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一种具有快速直流故障处理能力的低成本MMC子模块拓扑
A low-cost MMC submodule topology with fast DC fault handling capability
Yiqi Liu · Laicheng Yin · Zhaoyu Duan · Zhenjie Li 等6人 · IET Power Electronics · 2025年1月 · Vol.18
本文提出了一种具有低开关损耗和快速阻断直流双极短路故障电流能力的模块化多电平换流器（MMC）子模块结构。该结构可输出三电平电压，与由全桥子模块构成的传统MMC相比，在子模块数量相同的情况下，其故障电流阻断速度提高了一倍，显著提升了系统对直流故障的响应能力。
解读: 该低成本三电平MMC子模块拓扑对阳光电源储能和电驱产品线具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统中，该技术可显著提升直流侧双极短路故障的快速响应能力，故障阻断速度提升一倍，增强系统安全性。对于新能源汽车电机驱动系统，低开关损耗特性可降低功率模块热应力，提高系统效率。该拓扑与阳光电源现有三...
用于高压直流输电系统的低储能需求全桥模块化多电平变换器优化设计
Optimized Design of Full-Bridge Modular Multilevel Converter With Low Energy Storage Requirements for HVdc Transmission System
Cong Zhao · Yaohua Li · Zixin Li · Ping Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年1月
模块化多电平变换器（MMC）是VSC-HVdc输电系统的核心拓扑。传统半桥子模块（HBSM）MMC不适用于架空线输电，且存在储能需求大、电容体积大的问题。本文提出了一种优化设计方法，旨在降低全桥MMC的储能需求，提升系统效率与功率密度。
解读: 该研究针对MMC拓扑的优化设计，对阳光电源的储能系统（如PowerTitan系列）及大型电网侧变流设备具有重要参考意义。通过降低储能需求和优化电容配置，可显著提升大容量PCS的功率密度，降低系统成本。全桥拓扑在故障穿越和直流故障隔离方面的优势，与阳光电源在构网型储能及高压并网技术的发展方向高度契合。...
一种无需注入共模电压的零/低基频运行星型通道模块化多电平变换器
A Star-Channel Modular Multilevel Converter for Zero/Low-Fundamental-Frequency Operation Without Injecting Common-Mode Voltage
Sixing Du · Bin Wu · Navid R. Zargari · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年4月
本文提出了一种星型通道模块化多电平变换器（MMC）。该拓扑通过两组星型通道分支连接上下桥臂，有效解决了传统MMC在零/低基频运行时的难题，且无需注入共模电压（CMV），提升了系统在特殊工况下的运行性能。
解读: 该拓扑对阳光电源的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。在光伏或储能系统面临弱电网、低频振荡或需要进行黑启动及构网型（GFM）控制时，低频运行能力至关重要。该技术通过星型通道优化桥臂平衡，无需注入共模电压，可有效降低系统对绝缘等级的要求并减小电磁干扰。建议研发...
模块化多电平变换器连续降阶模型的局限性与精度分析
Limitations and Accuracy of a Continuous Reduced-Order Model for Modular Multilevel Converters
Andres M. Lopez · Daniel E. Quevedo · Ricardo P. Aguilera · Tobias Geyer 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年7月
本文分析了模块化多电平变换器（MMC）降阶模型的局限性，阐明了其模型精度与运行频率及变换器参数之间的关系。虽然降阶模型简化了MMC的分析并提供了行为洞察，但其精度受多种因素制约。
解读: MMC拓扑在大型光伏电站及高压直流输电（HVDC）领域具有重要应用潜力。阳光电源在大型集中式逆变器及储能系统（如PowerTitan系列）中，对变换器的动态响应和控制精度要求极高。本文提出的降阶模型精度分析方法，有助于研发团队在进行大规模并网系统仿真时，在计算效率与控制精度之间取得平衡。建议在开发高...
用于高压直流输电的串联桥式模块化多电平变换器的控制与实验验证
Control and Experimental Validation of the Series Bridge Modular Multilevel Converter for HVDC Applications
Carlos Martinez Diez · Alessandro Costabeber · Francesco Tardelli · David Trainer 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年3月
本文研究了串联桥式变换器（SBC），这是一种旨在提升高压大功率应用中功率密度的模块化多电平变换器（MMC）。针对传统MMC能量存储需求大的局限性，SBC提供了更优的解决方案，本文对其控制策略进行了详细分析，并通过实验验证了其在高压直流（HVDC）应用中的可行性与性能优势。
解读: SBC拓扑通过优化能量存储需求提升了功率密度，这对阳光电源的集中式逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）的未来技术迭代具有参考价值。虽然目前阳光电源主流产品以组串式和标准MMC架构为主，但随着高压直流输电及大型电站对系统集成度要求的提高，该拓扑在减小设备体积、提升功率密度方面的研究，可为...
