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一种混合模块化多电平变换器的设计与运行
Design and Operation of a Hybrid Modular Multilevel Converter
Rong Zeng · Lie Xu · Liangzhong Yao · Barry W. Williams · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年3月
本文提出了一种结合全桥子模块(FBSM)和半桥子模块(HBSM)的混合模块化多电平变换器(MMC)。与纯FBSM结构的MMC相比,该拓扑在保持直流故障阻断能力的同时,减少了功率器件使用量,从而降低了功率损耗。此外,通过利用负电压状态,进一步提升了该混合MMC的功率传输能力。
解读: 该混合MMC拓扑在直流故障阻断能力与功率损耗之间取得了极佳的平衡,对阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能系统(如PowerTitan系列)具有重要参考价值。随着光伏与储能系统向更高电压等级(如1500V及以上)发展,直流侧故障保护需求日益迫切。该技术方案可优化大功率变流器的效率,降低散热成本,建议研...
一种用于混合模块化多电平变换器的改进移相载波调制方案
An Improved Phase-Shifted Carrier Modulation Scheme for a Hybrid Modular Multilevel Converter
Sizhao Lu · Liqiang Yuan · Kai Li · Zhengming Zhao · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年1月
本文提出了一种针对由半桥子模块(HBSM)和全桥子模块(FBSM)组成的混合模块化多电平变换器(MMC)的改进型移相载波脉宽调制(PSC-PWM)方案。研究指出,将传统的HBSM或FBSM调制方案直接应用于混合MMC时,会导致桥臂电压出现脉冲失配问题,该方案有效解决了这一技术难题。
解读: 该研究针对混合MMC拓扑的调制优化,对阳光电源的高压大功率储能系统(如PowerTitan系列)及大型地面光伏电站的集中式逆变器技术具有重要参考价值。混合MMC结合了半桥与全桥子模块的优势,能有效提升系统故障穿越能力及直流侧故障清除能力。建议研发团队关注该调制策略在降低开关损耗及提升输出波形质量方面...
一种具有更高功率密度和效率的混合模块化多电平变换器系列
A Hybrid Modular Multilevel Converter Family With Higher Power Density and Efficiency
Jian Liu · Dong Dong · Di Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月
模块化多电平变换器(MMC)具有可扩展性、可靠性高等优点,但存在开关器件和电容器数量过多的问题。为提升中压应用场景下的功率密度与效率,本文提出了一种结合有源中点钳位变换器(ANPC)的混合模块化多电平变换器(HMMC)系列。
解读: 该研究提出的HMMC拓扑通过减少器件数量提升功率密度,对阳光电源的中压大功率光伏逆变器及大型储能系统(如PowerTitan系列)具有重要参考价值。在大型地面电站及电网侧储能项目中,降低器件数量可直接优化系统成本并提升转换效率。建议研发团队评估该混合拓扑在兆瓦级PCS中的应用潜力,重点关注其在复杂电...
一种增强低比例全桥子模块混合MMC直流故障清除能力的辅助电路
An Auxiliary Circuit Enhancing DC Fault Clearing Capability of Hybrid MMCs With Low Proportion of FB-SMs
Xiongfeng Fang · Gen Li · Canfeng Chen · Jian Xiong 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月
混合模块化多电平变换器(HMMC)通过结合半桥和全桥子模块,在降低损耗和成本的同时具备直流故障清除能力。然而,其反向偏置电压(RBV)限制了故障清除速度。本文提出一种辅助电路,旨在提升低比例全桥子模块配置下的HMMC直流故障清除能力,缩短故障清除时间,优化系统可靠性。
解读: 该研究针对高压直流输电及大型储能系统中的核心拓扑——混合MMC进行了优化。阳光电源的PowerTitan及大型储能PCS系统在追求高效率与低成本的同时,对直流侧故障保护要求极高。该辅助电路方案有助于在减少全桥子模块数量(从而降低成本和损耗)的前提下,维持甚至提升系统的直流故障清除能力。建议研发团队评...
