高电压等级的组串式逆变器研...
用于超高电流和热性能功率IGBT的压接式封装
The Press Pack Packaging for Power IGBTs With Extremely High Current and Thermal Performance
Erping Deng · Hongyu Sun · Yuan Sun · Lixin Wu 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
本文提出了一种用于功率IGBT的压接式封装技术，旨在满足高压直流（HVDC）系统对功率密度和可靠性的严苛要求。文中设计了一种新型D型压接式IGBT结构，结合了P型和S型封装的优势，显著提升了电流承载能力与运行可靠性。
解读: 该技术对于阳光电源的大功率集中式光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。HVDC级的高可靠性压接式IGBT封装技术，能够显著提升大功率变流模块的散热效率与抗热疲劳能力，从而延长设备在极端环境下的使用寿命。建议研发团队关注该D型结构在提升功率密度方面的潜力，将其作为未来...
基于二极管整流器-MMC枢纽的大型海上风电场交直流混合汇集与高压直流输电系统
DR-MMC Hub Based Hybrid AC/DC Collection and HVDC Transmission System for Large-scale Offshore Wind Farms
Wang XiangMingrui YangJinyu Wen · 现代电力系统通用与清洁能源学报 · 2025年4月 · Vol.1
传统海上风电场并网系统通常采用交流电缆将电能汇集至模块化多电平换流器（MMC）平台，再通过高压直流（HVDC）输送到陆上电网。然而，随着风电场规模扩大，交流汇集电缆和海上MMC平台成本显著增加。本文提出一种基于二极管整流器-MMC枢纽的交直流混合汇集与HVDC输电系统，邻近风机采用交流汇集，远距离风机采用直流汇集，电能汇合后送至海上DR-MMC枢纽平台。文中阐述了系统拓扑、运行原理、容量设计方法及控制启动策略，并与传统MMC-HVDC系统进行了经济性对比。最后通过PSCAD/EMTDC仿真验证了...
解读: 该DR-MMC枢纽技术对阳光电源的大型储能和海上风电产品线具有重要参考价值。其混合汇集方案可启发ST系列储能变流器的多机并联拓扑优化,特别是在大规模储能电站的交直流混合组网方面。DR-MMC的简化拓扑结构与阳光电源三电平技术相契合,有助于降低海上平台成本。该方案的分级启动控制策略也可用于PowerT...
含半桥MMC与隔离开关的HVDC系统中风电场极对地故障下的连续运行
Continuous Operation of Wind Power Plants Under Pole-to-Ground Fault in an HVDC System Consisting of Half-Bridge MMCs and Disconnecting Switches
Mitsuyoshi Enomoto · Kenichiro Sano · Junya Kanno · Junichi Fukushima · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年3月
本文研究了一种无需直流断路器的多回路高压直流（HVDC）系统，旨在实现直流线路故障的快速定位。传统故障清除方法会导致风电场停机重启，影响电网供需平衡及频率稳定性。本文提出的方案通过隔离开关配合半桥MMC，确保风电场在故障期间维持连续运行，提升了系统可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的风电变流器业务具有重要参考价值。随着海上风电向深远海发展，直流送出方案日益普及，MMC拓扑及故障穿越能力是核心竞争力。该研究提出的无需直流断路器的故障隔离策略，有助于优化阳光电源风电变流器与HVDC系统的接口控制逻辑，提升系统在极端故障下的低电压穿越（LVRT）性能。建议研发团队关...
用于具有直流故障隔离能力的高功率直流变压器的模块化多电平变换器准两电平运行
Quasi Two-Level Operation of Modular Multilevel Converter for Use in a High-Power DC Transformer With DC Fault Isolation Capability
I. A. Gowaid · G. P. Adam · Ahmed M. Massoud · Shehab Ahmed 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年1月
直流故障保护是多端直流电网发展的关键挑战。针对不同电压等级直流链路的电压匹配及直流故障隔离问题，本文提出了一种模块化多电平变换器（MMC）的准两电平运行模式，旨在实现高效的电压变换与故障隔离功能。
解读: 该技术对阳光电源的电力电子技术储备具有重要参考价值。MMC拓扑及其准两电平运行模式在超高压直流输电及大型储能电站的直流汇集系统中具有应用潜力。对于阳光电源的PowerTitan系列大型储能系统，若未来向更高电压等级的直流侧互联演进，该拓扑提供的直流故障隔离能力可显著提升系统的安全性与可靠性。建议研发...
