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基于多控制模式的混合式电力变压器潮流计算模型
Power Flow Calculation Model of Hybrid Power Transformers Based on Multiple Control Modes
唐爱红 · 尚宇菲 · 童泽军 · 马路路 等6人 · 中国电机工程学报 · 2025年15月 · Vol.45
新型电力系统中潮流多变、倒送及电压越限问题日益突出。混合式电力变压器兼具功率可靠传输与灵活调控能力。本文构建了反映其内部元件特性的等效电路，推导了调控变流器输出电压与母线电压、线路功率间的关系模型；基于功率注入法，建立了实现电压调节与潮流控制功能的潮流计算模型；提出了支持多控制模式的潮流计算方法，并利用PSASP平台开发用户自定义模型，验证了所提模型与方法的有效性。
解读: 该研究对阳光电源的储能变流器和大型光伏逆变器产品具有重要参考价值。混合式电力变压器的多控制模式潮流计算模型,可优化ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的电压调节与功率控制性能。具体应用包括:1)完善PowerTitan储能系统的电压/功率协调控制策略;2)提升大型光伏电站的电压调节能力;3)优化G...
基于灰狼优化的鲁棒自适应级联分数阶非线性控制器设计用于电动汽车高功率DC/DC双有源桥变换器
Design of a Robust Adaptive Cascade Fractional-Order Nonlinear-Based Controller Enhanced Using Grey Wolf Optimization for High-Power DC/DC Dual Active Bridge Converter in Electric Vehicles
SeyyedMorteza Ghamari · Daryoush Habibi · Mehrdad Ghahramani · Asma Aziz · IET Power Electronics · 2025年5月 · Vol.18
本文提出一种新颖的级联控制策略，外环采用分数阶PID控制器实现精确电压调节，内环引入基于李雅普诺夫稳定性理论设计的自适应反步控制器，以增强电流控制的鲁棒性。该方法有效抑制非线性动态系统的扰动影响，确保系统稳定运行。通过灰狼优化算法整定控制器参数，进一步提升动态性能与抗干扰能力，适用于电动汽车高功率DC/DC双有源桥变换器的高性能控制。
解读: 该分数阶级联控制技术对阳光电源车载电源产品线具有直接应用价值。DAB双有源桥拓扑是OBC充电机和DC/DC变换器的核心架构，文中提出的自适应反步控制结合灰狼优化算法可显著提升阳光电源车载充电系统的动态响应速度和抗干扰能力。该方法对ST储能变流器的双向DC/DC变换环节同样适用，可优化电池充放电控制精...
500kVA混合固态变压器的设计、分析与实现
Design, Analysis and Implementation of a 500kVA Hybrid Solid State Transformer
Sanjay Rajendran · Alex Qin Huang · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
混合固态变压器（HSST）结合了鲁棒且经济的工频变压器（LFT）与部分功率等级、可调控且响应迅速的固态变压器（SST）。现有研究多集中于通过辅助工频绕组或变压器实现隔离的混合变压器（HT），使其与FACTS装置界限模糊。本文通过20kV/500kVA HSST的案例研究，提出并分析一种基于单级双有源桥（DAB）SST的HSST系统，结合仿真分析阐述其丰富的控制能力，显著提升电网运行灵活性。所研制的20kV HSST硬件样机已通过测试，验证了多种控制功能，最高效率达98.4%。
解读: 该500kVA混合固态变压器技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。其单级DAB拓扑结合工频变压器的混合架构，可为20kV中压储能系统提供高效隔离方案，98.4%的峰值效率与阳光电源高效率目标一致。该技术的部分功率处理特性可降低功率器件成本，其丰富的控制能...
一种面向含分布式能源的配电网的数据驱动电压控制策略
A Data-Driven Voltage Control Strategy for Distribution Grids With Distributed Energy Resources
Jiyu Wang · Chin-Yao Chang · Harsha Padullaparti · Prateek Munankarmi 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年6月
传统配电网控制方法多基于模型，而高级量测基础设施的部署使电力企业具备了基于实时数据的控制能力。从模型驱动向数据驱动控制的转变显著提升了系统管理的适应性，无需依赖系统建模即可动态响应运行条件变化。本文提出一种基于行为数据驱动的控制方法，通过调控传统设备与分布式能源（DER）实现实际配电网的电压调节。研究对象包含有载调压变压器、三组电容器组及光伏系统。在多种场景下通过实验平台验证了所提算法的有效性，结果表明其电压调节成功率高达99%。
解读: 该数据驱动电压控制技术对阳光电源SG系列光伏逆变器和ST储能系统具有重要应用价值。研究提出的无模型自适应控制方法可直接应用于iSolarCloud平台，通过实时量测数据优化光伏逆变器的无功调节策略，替代传统依赖精确线路参数的模型驱动方法。99%的电压调节成功率验证了数据驱动控制的可靠性，可增强SG逆...
