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基于逆变器资源的动态聚合小信号阻抗模型
Dynamically Aggregated Small-Signal Impedance Model of Inverter-Based Resources
Akshita Sharma · Pankaj D. Achlerkar · Bijaya Ketan Panigrahi · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年7月
大量可再生能源通过拥有众多基于逆变器的资源（IBR）的大型发电厂接入电力系统。为减轻大型网络仿真的负担，需要采用聚合模型来有效模拟电磁时域（EMT）仿真中的大信号行为以及用于分析研究的小信号行为。本文针对考虑 IBR 在硬件、控制参数、控制结构及其不同位置等实际异质性的可再生能源发电厂，开发了一种逐步通用的小信号动态等值方法。与许多现有聚合方法不同，该方法还考虑了无源元件和 IBR 设定点（有源元件）的影响。通过在 MATLAB/Simulink 中对各种运行场景进行 EMT 仿真，验证了所得到...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于逆变器资源动态聚合小信号阻抗模型的研究具有重要的工程应用价值。随着我们在全球范围内交付的大型光伏电站和储能电站规模不断扩大，单个项目往往包含数百甚至上千台逆变器，这给电磁暂态仿真和系统稳定性分析带来了巨大的计算负担。 该论文提出的分步聚合方法论直接契合阳光电源当前...
一种近似哈密顿神经网络增强的多机电力系统励磁控制
A Nearly Hamiltonian Neural Network-Enhanced Multi-Machine Power System Excitation Control
Youbo Liu · Xuexin Wang · Gao Qiu · Zhiyuan Tang 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年6月
广义哈密顿系统理论（GHST）是高维非线性电力系统励磁控制的有力工具，但由于实际高阶系统解析不可行以及子模块不完整，该理论依赖降阶动态，从而导致控制误差。为解决这一问题，本文提出了一种基于近哈密顿神经网络（NHNN）的非线性励磁控制方法。该方法从测量数据中学习每台发电机的结构化哈密顿量，减轻了因降阶引起的哈密顿量实现误差。然后，通过组合这些哈密顿量，提出了一种保持系统响应的全局能量函数，用于稳定控制。在双机系统上的仿真结果表明，与广义哈密顿系统理论和PID控制方法相比，该方法提高了系统稳定性，平...
解读: 该近似哈密顿神经网络控制技术对阳光电源构网型储能系统具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统并网场景中，传统哈密顿励磁控制虽能保证能量结构稳定性，但对参数摄动敏感。该研究提出的深度学习补偿方案可直接应用于ST系列储能变流器的GFM控制策略：通过神经网络实时补偿电网阻抗变化、负载扰动等不确...
一种具有A稳定性的通用无接口延迟实时仿真方法用于电力电子变换器
A General Interface-Free Delayed Real-Time Simulation Method with A-Stability for Power Electronic Converters
Mingwang Xu · Wei Gu · Xiaodong Yuan · Huachun Han 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年5月
电力电子变换器固有的复杂拓扑结构、众多非线性开关器件以及高频特性给实时仿真带来了巨大挑战。本文提出了一种具有 A 稳定性的通用无接口延迟实时仿真方法。引入半步显式解析解来修正接口处受控源的值，克服了传统解析解计算负担大的局限。此外，该方法实现了变换器的并行求解和导纳恒定，与现有技术相比，既具有 A 稳定性，又无接口时延。通过搭建物理原型，并在 OP4610 上进行多种场景的硬件在环（HIL）仿真，验证了所提方法的有效性。
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项无接口延迟实时仿真技术具有重要的战略价值。该方法通过半步显式解析解修正受控源数值，实现了功率电子变换器的并行求解和恒定导纳特性，同时具备A稳定性和零接口时延，这直接契合了我司在光伏逆变器、储能变流器等核心产品研发中对高精度实时仿真的迫切需求。 在产品开发层面，该技术可...
不平衡电网条件下的构网型逆变器并网资源：挑战、解决方案与前景
Grid-Forming IBRs Under Unbalanced Grid Conditions: Challenges, Solutions, and Prospects
Xinquan Chen · Siqi Bu · Ilhan Kocar · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年6月
基于逆变器的资源（IBRs）在电网中的渗透率持续增长，其在不平衡电网条件下的控制行为可能影响系统稳定性与保护性能。本文评估了主流构网型控制IBRs（GFM-IBRs）在不平衡条件下的运行性能，并提出新的分析框架。通过文献综述与基准系统的电磁暂态（EMT）仿真，研究GFM-IBRs对系统动态特性、保护及故障穿越能力的影响。构建适用于全功率变换器GFM-IBRs的通用FRT控制结构，对比分析序分量分解、正序电流限幅、负序控制及电流协调等现有方法，揭示其优缺点。最后探讨关键挑战，展望未来研究方向。
解读: 该研究对阳光电源构网型储能与光伏产品具有重要应用价值。针对不平衡电网条件下的GFM控制挑战，可直接应用于ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的控制策略优化。文中提出的序分量分解、正负序电流协调及FRT控制框架，可增强阳光电源GFM产品在电网故障时的穿越能力和保护性能。特别是负序电流抑...
