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一种计算高效且稳定的直流/交流逆变器学习型控制器
A Computationally Efficient and Stable Learning-Based Controller for DC/AC Inverter
Wendong Feng · Ruigang Wang · Tianhao Qie · Ran Li 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年2月
本文提出了一种基于机器学习的直流/交流逆变器控制策略，具有高计算效率且对模型参数变化不敏感。该方法支持快速离线神经网络训练，并适用于数字信号处理器的低在线计算开销实现。采用递归平衡网络（REN）确保系统具备优良的暂态与稳态性能，并证明了闭环系统的渐近稳定性。通过与现有控制方法的实验对比，验证了所提方法的有效性。
解读: 该学习型控制器技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。REN网络的渐近稳定性保证和低计算开销特性，可直接部署于现有DSP平台，提升控制器响应速度和鲁棒性。对PowerTitan大型储能系统，该方法可优化并网暂态性能，增强参数摄动下的稳定性。相比传统PI控制，机器学习控制...
软件定义的虚拟同步调相机
Software-Defined Virtual Synchronous Condenser
Zimin Jiang · Peng Zhang · Yifan Zhou · Lukasz Kocewiak 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年8月
同步调相机（SCs）在将风能并入相对薄弱的电网中发挥着重要作用。然而，同步调相机的设计通常取决于特定的应用需求，可能无法充分适应从传统发电向可再生能源发电转型所导致的频繁变化的电网条件。本文设计了一种软件定义虚拟同步调相机（SDViSC）方法来应对这些挑战。我们的贡献主要有四点：1）设计了一种虚拟同步调相机（ViSC），使全功率变流器风力发电机组能够提供内置的同步调相机功能；2）对软件定义虚拟同步调相机进行工程化处理，将基于硬件的虚拟同步调相机控制器转化为软件服务，其中基于Tustin变换的软件...
解读: 该软件定义的虚拟同步调相机技术对阳光电源储能和风电产品线具有重要应用价值。可直接应用于ST系列储能变流器和PowerTitan系统的GFM控制策略优化,提升其在弱电网条件下的并网稳定性和电压支撑能力。该技术的软件可配置特性与阳光电源现有的虚拟同步机VSG控制架构高度契合,有助于实现储能变流器的多场景...
感应电力传输系统的互感识别技术应用实现两接收器系统交叉耦合补偿
Applying Mutual Inductance Identification to Achieve Cross-Coupling Compensation for Two-Receiver Wireless Power Transfer Systems
Xiaoli Zhang · Liangzong He · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
在双接收器无线电力传输系统中，交叉耦合会显著影响系统性能。提出互感识别技术以实现交叉耦合补偿。通过识别初次级线圈间互感和接收线圈间互感，推导出补偿算法消除交叉耦合影响。实验验证该方法有效提升双接收器系统输出功率稳定性和传输效率。该技术为多接收器WPT系统设计提供了实用解决方案。
解读: 该双接收器WPT交叉耦合补偿研究对阳光电源多负载无线充电有重要价值。互感识别和补偿算法可应用于阳光新能源汽车多车位无线充电站，提升系统效率和功率分配均衡性。该技术对阳光拓展多接收器无线充电应用场景有实用价值。...
WPFormer：一种具有自相关性的时空图Transformer用于风电功率预测
WPFormer: A Spatial-Temporal Graph Transformer With Auto-Correlation for Wind Power Forecasting
Xuefeng Liang · Qingshui Gu · Xiaochuan You · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年10月
风能作为技术成熟且便于开发的清洁能源，在能源结构中占据重要地位。精确的风电功率预测对制定发电计划、提升电力系统经济性与可靠性至关重要。然而，恶劣运行环境导致数据异常频发，加之风速自然变化、人为干预及机组状态耦合作用，使得风电出力呈现弱周期性和强波动性。为此，本文提出WPFormer框架，设计基于风电曲线的半监督WEDS双流评分模型用于异常检测与数据修复，并提出基于自注意力机制的FEDS特征选择方法。引入风机空间关联信息，结合自相关多序列分解与多头注意力机制，有效捕捉随机性背后的预测规律，克服弱周...