IGCT/SiC PiN二极管开关单元在无开通缓冲电路下的实验验证
Experimental Demonstration of an IGCT/SiC PiN Diode Switching Cell Operating Without Any Turn-On Snubber
Arthur Boutry · Cyril Buttay · Luong-Viet Phung · Mohamed Elhamidi 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
IGCT因损耗低于IGBT，在HVDC等大功率低频变换器中极具吸引力。但其通常需要笨重的开通缓冲电路来限制电流上升率（dI/dt），以防止二极管发生破坏性反向恢复。本文实验证明了IGCT与SiC PiN二极管组成的开关单元可在无开通缓冲电路下稳定运行。
解读: 该研究探讨了IGCT与SiC器件的协同应用，对阳光电源的高压大功率变换技术具有参考价值。虽然阳光电源目前的主流产品（如组串式逆变器、PowerTitan储能系统）多采用IGBT或SiC MOSFET模块，但在未来超大功率集中式逆变器或HVDC/柔性直流输电领域，通过SiC器件替代传统硅二极管来优化开...
海上风电场汇集与并网用隔离型高增益高压DC/DC变换器分析与比较
Analysis and Comparison of Isolated High-Gain High-Voltage DC/DC Converters for Offshore Wind Farm Collection and Integration
Yanan Ye · Xiaotian Zhang · Chong Gao · Xianwei Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年7月
随着海上风能的快速发展，两级升压高压直流（HVdc）输电因其低成本和高效率成为优选方案。本文重点研究了将海上风电汇集网的中压（MV）升压至输电网高压（HV）所需的直流/直流（DC/DC）变换器，分析并比较了不同拓扑结构在海上风电场景下的性能表现。
解读: 该研究聚焦于海上风电直流汇集与输电技术，与阳光电源的风电变流器及大型储能系统业务高度相关。随着海上风电向深远海发展，直流输电架构将成为主流，高增益DC/DC变换器是实现风机侧中压直流汇集的核心。建议研发团队关注文中提及的高效率、高功率密度拓扑，这不仅能优化阳光电源海上风电变流器的系统架构，还可为未来...
用于高压直流输电的基于IGCT和高浪涌电流能力快恢复二极管的MMC电流振荡现象研究
Current Oscillation Phenomenon of MMC Based on IGCT and Fast Recovery Diode With High Surge Current Capability for HVDC Application
Wenpeng Zhou · Biao Zhao · Yantao Lou · Xiaoping Sun 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年6月
集成门极换流晶闸管（IGCT）在模块化多电平变换器（MMC）中具有低损耗、低成本和高可靠性优势。然而，由于IGCT特殊的关断过程，其换流瞬态与传统器件不同。本文揭示了基于IGCT和快恢复二极管（FRD）的MMC中存在的电流振荡现象，并分析了该现象对系统运行的影响。
解读: 阳光电源在大型地面光伏电站及储能系统（如PowerTitan系列）中主要采用IGBT/SiC技术，但随着高压大功率应用场景的拓展，IGCT作为一种高压大功率器件，其在超高压直流输电或大型构网型储能系统中的应用潜力值得关注。该研究揭示的电流振荡现象对高压功率模块的驱动设计和保护策略具有重要的参考价值。...