低温预应力下p-GaN HEMT中陷阱解冻引起的阈值电压不稳定性
Trap Thawing-Induced Threshold Voltage Instability in p-GaN HEMTs at Cryogenic Temperatures During Pre-Stress
Chuan Song · Wen Yang · Weijian Wang · Jianlang Liao 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年6月
本文研究了低温下 p - 氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）中的预应力，揭示了陷阱解冻效应：被冻结的空穴陷阱从高能电子处获取能量，导致其解冻并引起阈值电压（VTH）正向漂移。预应力激活了额外的空穴陷阱，这导致了由普尔 - 弗兰克尔（PF）发射引起的栅极泄漏电流（IGSS）。通过对栅极泄漏电流、电容深能级瞬态谱（C - DLTS）进行分析以及开展 TCAD 仿真，以确定其潜在机制。我们的研究结果完善了低温下陷阱的整体行为，为 p - GaN HEMT 在超导系统和空间电子学等广泛低温应...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于p-GaN HEMTs在极低温环境下阈值电压不稳定性的研究具有重要的前瞻性意义。GaN基功率器件凭借其高频、高效、高功率密度的特性，已成为我司新一代光伏逆变器和储能变流器的核心技术方向。该研究揭示的"陷阱解冻效应"及其导致的阈值电压漂移机制，为我们在极端工况下的产品...
基于逆变器资源主导电力系统动态交互分析的统一框架
A Unified Framework for Analysis of Dynamic Interactions in Inverter-Based Resource-Dominant Power Systems
Akshita Sharma · Pankaj D. Achlerkar · Bijaya Ketan Panigrahi · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年10月
摘要：以基于逆变器的电源（IBR）为主导的电力系统经历过涵盖不同频率的振荡。IBR 数据不完整，以及详细电磁暂态（EMT）研究对计算量的高要求，限制了系统运行人员对这类动态振荡的分析。本研究提出了一种通用方法，用于深入了解包含各种 IBR 技术、参数和控制策略的电力系统各子组件之间振荡的本质。利用黑箱阻抗模型和线性电路原理，将 IBR 注入电流在频域中分解为与其他 IBR、负载和电网的各种动态交互分量。这些分量的组合代表了系统潜在的振荡模式。实时系统运行需要在线检测并自动解决交互问题，为此，本文...
解读: 该统一框架对阳光电源多产品线具有重要应用价值。在ST储能系统中，可用于分析PowerTitan多机并联时的宽频振荡问题，优化构网型GFM控制参数设计；在SG光伏逆变器领域，阻抗-状态空间等效转换方法可指导1500V系统的多逆变器协同控制，提升弱电网适应性；对于充电桩与车载OBC，该框架能识别电网交互...
一种用于中压孤岛微电网的零谐波失真构网型变换器
A Zero Harmonic Distortion Grid-Forming Converter for Medium Voltage Islanded Microgrids
Gabriel V. Ramos · Dener A. de L. Brandao · Thiago M. Parreiras · Sidelmo M. Silva 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年9月
在孤岛微电网中，形成电网的变流器面临电能质量问题，这是由干扰性负载以及多个电子接口系统可能引发的谐振问题导致的。此外，形成电网的变流器需要复杂的控制、滤波器或拓扑结构。鉴于零谐波失真变流器（ZHD）具有固有的正弦电压源特性，且无需会对成本、效率、尺寸产生负面影响并可能引发谐振条件的电容滤波元件，本研究提出将其用作形成电网的变流器。这些特性是通过三绕组变压器中的谐波抵消以及采用选择性谐波消除脉宽调制（SHE PWM）进行谐波消除来实现的。仿真、硬件在环和实验结果表明，即使存在非线性负载，ZHD 变...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项零谐波畸变（ZHD）构网型变流器技术对我们在中压孤岛微电网领域的产品布局具有重要参考价值。该技术通过三绕组变压器的谐波抵消机制和选择性谐波消除脉宽调制（SHE PWM）技术，在无需传统电容滤波器的情况下实现本质正弦电压输出，这与我们在储能系统和微电网解决方案中追求的高功...