解读: 该研究的时空图Transformer预测框架对阳光电源的储能和风电产品具有重要应用价值。特别是其异常检测与数据修复技术可优化ST系列储能变流器的运行策略和PowerTitan系统的调度效率。自相关多序列分解方法可提升iSolarCloud平台的预测性能,有助于风储联合项目的智能运维。该技术对构网型G...
一种用于交直流混合系统最优潮流研究的高效通用交直流支路模型
An Efficient Universal AC/DC Branch Model for Optimal Power Flow Studies in Hybrid AC/DC Systems
Mahmoud Shahbazi · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年12月
本文提出了一种新的高效通用交直流支路模型SADRA，适用于含电压与功率控制的交直流混合系统最优潮流研究。SADRA可统一建模交流、直流及交直流元件，包括电压源换流器及其接口设备（如点对点与多端高压直流）、移相变压器和调压变压器等。该模型直接耦合交流与直流电网，采用常规交流方程进行建模，并能有效实现VSC控制功能。由于结构简洁紧凑，SADRA具有快速且鲁棒的计算性能。通过对1359节点和3125节点大型交直流系统进行仿真，结果表明SADRA在通用性、控制实现能力及计算速度方面均优于现有方法，最快可...
解读: 该通用交直流支路模型SADRA对阳光电源储能系统和光伏并网产品具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统中，SADRA可优化VSC换流器的功率调度和电压控制策略，实现交直流混合微网的快速潮流计算，提升系统经济性。对于ST系列储能变流器，该模型可用于多端直流互联场景的控制参数优化，特别是在含...
一种紧凑型DC–200 MHz混合式电流测量方法用于快速开关功率半导体模块
A Compact DC–200 MHz Hybrid Current Measurement Approach for Fast Switching Power Semiconductor Modules
Shiqi Ji · Wenhao Xie · Yikang Xiao · Ran Lu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
精确的电流测量对于功率半导体特性表征至关重要。近年来，考虑到功率半导体的开关速度变得更快，由于现有电流探头带宽有限，很难用它们有效地测量电流。此外，在很多情况下，有必要在长期运行的实际功率变换器中直接对功率半导体进行特性表征，这就要求电流探头具备其他一些关键特性，包括直流精度、电气隔离、易于安装等。本文提出了一种新颖的混合式电流测量方法，包括基于隧道磁阻的低频测量部分、基于罗氏线圈的高频测量部分，以及用于实现无缝频率组合的信号调理电路。据此，开发了一种基于该方法的电流探头，实现了高带宽、电气隔离...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项直流至200MHz混合电流测量技术对我司在高性能功率半导体器件应用方面具有重要价值。随着我司光伏逆变器和储能变流器大规模采用SiC和GaN等第三代宽禁带半导体器件，开关频率显著提升至数百kHz甚至MHz级别，传统电流探头的带宽限制已成为精确测量和器件特性分析的瓶颈。 ...
HBA-LightGBM：基于蜜獾算法的LightGBM模型在太阳辐照度预测中的应用
HBA-LightGBM: Honey Badger Algorithm With LightGBM Model For Solar Irradiance Forecasting
Ashish Prajesh · Prerna Jain · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月
太阳能的精确预测对光伏电站至关重要，有助于其提前参与能源拍卖并进行具有成本效益的资源规划。由于太阳辐照度具有间歇性，统计模型往往效果不佳，而机器学习模型在更准确的预测方面具有优势。本文介绍了一种集成学习方法——轻量级梯度提升机模型（LightGBM），该模型不仅计算时间更短，还能提升预测性能。为避免过拟合问题，采用了一种两阶段降维方法，即先使用互信息作为基于过滤的特征选择方法，再使用自编码器作为基于深度神经网络的特征提取方法，以确定最优特征。此外，对于所获得的最优特征中存在的异常值，采用随机森林...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于HBA-LightGBM的太阳能辐照度预测技术具有重要的应用价值。精准的辐照度预测直接关系到光伏电站的发电功率预测准确性，这对我们的智慧能源管理系统、储能系统容量配置以及参与电力现货市场交易至关重要。 该技术的核心优势在于三个方面：首先，LightGBM模型的计算...
