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独立微电网变频负载电容电压与电机转速自适应协同调频方法
Adaptive Cooperative Frequency Regulation Method of Capacitor Voltage and Motor Speed for Variable-Frequency Loads in Stand-alone Microgrids
钱彧声 · 黄文焘 · 余墨多 · 陈建民 等5人 · 中国电机工程学报 · 2025年2月 · Vol.45
针对独立交流微电网受扰后易出现频率波动与突变的问题，利用直流电压、电机转速与系统频率间的耦合特性，提出变频负载电容电压与电机转速自适应协同调频方法。通过虚拟同步机整流与异步机矢量控制结合，在逆变侧外环引入含频率微分的电压-转速协同项，实现电容与电机惯量对频率扰动的快速响应。建立变频负载小信号模型，依据直流电压与转速范围自适应调节协同系数，优化惯量释放比例。基于频率响应时域解析式，提出自适应系数及权重系数最优区间的整定方法。RT-LAB半实物实验结果表明，该策略有效提升了独立微网的频率动态品质。
解读: 该变频负载协同调频技术对阳光电源储能与微电网产品具有重要应用价值。在PowerTitan储能系统中，可将VSG控制与变频负载（如空调、水泵）的直流母线电容及电机转速耦合，通过自适应协同系数实现多惯量源协同调频，有效抑制独立微网频率突变。该方法可优化ST系列储能变流器的构网型GFM控制策略，在工商业微...
基于改进斑马算法的GaN HEMT混合小信号建模
Hybrid Small-Signal Modeling of GaN HEMT Based on Improved Zebra Optimization Algorithm
李畅王军 · 电子元件与材料 · 2025年1月 · Vol.44
为提升半导体器件小信号建模精度并避免优化过程陷入局部最优，提出一种基于改进斑马优化算法（IZOA）的氮化镓高电子迁移率晶体管（GaN HEMT）混合小信号建模方法。结合数学修正法与直接提取法建立初始模型，通过引入混沌映射、反向学习策略及动态概率机制的IZOA进一步优化参数。实验结果表明，该方法将平均误差由3.47%降至0.19%，较GWO和标准ZOA分别降低0.76%和0.33%，显著提升了建模精度与算法收敛性。
解读: 该GaN HEMT精确建模技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。在ST储能变流器和SG光伏逆变器中，GaN器件可实现更高开关频率和功率密度，但需精确小信号模型支撑电路设计。该IZOA优化方法将建模误差降至0.19%，可显著提升GaN功率模块的仿真精度，优化三电平拓扑设计中的寄生参数补偿和EMI抑制...
关于低时钟抖动敏感性的DC-DC变换器与伪平均电流模式控制
Considerations on Low-Clock-Jitter-Susceptibility DC-DC Converters and Pseudo-Average-Current-Mode-Control
Mirko Alecci · Claudio Bona · Edoardo Bonizzoni · Piero Malcovati 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
在AMOLED显示和射频收发器等现代应用中，对超低噪声稳压电源轨的需求给DC-DC变换器设计带来了严峻挑战。近期提出的伪平均电流模式控制（PACMC）因对时钟抖动敏感性低而适用于低噪声场景，但公开细节有限。本文首次提供了PACMC的完整小信号模型，并系统比较了PACMC与广泛使用的峰值电流模式控制（PCMC），从环路稳定性、音频抑制能力、电路噪声及时钟抖动敏感性等方面进行全面分析，为设计者选择最优控制方案提供充分依据。
解读: 该低时钟抖动敏感性DC-DC变换器技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在车载OBC充电机和电机驱动系统中，PACMC控制方案可有效降低开关噪声对车载射频通信系统的EMI干扰，满足严格的车规级电磁兼容要求。在储能变流器辅助电源模块中，该技术可提升控制板卡供电质量，降低ADC采样误差，提高电流电压...
