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多光伏与电池储能微网运行及不同场景下VSC之间的中性线电流补偿与无功功率分配
Operation of Multiple PVs and BES Microgrid With Neutral Current Compensation and Reactive Power Sharing Between VSCs at Different Scenarios
Abhishek Abhinav Nanda · Vivek Narayanan · Bhim Singh · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年4月
摘要：太阳能光伏发电（PV）必须与储能单元集成，以克服电力间歇性问题。本文采用通过三相四桥臂电压源变流器（VSC）接入的电池储能单元，为本地负载提供不平衡电流和中性线电流补偿，并克服太阳能光伏发电的间歇性。分析了中性线电流补偿对VSC直流母线电压限值的影响，并讨论了在不同运行条件下补偿本地负载无功和谐波需求的不同策略。所考虑的微电网由一个中央电池储能系统（BES）和四个太阳能光伏阵列组成，这些光伏阵列通过独立的VSC接入公共连接点（PCC）。采用基于三阶广义积分器的锁频环（TOGI - FLL）...
解读: 该研究的VSC协调控制与中性线电流补偿技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG光伏逆变器的并联运行具有重要应用价值。针对PowerTitan大型储能系统中多台变流器并联场景，所提无功功率合理分配策略可优化ST储能变流器间的功率协调，提升系统电能质量。中性线电流补偿技术可直接应用于三相四线制微电网ESS...
一种用于逆变器的高效高功率密度集成陷波-LCL滤波器
An Efficient High-Power-Density Integrated Trap-LCL Filter for Inverters
Neda Mazloum · S. Ali Khajehoddin · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
摘要：为提高电压源变流器的功率密度，通常采用无源滤波器或被称为陷波滤波器的无源元件组合，其设计目的是阻断或旁路开关电流谐波，以满足电网要求。最近，研究人员对将陷波滤波器磁集成到LCL结构中进行了研究，从而降低了滤波器所需的电感值。本文提出了一种无需任何电气连接即可将陷波电感与变流器侧电感进行集成的新方法。因此，陷波电感无需承载工频电流，从而降低了传导损耗。这也使得能够使用尺寸小且磁芯损耗低的现代磁芯材料，进而进一步提高功率密度。该方法为将滤波器谐振极点设置在指定频率处提供了额外的自由度，并避免触...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项集成陷波-LCL滤波技术对提升光伏逆变器和储能变流器的功率密度具有重要战略价值。该技术通过磁集成方式将陷波滤波器与变流器侧电感耦合，且无需电气连接，使陷波电感不承载工频电流，这一创新设计可显著降低传导损耗并减小滤波器体积。 对于阳光电源的产品线而言，该技术的应用潜力体...
基于氮化镓单片双向晶体管的三相交流-交流电流型直流链路变换器与电压型直流链路变换器的实验对比
Experimental Comparison of Three-Phase AC-AC Monolithic Bidirectional GaN Transistor-Based Current DC-Link Converter and GaN Transistor-Based Voltage DC-Link Converter
Neha Nain · Yining Zhang · Stefan Walser · Johann W. Kolar 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
并网变频驱动系统通常采用电压源型或电流源型交流-交流变换器。本文在相同系统规格和芯片面积条件下，对比了基于600V氮化镓单片双向晶体管的电压源型（VSC）与电流源型（CSC）变换器。两者功率密度分别为1.7 kW/dm³和1.8 kW/dm³，额定效率均达97%。CSC在部分负载下效率更高，加权效率达96.6%，优于VSC的95.7%。电磁干扰预合规测试表明，二者均满足传导EMI限值，且CSC的电机侧滤波器在使用非屏蔽电缆时仍具良好辐射抑制效果。
解读: 该GaN单片双向晶体管对比研究对阳光电源多条产品线具有重要价值。CSC拓扑在部分负载下96.6%的加权效率优于VSC，可直接应用于ST系列储能变流器的双向AC-DC变换级，提升储能系统全工况效率。其优异的EMI特性和非屏蔽电缆兼容性，可简化SG系列光伏逆变器的滤波设计，降低系统成本。GaN器件的高功...
基于直流-直流等效模型的三相交流-交流电流型与电压型直流链路变换器控制动态特性比较研究
Comparative Evaluation of Control Dynamics of 3-Φ AC-AC Current DC-Link and Voltage DC-Link Converters Based on DC-DC Equivalent Models
Neha Nain · Yining Zhang · Johann W. Kolar · Jonas Huber · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
采用电压型直流链路（VSC）或电流型直流链路（CSC）可实现电网供电的变频驱动系统，后者因单片集成GaN双向功率晶体管（M-BDS）的发展而重获关注。本文针对同等容量、输出正弦电压的交流-交流VSC与CSC系统，建立精确描述其动态特性的等效直流-直流模型，便于控制系统的设计与分析。实验结果表明，所构建的等效电路能准确预测开环与闭环行为。基于此模型对比二者的小信号与大信号电压控制性能，发现CSC在小信号带宽方面具有优势（72 kHz开关频率下5 kHz vs. 1.8 kHz），并揭示其控制动态与...
解读: 该研究对阳光电源车载OBC充电机和电机驱动产品线具有重要参考价值。文章揭示的CSC拓扑在小信号带宽方面的显著优势（5kHz vs 1.8kHz），可直接应用于新能源汽车双向充电系统设计，提升动态响应速度。所建立的DC-DC等效模型为阳光电源开发基于GaN器件的高频电流型变换器提供了精确的控制设计方法...