无模型预测控制在五电平T型嵌套中点箝位变换器中的应用
Model-Free Predictive Control of Five-Level T-Type Nested Neutral Point Clamped Converter
Catalina González-Castaño · Margarita Norambuena · Alex Navas-Fonseca · Freddy Flores-Bahamonde 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
多电平变换器已成为中高压大功率应用的重要解决方案，其中五电平T型嵌套中点箝位（5L-T-NNPC）结构因硬件需求少、电压适用范围广而备受关注。传统有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）虽动态响应快，但依赖精确的系统模型，参数失配易导致性能下降。为此，本文提出一种新型无模型预测控制（MF-PC），无需精确建模，仅利用变换器运行数据通过最小二乘法辨识自回归外生（ARX）模型参数，具有良好的参数鲁棒性。仿真与实验结果表明，所提MF-PC在5L-T-NNPC变换器上的控制性能优于传统FCS-MPC。
解读: 该无模型预测控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG大功率光伏逆变器具有重要应用价值。五电平T-NNPC拓扑的硬件精简特性契合阳光电源PowerTitan大型储能系统的成本优化需求，其宽电压范围适配1500V高压系统。MF-PC方法通过在线ARX参数辨识，可显著提升产品在温度漂移、器件老化等工况下...
一种用于单相并网逆变器超谐波发射的新型有源电力滤波器
A Novel Active Power Filter for Supraharmonic Emissions of Single Phase Grid-Connected Inverters
Abdellatif M. Aboutaleb · Jan Desmet · Jos Knockaert · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
由于存在诸多限制，传统有源电力滤波器（APF）并不适合降低超谐波（SH）范围内并网变流器的发射。因此，本文提出了一种新型有源电力滤波器，旨在降低单相并网逆变器（GCI）的超谐波发射。该新设计解决了许多限制传统有源电力滤波器用于滤除并网逆变器超谐波发射的障碍，具体如下：所提出的有源电力滤波器的开关频率与并网逆变器的开关频率相同，无需进行谐波电流计算；采用基于比例谐振控制器的简单电流控制器；可获得多个分布式滤波带宽；有源电力滤波器功率电路的设计准则简单；此外，并网逆变器和有源电力滤波器均无需高阶耦合...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对超谐波（2-150kHz）的新型有源滤波器技术具有重要的战略价值。随着全球光伏并网逆变器装机量激增，超谐波污染已成为电能质量领域的新兴挑战，直接影响到我们产品的并网合规性和市场竞争力。 该技术的核心创新在于突破了传统APF在超谐波频段的应用瓶颈。其采用与逆变器相同...
基于功率同步控制的构网型逆变器故障后振荡阻尼
Post Fault Oscillation Damping of Power Synchronisation Control-Based Grid Forming Inverters
Chalitha Liyanage · Lasantha Meegahapola · Inam Nutkani · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年3月
针对构网型逆变器（GFMIs）在故障穿越过程中表现出的故障后显著振荡问题，本文对基于功率同步控制（PSC）的GFMIs在不同电网强度、负载水平及故障阻抗下的动态响应进行了分析。研究发现，现有策略在故障清除后易引发持续振荡，影响系统稳定性。为此，提出两种新型故障后振荡阻尼（PFOD）策略：动态参考功率调节与基于Sigmoid函数的自适应阻尼方法。二者结合可有效抑制振荡，同时不削弱电压支撑能力。通过OPAL-RT平台在IEEE-39节点系统上的实时仿真验证了所提策略在对称与不对称故障下的鲁棒性与一致...
解读: 该故障后振荡阻尼技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的构网型GFM控制具有直接应用价值。研究提出的动态参考功率调节与Sigmoid自适应阻尼方法可集成到阳光电源现有PSC控制架构中，有效解决故障穿越后的功率振荡问题，提升弱电网适应性。该技术可优化ST2236/2500U...