MMC-HVdc系统中IGCT极端失效的系统性分析与表征——第二部分：失效机理与短路特性
Systematic Analysis and Characterization of Extreme Failure for IGCT in MMC-HVdc System—Part II: Failure Mechanism and Short Circuit Characteristics
Wenpeng Zhou · Zhanqing Yu · Zhengyu Chen · Fanglin Chen 等11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月
本文针对模块化多电平换流器（MMC）高压直流输电系统中集成门极换流晶闸管（IGCT）的短路失效模式（SCFM）进行了研究。由于IGCT封装结构的限制，其短路失效机理难以直接观测。本文通过多物理场分析，揭示了IGCT在极端失效条件下的电流密度变化及短路特性，为高压电力电子器件的可靠性评估提供了理论依据。
解读: 虽然阳光电源目前的核心产品线（光伏逆变器、储能PCS、充电桩）主要采用IGBT或SiC功率器件，而非IGCT，但该文献研究的极端工况下功率器件失效机理、多物理场耦合仿真方法以及短路特性分析，对于提升阳光电源大功率储能系统（如PowerTitan）和集中式逆变器中功率模块的可靠性设计具有重要的参考价值...
基于瞬态电场脉冲的MMC与高压直流断路器动作时刻的无创精确测量方法
Noninvasive and Accurate Measuring Method of the MMC and HVDC Circuit Breaker Action Moment Based on Transient E-Field Pulse
Xu Kong · Yan-zhao Xie · Wen-qi Xing · Zhen-dong Sun 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年11月
本文介绍了一种基于瞬态电场（E-field）的测量方法，用于监测舟山200kV换流站中模块化多电平换流器（MMC）和高压直流（HVDC）断路器的开关动作。研究表明，换流站内的开关瞬态电场具有准静态特性，可实现对电力电子设备动作时刻的无创、高精度捕捉，为复杂电力系统设备的运行状态监测提供了新手段。
解读: 该研究提出的基于瞬态电场脉冲的无创监测技术，对于提升大型电力电子设备的运行可靠性具有参考价值。虽然阳光电源目前主营业务集中在光伏逆变器、储能系统（如PowerTitan）及风电变流器，尚未直接涉及高压直流输电（HVDC）领域，但该监测方法在大型储能电站或高压组串式逆变器阵列的故障诊断与瞬态特性分析中...
基于VSC-HVDC系统的异构PMSG风电场单机等效方法比较分析
Comparative analysis of single-machine equivalent methods for heterogeneous PMSG-based wind farm with the VSC-HVDC system
Qiao Li · Linlin Wu · Xiao Wang · Wenjuan Du 等5人 · Applied Energy · 2025年2月 · Vol.380
摘要 本文对四种用于简化含多台风电机组（WTG）并网风电场小信号稳定性（SSS）分析的单机等效方法进行了比较研究，重点针对采用电压源换流器高压直流输电（VSC-HVDC）系统的异构永磁同步发电机（PMSG）风电场。所比较的四种方法分别为：（1）动态聚合方法；（2）平均功率或平均控制参数方法；（3）加权平均方法；（4）覆盖定理方法。通过对比分析，揭示了这四种方法之间的联系与差异，有助于更深入理解它们的优势与局限性，具体如下：（1）当各台PMSG的动态特性不同时，动态聚合方法在评估系统小信号稳定性时...
解读: 该研究对阳光电源风电变流器及VSC-HVDC系统具有重要价值。针对异构PMSG风电场小信号稳定性分析,四种等效方法的对比揭示了动态聚合法在个体差异下的局限性,加权平均法在风速差异场景的优势,以及覆盖定理法的保守性。这为阳光电源SG系列风电变流器的控制策略优化提供理论依据:在大规模风电场并网场景,可根...
集成低压储能的电网支撑型高压直流输电系统
Grid-Supporting HVDC System With Low-Voltage Energy Storage for Renewables Integration
Huangqing Xiao · Qiluan Yang · Qionghai Zhu · Lidong Zhang · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年12月
可再生能源的大规模接入推动了对远距离大容量输电与电网互联的需求。为此，本文提出一种以模块化多电平换流器（MMC）为核心、部分子模块集成低压储能的电网支撑型HVDC系统（MMC-PLVES）。储能型子模块集成于集装箱阀体，非储能子模块安装于底座支撑阀塔，实现了结构分离。文中分析了系统拓扑结构，建立了数学模型，并提出了电网支撑与直流故障穿越控制策略及参数设计方法。基于PSCAD/EMTDC搭建改进的两区域Kundur系统验证了所提拓扑与控制策略的可行性。结果表明，该系统适用于不同短路比（SCR）的电...