基于反步法的非线性控制器在磁耦合DC-DC变换器中的应用
Nonlinear Backstepping Controller for Magnetic Linked DC-DC Converter
Md. Rezaur Rahman Shipon Shipon · Md. Rashidul Islam · Md. Shahan Sarker · Md. Ashib Rahman 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年9月
本文为磁耦合直流 - 直流转换器提出了一种先进的非线性反步控制器，旨在实现零稳态误差、最短调节时间和减少抖振效应的稳定电压调节。该控制器的性能在各种运行条件下进行了评估，包括参考信号的阶跃变化以及负载和输入电压的变化。所提出的控制器仅具有一个可调增益参数，这简化了整体设计过程。将该控制器的性能与传统的比例积分控制器以及其他非线性滑模控制器（如双重积分滑模控制器和无积分滑模控制器）进行了比较。MATLAB/Simulink 仿真结果表明，在超调、稳态误差和调节时间方面，反步控制器的性能优于现有控制...
解读: 该反步法非线性控制技术对阳光电源DC-DC变换器产品具有重要应用价值。在储能系统方面，可应用于ST系列储能变流器的DC-DC级联环节，提升电池侧电压调节精度与动态响应速度，增强系统在电网波动下的鲁棒性。在新能源汽车领域，可优化车载OBC充电机的功率因数校正与宽范围电压输出性能，改善负载突变时的瞬态特...
用于多变比谐振开关电容拓扑的通用分段滞环控制策略
Universal Segmented Hysteresis Control Strategy for Multiratio Resonant Switched-Capacitor Topologies
Yubo Han · Weihao Hu · Zhenyuan Zhang · Xinxiao Qin 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
谐振开关电容（ReSC）变换器的主要局限在于电压调节能力差。本文提出一种适用于具有多电压变比（VCR）的ReSC变换器的通用分段滞环控制（SHC）策略，以实现电压调节。基于此类变换器固有的离散电压增益特性，SHC在不同增益区间采用分段滞环比较逻辑，实现连续输出电压调节，并确保零电流开关，从而提高功率转换效率（PCE）。文中详细分析了其工作原理及输出特性，并以多变比-多谐振开关电容变换器为例，阐述了SHC的数字实现方法。实验搭建了输入48 V、输出5–9.6 V（最大5 A）的样机，测试波形验证了...
解读: 该分段滞环控制策略对阳光电源储能变流器和车载充电机产品具有重要应用价值。在ST系列储能变流器的DC-DC变换环节，该技术可实现宽范围电压调节（如电池侧200-900V到直流母线1500V的变换），通过多变比切换和ZCS软开关提升功率密度和效率。对于车载OBC充电机，该ReSC拓扑可简化400V/80...
基于数据驱动均值修正递归估计的最优分布式能源调度用于配电网电压控制
Data-Driven Mean-Corrected Recursive Estimation-Based Optimal DER Dispatch for Distribution System Voltage Control
Haoyi Wang · Yiyun Yao · Junbo Zhao · Fei Ding · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年5月
智能逆变器的最新进展为缓解配电系统中高渗透率分布式光伏（PV）引发的电压越限问题提供了可能。本文提出一种基于测量驱动、以最优潮流（OPF）为核心的分布式能源管理系统（DERMS）电压调控方法，通过递归灵敏度估计实现对分布式光伏逆变器的协调控制。该方法利用可观测的电网与可控分布式能源数据，无需依赖系统模型，具备适应性和鲁棒性。提出均值修正递归岭回归（MCRRR）算法，通过闭式解持续更新负荷灵敏度因子（LSF），有效应对功率注入变化和拓扑重构等动态运行条件。所提方法建模为线性规划（LP）问题，可扩展...
解读: 该数据驱动电压控制技术对阳光电源SG系列光伏逆变器和ST储能系统具有重要应用价值。其无模型递归灵敏度估计方法可直接集成至iSolarCloud平台，实现大规模分布式光伏电站的协调电压控制。MCRRR算法的闭式解特性适合嵌入逆变器DSP控制器，提升SG逆变器在高渗透率场景下的自适应无功调节能力。线性规...
