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基于频域导纳模型的双馈风电场集电线路保护方案
A Protection Scheme for Collection Lines in Doubly-Fed Wind Farms Based on Frequency-Domain Admittance Model
马静林谢煜耿若楠郝川钧 · 中国电机工程学报 · 2025年7月 · Vol.45
针对现有双馈风场集电线路保护适应性差的问题，提出一种基于频域导纳模型的保护方案。通过分析典型集电线路结构与保护配置，结合考虑低电压穿越控制的双馈机组短路电流特性，推导集电线路短路电流；利用其高频分量构建频域导纳模型，并依据区内外故障下模型差异形成保护判据。RT-LAB仿真结果表明，该方案在多种故障条件下均能准确识别故障，确保保护正确动作。
解读: 该研究的频域导纳保护方案对阳光电源的风电变流器和储能产品具有重要参考价值。特别是其低电压穿越控制下的短路电流特性分析方法，可用于优化ST系列储能变流器和风电变流器的故障穿越能力。频域导纳模型的故障识别原理可集成到iSolarCloud平台，提升设备故障诊断准确性。建议在以下方向深化应用：1)将该保护...
基于直流电压同步的构网型直驱风电机组暂态控制方法
Transient Control Method for Grid-Forming Direct-Driven Wind Turbines Based on DC Voltage Synchronization
邓桢彦 · 王晗 · 周少泽 · 曹云峰 等6人 · 电力系统自动化 · 2025年4月 · Vol.49
“双高”电力系统具有弱惯量、低短路比特点，跟网型新能源难以提供有效的暂态支撑，构网型控制成为关键解决方案。构网型变流器虽呈电压源特性，但受限于器件过流能力，故障下暂态电流控制困难。全功率直驱风机可通过直流电压同步实现构网，并辅以电流环抑制故障电流，但故障瞬时仍存在冲击电流，易引发保护动作。本文分析其短路电流机理与功率响应特性，提出改进暂态控制策略：采用电压矢量限幅器实现内电势与电网电压快速匹配，抑制稳态短路电流；引入自适应虚拟电阻抑制暂态电流分量；故障期间闭锁同步与无功环路，维持电压源特性，实现...
解读: 该研究的直流电压同步构网控制方法对阳光电源的储能变流器和大功率光伏逆变器产品具有重要参考价值。特别是其提出的电压矢量限幅和自适应虚拟电阻技术，可直接应用于ST系列储能变流器的GFM控制优化，提升系统在弱电网下的暂态响应性能。对于SG系列大功率光伏逆变器，该方案的故障电流抑制策略可提高产品在低短路比电...
永磁同步电机匝间短路故障下短路电流行为的综合分析
A Comprehensive Analysis of Short-Circuit Current Behavior in PMSM Interturn Short-Circuit Faults
Yuan Qi · Emine Bostanci · Vigneshwaran Gurusamy · Bilal Akin · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年12月
本文详细分析了永磁同步电机（PMSM）匝间短路故障下的短路电流行为，重点考虑了短路接触电阻的影响。通过建立基于有限元分析（FEA）的等效电路模型，深入研究了短路匝内的环流特性，并探讨了不同故障电阻对电机性能的影响。
解读: 该研究聚焦于电机内部故障机理，对于阳光电源而言，虽然核心业务侧重于电力电子变换器，但该技术在风电变流器及电动汽车充电桩的电机驱动控制领域具有参考价值。通过有限元仿真与故障建模，可以提升公司在风电变流器对发电机侧故障的监测与保护策略，优化故障诊断算法，从而提高系统运行的可靠性与安全性。建议将此类故障分...
结合机械开关与多电平PWM变换器的高压直流断路器：缩比模型验证
HVDC Circuit Breakers Combining Mechanical Switches and a Multilevel PWM Converter: Verification by Downscaled Models
Atsushi Suzuki · Hirofumi Akagi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年5月
本文提出两种高压直流（HVDC）断路器，能在数毫秒内切断短路电流。该方案由限流电感、电流控制电感、机械开关及采用移相载波PWM的多电平变换器组成，实现了近零电流换流，有效提升了直流系统的故障保护能力。
解读: 该技术主要针对高压直流输电领域，虽然阳光电源目前核心业务聚焦于光伏逆变器和储能系统，但随着光储电站直流电压等级的不断提升（如1500V甚至更高），直流侧的故障保护与快速切断技术变得愈发重要。该研究中采用的多电平变换器与移相PWM控制技术，与阳光电源PowerTitan等大型储能系统的PCS拓扑有技术...