解读: 该MMC-PLVES技术对阳光电源PowerTitan储能系统与ST系列储能变流器具有重要应用价值。文中提出的模块化分离式安装方案（储能子模块集装箱化、非储能子模块阀塔化）可直接应用于大型储能系统集成设计，有效解决当前1500V储能系统体积与散热难题。电网支撑控制策略与直流故障穿越技术可增强阳光电源...
计及陆上电网外送能力影响的海上直流系统经济并网规划
Economic Grid Integration Planning of Offshore DC Systems Considering the Impact of Onshore Grid Export Capacity
黄玲玲 · 薛禹 · 刘阳 · 卞雅婕 等5人 · 电力系统自动化 · 2025年9月 · Vol.49
柔性直流输电已成为远海风电集群并网的主要方式，但其高昂的建设成本使经济性规划成为关键问题。针对风电波动导致设备利用率低、陆上电网外送能力不足引发弃风，以及换流站灵活控制能力等特点，本文构建了融合“N+”准则与多回直流下公共耦合点有功-无功灵活运行域的双层嵌套规划模型。通过优化设备选型、换流站选址定容及拓扑结构，兼顾降低投资成本与提升风电消纳，实现海上风电集群全寿命周期收益最优。
解读: 该研究对阳光电源的大功率变流器产品线具有重要参考价值。研究中的'N+'准则与多回直流耦合点灵活运行域技术，可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的并网控制优化。特别是在多机并联场景下，该技术有助于提升PowerTitan储能系统的功率调度效率和系统稳定性。通过引入有功-无功灵活运行域概念...
具有构网能力的直流电压控制以增强高压直流系统的稳定性
DC Voltage Control with Grid-forming Capability for Enhancing Stability of HVDC System
Ghazala Shafique1Johan Boukhenfouf2François Gruson2Frédéric Colas2Xavier Guillaud1 · 现代电力系统通用与清洁能源学报 · 2025年1月 · Vol.1
构网型（GFM）换流器在可再生能源系统中具有良好的稳定作用。将GFM换流器应用于高压直流（HVDC）系统需实现直流电压控制，但二者协同使用时可能存在冲突。本文提出一种严格的GFM换流器控制设计，通过将直流链路电压与换流器功角关联，实现直流电压控制与构网能力的融合。基于模块化多电平换流器（MMC）的点对点GFM-GFM HVDC系统验证了所提控制策略的有效性。小信号与暂态稳定分析表明，该控制显著提升了所连交流系统的稳定性，对电网强度变化不敏感，并能维持孤岛运行。四端电压源换流器系统的仿真进一步验证...
解读: 该GFM-HVDC融合控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究提出的功角-直流电压关联控制方法，可直接应用于阳光电源构网型储能系统的直流母线稳定控制，解决当前GFM控制与直流电压调节的协同难题。基于MMC的多电平拓扑与阳光电源三电平技术路线高度契合...
经二极管整流并网的构网型风机大扰动建模与稳定性分析
Large-Signal Modeling and Stability Analysis of Grid-Forming Wind Turbines Integrated via Diode Rectifier-Based HVDC
俞露杰 · 付子玉 · 朱介北 · 李霞林 等6人 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
二极管整流单元型高压直流（DRU-HVDC）系统因经济性优势在新能源外送中前景广阔。现有构网型换流器大扰动研究多依赖同步机或大电网支撑频率与相位，且故障电流参考值查表设定，难以适用于换流器主导频率控制并动态调节电流参考的场景。为此，本文建立计及电流限幅与频率控制的高阶非线性模型，推导故障后平衡点解析表达式，证明q轴优先限幅与频率控制对平衡点存在性的保障作用；基于Takagi-Sugeno方法构造Lyapunov函数，估计系统吸引域，分析关键参数对暂态稳定性的影响，并通过PSCAD/EMTDC仿真...