基于电磁暂态仿真分析含逆变型电源的扰动事件
Analysis of a Disturbance Event With Inverter-Based Resources Using EMT Simulations
Suman Debnath · Phani Marthi · Jongchan Choi · Sayan Samanta 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年4月
随着逆变型电源（IBR）渗透率的提高，亟需更先进的扰动分析与规划方法。传统的相量域暂态稳定分析难以准确刻画IBR在故障期间的动态特性。本文针对2018年安吉利斯森林扰动事件，采用高精度电磁暂态（EMT）仿真，构建了电网及受影响光伏电站的详细模型。文中阐述了从传统相量域数据和实测数据建立EMT模型的方法，并复现了光伏电站在故障期间的响应行为，开展了敏感性分析。通过改变光伏电站内部元件及电网参数，评估其对故障响应的影响，揭示了关键影响因素，为系统规划者在高比例IBR接入背景下保障电网可靠性提供了分析...
解读: 该EMT仿真分析方法对阳光电源SG系列光伏逆变器和ST储能变流器的故障穿越能力优化具有重要价值。文中揭示的IBR故障响应特性可直接应用于：1）优化SG系列逆变器的LVRT/HVRT控制策略，提升电网扰动下的动态响应性能；2）改进ST储能系统的GFM/GFL控制算法，增强高IBR渗透率场景下的电网支撑...
用于电力电子变换器集成电力系统的电磁暂态仿真分裂状态空间方法
Splitting State-Space Method for Converter-Integrated Power Systems EMT Simulations
Xiaopeng Fu · Wei Wu · Peng Li · Jean Mahseredjian 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2024年12月
随着电力系统中电力电子设备的广泛应用，精确掌握其动态特性对系统设计、控制与保护分析至关重要。为此，常需高保真但耗时的电磁暂态（EMT）仿真。本文提出一种具备数值误差控制的高效分裂状态空间方法，通过通用解耦原理将系统状态方程分解，基于状态矩阵时变部分的分离，结合自动开关分组与开关邻接状态变量识别，定位最小开关状态相关子电路拓扑。采用多阶精度指数分裂公式求解并重构子方程，并利用指数分裂格式加速矩阵指数计算。该方法在含直流负载的配电网、LLC谐振变换器、大规模风电场及MMC电路等多种场景下验证了准确性...
解读: 该分裂状态空间EMT仿真方法对阳光电源的多个产品线具有重要应用价值。首先，LLC谐振变换器仿真可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的高频隔离DC-DC设计优化。其次，高效的开关状态识别算法有助于PowerTitan等大型储能系统的多模块并联建模与控制策略验证。方法的数值误差控制特性可提...
一种模块化多电平变换器的接地故障定位与严重程度估计方法
A Ground Fault Location and Severity Estimation Method for Modular Multilevel Converters
José Manuel Guerrero · Aitor Blázquez-Campanón · Salvatore D'Arco · Miguel Jiménez Carrizosa 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月
高效输电系统的需求、可再生能源发电的兴起以及电池储能系统的发展推动了模块化多电平换流器（MMC）的应用，与传统换流器相比，MMC具有更优的性能。然而，MMC电气故障的诊断更具挑战性，因为故障回路涉及更多的元件。特别是，接地故障（GF）是电力系统中最常见的故障类型，但对于交直流换流器而言，接地故障诊断尚未得到广泛研究，大多数工业继电器在这种情况下会失效。本文提出了一种基于在直流中点或交流中性点设置高值接地电阻的MMC接地故障定位方法。通过测量接地电阻两端的电压并进行频率分析，可以准确地确定故障位置...
解读: 该MMC接地故障定位与严重程度估计技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。MMC拓扑在大容量储能PCS中广泛应用，但接地故障易导致子模块电容过压、桥臂电流不平衡等问题。该方法通过桥臂电流与子模块电压暂态特征提取实现故障精确定位，可集成至阳光电源iSolar...
p型GaN高电子迁移率晶体管中关态应力诱导非均匀捕获现象的研究
Investigation of Off-State Stress-Induced Nonuniform Trapping Phenomenon in p-Type GaN High Electron Mobility Transistors (HEMTs)
Chung-Wei Wu · Po-Hsun Chen · Ming-Chen Chen · Yu-Hsuan Yeh 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年6月
本研究探讨了 p 型氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）在关态应力（OSS）下的非均匀电子俘获行为。亚阈值摆幅（SS）退化是由电子非均匀俘获到 AlGaN 层所诱导的穿通电流引起的。进行了技术计算机辅助设计（TCAD）仿真，以重现器件在关态应力下的电场分布以及沿沟道的电势分布。仿真结果表明，在漏极侧的栅极/p - GaN/AlGaN 叠层处存在强电场。相应地，p - GaN 层中会产生一个耗尽区，导致电子在漏极侧的 AlGaN 层中被俘获。随后，提出了一个物理模型来解释这种俘获机制。此...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于p-GaN HEMT器件非均匀电子陷阱效应的研究具有重要的战略意义。GaN功率器件凭借其高频开关、低导通损耗和高温特性，已成为我们新一代光伏逆变器和储能变流器的核心技术方向，直接影响系统效率和可靠性指标。 该研究深入揭示了p-GaN HEMT在关断状态应力下的退化...
