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全端口未终止导纳无源性准则及其在交直流互联变换器鲁棒稳定性中的应用
All-Port Unterminated Admittance Passivity for Robust Stability of AC-DC Interlinking Converters
Ružica Cvetanović · Ivan Z. Petrić · Paolo Mattavelli · Simone Buso · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
本文提出了全端口未端接导纳无源准则，并针对交流端口采用 $dq$ 坐标系表示的交直流变换器，建立了一种与端接无关的、面向鲁棒稳定性的控制器设计框架。除了研究变换器直流端口和交流端口未端接自导纳的无源特性外，还考察了耦合无源特性，以考虑端口耦合可能产生的不稳定影响。本文阐述了为确保稳定性，应如何设计变换器的控制系统，使所有无源特性在对稳定性至关重要的频率范围内均为非负。以三相电流控制型电压源逆变器为例对所提出的方法进行了说明。作为稳定控制策略的示例，多采样脉宽调制和有源阻尼阻抗模拟被证明能够使所有...
解读: 从阳光电源的业务角度来看，这篇论文提出的全端口无端接导纳无源性准则对我们的光伏逆变器和储能变流器产品具有重要的技术价值。该研究针对AC-DC变流器在复杂电网环境下的稳定性问题，提出了一种独立于端接条件的鲁棒稳定性控制设计框架，这正是我们在弱电网并网和多变流器并联场景中面临的核心挑战。 论文的创新之...
基于扰动观测器的固定时间事件触发控制用于带输入饱和的网络化电液系统
Disturbance Observer-Based Fixed-Time Event-Triggered Control for Networked Electro-Hydraulic Systems With Input Saturation
Chen Wang · Jianhui Wang · Qing Guo · Zhi Liu 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月
电液系统（EHS）因高功率密度和强负载能力被广泛应用于现代工业。本文针对存在输入饱和的网络化EHS，提出一种基于扰动观测器的固定时间事件触发控制策略。设计了固定时间扰动观测器（FTDO）以补偿模型不确定性和外部扰动；引入切换阈值事件触发机制（STETM）降低通信负担；采用输入饱和估计器（ISE）抑制虚拟控制变量高阶误差及导数爆炸引起的输入饱和。理论分析表明，所提控制器能在固定时间内保证观测误差与位置跟踪误差收敛，且不依赖系统初始状态，在保障系统稳定性与跟踪性能的同时有效节约网络资源。仿真与实验结...
解读: 该固定时间事件触发控制技术对阳光电源储能系统和功率变换产品具有重要应用价值。电液系统的输入饱和、扰动抑制问题与储能变流器的功率限幅、电网扰动场景高度相似。固定时间扰动观测器可应用于ST系列储能变流器，提升电网电压跌落、频率波动等扰动工况下的快速响应能力，收敛时间不依赖初始状态的特性保障了并网稳定性。...
利用电容电压纹波提升模块化多电平变换器的动态直流电压
Dynamic DC Voltage Enhancement for Modular Multilevel Converter Using Capacitor Voltage Ripple
作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
摘要：高功率柔性直流链路采用模块化多电平换流器（MMC），以在中高压电网中实现紧凑的有功功率重新分配。在发生紧急情况时，此类换流器可能需要提供更高的有功功率容量，以避免电网脆弱位置出现过载。本文通过利用MMC子模块（SM）的电容电压纹波裕量，将直流电压提升至额定值以上，从而实现了这一目标。这种电压提升在使MMC的有功功率容量得到增强的同时，还能使部件承受的额定电热应力保持不变。此外，动态改变直流侧电压可降低MMC的环流，提高其运行效率。由于平均电容电压被控制为保持恒定，因此增强型MMC的总体应力...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于模块化多电平换流器（MMC）电容电压纹波的动态直流电压增强技术具有重要的战略价值。该技术通过利用子模块电容电压纹波裕量来动态提升直流电压，在不增加器件电热应力的前提下实现有功功率容量的提升，这与阳光电源在高压大功率储能系统和柔性直流输电领域的技术路线高度契合。 对...
电压控制变换器高带宽零超调性能的直接控制器设计
A Straightforward Controller Design of Voltage-Controlled Converters for High-Bandwidth and Zero-Overshoot Performance
Jiaxing Lei · Jialiang Liu · Guoju Zhang · Xuefeng Ge 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
针对电压控制变换器(VCC)独立和构网型(GFM)运行的高稳态和动态性能需求,提出配LC滤波器VCC的高带宽零超调直接控制器设计。控制器由外环PI控制器和内环状态反馈(SF)控制器组成。考虑数字延迟构建复系数精确离散传递函数,从极零点位置直接确定期望闭环传递函数。通过等价传递函数获得内环极点和PI参数,然后通过简单极点配置计算内环SF控制参数。设计适当传递函数可轻松实现优越控制性能。SiC MOSFET样机实验证明所提方法优越性,带宽达5kHz,稳定时间小于0.2ms且无超调。
解读: 该高带宽零超调电压控制技术对阳光电源构网型变换器有重要性能提升价值。直接控制器设计方法可应用于ST储能变流器的构网型GFM控制,实现5kHz高带宽和0.2ms快速响应,提高电网支撑能力。SiC MOSFET应用经验对阳光电源SiC功率器件产品线的高频控制算法开发有借鉴意义。该技术对PowerTita...
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...
N-1故障事件的分组控制策略设计：输电线路故障研究
Grouping of $N-1$ Contingencies for Controller Synthesis: A Study for Power Line Failures
Neelay Junnarkar · Emily Jensen · Xiaofan Wu · Suat Gumussoy 等5人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年4月
本文研究了电力系统中任意单条线路故障（即“<inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><tex-math notation="LaTeX">$N - 1$</tex-math></inline-formula> 故障”）后，维持电力系统稳定性和性能的问题。由于电网中可能出现的 <inline-formula xmlns:mml="...
解读: 该N-1故障分组控制技术对阳光电源PowerTitan储能系统和光储一体化电站具有重要应用价值。在大型储能电站并网场景中，输电线路故障是常见的N-1事件，传统方法需为每种故障设计独立控制策略，计算负担重。该研究提出的故障聚类方法可应用于ST系列储能变流器的GFM构网型控制算法优化：通过离线分析将相似...