多电压等级直流电网中臂共享直流变压器的直流故障建模
DC Fault Modeling of Arm-Shared DC Transformers for Multivoltage HVDC Grids
Yilin Wu · Zhiyuan He · Guangfu Tang · Chong Gao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
短路电流计算与故障特性分析对保护系统设计至关重要。本文针对多电压等级直流电网中连接的臂共享直流变压器（ASDCT），基于RLC电路与等效电流源建立了一种简化的直流故障模型，为直流电网的故障分析与保护策略提供了理论依据。
解读: 该研究关注直流电网中的直流变压器故障建模，对于阳光电源在大型储能系统（如PowerTitan系列）及未来直流微电网、直流配电网业务具有参考价值。随着储能系统向高压化、直流耦合化发展，直流侧故障保护是提升系统可靠性的关键。虽然目前阳光电源产品线以PCS为主，但该故障建模方法可借鉴用于优化储能变流器在直...
基于高频故障分量的可再生能源电站距离保护方法
High-Frequency Fault Component-Based Distance Protection for Large Renewable Power Plants
Zhe Yang · Ke Jia · Yu Fang · Zhengxuan Zhu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年10月
可再生能源通过电力电子设备并网，其短路电流具有幅值受限、非工频及相位可控等特征，导致传统距离保护易误动。本文提出一种基于高频故障分量的距离保护方法，旨在解决电力电子化电网中可再生能源侧输电线路的保护难题，提升系统故障穿越能力与运行可靠性。
解读: 该研究直接针对电力电子化电网中逆变器短路电流特征带来的保护挑战，对阳光电源的组串式和集中式光伏逆变器及大型储能系统（PowerTitan系列）具有重要意义。随着电网中电力电子设备占比提升，传统继电保护失效问题日益突出。阳光电源可通过集成该类高频故障分量检测算法，优化逆变器在故障期间的电流控制策略，提...
一种基于晶闸管结构的低功耗解调电路，用于高可靠性和短路电流抑制
A Thyristor-Structured-Based Low-Power Demodulator Circuit for High Reliability and Short-Circuit Current Reduction
Donggeon Chae · Wanyeong Jung · Kihyun Kim · Wonil Seok 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）等宽禁带（WBG）器件凭借高开关频率和高功率密度优势，广泛应用于高压电力电子系统。然而，多器件并联系统面临源极电压波动大及驱动电路可靠性挑战。本文提出一种基于晶闸管结构的解调电路，旨在提升驱动可靠性并有效抑制短路电流。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心产品竞争力。随着PowerTitan系列储能系统及组串式光伏逆变器向更高功率密度和更高电压等级（如1500V/2000V系统）演进，SiC器件的应用已成主流。该解调电路提出的短路电流抑制技术，能显著提升驱动电路在极端工况下的鲁棒性，有效降低功率模块失效风险。建议研发团队...
一种具有内置限流能力的新型混合断路器架构——I：半导体设计
A Novel Hybrid Circuit Breaker Architecture With Built-in Current Limiting Capability – I: Semiconductor Design
Vidhi Patel · Govind Chavan · Markus Abplanalp · Xiaoqing Song 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
在高功率直流配电应用中，短路电流上升率快且缺乏自然过零点，导致故障切断困难。混合直流断路器（HCB）结合了固态断路器的快速切断速度和机械断路器的低导通损耗，成为极具前景的解决方案。本文重点研究了具备内置限流能力的HCB半导体设计。
解读: 该技术对阳光电源的PowerTitan和PowerStack等大功率储能系统及直流微网解决方案具有重要意义。随着储能系统电压等级向1500V甚至更高演进，直流侧故障保护是系统安全的核心。该混合断路器架构通过半导体设计实现快速限流，可显著提升PCS在直流侧短路故障下的可靠性，减少对昂贵直流熔断器的依赖...
一种用于VSC直流电网的新型磁耦合故障限流器拓扑建模与设计
Topology Modeling and Design of a Novel Magnetic Coupling Fault Current Limiter for VSC DC Grids
Zipan Nie · Zhanqing Yu · Zhizheng Gan · Lu Qu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年4月
在电压源换流器（VSC）直流电网中，直流故障限流器（FCL）是关键设备。它能在故障发生时有效抑制瞬态短路电流，保护换流器等核心设备，同时要求在正常运行下对系统影响最小。本文提出了一种新型磁耦合故障限流器拓扑，并对其建模与设计方法进行了深入研究。
解读: 该研究对于阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及大型直流微网解决方案具有重要参考价值。随着直流电网规模扩大，直流侧故障保护是提升系统可靠性的核心挑战。该磁耦合限流器拓扑可优化PCS的短路保护策略，降低对功率器件的冲击，提升系统在极端工况下的生存能力。建议研发团队关注其在...