下一代集成磁体：三维磁增强微电感器的设计、仿真、制造与表征综合研究
Next Generation Integrated Magnetics: A Comprehensive Study on the Design, Simulation, Fabrication, and Characterization of 3D Magnetically Enhanced Microinductors
Chandra Shetty · Daniel C. Smallwood · Darragh Cronin · Séamus O’Driscoll 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
电感器尺寸过大是制约当前器件微型化的主要瓶颈之一。本文提出一种新型垂直磁芯电感结构，采用铜导体同轴截面并由磁芯环绕。通过建立电感模型，结合自研Co-Zr-Ta-B磁性薄膜的相对磁导率和磁损耗角正切参数，评估其电感量、饱和电流、直流Q值（Q<sub>dc</sub>）及交流品质因数（Q<sub>ac</sub>）等关键性能指标。引入一种关联交流与直流性能的二维图形分析方法，并完成原型器件 fabrication。实验结果验证了该结构的可实现性，为PwrSiP/PwrSoC中的能量存储应用提供了高集...
解读: 该3D磁增强微电感技术对阳光电源功率变换器产品具有重要应用价值。垂直磁芯结构与Co-Zr-Ta-B磁性薄膜的高集成度方案，可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的DC-DC变换级，显著缩小磁性元件体积，提升功率密度。该技术的高频特性优化（Qac/Qdc综合评估）契合阳光电源1500V高压...
基于ANFIS的最大功率点跟踪控制器在太阳能光伏系统中的潜力研究
Investigating the Potential of an ANFIS-Based Maximum Power Point Tracking Controller for Solar Photovoltaic Systems
Yavuz Türkay · Ahmet Gürkan Yüksek · IEEE Access · 2025年1月
最大功率点跟踪（MPPT）技术对提升光伏（PV）系统效率具有重要作用。本文设计并建模了一种基于自适应神经模糊推理系统（ANFIS）的MPPT控制器，旨在不同环境条件下最大化PV模块的输出效率。该控制器结合模糊逻辑与神经网络优势，通过温度、辐照度和负载等输入参数动态调整控制策略，快速准确地追踪最大功率点。所设模糊规则有效应对系统非线性特性，提升响应速度与稳定性。在MATLAB/SIMULINK平台上的仿真结果表明，该方法在多种工况下均表现出优异性能，相较于传统增量电导法（INC），具有更小的稳态振...
解读: 该ANFIS-MPPT技术对阳光电源SG系列光伏逆变器和ST储能变流器的控制算法优化具有重要参考价值。研究证实的快速动态响应和低稳态振荡特性，可直接应用于阳光电源1500V高压系统的多路MPPT优化，特别是在复杂遮挡和快速云层变化工况下。神经模糊融合策略为现有P&O和INC算法提供智能化升级路径，可...
基于高频链MMC的背靠背连接电力电子变压器对直流链路电压纹波的敏感性分析
Sensitivity Analysis of the High-Frequency-Link MMC to DC Link Voltage Ripples in a Back-to-Back Connected MMC-Based Power Electronic Transformer
Vishnu Narayan Vipin · Ned Mohan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
将可再生能源和储能设备接入中压电网（5 - 34.5 千伏），可实现高功率输出，同时将传导损耗降至最低。近期的变流器拓扑结构采用级联低压（LV）子模块（SM）的方式来满足电网电压等级要求，从而能够从低压储能单元和光伏阵列中提取电能。本文重点研究一种具有公共可控高压（HV）直流母线的拓扑结构，该母线同时连接电网侧模块化多电平换流器（GS - MMC）和高频链模块化多电平换流器（HF - MMC）。储能单元以及风能和太阳能等可再生能源通过高频（HF）升压变压器的低压侧供电，电能经 HF - MMC ...
解读: 从阳光电源中压并网和储能集成业务视角来看，这项关于高频链模块化多电平换流器（MMC）的研究具有重要的技术参考价值。该研究聚焦于背靠背MMC构成的电力电子变压器拓扑，这与我们在5-35kV中压光储系统中面临的技术挑战高度契合。 该技术方案通过级联低压子模块实现中压等级，能够直接整合低压储能单元和光伏...