相移脉宽调制下模块化多电平变换器直流侧电流纹波抑制
Suppression of DC-Link Current Ripple for Modular Multilevel Converters Under Phase-Disposition PWM
Fujin Deng · Qiang Yu · Qingsong Wang · Rongwu Zhu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年3月
模块化多电平变换器（MMC）因其高模块化、高可用性和高电能质量，在中高压领域应用广泛。本文分析了在相移脉宽调制（PD-PWM）和环流控制下，三相MMC直流侧电流纹波的产生机理，并提出了一种基于可变载波相移角的控制策略，以有效抑制直流侧电流纹波，提升系统性能。
解读: MMC拓扑在阳光电源的高压大功率光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）中具有重要应用潜力。该文章提出的直流侧电流纹波抑制策略，能够有效降低直流母线电容的应力，提升系统功率密度并延长电容寿命。对于阳光电源而言，该技术可优化大型地面电站及电网侧储能系统的并网电能质量，减少无源滤波器的体积...
一种用于模块化多电平变换器整流和逆变子模块的低直流电压自循环测试方法
Self-Circulating Testing Method for Both Rectifying and Inverting Submodules of Modular Multilevel Converter With Low DC Supply Voltage
Shan Jiang · Ke Ma · Xu Cai · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年8月
本文提出了一种针对模块化多电平变换器（MMC）中多个子模块（SM）的测试方法，涵盖了其拓扑结构、控制策略及基本设计。该方法能够模拟背靠背MMC系统在整流和逆变模式下的运行工况，且通过特殊的配置显著降低了测试所需的直流电源电压及功率需求。
解读: MMC技术是阳光电源大功率集中式光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）的核心技术演进方向。该测试方法通过低电压自循环技术，能够有效降低研发阶段的测试成本与能耗，对于验证高压大功率变换器子模块的可靠性具有重要价值。建议研发团队将其引入到大功率PCS及高压直流输电相关产品的测试平台中，以...
平均电压调节控制对模块化多电平变换器稳态分析的影响
Effect of Averaging Voltage Regulation Control on Steady-State Analysis of Modular Multilevel Converters
Shuguang Song · Jinjun Liu · Sixing Du · Xingxing Chen 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年9月
模块化多电平变换器（MMC）是高功率应用中的重要拓扑。本文探讨了MMC的稳态分析模型，重点研究了电量间的循环交互作用，并改进了考虑二阶环流的分析模型，旨在优化MMC的电压调节控制策略与稳态性能。
解读: MMC拓扑在高压大功率并网场景（如大型地面光伏电站、高压直流输电及大型储能电站）中具有显著优势。阳光电源在大型集中式光伏逆变器及PowerTitan系列储能系统中，对多电平技术及环流抑制有深厚积累。本文提出的稳态分析模型有助于优化控制算法，提升系统在复杂电网环境下的电能质量与运行效率。建议研发团队关...
基于电平增加型最近电平调制
NLM）的模块化多电平变换器环流抑制与无差拍控制
Xingxing Chen · Jinjun Liu · Shuguang Song · Shaodi Ouyang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年11月
本文分析了电平增加型最近电平调制（NLM）对模块化多电平变换器（MMC）环流的影响。由于该调制策略导致MMC单相桥臂投入的子模块数量可变，显著增加了环流谐波峰峰值。文章提出了一种基于无差拍控制的环流抑制策略，有效降低了MMC的环流谐波。
解读: MMC拓扑在阳光电源的大型储能系统（如PowerTitan系列）及高压大功率光伏逆变器中具有重要应用潜力。该文章研究的电平增加型NLM调制策略能有效提升输出波形质量，但带来的环流问题是工程化应用中的难点。文中提出的无差拍控制策略可为阳光电源研发团队优化高压储能变流器（PCS）的控制算法提供参考，有助...
基于统一MMC高频阻抗模型的高频谐振抑制
High-Frequency Resonance Suppression Based on Unified MMC High-Frequency Impedance Model
Zigao Xu · Binbin Li · Xiongfei Wang · Frede Blaabjerg 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
针对模块化多电平变换器（MMC）中频发的高频谐振（HFR）问题，现有研究多局限于特定控制策略或电网条件。本文提出了一种统一MMC高频阻抗模型（UHFIM），旨在克服上述局限性，为不同电网环境下的谐振分析与抑制提供通用理论框架。
解读: 随着阳光电源大型地面光伏电站及储能系统（如PowerTitan系列）向高压、大功率方向发展，MMC拓扑在长距离输电及大型储能并网中的应用日益增多。高频谐振是影响系统并网稳定性的关键挑战。该文提出的UHFIM模型能够帮助研发团队在产品设计阶段更精准地预测复杂电网环境下的谐振风险，优化控制参数。对于阳光...