基于自激短路电流的IGBT状态监测驱动电路
IGBT Condition Monitoring Drive Circuit Based on Self-Excited Short-Circuit Current
Xianjin Huang · Guangang Gao · Jiahan Hao · Li Zhu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年9月
本文提出了一种基于自激短路电流的IGBT状态监测驱动电路。通过检测IGBT老化过程中键合线损伤导致的阻抗变化，进而识别短路电流特征，实现对IGBT模块老化状态的有效监测，为功率器件的健康管理提供技术支撑。
解读: IGBT是阳光电源组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器及风电变流器的核心功率器件。该技术通过驱动电路实现器件在线健康监测，无需额外传感器，极大地提升了系统可靠性。建议研发团队将其集成至iSolarCloud智能运维平台，实现对逆变器及储能PCS功率模块的失效...
基于圆形判断曲线的环形绕组永磁电机匝间短路故障诊断方法
An Interturn Short-Circuit Fault Diagnosis Method for Toroidal Winding PM Machines Based on Circular Judgment Curve
Runyu Wang · Dawei Li · Ziyi Liang · Xinggang Fan 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
环形绕组永磁电机（TWPMM）在超高可靠性领域备受关注。然而，在匝间短路等严重故障下，电机自身阻抗难以将短路电流限制在额定范围内。因此，及时准确的故障诊断对于保障系统运行安全至关重要。
解读: 该研究聚焦于电机绕组的故障诊断技术，虽然阳光电源的核心产品线主要集中在电力电子变换器（逆变器、PCS）而非电机本体，但该方法论在提升电力电子系统可靠性方面具有参考价值。在风电变流器及储能系统中的电机驱动应用场景下，此类高可靠性的故障诊断算法可用于提升变流器对电机侧故障的监测能力。建议研发团队关注该诊...
利用短路电流识别监测IGBT模块键合线疲劳状态
Condition Monitoring IGBT Module Bond Wires Fatigue Using Short-Circuit Current Identification
Pengju Sun · Can Gong · Xiong Du · Yingzhou Peng 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年5月
本文提出了一种通过识别IGBT模块短路电流来监测键合线老化状态的方法。通过及时监测IGBT的老化程度并更换缺陷模块，可有效提升功率变换器的可靠性，减少因器件失效带来的经济损失。
解读: 该研究对于阳光电源的核心产品线（组串式/集中式逆变器、PowerTitan/PowerStack储能系统）具有极高的应用价值。IGBT作为功率变换的核心器件，其键合线失效是导致逆变器和PCS故障的主要原因之一。通过短路电流特征实现非侵入式的在线状态监测，能够显著提升iSolarCloud智能运维平台...
基于改进温度准则的IGBT健康状态监测自激短路法研究
Research of Self-Excited Short Circuit Method for Monitoring IGBT Health Status With Improved Temperature Criterion
Xianjin Huang · Pengze Zhu · Li Zhu · Guangang Gao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
针对IGBT模块在长期运行中键合线和母排易出现断路导致短路电流变化的问题，本文提出一种自激短路监测技术。通过控制栅极电压产生小电流短路，并结合改进的温度准则，实现对IGBT健康状态的有效评估与故障诊断。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能系统）具有极高的应用价值。逆变器与PCS中的IGBT模块是核心功率器件，其可靠性直接决定了系统的寿命。通过引入自激短路监测技术，阳光电源可在iSolarCloud平台中集成更精准的预测性维护功能，...
具有增强短路电流的新型功率模块为构网型风力发电机组低电压穿越带来的潜力与挑战
Potential and Challenges in LVRT for Grid-Forming Wind Turbines Brought by the Emergence of New Power Modules With Enhanced Short-Circuit Current
Siying Xu · Han Wang · Dangsheng Zhou · Chen Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
提高变流器的短路电流能力可直接增强双馈风力发电系统（DFIG）的低电压穿越（LVRT）性能。受限于功率半导体模块及成本，该方法此前应用受限。近期材料与调制策略的进步显著提升了其短时过流能力，本文探讨了该技术在构网型风电系统中的应用潜力与面临的挑战。
解读: 该研究探讨的功率模块短时过流能力提升，对阳光电源风电变流器及构网型（GFM）储能系统具有重要参考价值。在弱电网环境下，提升变流器的短路电流支撑能力是实现稳定并网的关键。建议研发团队关注新型功率半导体（如SiC/GaN）在提升过流裕量方面的应用，这不仅能优化风电变流器的LVRT性能，还可提升Power...
