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电力系统研究中变换器降阶模型研究
Reduced-Order Models for Representing Converters in Power System Studies
Yunjie Gu · Nathaniel Bottrell · Timothy C. Green · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年4月
本文探讨了电力系统大规模仿真中变换器降阶模型的重要性。传统基于多时间尺度分离的降阶方法在处理电力电子变换器时存在精度不足的问题，因为变换器的控制动态与功率级动态耦合紧密。研究旨在开发一种既能保持物理意义，又能准确反映变换器动态特性的降阶模型，以提升大规模电网稳定性分析的效率与准确性。
解读: 该研究对于阳光电源的组串式逆变器（如SG系列）及大型储能系统（如PowerTitan系列）的并网性能分析具有重要意义。随着电网中电力电子设备渗透率提升，大规模电网仿真对模型计算效率要求极高。通过采用物理意义明确的降阶模型，阳光电源可在iSolarCloud平台及研发仿真中，更高效地评估构网型（GFM...
孤岛微电网的非线性行为与降阶模型
Nonlinear Behavior and Reduced-Order Models of Islanded Microgrid
Jingxi Yang · Chi K. Tse · Dong Liu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年8月
本文研究了由构网型变换器组成的孤岛微电网，该系统表现出复杂的非线性动态特性。文章推导了多种降阶模型，在无需大量计算资源的前提下，为深入理解系统动态行为提供了物理洞察，对微电网的稳定性分析与控制设计具有重要意义。
解读: 该研究直接服务于阳光电源构网型（Grid-forming）技术的发展。随着PowerTitan等储能系统在弱电网及离网场景的应用日益广泛，系统稳定性成为核心挑战。本文提出的降阶模型可有效降低复杂微电网仿真与控制参数整定的计算负担，有助于优化阳光电源构网型储能变流器（PCS）的控制算法，提升在孤岛运行...
基于线性近似的无线励磁电机降阶模型
A Reduced-Order Model for Wirelessly Excited Machine Based on Linear Approximation
Jinsong Kang · Yusong Liu · Liangrong Sun · Zaimin Zhong 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年11月
针对稀土材料成本高昂及短缺问题，电励磁同步电机（EESM）成为电动汽车的潜在替代方案。通过感应电能传输（IPT）技术，EESM可实现无刷励磁，从而提升可靠性。然而，IPT与EESM的耦合特性带来了显著的控制挑战。
解读: 该文献探讨了电动汽车驱动领域中电励磁同步电机的无线励磁控制技术。虽然阳光电源目前的核心业务聚焦于光伏逆变器、储能系统及充电桩，尚未直接涉及电机驱动本体，但该研究中涉及的IPT（无线电能传输）技术与公司充电桩业务具有一定的技术关联性。未来若公司拓展至无线充电领域，该降阶建模方法可为无线充电系统的功率变...
开关调节器次谐波振荡精确预测的新方法——第一部分：数学推导
A New Approach for Accurate Prediction of Subharmonic Oscillation in Switching Regulators—Part I: Mathematical Derivations
Abdelali El Aroudi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年7月
本文针对固定频率脉宽调制（PWM）的DC-DC开关调节器，提出了一种预测基波周期行为稳定性及次谐波振荡边界的新方法。通过对降阶模型的重新审视，推导出了无需简化假设的边界获取途径，为电力电子变换器的稳定性分析提供了更精确的数学基础。
解读: 该研究直接关联阳光电源的核心产品线，如组串式/集中式光伏逆变器中的DC-DC升压电路及储能系统（PowerTitan/PowerStack）中的双向DC-DC变换器。在这些高功率密度产品中，PWM控制下的次谐波振荡是影响系统稳定性和电能质量的关键因素。该数学推导方法有助于研发团队在设计阶段更精确地预...
PowerSynth：一种功率模块布局生成工具
PowerSynth: A Power Module Layout Generation Tool
Tristan M. Evans · Quang Le · Shilpi Mukherjee · Imam Al Razi 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年6月
PowerSynth是一款用于功率半导体模块快速设计与验证的多目标优化工具。通过利用降阶模型计算布局的电气寄生参数及器件间的热耦合，该工具能在实现最优走线布局与芯片放置的同时，比传统有限元分析（FEA）技术快几个数量级。
解读: 该工具对阳光电源的功率模块设计具有重要参考价值。在组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）的研发中，功率模块的寄生参数优化与热管理是提升功率密度和可靠性的核心。PowerSynth提供的降阶模型优化方案，能够显著缩短研发周期，替代部分繁琐的FEA仿真，有助于优化I...