模块化多电平变换器中单IGBT开路故障的故障诊断与容错控制
Fault Diagnosis and Tolerant Control of Single IGBT Open-Circuit Failure in Modular Multilevel Converters
Binbin Li · Shaolei Shi · Bo Wang · Gaolin Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年4月
模块化多电平变换器（MMC）因其模块化特性而备受关注。为提高系统可靠性并减少非计划停机，本文提出了一种完整的故障诊断与容错控制方案，旨在确保MMC在部分子模块发生故障时仍能持续稳定运行。
解读: 该技术对阳光电源的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。随着大功率电力电子设备向多电平拓扑演进，子模块的可靠性直接影响电站的运维成本。本文提出的故障诊断与容错控制策略，可优化阳光电源iSolarCloud平台的智能运维功能，实现对功率模块故障的精准定位与在线冗余切...
一种利用堆叠开关电容架构减小电容尺寸的紧凑型MMC子模块结构
A Compact MMC Submodule Structure With Reduced Capacitor Size Using the Stacked Switched Capacitor Architecture
Yuan Tang · Minjie Chen · Li Ran · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年1月
模块化多电平变换器（MMC）广泛应用于海上风电或潮汐能并网。为降低成本与体积，本文提出一种新型堆叠开关电容架构，旨在解决MMC子模块中储能电容体积大、重量高的问题，通过优化电路结构显著提升功率密度。
解读: 该技术对于阳光电源的风电变流器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。MMC拓扑是高压大功率并网的核心，电容体积的优化直接决定了变流器柜体的功率密度和安装成本。建议研发团队关注该堆叠开关电容架构在海上风电变流器中的应用潜力，通过减小无源元件体积，进一步提升产品在海上严苛环境下的...
一种用于模块化多电平变换器以抑制电容电压波动影响的改进移相载波调制
An Improved Phase-Shifted Carrier Modulation for Modular Multilevel Converter to Suppress the Influence of Fluctuation of Capacitor Voltage
Ming Huang · Jianlong Zou · Xikui Ma · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年1月
模块化多电平变换器（MMC）在中高压电力应用中极具前景。然而，由于直流侧与交流侧的能量交换，子模块（SM）电容电压波动不可避免，且会恶化总谐波失真（THD）。本文提出了一种改进的移相载波调制策略，旨在有效抑制电容电压波动对系统性能的影响。
解读: MMC拓扑在阳光电源的大型地面光伏电站及高压大功率储能系统（如PowerTitan系列）中具有重要应用潜力。该文提出的改进移相载波调制技术，能有效解决高压大功率变换器中电容电压波动导致的谐波问题，提升输出电能质量。对于阳光电源而言，该技术有助于优化高压储能变流器（PCS）的控制算法，在降低滤波器体积...
一种用于混合高压直流输电系统的多电平VSC变换器新拓扑
A New Topology of Multilevel VSC Converter for a Hybrid HVDC Transmission System
Jae-Jung Jung · Shenghui Cui · Joon-Hee Lee · Seung-Ki Sul · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年6月
本文提出了一种用于混合高压直流（HVDC）系统的新型多电平变换器拓扑，该系统结合了电网换相换流器（LCC）和电压源换流器（VSC）。通过混合使用半桥子模块（HBSM）和全桥子模块（FBSM），该拓扑在降低系统成本的同时，保持了优异的运行性能。
解读: 该研究涉及的高压直流输电（HVDC）及混合换流器技术，主要应用于大型电网侧输电领域。虽然阳光电源目前的核心业务聚焦于光伏逆变器、储能系统（如PowerTitan系列）及风电变流器，但该拓扑中关于混合子模块（HBSM/FBSM）的设计思路，对于提升大功率储能PCS的效率和故障穿越能力具有参考价值。建议...
用于多端高压直流输电网络中模块化多电平变换器的新型高效子模块
New Efficient Submodule for a Modular Multilevel Converter in Multiterminal HVDC Networks
Grain Philip Adam · Ibrahim Abdelsalam · John Edward Fletcher · Graeme M. Burt 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年6月
在高压应用中，半导体总损耗（导通损耗和开关损耗）决定了模块化多电平变换器（MMC）的可行性。本文提出了一种新型子模块排列方式，旨在降低MMC的半导体总损耗，使其低于传统的半桥MMC（HB-MMC）。
解读: 该研究聚焦于高压直流输电（HVDC）领域的核心拓扑优化，对阳光电源的集中式逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）的功率变换效率提升具有重要参考价值。随着光伏与储能系统向更高电压等级（如1500V甚至更高）发展，降低功率模块的开关与导通损耗是提升系统整体效率的关键。建议研发团队关注该新型子...