故障电流限流器的最优配置与定容：一种考虑输电切换的电压稳定约束方法
Optimal Placement and Sizing of Fault Current Limiters: A Voltage- Stability-Constrained Approach Considering Transmission Switching
Jingbo Zhao · Haocheng Hua · Chuan He · Lu Nan · IEEE Transactions on Power Delivery · 2024年11月
随着电力系统网络结构扩展及先进设备的引入，短路电流持续增长制约了系统发展。故障电流限流器（FCL）与输电切换（TS）是抑制短路电流的常用手段，但TS可能影响电压稳定性，且现有研究缺乏对FCL投资与TS协同优化的统一框架。本文提出一种计及电压稳定约束的规划模型，兼顾FCL的选址定容与TS的经济性及限流效果。通过建立FCL投资与TS对短路电流影响的混合整数线性规划（MILP）模型，并融入电压稳定约束以防止线路切换后发生电压失稳。基于IEEE 30节点和118节点系统的仿真结果验证了该模型在经济性与电...
解读: 该故障电流限流与电压稳定协同优化技术对阳光电源大型储能系统PowerTitan及ST系列储能变流器具有重要应用价值。随着高比例新能源接入，储能系统并网点短路电流水平持续攀升，威胁设备安全。研究提出的FCL优化配置方法可指导阳光电源在储能系统PCS设计中集成限流功能，通过构网型GFM控制算法实现故障电...
通过优化逆变器连接变压器中性点接地阻抗抑制跟网型逆变器引起的短路过电压
Short-circuit overvoltage induced by grid-following inverters and its mitigation via optimal neutral ground impedance selection for inverter connection transformers
Insu Kim · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年12月
随着高容量分布式能源大量接入电网，其对短路电流（SCC）和短路过电压（SCOV）的贡献不可忽视，显著影响故障水平及故障后的暂态过程。本文提出一种抑制SCC与SCOV升高的方法，首先建立含不平衡电力电子类分布式资源（PDR）的不对称电网SCOV计算模型，将网络分解为四种典型故障对应的序网，定义不平衡电流注入矩阵并求解SCOV；进而分析PDR对SCC与SCOV的影响，并利用该方法确定最优中性点接地阻抗（NGI），以缓解大容量PDR在接地故障后引发的SCOV升高与SCC下降问题。研究表明，合理选择变压...
解读: 该研究针对跟网型GFL逆变器引发的短路过电压问题，对阳光电源大容量储能与光伏并网系统具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和SG系列大功率光伏逆变器接入电网时，通过优化连接变压器中性点接地阻抗，可有效抑制接地故障后的过电压冲击，保护功率器件安全。该方法为阳光电源PowerTitan等MW级储能系统的...
嵌入式肖特基势垒二极管的1200 V碳化硅MOSFET在短路条件下的失效机制
Failure Mechanism of 1200-V SiC MOSFET With Embedded Schottky Barrier Diode Under Short-Circuit Condition
Xu Li · Xiaochuan Deng · Zhengxiang Liao · Xuan Li 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年1月
本文对一款带有嵌入式肖特基势垒二极管的商用碳化硅（SiC）MOSFET（SBD - MOS）的短路鲁棒性和失效机制进行了评估和揭示。与传统平面型SiC MOSFET（C - MOS）相比，在短路条件下，SBD - MOS的失效现象存在显著差异。当SBD - MOS在600 V母线电压下的短路耐受时间（ ${t}_{\text {sc}}$ ）超过 $3.5~\mu $ s时，即使栅极关断，该器件也无法关断。在短暂下降后，短路电流会再次上升并持续一段时间，最终导致器件发生破坏性失效。相比之下，C ...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于1200V SiC MOSFET短路失效机制的研究具有重要的工程应用价值。作为光伏逆变器和储能系统的核心功率器件，SiC MOSFET的可靠性直接影响产品的安全性和市场竞争力。 该研究揭示了嵌入式肖特基势垒二极管（SBD-MOS）在短路条件下的独特失效模式：当短路...