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用于加速EMT型仿真的通用解耦等效电路模型
Universal Decoupled Equivalent Circuit Models of Solid-State Transformer for Accelerated EMT‐Type Simulation
Hengyu Li · Walid Hatahet · Jared J. Paull · Jintao Han 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年6月
多电平多模块固态变压器（SST）通过链式AC-DC变换器和双有源桥（DAB）DC-DC变换器实现中压交流与低压交流系统的接口，具有高模块化、双向功率传输、电气隔离和高频变换等优势。为支持快速控制原型开发，亟需高效且精确的电磁暂态（EMT）等效电路模型。本文提出基于开关函数的通用解耦等效电路模型，可统一描述全桥、DAB及三相三电平等变换器在导通与阻断模式下的行为。通过开关函数与直流母线解耦策略，模型实现了恒定G矩阵并显著降低节点数量。同时提出一种适用于大步长仿真的开关插值技术，以准确刻画开关事件。...
解读: 该SST解耦等效电路模型技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST储能变流器方面，所提出的DAB DC-DC变换器恒定G矩阵建模方法可显著加速储能系统多模块级联拓扑的EMT仿真效率，支持PowerTitan大型储能系统的快速控制原型开发与参数优化。在SG光伏逆变器领域，三相三电平变换器的通用解...
评估并联异质电池串等效电路模型的通用性与有效性
Evaluating the Generality and Effectiveness of Equivalent Circuit Models for Battery Strings With Heterogeneous Cells Connected in Parallel
Xiaogang Wu · Xinhao Du · Ziyou Song · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2025年4月
等效电路模型（ECM）因其在简易性和准确性之间取得了良好平衡，而被广泛应用于锂离子电池管理系统中。然而，当单个电池存在异质性时，ECM能否准确模拟并联电池单元的动态特性仍不明确。为解决这一问题，本文提出了一种近似参数等效电路模型（AECM），用于在频域中表征容量和内阻不一致的并联电池的输入 - 输出特性。此外，还建立了并联单个电池的一阶等效电路模型用于对比。通过计算这两种模型的传递函数，分析了随着电池单元在容量和内阻等参数上的不一致性增加，模型误差是如何变化的。最后，利用电化学阻抗谱验证了AEC...
解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，这项针对异质并联电池串等效电路模型的研究具有重要的工程应用价值。在大规模储能系统中，电池组内部单体差异性是影响系统性能和寿命的关键因素，而精确的电池模型是实现高效电池管理系统（BMS）的基础。 该研究提出的近似参数等效电路模型（AECM）为解决并联异质电池建模难题提...
电池动力全电推进短途通勤飞机的可行性研究
Feasibility of Battery-Powered All-Electric Propulsion for Short-Haul Commuter Aircraft
Markus Aasen Anker · Christian Hartmann · Jonas Kristiansen Nøland · IEEE Access · 2025年1月
本文开发详细等效电路模型评估全电推进系统尺寸，应用于挪威9座和19座短途通勤飞机。从1500个200海里以下航线获取任务剖面数据，回归分析显示巡航功率约为起飞爬升功率的43%。研究表明现有技术性能下，总重量超过最大起飞重量，主要由电池和热管理系统驱动。最短航线几乎满足重量要求但受功率输出约束而非储能约束，引入电池尺寸新标准。短途功率约束确保剩余储能，减少飞机改航备用需求；长途则改航储能需求主导。结论：短期内实现挪威短途网络全电动力飞行的唯一可行手段是减少座位容量或总载荷。
解读: 该航空电池技术研究对阳光电源高能量密度储能系统有借鉴意义。虽然阳光主营地面储能，但航空级电池的高功率密度和热管理技术可应用于阳光快速响应储能系统。该研究的功率-能量解耦设计理念可优化阳光调频调峰储能产品，针对不同应用场景优化电池和功率变换器配比，提升系统性价比和适应性。...