分扇区改进下垂控制以改善并联升压变换器接口直流微网的电压调节与电流分配
Sector Wise Modified Droop Control to Improve Voltage Regulation and Current Sharing in Parallel Boost Converter Interfaced DC Microgrid
Makireddi Ramana · Subhendu Bikash Santra · Debashis Chatterjee · Yam P. Siwakoti · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月
光伏面板接入的多并联升压变换器结合储能接口是构建直流微网的关键。为实现良好的电压调节和比例电流分配，需对各变换器的阻抗特性或下垂系数进行调节。即使采用内外双环控制（外环为带下垂调节的电压模式，内环为电流模式），重载下的电压下垂仍呈现非线性，且负载调节范围受限。该非线性主要源于负载相关的输出阻抗及变换器非理想因素。本文提出一种分扇区的下垂系数调节方法，可在满足电压调节约束的同时扩展变换器的负载运行范围，并优化下垂系数以改善电流分配，降低环流与导通损耗。所提方法在PSIM中仿真，并在1.5 kW、4...
解读: 该分扇区改进下垂控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和直流微网产品具有重要应用价值。针对多并联升压变换器的非线性电压下垂和电流分配问题，所提方法可直接应用于PowerTitan储能系统的多模块并联架构，通过动态调节下垂系数优化负载范围和环流抑制。该技术与阳光电源现有的双环控制策略兼容，可提升1500...
基于物理信息图神经网络的不平衡配电系统协同动态重构与电压调节
Physics-Informed Graph Neural Networks for Collaborative Dynamic Reconfiguration and Voltage Regulation in Unbalanced Distribution Systems
Jingtao Qin · Rui Yang · Nanpeng Yu · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年1月
长期以来，网络重构一直被用作一种战略手段，以最小化配电系统损耗并有效调节电压水平。有载调压变压器对于控制母线电压也至关重要，特别是在应对具有间歇性输出的分布式能源资源（DER）日益增加的接入时。本文提出了新的方法，以应对不平衡三相配电系统中的动态重构和最优分接头设置挑战。我们提出了一个近似的混合整数二次约束规划（MIQCP）来对动态重构进行建模，并基于第一类特殊有序集（SOS1）首次提出了电压调节器（VR）分接头设置的公式。为了降低计算复杂度，我们提出了一种结合链路分类器的基于物理信息的时空图卷...
解读: 该物理信息图神经网络技术对阳光电源配电侧产品具有重要应用价值。在ST储能系统中，可实现多台储能变流器协同优化拓扑与电压调控，应对三相不平衡场景下的快速功率响应；在光储充一体化微网方案中，结合SG逆变器与充电桩的分布式接入，通过动态重构算法优化潮流分布，降低网损并改善电压质量。该方法融合物理约束的深度...
基于双调谐串联谐振的单输入双输出无线电能传输系统及其解耦控制算法
Single-Input Dual-Output WPT System Based on Double-Tuned Series-Series Resonance and Its Decoupling Control Algorithm
Sixian Jin · Mingzhen Wang · Yixuan Shuai · Zicheng Liu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
针对CT扫描仪等医疗设备双电压独立调节需求,提出基于双调谐串联(DT-SS)谐振的单输入双输出(SIDO)无线电能传输系统。采用60kHz和180kHz双频同时传输,通过优化谐振电容参数实现双频运行,并采用混合非对称占空比-移相(ADC-PS)控制策略实现双输出通道解耦功率调节。ADC-PS调制引入三个自由度抑制交叉干扰。CT样机实验验证400W最大功率下峰值效率87.65%,实现48-96V主功率环和12-24V控制电路独立稳压。
解读: 该双输出解耦WPT技术对阳光电源无线充电产品线有创新启发。双频传输和ADC-PS控制策略可应用于新能源汽车多电压等级无线充电系统,如动力电池和低压电池同时充电场景。解耦控制算法对ST储能系统多端口变换器设计有参考价值,可实现储能单元和辅助电源独立功率管理。该技术对阳光电源拓展医疗和工业领域高可靠性电...