感应加热应用中串联谐振逆变器的降阶模型
Reduced-Order Models of Series Resonant Inverters in Induction Heating Applications
Alberto Dominguez · Luis Angel Barragan · Jose Ignacio Artigas · Aranzazu Otin 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年3月
本文针对感应加热应用中的串联谐振逆变器，探讨了如何通过降阶建模方法简化复杂的数学模型。高阶模型在控制器设计中往往过于复杂，而降阶模型能有效捕捉感兴趣频率范围内的主要动态特性，为变频运行及负载不确定性下的控制器设计提供更优的分析框架。
解读: 该文献探讨的谐振逆变器建模与降阶方法，对于阳光电源的组串式逆变器及储能变流器（PCS）中的高频DC-DC变换环节具有参考价值。虽然感应加热应用与光伏/储能领域不同，但其核心的谐振电路分析及控制器简化设计思路，可辅助优化PowerTitan等储能系统中的双向DC-DC变换器效率，提升在宽负载范围下的动...
基于虚拟降阶模型的LC滤波永磁同步电机驱动反电动势估计与无速度传感器控制
Virtual Reduced-Order Model-Based Back EMF Estimation and Speed Sensorless Control for LC-Filtered PMSM Drives
Cheng Xue · Xuesong Wu · Yuzhuo Li · Yunwei Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年7月
在逆变器输出端安装LC滤波器可改善电机输入电压波形，延长电机寿命。然而，在LC滤波的高阶驱动场景下，实现无速度传感器控制仍具挑战。本文提出了一种基于虚拟降阶模型的反电动势估计方法，旨在提升电机驱动系统的可靠性并降低成本。
解读: 该技术主要针对电机驱动领域，与阳光电源的电动汽车充电桩及风电变流器业务存在技术关联。在风电变流器中，LC滤波器常用于改善电能质量，而无传感器控制技术能有效降低硬件成本并提高系统可靠性。建议研发团队关注该虚拟降阶模型在变流器输出滤波场景下的鲁棒性，探索其在提升风电变流器控制精度及降低传感器故障风险方面...
基于动态模态分解的IGBT模块降阶温度场预测方法
Dynamic Mode Decomposition Based Reduced-Order Temperature Field Prediction Method for IGBT Module
Jiahao Geng · Fujin Deng · Kai Hou · Qiang Yu 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
针对高功率IGBT模块的温度场分布分析，本文提出了一种基于动态模态分解（DMD）的降阶温度场预测方法。该方法利用有限元仿真获取的快照数据，在保证高精度的前提下，显著降低了计算复杂度，为电力电子系统的热设计与可靠性评估提供了高效的分析手段。
解读: 热管理是阳光电源组串式/集中式逆变器及PowerTitan储能系统核心竞争力的关键。该研究提出的DMD降阶模型能显著提升热仿真效率，缩短产品研发周期。在实际应用中，该技术可集成至iSolarCloud平台或嵌入式控制系统中，实现对IGBT模块结温的实时高精度预测，从而优化功率器件的过温保护策略，提升...
基于降阶模型的无线电能传输系统脉冲跳跃分析
Pulse Skipping Analysis in Wireless Power Transfer Systems Based on a Reduced-Order Model
Jiayu Zhou · Jiayang Wu · C. Q. Jiang · Xiaosheng Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
针对带电池负载的无线电能传输（WPT）系统，其低阻尼特性易导致扰动下的电流过冲与振荡。脉冲跳跃控制作为一种常用策略，其引起的系统动态与电流包络分析具有挑战性。本文提出一种降阶模型，用于精确分析脉冲跳跃控制下的系统动态行为。
解读: 该研究探讨的脉冲跳跃控制与降阶建模方法，对阳光电源的电力电子变换技术具有参考价值。虽然目前阳光电源核心业务集中在光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能系统及充电桩，但随着无线充电技术在电动汽车领域的潜在应用，该分析方法可用于优化高频DC-DC变换器的轻载效率管理与动态响应控制。建...
