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不平衡弱电网下构网型双馈风电机组转子侧变流器优化策略
Optimal Control Strategy for Rotor-side Converter of Grid-forming DFIG Wind Turbines under Unbalanced Weak Grid Conditions
徐上 · 谢震 · 杨曙昕 · 李梦杰 等6人 · 电力系统自动化 · 2025年4月 · Vol.49
在不平衡弱电网条件下，双馈风电机组存在正负序耦合通路，机网交互增强，导致系统稳定性恶化。本文建立了构网型双馈风电机组的小信号状态空间模型，分析了正负序转子电流控制的稳定性和不平衡度影响。提出基于自适应虚拟阻抗的优化控制策略，实现对不平衡定子电压与电流的协同补偿。理论分析与硬件在环实验结果表明，该策略显著提升了机组在不平衡弱电网下的运行稳定性。
解读: 该研究的构网型控制策略对阳光电源的储能变流器和大功率风光储系统具有重要参考价值。自适应虚拟阻抗控制方法可优化ST系列储能变流器在弱电网下的并网性能,提升PowerTitan储能系统的电网支撑能力。研究中的正负序解耦控制思路可应用于SG系列逆变器的不平衡电网适应性改进。该技术与阳光电源现有的GFM控制...
基于电力电子的电力系统非线性模块化状态空间建模
Nonlinear Modular State-Space Modeling of Power-Electronics-Based Power Systems
Federico Cecati · Rongwu Zhu · Marco Liserre · Xiongfei Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月
本文针对电力电子电力系统的状态空间建模问题，指出传统通过虚拟电阻连接变流器与电网模型存在精度不足的问题。文章提出了一种非线性模块化建模方法，旨在更准确地描述变流器、输电线路与电网之间的交互，并分析了参数变化对系统稳定性的影响。
解读: 该建模方法对阳光电源的组串式逆变器（如SG系列）及大型储能系统（如PowerTitan）的并网稳定性分析具有重要价值。随着电网弱电网特性日益显著，传统的简化模型已难以满足高比例可再生能源接入的需求。该非线性模块化建模技术可提升阳光电源在复杂电网环境下的控制算法鲁棒性，特别是在构网型（GFM）技术研发...
并网电压源变换器的统一模块化状态空间建模
Unified Modular State-Space Modeling of Grid-Connected Voltage-Source Converters
Dongsheng Yang · Xiongfei Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年9月
本文提出了一种并网电压源变换器的模块化状态空间建模框架。该方法将交流电流控制、锁相环、直流母线电压控制及交流电压幅值控制等不同控制环路作为独立模块进行建模，并推导了旋转坐标系（dq）下状态空间模型间的数学关系。
解读: 该建模方法对阳光电源的核心产品线（如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan储能变流器）具有极高的应用价值。通过模块化建模，研发团队可更高效地分析复杂电网环境下的系统稳定性，特别是针对弱电网并网及构网型（GFM）控制策略的优化。该技术有助于提升iSolarCloud智能运维平台在电网交互分析中...
基于开关周期事件驱动数字控制的快速响应变频DC-DC变换器
Fast-Response Variable Frequency DC–DC Converters Using Switching Cycle Event-Driven Digital Control
Xiaofan Cui · Al-Thaddeus Avestruz · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年7月
本文研究了一种在开关同步采样状态空间中对变频功率变换器进行建模和控制的新方法，旨在实现逐周期的数字控制。与现有方法相比，该方法在保持设计与实现简便性的同时，显著提升了系统的动态响应性能。文中给出了理论分析，并通过硬件实验验证了其有效性。
解读: 该研究提出的逐周期事件驱动数字控制技术，对于提升阳光电源组串式逆变器及储能PCS（如PowerTitan系列）中DC-DC环节的动态响应速度具有重要参考价值。在光伏发电波动或电网侧负荷突变时，更快的控制环路响应能有效抑制直流母线电压波动，提升系统稳定性。建议研发团队关注该控制策略在宽电压范围变频运行...
飞跨电容多电平DC-DC变换器的状态空间建模与控制
State-Space Modeling and Control of Flying-Capacitor Multilevel DC–DC Converters
Ziyu Xia · Kishalay Datta · Jason T. Stauth · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月
混合及谐振开关电容变换器在电源管理中极具潜力，但面临控制与实现的挑战。混合拓扑利用飞跨电容网络降低开关器件的电压应力及电感储能需求，但同时也增加了系统动力学的阶数。本文重点研究了该类变换器的状态空间建模方法及相应的控制策略。
解读: 飞跨电容多电平技术在提升功率密度和降低开关损耗方面具有显著优势，对阳光电源的组串式逆变器及PowerStack储能系统中的DC-DC变换环节具有重要参考价值。通过优化多电平拓扑的建模与控制，可进一步降低系统对电感体积的要求，提升整机效率。建议研发团队关注该技术在光储一体化高压直流母线架构中的应用，以...