基于耦合电感的高升压交错式DC-DC变换器家族
A Family of High Step-Up Interleaved DC-DC Converters Based on the Coupled Inductors
Darioush Alizadeh · Ebrahim Babaei · Mehran Sabahi · Carlo Cecati · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月
本文提出了一系列利用耦合电感和二次电压增益的高升压交错式直流 - 直流转换器。所提出的第一个转换器是基于迪克森（Dickson）转换器的改进版本，与改进型迪克森转换器相比，它在保持共地的同时提供了更高的电压增益。所提出的第二个转换器使用了一个额外的二极管，从而实现了比第一个转换器更高的电压增益。所提出的第三个转换器将迪克森转换器和改进型迪克森转换器相结合，以解决改进型迪克森转换器缺乏共地的问题。这些转换器具有诸多优点，包括输入电流连续且纹波小、元件承受的电压应力低以及效率高。本文分析了这些转换器...
解读: 从阳光电源的业务布局来看，这篇论文提出的高升压交错并联DC-DC变换器技术具有重要的战略价值。该技术基于耦合电感和二次电压增益，能够实现高升压比、低输入电流纹波和共地设计，这些特性与我司光伏逆变器和储能系统的核心需求高度契合。 在光伏应用场景中，该技术可有效解决组件串联电压不足的问题，特别适用于分...
转子轭部倾斜通孔对永磁同步风力发电机通风与散热性能的提升
Enhanced Ventilation and Thermal Performance by Inclined Through Holes on Rotor Yoke in Permanent Magnet Synchronous Wind Generators
Haoyu Zhou · Lijian Wu · Yang Shi · Jiawen Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年4月
中速永磁同步风力发电机（MS - PMSWG）的冷却性能至关重要，因为它决定了发电机的持续输出功率和可靠性。本文基于强制风冷方法，提出了一种具有倾斜通孔的新型转子结构。一方面，通孔为冷却空气提供了额外的流动路径，有效降低了流动阻力。另一方面，当转子旋转时，通孔两端会产生压力差，从而独立地产生气流。为了准确计算流场和温度场，建立了三维（3 - D）计算流体动力学（CFD）模型。以一台1.5兆瓦中速永磁同步风力发电机的基本设计为例，对传统结构和所提出的设计进行了对比分析。在额定运行条件下，采用所提出...
解读: 该散热优化技术对阳光电源的电机驱动产品线具有重要参考价值。转子轭部倾斜通孔设计可应用于新能源汽车驱动电机和大功率储能系统的冷却系统优化,特别是PowerTitan储能系统中的变流器散热设计。通过在功率模块散热结构中引入类似的倾斜通道设计,可提升自然对流效果,降低系统温升。这种被动散热方案无需额外能耗...
电力电子变换器供电的电磁轴承建模与控制
Modelling and Control of Power-Converter-Fed Electromagnetic Bearing
Kamisetti N. V. Prasad · G. R. Jayanth · G. Narayanan · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年10月
摘要：电磁轴承（EMB）用于支撑高速旋转机械的轴，其控制涉及不稳定系统的稳定以及被支撑转子的高带宽位置控制。该控制应能抵御高速机械中出现的显著振动，满足国际标准化组织（ISO）的严格标准。控制器还应抑制由于不可避免的转子质量不平衡导致轴承受高离心力而产生的干扰。此外，控制应能在系统参数出现较大变化时保持鲁棒性。本文提出了一种比例 - 积分 - 微分（PID）控制器的系统设计方法。该方法包括确定控制器规格的可能范围、针对给定规格给出 PID 控制器参数的闭式表达式，以及在存在执行器带宽限制和系统参...
解读: 该电磁轴承建模与控制技术对阳光电源高速旋转机械应用具有重要参考价值。文中针对功率变换器供电系统的整体建模方法，可直接应用于ST储能系统中的飞轮储能变流器设计，通过状态反馈与补偿控制抑制非线性扰动的策略，可优化电机驱动系统的动态响应。该技术对新能源汽车电机控制器的高带宽控制、不稳定系统稳定化方法，与阳...
