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基于阻抗模型的双环控制策略以减少二次谐波电流并提升两级逆变器动态性能
Impedance Model-Based Dual-Loop Control Strategy for a Two-Stage Inverter With Second Harmonic Current Reduction and Dynamic Performance Improvement
Dong Zhang · Yiming Zhang · Xuhong Wang · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年5月
两级单相逆变器的瞬时输出功率在两倍输出电压频率（2fo）处脉动，导致前端直流变换器中产生大量二次谐波电流（SHC）。本文提出一种基于前端直流变换器并联输出阻抗模型的新型双环控制策略，以抑制SHC并提升动态响应。电流环采用比例-积分-谐振控制器（PIRC），在有限带宽下进一步抑制SHC；电压环在主动扰动抑制控制器（ADRC）前向通道中引入陷波滤波器，使截止频率高于2fo，显著改善负载瞬态响应。同时提出逐步闭环参数设计方法，兼顾SHC抑制、相位裕度与动态性能。实验基于1.8 kW样机验证，结果表明所...
解读: 该双环控制策略对阳光电源ST系列储能变流器和车载OBC充电机具有重要应用价值。针对两级单相拓扑中二次谐波电流（2fo）导致的前级DC-DC变换器纹波问题，所提PIRC电流环+ADRC电压环方案可直接应用于储能PCS的DC-AC级联架构，有效降低直流母线电容需求，提升系统功率密度。基于阻抗模型的逐步闭...
MMC-SESS中ESS接口变换器的二次谐波注入策略以减小电容尺寸
Second-Harmonic Injection Strategy for ESS Interface Converter to Reduce Capacitor Size in MMC-SESS
Sang-Jung Lee · Su-Han Pyo · Dae-Wook Kang · Dongsul Shin 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月
集成超级电容SC储能系统的模块化多电平变换器MMC-SESS因高功率密度、快速充放电能力和长寿命而受到广泛关注。在电池储能系统BESS中，缓解二次谐波电流SHC对保持电池寿命至关重要。然而由于SC寿命几乎不受SHC影响，子模块SM电容的二次谐波电压SHV降低比缓解SHC更可取。该方法可减小SM电容尺寸并提高系统功率密度。提出一种ESS接口变换器的二次谐波注入策略，专门旨在降低SM电容的SHV同时保持SC侧SHC幅值。分析了ESS接口变换器各工作点的SHV和SHC特性。基于该分析验证所提策略可在保...
解读: 该MMC-SESS二次谐波注入策略研究对阳光电源储能系统优化有重要参考价值。减小SM电容40%同时保持性能的技术成果与阳光PowerTitan储能系统的高功率密度和成本优化目标高度契合。超级电容SC对SHC不敏感特性的利用可应用于阳光ST系列储能变流器的混合储能方案设计，在快速功率响应场景中发挥SC...