一种用于电力电子系统仿真的自动化半符号状态方程生成方法
An Automated Semi–symbolic State Equation Generation Method for Simulation of Power Electronic Systems
Zhujun Yu · Zhengming Zhao · Bochen Shi · Yicheng Zhu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年4月
计算机辅助分析在电力电子系统设计与控制中至关重要。离散状态事件驱动（DSED）框架结合状态空间建模为离线仿真提供了高效方案。本文提出了一种针对任意电路的自动化方程构建方法，旨在推动DSED框架向通用仿真软件方向发展，提升电力电子系统的仿真精度与效率。
解读: 该研究提出的自动化状态方程生成方法对于提升阳光电源研发效率具有重要价值。在组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）的研发过程中，电路拓扑日益复杂，通过该自动化建模技术，研发团队可快速构建高精度仿真模型，缩短控制算法（如MPC或高级PWM策略）的验证周期。此外，该方...
PWM变换器的分段平均值模型及其在大信号瞬态仿真中的应用
Piecewise Average-Value Model of PWM Converters With Applications to Large-Signal Transient Simulations
Yin Xu · Ying Chen · Chen-Ching Liu · Haixiang Gao · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年2月
本文针对脉宽调制（PWM）变换器，探讨了传统状态空间平均值模型（T-AVM）在大信号瞬态仿真中的局限性。作者提出了一种分段状态空间平均值模型（P-AVM），该模型利用实际占空比，显著提升了变换器在复杂瞬态过程中的仿真精度与计算效率。
解读: 该研究提出的P-AVM模型对于阳光电源的核心产品线（如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器）具有极高的工程价值。在电力电子系统开发中，大信号瞬态仿真（如电网故障、负荷突变）是验证控制策略稳定性的关键。采用P-AVM模型可显著缩短产品研发周期，在保证仿真精度的...
片上开关电容变换器的建模与帕累托优化
Modeling and Pareto Optimization of On-Chip Switched Capacitor Converters
Toke M. Andersen · Florian Krismer · Johann W. Kolar · Thomas Toifl 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年1月
本文研究了片上开关电容（SC）变换器中寄生底板电容对效率和运行的影响。针对现有建模框架的不足，提出了一种扩展的状态空间建模方法，全面考虑了寄生效应，并进行了帕累托优化分析，旨在提升集成电源转换效率。
解读: 该研究聚焦于芯片级开关电容变换器的寄生效应建模与优化，属于集成电路电源管理领域。对于阳光电源而言，该技术主要涉及功率电子的微型化与高密度集成。虽然目前阳光电源的主流产品（如组串式逆变器、PowerTitan储能系统）主要采用分立式或模块化功率器件，但随着iSolarCloud智能运维平台对传感器及控...
一种移相控制双有源半桥变换器的统一状态空间建模方法
A Unified State-Space Modeling Method for a Phase-Shift Controlled Bidirectional Dual-Active Half-Bridge Converter
Haixu Shi · Kai Sun · Hongfei Wu · Yunwei Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年3月
针对移相控制双有源半桥（DAHB）DC-DC变换器在占空比非50%工况下，现有建模方法需分正负移相方向讨论的问题，本文提出了一种统一的状态空间建模方法。该方法消除了正负移相模型分离带来的不便，为分析变换器在复杂工况下的动态特性提供了更高效的数学工具。
解读: 该研究直接关联阳光电源储能业务的核心拓扑。DAHB变换器广泛应用于ST系列PCS及PowerStack等储能系统中，是实现电池侧与直流母线高效能量转换的关键。传统的双模型建模方式在控制器设计及参数优化时存在复杂性，该统一建模方法能显著提升研发团队对PCS动态响应的分析效率，优化控制算法设计，从而提升...
用于电感链路的E^2类变换器状态空间建模
State-Space Modeling of a Class E^2 Converter for Inductive Links
Patrick Chi-Kwong Luk · Samer Aldhaher · Weizhong Fei · James F. Whidborne · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年6月
本文提出了一种基于状态空间的分析方法，用于研究基于双线圈电感链路的无线电能传输系统中的E^2类变换器。该变换器由200kHz的E类逆变器作为原边驱动，以及次级侧的电压驱动型E类同步整流器组成。文章采用分段线性七阶状态空间模型进行建模分析。
解读: 该文献研究的E^2类变换器主要应用于高频无线电能传输领域，属于电力电子前沿拓扑研究。虽然目前阳光电源的核心产品线（如组串式/集中式逆变器、PowerTitan储能系统等）主要基于硬开关或软开关的PWM变换技术，尚未大规模应用无线电能传输技术，但该文提出的高频建模方法和同步整流控制策略，对于阳光电源在...