一种用于具有升压调制指数的混合模块化多电平变换器的改进移相载波技术
An Improved Phase-Shifted-Carrier Technique for Hybrid Modular Multilevel Converter With Boosted Modulation Index
Chen Xu · Lei Lin · Tianxiang Yin · Jiabing Hu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年2月
移相载波(PSC)技术常用于中压应用中子模块数量较少的多电平变换器,能有效提升等效开关频率并降低总谐波失真。然而,针对具有升压调制指数的半桥/全桥混合模块化多电平变换器(MMC),传统PSC方法因调制逻辑限制而失效。本文提出了一种改进的PSC技术,以解决该拓扑在宽调制范围下的控制难题。
解读: 该研究针对混合MMC拓扑的调制策略优化,对阳光电源的中高压大功率储能系统(如PowerTitan系列)及大型地面光伏集中式逆变器具有重要参考价值。通过提升调制指数和优化移相载波逻辑,可以进一步降低系统输出谐波,减小滤波器体积,从而提升大功率变换器的功率密度和效率。建议研发团队评估该改进算法在应对电网...
混合模块化多电平变换器电容电压不平衡机理与平衡控制
Imbalance Mechanism and Balanced Control of Capacitor Voltage for a Hybrid Modular Multilevel Converter
Maozeng Lu · Jiabing Hu · Rong Zeng · Wuhua Li 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年7月
针对混合模块化多电平变换器(MMC)中全桥与半桥子模块充放电特性差异导致的电容电压不平衡问题,本文深入分析了调制比、功率因数角等关键因素的影响机制,并提出了一种有效的平衡控制策略,以解决高交流电压或低直流电压工况下的电压失衡难题。
解读: 该研究涉及的混合MMC拓扑在超高压直流输电及大型储能变流器(PCS)领域具有重要应用潜力。对于阳光电源的PowerTitan等大型储能系统及集中式光伏逆变器,随着系统向更高电压等级和更高功率密度演进,子模块电容电压平衡是提升系统可靠性与效率的核心挑战。本文提出的平衡控制策略可优化阳光电源大功率变流器...
不平衡电网下过调制工况无变压器混合模块化多电平变换器自适应两步桥臂电流模型预测控制
Adaptive Two-Step Arm Current MPC for Transformerless Hybrid MMC With Overmodulation Conditions in Unbalanced AC Grids
Xiaofei Chang · Gengzhe Wang · Yi Chen · Huan Yang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年7月
为降低中压配电网的体积与成本,无变压器混合模块化多电平变换器(HMMC)常运行于过调制状态。然而,传统单步模型预测控制(MPC)在此工况下稳态性能较差,且难以在不平衡电网故障下平衡电容电压。本文提出一种自适应两步桥臂电流MPC策略,有效提升了HMMC在过调制及电网不平衡条件下的控制精度与系统稳定性。
解读: 该技术对阳光电源的中压大功率储能系统(如PowerTitan系列)及大型地面光伏电站的集中式逆变器具有重要参考价值。随着光储系统向更高电压等级及无变压器化发展,HMMC拓扑在提升功率密度方面优势显著。本文提出的两步MPC算法能有效解决过调制下的稳态性能瓶颈,并增强在弱电网或故障工况下的鲁棒性。建议研...
过调制运行下混合模块化多电平变换器的主动热控制
Active Thermal Control for Hybrid Modular Multilevel Converter Under Overmodulation Operation
Jing Sheng · Heya Yang · Chushan Li · Min Chen 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年4月
热管理对高功率变换器(尤其是HVDC系统)的可靠性与寿命至关重要。本文针对基于VSC的HVDC系统中的混合模块化多电平变换器(MMC),研究了其在过调制运行模式下的主动热控制策略,旨在提升系统在复杂工况下的运行可靠性与寿命。
解读: 该研究关注高压大功率变换器(MMC)的热管理与可靠性,这与阳光电源在大型地面电站及储能系统(如PowerTitan系列)中使用的电力电子技术有底层共性。虽然阳光电源目前主营业务以组串式逆变器和储能PCS为主,但随着公司向更高电压等级和更大功率密度发展,MMC拓扑及过调制下的热控制技术对于提升大型储能...