解读: 该研究对阳光电源构网型产品线具有重要参考价值。文中提出的大扰动建模方法和稳定性分析框架，可直接应用于ST系列储能变流器和大型PowerTitan系统的GFM控制优化。特别是q轴优先限幅策略和频率控制机制，有助于提升储能变流器在弱电网和离网场景下的暂态稳定性。研究成果可用于完善SG系列光伏逆变器的故障...
基于协同控制优化风电-柔直并网惯性响应策略研究
Optimization of Inertial Response Strategy for Wind Power-VSC-HVDC Grid-Connected Systems Based on Cooperative Control
谭珺敉 · 彭晓涛 · 李旭涛 · 陈紫薇 等5人 · 电工技术学报 · 2025年3月 · Vol.40
为优化风电经柔性直流输电接入受端电网的惯性响应特性，提出一种无需通信的协调惯量支撑关键参数设计方法。建立风机变比例调速与柔直网侧换流站附加下垂控制的传递函数模型，揭示下垂与调速系数对系统惯性响应的调节机制。基于协同控制理论，构造频率、直流电压偏差及虚拟惯量宏变量，设计自适应调节下垂与调速系数的控制律，实现电容储能与风机转子动能协同提供惯量支撑。Matlab/Simulink仿真验证表明，该策略可有效提升系统惯性响应性能，改善直流电压与转速恢复动态过程。
解读: 该风电-柔直协同惯性响应技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要应用价值。研究提出的无通信协调惯量支撑方法可直接应用于储能系统的构网型GFM控制策略优化：通过自适应调节下垂系数，实现储能电容与风机转子动能协同提供惯量支撑，提升电网频率响应性能。该协同控制理论可启发阳光电源在...
基于二极管整流器的海上风电汇集与高压直流输电平台：实现与分层控制
Diode-Rectifier-Based Offshore Platform for Wind Power Collection and HVDC Transmission System: Implementation and Hierarchical Control
Baichuan Teng · Jianjun Ma · Miao Zhu · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年10月
基于二极管整流器（DR）的海上平台已被视为大规模海上风电场（WF）电能汇集并接入高压直流（HVDC）输电系统的优选方案。本文面向未来全直流海上风电输电系统（OWPTS）的应用，提出一种基于多端直流变电站（MTDCS）新概念框架的DR型海上平台新型设计，可实现分布式直流风电场与HVDC系统间的互联，并具备高电压升压能力。针对平台外部端口，提出详细的分层控制策略，实现强健的直流母线电压调节。通过MTDCS中各换流器的协调运行，优化无功功率分配并恢复运行频率。采用阻抗模型对MTDCS在宽工况范围内的稳...
解读: 该研究提出的DR型海上平台技术对阳光电源的大功率储能和风电变流产品具有重要参考价值。其分层控制策略可应用于PowerTitan储能系统的直流母线电压控制,优化ST系列储能变流器的无功功率分配。文中的多端直流变电站(MTDCS)架构对开发新一代海上风电变流器提供创新思路,特别是在高压升压和系统稳定性方...
多端双极直流输电系统的部分重构方法以保障海上风电场连续运行
Partial Reconfiguration of Multi-Terminal Bipolar HVDC Systems for Continuous Operation of Offshore Wind Power Plants
Mitsuyoshi Enomoto · Kenichiro Sano · Junya Kanno · Hiroshi Matsuda · IEEE Access · 2026年2月 · Vol.14
本文提出一种多端双极HVDC系统部分重构方法，通过故障时快速将海上风电场切换至健康极运行，避免因半桥型MMC直流故障闭锁导致的风电停运，无需昂贵的直流断路器或全桥MMC，提升供电可靠性。
解读: 该研究直接支撑阳光电源风电变流器及海上柔直配套解决方案的技术演进。虽阳光电源当前主力为陆上风电变流器，但其ST系列PCS、PowerTitan储能系统已拓展至海上风电配套调频与构网支撑场景。文中提出的极间冗余重构策略可与阳光电源iSolarCloud平台联动实现故障极识别与快速拓扑切换，建议在下一代...
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