一种用于模块化多电平高压直流变换器开关损耗降低的混合调制方案
Hybrid Modulation Scheme for Switching Loss Reduction in a Modular Multilevel High-Voltage Direct Current Converter
Seok-Min Kim · Min-Gyo Jeong · Juyong Kim · Kyo-Beum Lee · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年4月
模块化多电平变换器（MMC）是高压直流输电系统的核心拓扑。由于其包含大量子模块和开关器件，导致开关损耗较高，增加了散热器成本与体积。本文提出了一种结合基频调制的新型混合调制方法，旨在有效降低MMC的开关损耗，提升系统效率并优化散热设计。
解读: 该研究针对MMC拓扑的开关损耗优化，对阳光电源的集中式逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有参考价值。虽然阳光电源目前产品以组串式和中压储能为主，但随着大功率电力电子变换器向高压、高效率方向演进，该混合调制技术可用于优化大型电站级PCS的效率，降低散热系统成本，提升系统功率密度。建议...
一种利用低采样率传感和估计获取模块化多电平变换器子模块电容电压的简化方法
Simplified Approach for Acquisition of Submodule Capacitor Voltages of the Modular Multilevel Converter Using Low Sampling Rate Sensing and Estimation
Bishwajyoti Purkayastha · Tanmoy Bhattacharya · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年11月
模块化多电平变换器（MMC）广泛应用于高压直流输电，每个桥臂包含数百个子模块。由于每个子模块电容电压的实时监测需要大量通信链路，导致布线复杂。本文提出了一种利用时分复用技术和低采样率传感与估计的方法，有效简化了子模块电压获取的硬件复杂度和通信压力。
解读: MMC技术是高压大功率储能系统（如PowerTitan系列）及大型光伏并网系统的核心拓扑演进方向。随着储能系统向更高电压等级发展，子模块数量激增，该文提出的低采样率传感与估计方案，能显著降低控制系统的通信带宽需求和硬件布线成本，提升系统的可靠性与集成度。建议研发团队关注该技术在大型储能变流器（PCS...
一种带有中点变压器的中压直流与中压交流铁路牵引供电集成模块化变换器
A DC/AC Modular Converter With Mid-Point Transformer for Integrating MVDC With MVAC for Railway Traction Power Supply
Sukrashis Sarkar · Anandarup Das · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
本文提出了一种基于半桥子模块的模块化多电平变换器（MMC）拓扑，旨在实现中压直流电网与单相中压交流铁路牵引供电网的集成。该拓扑通过简化传统MMC的桥臂数量，并引入交流侧中点变压器，实现了应用所需的电气隔离。
解读: 该研究提出的MMC拓扑及中点变压器隔离技术，主要针对高压大功率场景。对于阳光电源而言，虽然铁路牵引并非核心业务，但其核心技术——模块化多电平变换（MMC）及高压隔离方案，与阳光电源在大型地面光伏电站的集中式逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）的拓扑演进方向高度契合。建议研发团队关注该拓...
基于卡尔曼滤波的MMC-HVDC系统直流母线电压测量故障检测方案
Kalman Filter Based Detection Scheme for DC-Link Voltage Measurement Faults in MMC-HVDC Systems
Shuguang Song · Jiaxuan Lei · Wenzhong Ma · Yusheng Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月
直流母线电压控制对模块化多电平换流器（MMC-HVDC）的稳定运行至关重要。目前大多数控制策略依赖于测量设备获取电压，但测量故障频发。本文提出了一种基于卡尔曼滤波的检测方案，旨在有效识别并隔离测量装置故障，提升系统运行的可靠性。
解读: 该研究针对高压直流输电系统中的关键测量环节，通过算法冗余提升系统可靠性，这对阳光电源的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。随着阳光电源在大型光伏电站及储能电站中对系统稳定性要求的不断提高，引入卡尔曼滤波等状态观测技术，可以在传感器硬件故障时实现软测量或故障诊断，...
基于模块化多电平变换器与线性放大器的混合交流电源
Hybrid AC Power Source Based on Modular Multilevel Converter and Linear Amplifier
Guilherme Sebastiao da Silva · Rafael Concatto Beltrame · Luciano Schuch · Cassiano Rech · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年1月
本文提出了一种用于交流电源的混合放大器拓扑。该系统由作为主放大器的模块化多电平变换器（MMC）与作为校正放大器的线性功率放大器（LPA）串联组成。这种结构结合了MMC的模块化、高可靠性和高效率优势，以及线性放大器的高波形保真度特性。
解读: 该研究提出的MMC与线性放大器混合拓扑，主要解决了高精度波形输出与高效率之间的矛盾。对于阳光电源而言，该技术在常规光伏逆变器中应用较少，但在高精度测试电源、实验室级电网模拟器或特定工业电源领域具有参考价值。考虑到阳光电源在大型地面电站及储能系统（如PowerTitan）中对高效率和模块化的极致追求，...
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