无功功率的最优分配与两级控制：实现可再生能源电站电压与功率因数平衡
Optimal Allocation and Two-Level Control of Reactive Power for Balancing Voltage and Power Factor of Renewable Energy Stations
Xinhao Zhang · Hongyu Zhou · Wei Yao · Yongxin Xiong 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年4月
可再生能源电站需满足电压安全与功率因数要求以确保安全高效运行，但二者常存在冲突。本文首先分析约束条件，界定功率因数约束下电站的电压调节能力边界，并提出一种无功功率最优分配与两级控制方法，兼顾电压调节与功率因数平衡。在配置层面，提出无功补偿装置优化方法，最大化不同有功出力下的可行电压范围；在控制层面，设计包含站级与单元级的两级控制架构，实现无功资源协调控制。基于新疆巴州实际项目的仿真验证表明，该方法有效提升系统电压安全性与经济性。
解读: 该无功功率两级控制技术对阳光电源大型光伏/储能电站系统具有重要应用价值。研究提出的站级-单元级协调控制架构可直接应用于SG系列光伏逆变器与ST储能变流器的协同无功管理，解决PowerTitan等大型储能系统并网时电压调节与功率因数要求的矛盾。其无功补偿装置优化配置方法可指导SVG等无功设备与逆变器的...
学习电压-无功下垂曲线以最优协调光伏
PV）智能逆变器
Daniel Glover · Anamika Dubey · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年10月
随着基于逆变器的资源（IBRs）在有源配电网（ADNs）中大规模接入带来的挑战日益凸显，基于学习的电力系统运行任务解决方案作为潜在手段正受到越来越多的关注。尽管机器学习（ML）方法在评估中能取得较高的准确率，但由于安全担忧和可解释性有限，它们尚未在公用事业规模得到广泛应用。这为能够同时满足性能和监管要求的ML方法提供了发展机遇。为改善这些不足，本文提出了一种基于深度强化学习（DRL）的无模型自适应电压 - 无功控制（VVC）调度框架，用于太阳能光伏（PV）智能逆变器（SIs）的系统级电压调节和损...
解读: 该Volt-VAR下垂曲线学习技术对阳光电源SG系列光伏逆变器的智能控制具有重要应用价值。当前SG逆变器采用固定下垂曲线进行无功调节，难以适应动态电网环境。该研究提出的数据驱动方法可集成至逆变器DSP控制器，通过iSolarCloud平台收集历史运行数据训练神经网络模型，实现下垂参数的自适应优化。技...
受情绪启发的电力系统暂态稳定与电压调节综合最优控制
Emotion-Inspired Comprehensive Optimal Control for Transient Stability and Voltage Regulation in Power Systems
Rasoul Milasi · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年5月
本文提出一种融合智能与经典控制策略的综合控制器，以提升电力系统的暂态稳定性和电压调节性能。通过状态反馈线性化将非线性系统转化为线性闭环系统，并设计线性二次型调节器（LQR）实现最优控制。受人脑情绪机制启发，采用遗传算法优化情感控制器的五个增益参数，并引入模糊逻辑综合控制器协调暂态响应与电压调节。在多种工况下进行仿真与硬件在环实验，结果表明所提控制器在稳定性与电压调节方面优于传统LQR、PSS与AVR组合方案。
解读: 该情绪启发综合控制技术对阳光电源储能系统和构网型控制产品具有重要应用价值。文章提出的状态反馈线性化结合LQR优化方法，可直接应用于ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的暂态稳定控制，提升电网扰动下的快速响应能力。情感控制器的多参数协同优化思路，为阳光电源GFM构网型控制策略中的虚拟惯...
微电网二级控制与通信QoS的协同优化：信息物理系统的跨层视角
Co-Optimization of Microgrid Secondary Control and Communication QoS: A Cross-Layer Perspective in Cyber–Physical System
作者未知 · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2025年1月
在采用分层控制的微电网（一种典型的信息物理电力系统，CPPS）中，信息层面的故障可能会以跨层的方式导致物理系统受损。特别是在极端条件下，通信设施的可靠性可能会受到威胁，导致服务质量（QoS）下降，并随后以跨层的方式扰乱频率和电压调节。本文提出了一种针对服务质量、频率调节和电压调节的协同优化技术，该技术包括：1）一个专门的信息物理电力系统模型，用于定量分析资源分配对物理状态（特别是频率和电压）的跨层影响；2）一个多目标公式，旨在提高服务质量，同时尽量减少对物理状态调节的影响；3）一种权重调整的模型...