飞跨电容多电平变换器电容电压平衡动态的广义平均建模
Generalized Averaged Modeling of Capacitor Voltage Balancing Dynamics in Flying Capacitor Multilevel Converters
Rahul K. Iyer · Roderick S. Bayliss · Ivan Z. Petric · Seth R. Sanders 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年12月
本文提出了一种用于飞跨电容多电平变换器（FCMC）电容电压动态的广义平均（动态相量）模型。文章推导了对称移相PWM调制下电容电压的“自然平衡”动态，并通过时域仿真进行了验证。此外，利用奇异摄动理论将模型简化为降阶形式，揭示了系统的模态特性。
解读: 飞跨电容多电平（FCMC）拓扑在提升功率密度和降低输出谐波方面具有显著优势。对于阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan系列储能变流器（PCS），该建模方法能有效优化电容电压平衡控制策略，减少对复杂传感器和冗余硬件的依赖。通过奇异摄动降阶模型，研发团队可更高效地分析系统稳定性，缩短高压大功率变换...
模块化多电平变换器连续降阶模型的局限性与精度分析
Limitations and Accuracy of a Continuous Reduced-Order Model for Modular Multilevel Converters
Andres M. Lopez · Daniel E. Quevedo · Ricardo P. Aguilera · Tobias Geyer 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年7月
本文分析了模块化多电平变换器（MMC）降阶模型的局限性，阐明了其模型精度与运行频率及变换器参数之间的关系。虽然降阶模型简化了MMC的分析并提供了行为洞察，但其精度受多种因素制约。
解读: MMC拓扑在大型光伏电站及高压直流输电（HVDC）领域具有重要应用潜力。阳光电源在大型集中式逆变器及储能系统（如PowerTitan系列）中，对变换器的动态响应和控制精度要求极高。本文提出的降阶模型精度分析方法，有助于研发团队在进行大规模并网系统仿真时，在计算效率与控制精度之间取得平衡。建议在开发高...
基于奇异摄动理论的永磁同步电机模型预测控制
Model Predictive Control Using the Singular Perturbation Theory for Permanent-Magnet Synchronous Machines
Qi Li · Haiming Li · Jianbo Gao · Ralph Kennel · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年3月
本文提出了一种利用奇异摄动理论对永磁同步电机（PMSM）进行降阶建模的方法，通过解耦快、慢子系统，充分利用电机的时间尺度特性进行模型预测控制（MPC）。研究设计了一种增强型MPC策略，旨在实现无差拍速度控制。
解读: 该研究提出的奇异摄动MPC算法在提升电机控制动态响应和稳态精度方面具有显著优势。对于阳光电源而言，该技术可应用于风电变流器及电动汽车充电桩的电机驱动控制模块。通过降阶建模降低计算复杂度，有助于在嵌入式控制器中实现更高效的实时控制，提升变流器在复杂工况下的响应速度。建议研发团队关注该算法在高性能电机驱...
含意向金属物体的无线电能传输系统分析与性能提升
Analysis and Performance Enhancement of Wireless Power Transfer Systems With Intended Metallic Objects
Hui Wen Rebecca Liang · Hanwei Wang · Chi-Kwan Lee · S. Y. Ron Hui · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月
本文探讨了无线电能传输（WPT）系统中存在意向金属物体时的运行特性。不同于对外来异物的检测，本文提出了一种通过磁场分布分析和降阶模型评估意向金属物体对WPT系统影响的方法，旨在优化含金属结构环境下的能量传输性能。
解读: 该研究聚焦于无线电能传输（WPT）中的电磁兼容与性能优化，与阳光电源现有的电动汽车充电桩业务具有一定的技术关联性。虽然目前公司主营业务以有线充电桩为主，但随着大功率无线充电技术在乘用车及商用车领域的潜在应用，该研究中关于金属物体对磁场分布影响的分析方法，可为未来无线充电产品的电磁屏蔽设计、异物检测算...