光伏到虚拟母线并联差分功率处理架构的动态分析
Dynamic Analysis of Photovoltaic to Virtual Bus Parallel Differential Power Processing Architecture
Afshin Nazer · Olindo Isabella · Patrizio Manganiello · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月
光伏（PV）至虚拟母线并联差分功率处理（PDPP）架构可减轻光伏组串间的失配损耗。本文基于PDPP架构的状态空间模型推导其小信号模型，从而进行全面的动态分析。随后，得到相应的传递函数和频率响应，为该架构的动态特性提供了有价值的见解。为验证所推导模型的准确性，还通过系统辨识，利用PLECS仿真和实验的观测数据获得了频率响应。此外，本文讨论了虚拟母线电压和中间母线电压离散控制器参数的设计考虑因素，并研究了该架构的稳定性。实验测量证实，中央控制器能够在0.6秒内将虚拟母线电压稳定在期望水平，而中间母线...
解读: 从阳光电源光伏逆变器和系统集成业务角度看，这项光伏到虚拟母线并联差分功率处理（PDPP）架构研究具有重要的技术参考价值。该技术针对光伏组串失配损失这一行业痛点，提出了创新的功率优化方案，与我司现有的组串式逆变器和MPPT技术形成互补关系。 从技术成熟度评估，论文通过小信号建模、频域分析和系统辨识等...
变短路比下GFM与GFL逆变器混合系统的功率振荡分析及双互阻尼控制
Power Oscillation Analysis and Dual Mutual Damping Control for Hybrid System with GFM and GFL Inverters Under Varying Short Circuit Ratio
Xiaoke Liu · Yandong Chen · Zili Wang · Cong Luo 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年7月
具备构网型（GFM）和跟网型（GFL）逆变器的混合并网系统中的有功功率振荡会威胁其安全运行。本文考虑了GFM和GFL逆变器之间的耦合，建立了该异构系统的小信号模型。基于该模型，定性和定量地揭示了在不同短路比（SCR）下控制参数对功率振荡的影响机制。特别地，与其他参数相比，GFM逆变器的阻尼起主导作用。因此，将包含角频率和有功功率互阻尼的双互阻尼控制（DMDC）集成到GFM逆变器中以增强系统阻尼。文中还给出了其稳定性分析和关键参数设计。最后，实验结果验证了DMDC的有效性，表明在强电网和弱电网条件...
解读: 该双互阻尼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。在弱电网场景下，阳光电源储能系统常采用GFM构网模式支撑电网，而光伏SG系列逆变器多为GFL跟网模式，两者混合并网时易产生低频功率振荡。该研究揭示的GFM-GFL动态交互机理可指导阳光电源优化混合系统控...
基于精确小信号建模的电网阻抗自适应VSG控制
Grid Impedance Adaptive VSG Control Based on Accurate Small-Signal Modelling
Minyang Wang · Yuxin Yang · Yuchen Zhang · Mir Nahidual Ambia 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年3月
可再生能源的广泛整合增加了基于逆变器的发电，削弱了电网强度和惯性，给电力系统稳定性带来了挑战。为解决这些问题，虚拟同步发电机（VSG）控制作为一种现代电网形成（GFM）技术应运而生，它能够自主提供有功和无功功率，以支撑电网频率和电压。然而，当VSG逆变器在强电网条件下运行时，在固定参数设置下可能会出现功率振荡，使电网难以达到稳定状态。在这种情况下，基于频率变化率（RoCoF）的传统稳定性分析是不够的，需要基于系统阻抗变化的先进分析方法并进一步改进。本文提出了一种精确的VSG逆变器小信号模型以及一...
解读: 该电网阻抗自适应VSG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。通过精确小信号建模实时识别电网阻抗变化，可显著提升弱电网环境下储能系统的构网型GFM控制性能。该自适应调节机制能够动态优化虚拟惯性和阻尼参数，增强系统在电网阻抗波动时的稳定裕度，特别适用于高...
具有独立可调输出的双频双类型输出无线电力传输系统
Dual-Frequency Dual-Type-Output Wireless Power Transfer System with Independent Adjustable Outputs
Hao Ruan · Yi Xiao · Hao Luo · Yongheng Yang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
提出一种双频双类型输出DT-DTO无线电力传输系统。通过在DT-DTO变换器控制信号上叠加可调正弦信号，实现多负载同时且独立可调充电。该系统支持不同类型负载（电压型和电流型）在不同频率下独立控制，提高系统灵活性和应用范围。实验验证系统有效性。
解读: 该双频双类型输出WPT研究对阳光电源多样化充电需求有重要参考价值。独立可调输出能力可应用于阳光无线充电系统为不同类型设备同时充电，提高系统利用率和用户体验。该技术对阳光拓展商业充电站业务有实用价值。...