解读: 从阳光电源微电网解决方案的业务视角来看，该论文提出的信息-物理系统跨层协同优化技术具有重要的工程应用价值。当前，阳光电源的光储一体化系统在分层控制架构下，通信层故障确实可能引发物理层的频率和电压失稳，特别是在极端天气或电网扰动场景下，这一跨层级联效应会直接影响系统可靠性和并网性能。 该研究的核心创...
电网电压跌落下混合变压器电流过载能力的分析与优化
Analysis and Optimization for Current Overload Capability of Hybrid Transformers Under Grid Voltage Sag
Yan Shi · Xiangyu Zhang · Lvyang Chen · Wei Li 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月
大量电力电子设备的接入使得未来电网对灵活、快速的电压调节提出了需求。混合变压器（HTs）结合了电磁变压器和部分额定容量的变流器，被认为是极具竞争力的解决方案。然而，混合变压器紧密的电磁耦合特性导致其在补偿电压暂降时出现电流过载问题，限制了其额定补偿容量的充分利用。此外，随着电压暂降深度的增加，这种过载现象会加剧。这些独特的电流过载特性对于混合变压器在实际应用中充分发挥其调压能力至关重要。本文探讨了混合变压器的电流过载特性及其影响因素。在此基础上，结合其电磁耦合特性，提出了硬件和软件组件的协同优化...
解读: 从阳光电源业务视角来看，该论文探讨的混合变压器（HT）电流过载优化技术具有重要的战略价值。随着我司光伏逆变器和储能系统在全球电网中的大规模部署，电网电压暂降场景下的低电压穿越（LVRT）能力已成为并网设备的核心技术指标。 该研究揭示的混合变压器电流过载机理与我司产品面临的挑战高度契合。在集中式光伏...
通过电压/无功调节和稳定性约束的自适应逆变器控制增强配电系统可靠性
Enhancing Distribution System Reliability via Volt/VAr Regulation and Stability-Constrained Adaptive Inverter Control
Hadis Hosseinpour · Mohammed Benidris · Joydeep Mitra · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年8月
本文提出了一种用于逆变器电压/无功控制的稳定性约束自适应运行策略，以提高主动配电网（即集成了基于逆变器的电源（IBR）的配电网）的可靠性。所提出的策略利用了IBR类似于先进电压/无功调节器的运行能力，在电压调节方面提供了更高的灵活性。本文阐述了该策略如何减少因电压调节问题导致的停电情况。为了量化所提出的策略对提高配电网可靠性的影响，本文还开发了一种可靠性评估方法，该方法对采用所提出控制策略的逆变器进行建模。所提出的可靠性评估方法考虑了系统可靠性与IBR稳定性约束自适应控制实现的电压/无功调节之间...
解读: 该稳定性约束自适应Volt/VAr控制技术对阳光电源SG系列光伏逆变器和ST储能变流器具有重要应用价值。研究提出的实时状态反馈与自适应参数调整机制，可直接集成到阳光电源现有的无功调节算法中，增强逆变器在弱电网环境下的电压支撑能力。特别是稳定性约束条件的引入，为GFM构网型控制策略提供了理论优化依据，...
并网与离网模式下多微电网的有功和无功多目标控制
Active and Reactive Power Multi-Objective Control of Multi-Microgrid in On- and Off-Grid Modes
Hossien Faraji · Gevork B. Gharehpetian · Amir Khorsandi · Seyed Hossein Hosseinian 等6人 · IEEE Access · 2025年1月
本文建模多微电网MMG系统，包含三个微电网，每个MG有三个纳米电网和一个中央储能单元，通过d-q坐标系控制策略在并网和离网模式下实现多目标。并网时，三个MG向电网注入有功功率并供应内部负载。MG1注入无功缓解电压凹陷，MG2吸收无功应对电压突升，MG3通过提升低电压穿越能力恢复单相接地故障电压。离网时，MG2作为关键微电网在所有工况下保持供电。若MG2中央储能断开，MG1和MG3的储能提供支撑，提升直流母线韧性。仿真结果显示，并网时三个MG分别注入15kW、20kW、20kW有功功率，电压凹陷时...
解读: 该多微电网控制技术与阳光电源微电网解决方案高度契合。阳光PowerStack微电网系统支持并离网无缝切换和多目标协调控制。该研究的有功无功解耦控制和低电压穿越技术可集成到阳光ST储能变流器的GFM控制算法。阳光微电网方案在工商业园区和海岛场景下，通过多台储能变流器协同实现电压支撑和频率调节。该技术可...