基于能量平衡的感应电能传输系统连续降阶动态模型
Continuous Reduced-Order Dynamic Model Based on Energy Balancing for Inductive Power Transfer Systems
Wenli Shi · Jianning Dong · Thiago Batista Soeiro · Junjun Deng 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年8月
本文针对电动汽车无线充电中感应电能传输（IPT）系统，提出了一种基于能量平衡的连续降阶动态模型。该模型有效简化了高阶谐振电路的复杂瞬态分析，为IPT系统的设计与控制提供了更高效的数学工具，有助于提升无线充电系统的动态响应性能与稳定性。
解读: 该研究聚焦于感应电能传输（IPT）的动态建模，与阳光电源的电动汽车充电桩业务具有一定的技术关联。虽然目前主流充电桩以有线快充为主，但无线充电是未来技术演进的重要方向。该降阶模型有助于优化充电桩内部功率变换器的控制算法，提升系统在负载波动时的动态响应速度和稳定性。建议研发团队关注该建模方法在双向DC-...
大规模风电场的模型降阶：一种数据驱动方法
Model Order Reduction of Large-Scale Wind Farms: A Data-Driven Approach
Zilong Gong · Junyu Mao · Adrià Junyent-Ferré · Giordano Scarciotti · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年12月
本文提出了一种针对大规模风电场的模型降阶（MOR）数据驱动算法，并研究了降阶模型（ROM）接入电网后的动态影响。相比传统MOR方法，该算法计算复杂度低，且无需高阶模型的先验知识。利用时域测量数据，所获ROM在选定插值点（频率）处满足矩匹配条件。与现有方法相比，本方法实现了所谓的双边矩匹配，通过加倍插值点数量使精度显著提升。算法在包含200台风电机组的风电场与IEEE 14节点系统的互联模型上验证，通过Bode图、特征值及故障工况下公共连接点电压的对比，验证了降阶模型的有效性。
解读: 该数据驱动的风电场模型降阶技术对阳光电源的大型储能和光伏产品具有重要参考价值。特别是对PowerTitan储能系统和大型地面电站的并网控制，可借鉴其双边矩匹配算法优化系统建模精度。这种低计算复杂度的建模方法有助于提升iSolarCloud平台对大规模新能源场站的实时监控和故障诊断能力。同时，该技术对...
高保真降阶建模方法在中压驱动器及人工智能可兼容系统中的应用
High-Fidelity Reduced Order Modeling Approach for Medium-Voltage Drives and Artificial Intelligence Capable Systems
Bogdan C. Ionescu · Liviu Mihalache · Saeed Asgari · Satyajeet Padhi 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年9月
中压驱动器的热管理设计依赖计算量大且耗时的仿真。本文提出一种基于计算流体动力学（CFD）与降阶模型（ROM）技术相结合的创新方法。引入一种物理信息感知的非侵入式ROM，利用系统的线性时不变（LTI）特性，预测冷却介质流量变化下中压驱动组件的热行为，构建线性参数变化（LPV）ROM。该ROM方法在中压驱动功率变换器上验证，并与实测数据对比，结果表明其在保持精度的同时显著降低计算资源与时耗。该技术为驱动控制器实时嵌入精确热模型提供了可能，推动人工智能系统的发展。
解读: 该高保真降阶建模技术对阳光电源中压产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统中，SiC功率模块的热管理直接影响系统可靠性和功率密度。该ROM方法可将CFD热仿真从数小时压缩至秒级，使实时热模型嵌入控制器成为可能，实现动态功率解耦和预测性过载保护。对于1500V光伏...
多绕组电力变压器快速暂态建模
Multi-Winding Power Transformer Modeling for Fast-Front Transients
Farzad Nasirpour · Tianming Luo · Mohamad Ghaffarian Niasar · Marjan Popov · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年1月
本文提出一种考虑铁芯和导体涡流损耗的电力变压器综合模型，通过精细的解析方法准确表征变压器的电磁特性。引入磁通对电感和电阻参数的影响，显著提升了模型的精度与适用性。该模型结合铁芯与导体对磁场分布的作用，适用于宽频域下的暂态分析。通过与有限元法及实测数据对比验证了模型有效性，并采用导纳矩阵降阶技术建立低阶等效模型，聚焦关键节点，降低计算复杂度的同时保持精度，实现了特定位置电压响应的高效精确计算。
解读: 该多绕组变压器快速暂态建模技术对阳光电源储能系统和光伏逆变器产品具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统中，隔离变压器面临电网故障、开关操作等快速暂态冲击，该模型可精确预测绕组电压分布和涡流损耗，优化绝缘设计并提升可靠性。对于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的高频隔离变压器，该建模...