基于相位补偿直流链电压同步的构网型STATCOM低频振荡阻尼
Low-Frequency Oscillation Damping of Grid-Forming STATCOMs With Phase-Compensated DC-Link Voltage Synchronization
作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
直流母线电压同步（DCVS）可应用于构网型静止同步补偿器（STATCOM），以同时实现直流母线电压调节和与电网同步。然而，直流母线电压同步可能会导致构网型静止同步补偿器出现低频振荡（LFO）。为分析和解决构网型静止同步补偿器的低频振荡问题，本文建立了考虑直流母线电压同步、交流电压电流双闭环控制（VCDC）和无功功率控制（RPC）的构网型静止同步补偿器小信号模型。研究表明，低频振荡主要由直流母线电压同步的 -180° 相位特性以及交流电压电流双闭环控制引入的相位滞后引起。此外，无功功率控制可能会使...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于直流母线电压同步（DCVS）的构网型STATCOM低频振荡抑制技术具有重要的战略价值。随着公司在储能系统和电网侧解决方案领域的深入布局，构网型技术已成为新能源并网设备的核心发展方向，该研究针对的技术痛点与我司产品线高度相关。 该论文揭示的低频振荡机理对阳光电源现有...
LLC谐振变换器的先进建模方法：从多谐波分析到小信号模型
Advanced Modeling Approach for LLC Resonant Converters: From Multiharmonic Analysis to Small Signal Model
Fabio Corti · Vittorio Bertolini · Alberto Reatti · Antonio Faba 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
本文提出了一种基于扩展描述函数的创新方法，用于对直流 - 直流 LLC 谐振功率转换器进行精确建模。与文献中大多数基于基波近似开发的模型不同，所提出的模型能够恰当地考虑高次谐波的影响，即使在远离谐振的工作条件下也能提供准确的结果。由于转换器的非线性特性，无法直接使用叠加原理来考虑高次谐波。因此，纳入高次谐波是一个具有挑战性的问题。为此，本文介绍了在经典扩展描述函数（EDF）方法（该方法通常仅考虑基波）中纳入多个谐波的过程。EDF 方法还可用于推导转换器的小信号模型，这对设计转换器的控制电路非常有...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇关于LLC谐振变换器高级建模方法的研究具有重要的工程应用价值。LLC谐振拓扑是我司光伏逆变器DC-DC环节和储能变流器中广泛采用的核心技术，其高效率、高功率密度特性与公司产品的轻量化、高效化战略高度契合。 该论文提出的多谐波建模方法突破了传统基波近似模型的局限性，这对...
一种基于自适应下垂与前馈控制的孤岛微电网构网型逆变器瞬态功率均分与解耦方法
An Adaptive Droop and Feedforward Control Based Transient Power Sharing and Decoupling Method for Grid-Forming Inverters in Islanded Microgrids
Jiazhi Wang · Zeng Liu · Kaiwen Feng · Jinjun Liu · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年10月
准确的功率分配是孤岛微电网（MG）中构网型逆变器（GFMIs）的基本需求。然而，即使GFMIs的控制器相同，考虑到电路差异，暂态功率分配（TPS）性能仍然不佳。本文提出了一种公共耦合点（PCC）动态小信号模型，用于描述GFMIs之间的相互作用。基于该模型，首先推导了一种自适应暂态功率解耦（TPD）控制器，以确保良好的TPD性能并简化GFMIs的小信号模型。然后，利用自适应下垂和前馈控制推导了一种自适应TPS控制器，以确保良好的TPS性能。与传统下垂控制方法相比，所提出的方法可以补偿线路阻抗和虚拟...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于自适应下垂和前馈控制的构网型逆变器暂态功率共享技术具有重要的战略价值。该技术直接针对孤岛微电网中多台构网型逆变器（GFMI）并联运行时的核心痛点——暂态功率分配不均问题，这与阳光电源在光储微网和离网系统领域的产品需求高度契合。 技术价值方面，该方法通过公共耦合点动...