基于集总质量模型的柱状锂离子电池荷电状态与核心温度估计
Lumped-Mass Model-Based State of Charge and Core Temperature Estimation for Cylindrical Li-Ion Batteries Considering Reversible Entropy Heat
Jiale Xie · Xiaobing Chang · Guang Wang · Zhongbao Wei 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年10月
准确估算电池的荷电状态（SoC）和核心温度（CoT）对于制定高效的能量管理和热管理策略至关重要。本文聚焦圆柱形锂离子电池，构建了一个等效电路模型和一个双状态热模型；然后利用包含温度、热量和荷电状态的桥梁变量，将这两个不同物理性质的集总参数模型进行闭环处理。值得注意的是，除了传统的欧姆效应不可逆生热之外，通常被忽略的可逆熵热也被建模并通过实验进行了校准。随后，采用变遗忘因子最小二乘法自适应地识别电模型和热模型的参数。最后，利用一种计算效率高且能处理非线性问题的算法，即基于奇异值分解的卡尔曼滤波器，...
解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，这项针对圆柱形锂离子电池的SoC和核心温度联合估计技术具有重要应用价值。该技术通过构建电-热耦合集总参数模型，特别是将通常被忽略的可逆熵热纳入建模范畴，显著提升了电池状态估计的精度，这对我们的储能系统安全性和能量管理效率至关重要。 该技术的核心优势在于其工程实用性。...
基于时间序列区间预测与等效电路模型的低压直流电弧电流模型
Low-Voltage DC-Arc-Current Model by Time-Series Interval Prediction and Equivalent Circuit Model
Wenchao Miao · Qiqi Chen · Fengyun Zhi · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年7月
电弧电流是住宅直流微电网和屋顶光伏系统等发电系统中电弧故障检测的关键参数。针对直流电弧的复杂性，本文提出一种结合时间序列区间预测与等效电路模型的混合直流电弧电流模型。研究了电弧电流与电极分离速度、弧长、电压及电流水平之间的关系，利用置信区间确定电弧电流的动态特性变化范围，通过等效电路描述其稳态特性。实验结果表明，该混合模型能有效反映电弧电流的实际时域行为，相似度超过94.95%，可准确预测电弧电流，适用于住宅直流微电网与屋顶光伏系统的电弧故障检测。
解读: 该低压直流电弧检测技术对阳光电源户用光伏系统和储能产品具有重要安全价值。直流电弧是SG系列户用逆变器、ST系列储能变流器及直流侧连接器的重大安全隐患，传统检测方法难以应对复杂工况。该研究提出的时间序列区间预测与等效电路混合模型，可精准识别电弧电流动态特性（相似度>94.95%），可直接应用于阳光电源...
考虑光伏功率动态特性与电网强度适应性的构网型光伏系统直流链路电压同步控制增强方法
Enhanced DC-Link Voltage Synchronization Control for Grid-Forming Photovoltaic Systems Considering PV Power Dynamics and Grid Strength Adaptability
Lingchao Kong · Chao Wu · Junzhong Xu · Jian Wang 等5人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年9月
大规模光伏发电的接入给电网带来了低惯量和弱阻尼等重大挑战。为有效解决这些问题，光伏系统（PV）采用了构网型（GFM）策略。在这类系统中，前级变换器负责最大功率跟踪，而后级采用直流母线电压同步控制。然而，传统上通过恒功率源（CPS）模型对光伏及前级动态特性进行建模时，往往会忽略前级变换器的固有阻抗，从而导致稳定性识别不准确。为纠正这一偏差，本文提出了一种光伏前级变换器的等效电路模型，该模型采用电源与并联阻抗相结合（PPI）的形式，能够精确捕捉光伏前级的动态特性，便于对后级变换器进行稳定性分析。此外...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对构网型光伏系统的直流母线电压同步控制技术具有重要的战略价值。随着我国"双碳"目标推进和新型电力系统建设，大规模光伏接入导致的电网低惯量、弱阻尼问题日益突出，传统跟网型逆变器已难以满足电网支撑需求，构网型技术正成为行业突破方向。 该论文提出的增强型控制策略解决了两个...