具有减少器件数量的可扩展多源开关电容多电平逆变器研究
Investigation of an Extendable Multisource Switched-Capacitor Multilevel Inverter With Reduced Device Count
Tapas Roy · Sudip Nandi · Ranjeeta Patel · Banishree Misra 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
文章介绍了一种新型17电平开关电容多电平逆变器SCMLI，无需H桥电路同时显著减少元件数量。该创新结构依赖两个对称非隔离电源和由四个串联电容组成的电容支路CL。进一步设计了该17电平结构的扩展版本，允许加入不同数量的电源和电容。该扩展配置实现与同类结构相同的输出电压电平数，但开关、驱动器、电容和电源需求减少。所提结构仅需导通两个半导体器件即可直接从直流电源对电容充电增强电容电压曲线，仅导通三个开关即可实现最高电压电平减少寄生压降并提高升压因子。为实现模块化并产生更高输出电压电平，文章探讨了所提扩...
解读: 该17电平SCMLI研究对阳光电源多电平逆变器技术发展有重要参考价值。无需H桥且器件数量减少的拓扑创新与阳光ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的成本优化和可靠性提升目标一致。仅需导通两个器件充电和三个器件实现最高电压的控制策略可降低阳光多电平逆变器的开关损耗和功率模块复杂度。级联配置的模块化设计...
带水平单轴跟踪器的双面光伏浮体系统的实验与模拟性能评估
Experimental and Simulated Performance Evaluation of Bifacial Photovoltaic Floating System With a Horizontal Single-Axial Tracker
Amr Osama · Giuseppe Marco Tina · Gaetano Mannino · Alessio Vincenzo Cucuzza 等6人 · IEEE Journal of Photovoltaics · 2025年3月
摘要：光伏产业的迅速扩张得益于成本的大幅降低。然而，鉴于光伏发展对土地面积的需求，利用水面建设漂浮式光伏（FPV）系统是一个颇具前景的解决方案。为提高这些系统的成本效益，可以采用双面组件和跟踪系统。虽然众多实验研究已经对固定配置的漂浮式光伏系统性能进行了评估，但漂浮式跟踪配置仍未得到充分研究。此外，各种模拟工具为不同配置提供了见解，但它们不同的假设往往导致结果不一致。本研究重点对水平轴跟踪双面漂浮式光伏（HT - bFPV）系统进行实验评估。在意大利卡塔尼亚的“恩利创新中心与实验室”的漂浮式光伏...
解读: 该双面光伏浮体跟踪系统研究对阳光电源SG系列光伏逆变器和浮体光伏解决方案具有重要应用价值。研究验证的双面增益特性和水面反射优化可指导SG逆变器的MPPT算法升级，针对双面组件背面辐照不均匀特性优化多路MPPT策略。水平单轴跟踪系统的动态发电特性为逆变器宽电压范围设计和动态响应优化提供依据。浮体环境的...
一种用于中压电力牵引驱动的100 kHz内并联Si+SiC混合多电平变换器的设计与验证
Design and Validation of a 100 kHz Inner-Paralleled Si+SiC Hybrid Multilevel Converter for Medium-Voltage Electric Traction Drives
Feng Guo · Fei Diao · Zhuxuan Ma · Pengyu Lai 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年8月
本文针对 3 kV 直流母线的电力牵引驱动系统，设计并开发了一种新型的带有内部并联（IP）半桥（HB）的中压（MV）混合式多电平逆变器。在该提出的混合式拓扑结构中，每相由一个有源中性点钳位（ANPC）三电平（3 - L）单元和一个 IP 单元组成，其中 ANPC 三电平单元采用工作在基频的 3.3 kV 硅（Si）绝缘栅双极型晶体管（IGBT），而 IP 单元采用定制的 3.3 kV H 桥碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET），工作频率为 50 kHz。通过线...
解读: 该100kHz Si+SiC混合多电平技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在新能源汽车业务中，可直接应用于电机驱动系统，高频运行特性能显著提升功率密度，降低车载系统体积重量。对于ST系列储能变流器和SG光伏逆变器，内并联混合拓扑可优化现有三电平方案，通过Si/SiC器件协同工作实现开关损耗与成...