一种导纳重塑控制方法用于提升多并联并网变流器的稳定性
An Admittance-Reshaping Control Method for Improving the Stability of Multi-Parallel Grid-Connected Converters
Zhen Li · Xin Tang · Kaixuan Tang · Bei Qu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
弱电网中多并联并网变流器（MPGCC）之间的相互作用常常会带来稳定性挑战。本文提出一种变流器导纳重塑控制方法，旨在提高MPGCC系统的稳定性。首先，建立了包含变流器间相互作用的三相MPGCC系统的通用数学模型，并采用小信号模型进行分析。分析表明，在MPGCC系统中，$k_{dq1}(s)$和$k_{dq2}(s)$必须满足奈奎斯特准则，其中$k_{dq1}(s)$表示主电网与MPGCC系统之间的串联相互作用，$k_{dq2}(s)$表示变流器之间的相互作用。考虑到MPGCC系统稳定性分析的独特性...
解读: 从阳光电源的业务实践来看，这项多并联并网变流器导纳重塑控制技术具有重要的应用价值。随着集中式光伏电站和大型储能系统规模不断扩大，多台逆变器并联接入弱电网已成为常态，特别是在西北高比例新能源接入地区，系统稳定性问题日益突出。 该技术的核心价值在于通过导纳重塑实现系统无源化设计，从理论上保证多并联系统...
PCB寄生电容对采用TO-247封装SiC器件的斩波与半桥电路开关瞬态的影响
Impact of PCB Parasitic Capacitance on Switching Transients in Chopper and Half-Bridge Configurations Utilizing TO-247 SiC Devices
Abdul Basit Mirza · Andrew Castiblanco · Abdul Muneeb · Yang Xie 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年3月
采用TO - 247封装的碳化硅（SiC）金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）和肖特基二极管是斩波器（降压/升压）和半桥电路配置的经济选择，而斩波器和半桥电路是各种功率变换器拓扑的基本组成部分。然而，碳化硅器件的快速开关意味着较高的 $\text{d}\boldsymbol{v}/\text{d}\boldsymbol{t}$ 和 $\text{d}\boldsymbol{i}/\text{d}\boldsymbol{t}$，这对功率回路电感的印刷电路板（PCB）部分提出了限制，以在关断...
解读: 该PCB寄生电容优化技术对阳光电源SiC器件应用具有重要价值。在ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中，TO-247封装SiC MOSFET已广泛应用于三电平拓扑和半桥电路。研究揭示的PCB布局优化方法可直接应用于功率模块设计，通过减小关键路径寄生电容降低电压过冲和EMI，提升系统在高频开关下的可...
面向高比例逆变器电力系统的耦合全阶动态整体小信号稳定性分析
Holistic Small-Signal Stability Analysis for Large-Scale Inverter-Intensive Power Systems With Coupled and Full-Order Dynamics From Control Systems and Power Networks
Lizhi Ding · Yuzhu Ouyang · Xiaonan Lu · Junjie Qin 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年10月
基于逆变器的电源（IBR）在现有电力系统中的渗透率不断提高，这为增强可持续性带来了巨大益处，但同时也在惯性不足、潜在不稳定以及复杂的网络动态等方面带来了不可避免的挑战。然而，电网跟随型（GFL）和电网形成型（GFM）IBR 与其他组件（即同步发电机 [SG]、负载和网络等）之间的相互作用所引入的额外耦合尚未得到清晰的探究。目前仍缺乏一个涵盖控制系统和电网的全面、可扩展且定量的稳定性分析框架。为填补这一技术空白，本文建立了一个包含旋转发电单元和 IBR 的整个系统的整体小信号模型。提出了一个扩展的...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于大规模逆变器密集型电力系统小信号稳定性的全局分析技术具有重要战略价值。随着公司光伏逆变器和储能系统在全球电网中的渗透率持续提升，该研究所关注的跟网型（GFL）和构网型（GFM）逆变器之间的耦合交互问题，正是阳光电源在高比例新能源接入场景下亟需解决的核心技术挑战。 ...