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基于Andronov-Hopf振荡器的三相并网逆变器锁相环
Andronov–Hopf Oscillator-Based Phase-Locked Loop for Three-Phase Grid Connected Inverters
Muhammad Noman Ashraf · Mohamed Shawky El Moursi · Khalifa Al Hosani · Ahmed Al Durra · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
本信函提出了一种虚拟振荡器锁相环（VO - PLL），该锁相环集成了安德罗诺夫 - 霍普夫振荡器，以改善在畸变电网中的同步性能。VO - PLL 用一种以能在特定频率下维持轨道稳定的极限环振荡而闻名的非线性霍普夫振荡器，取代了传统锁相环中的常规比例积分（PI）环节和可复位积分器。该振荡器固有的非线性动力学特性可实现快速动态性能、谐波抑制以及改善频率跟踪。实验测试有力地证明了所提出的 VO - PLL 的有效性，表明其在电网扰动情况下具有增强电网同步能力和模拟高阶锁相环运行的潜力。
解读: 从阳光电源并网逆变器和储能系统的核心技术角度看，这项基于Andronov-Hopf振荡器的锁相环技术具有显著的应用价值。传统PLL在电网畸变环境下的同步性能受限，而我们的产品在实际应用中恰恰面临大量弱电网、谐波污染等复杂工况，这正是该技术的切入点。 该技术的核心优势在于用非线性Hopf振荡器替代传...
用于可再生能源系统的混合三电平/两电平逆变器性能分析
Performance Analysis of a Hybrid Three-Level/Two-Level Inverter for Renewable Energy Systems: NPV Balancing, Dead Time and Leakage Current Suppression
Kotb B. Tawfiq · Hatem Zeineldin · Ahmed Al-Durra · Ehab F. El-Saadany · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月
无变压器并网光伏系统面临共模电压与泄漏电流等挑战，导致并网电流畸变、损耗增加及电磁干扰。本文对一种三相混合三电平/两电平逆变器进行综合分析，在减少开关器件数量的同时有效应对上述问题。通过数学推导与实验验证了中点电压在平衡与不平衡负载下的自平衡特性，并提出一种新型占空比调节策略以抑制直流偏磁影响。分析了死区效应对逆变器性能的理论影响，并改进脉宽调制策略以降低共模电压。仿真与实验结果验证了所提控制方法在中点电压平衡、死区补偿及泄漏电流抑制方面的有效性与可靠性。
解读: 该混合三电平/两电平拓扑技术对阳光电源SG系列无变压器光伏逆变器及ST储能变流器具有重要应用价值。其中点电压自平衡特性可简化阳光现有三电平NPC拓扑的均压控制算法，减少功率器件数量降低成本；改进的死区补偿策略可直接应用于SG110CX等高功率密度产品，提升并网电流质量；共模电压抑制方案对解决1500...
基于精确小信号建模的电网阻抗自适应VSG控制
Grid Impedance Adaptive VSG Control Based on Accurate Small-Signal Modelling
Minyang Wang · Yuxin Yang · Yuchen Zhang · Mir Nahidual Ambia 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年3月
可再生能源的广泛整合增加了基于逆变器的发电，削弱了电网强度和惯性，给电力系统稳定性带来了挑战。为解决这些问题，虚拟同步发电机（VSG）控制作为一种现代电网形成（GFM）技术应运而生，它能够自主提供有功和无功功率，以支撑电网频率和电压。然而，当VSG逆变器在强电网条件下运行时，在固定参数设置下可能会出现功率振荡，使电网难以达到稳定状态。在这种情况下，基于频率变化率（RoCoF）的传统稳定性分析是不够的，需要基于系统阻抗变化的先进分析方法并进一步改进。本文提出了一种精确的VSG逆变器小信号模型以及一...
解读: 该电网阻抗自适应VSG控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。通过精确小信号建模实时识别电网阻抗变化，可显著提升弱电网环境下储能系统的构网型GFM控制性能。该自适应调节机制能够动态优化虚拟惯性和阻尼参数，增强系统在电网阻抗波动时的稳定裕度，特别适用于高...
光伏电站频率与电压扰动穿越控制策略
Frequency and Voltage Disturbances Ride-Through Control Strategy for PV Power Plants
Muhammad M. Kabsha · Mohamed Shawky El Moursi · Tarek H. M. El-Fouly · Ahmed Al-Durra · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年11月
大规模光伏电站（PVPP）正快速接入全球电力系统，但其高渗透率可能影响电网的频率与电压稳定性，尤其在弱电网遭遇单独或同时发生的扰动时。本文提出一种自适应控制策略，使PVPP能够准确满足电网导则要求，并在同时扰动事件中实现快速频率支撑（FFS）与增强型低电压穿越（LVRT）性能。该策略基于实时测量确定频率与电压支撑优先级，通过在有功控制环路中引入自适应有功功率斜率（AAPRR）函数，实现频率与电压的协同支撑。此外，采用电压调节方案，在不超出逆变器容量裕度的前提下提升故障后电压恢复能力。基于OPAL...
解读: 该自适应频率-电压协同穿越控制策略对阳光电源SG系列光伏逆变器和ST储能变流器具有重要应用价值。文中提出的AAPRR自适应有功功率斜率函数可直接集成到SG逆变器的有功控制环路，实现快速频率支撑与LVRT功能的动态优先级切换，满足新版电网导则要求。该策略对PowerTitan大型储能系统尤为关键，可在...
虚拟同步发电机在孤岛微电网中的经济功率共享与稳定性增强
Economic Power-Sharing and Stability Enhancement for Virtual Synchronous Generators in Islanded MG
Shraf Eldin Sati · Muhammad Bakr Abdelghany · Basil Hamad · Ahmed Al-Durra 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年6月
基于逆变器的可控分布式电源可通过基于成本的下垂控制策略在孤岛微电网中实现经济功率分配。然而，引入动态成本信息可能影响系统稳定性。本文提出一种结合虚拟同步发电机技术的经济功率共享机制，在保证动态功率按需分配的同时增强系统惯性和阻尼特性，从而提升孤岛微电网的运行经济性与暂态稳定性。
解读: 该经济功率共享与VSG稳定性增强技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究提出的基于成本的下垂控制策略可直接应用于多储能单元并联场景，实现不同SOC状态下的经济调度优化。结合VSG技术的惯性与阻尼增强机制，可提升阳光电源构网型GFM控制策略在孤岛微电网中...
采用新型H10三相逆变器抑制光伏并网系统中的泄漏电流与电流谐波
Mitigation of Leakage Current and Current Harmonics in PV Grid-Connected Systems Using a New H10 Three-Phase Inverter
Kotb B. Tawfiq · Hatem Zeineldin · Ahmed Al-Durra · Ehab F. El-Saadany · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月
本文提出一种新型10开关（H10）逆变器，用于抑制光伏并网系统中的共模电压（CMV）、泄漏电流及电网电流谐波。所设计的空间矢量脉宽调制（SVPWM）策略将CMV波动范围限制在Vdc/3至2Vdc/3之间，dv/dt为Vdc/6，性能接近三电平逆变器但开关数量更少。该SVPWM在零电压矢量期间实现光伏侧与电网的隔离，并减少CMV跳变次数，从而有效降低泄漏电流和输出电流谐波。系统具备自平衡中点电压能力，且通过数学分析与实验验证。仿真与实验结果表明，相较于H8及现有H10拓扑，所提方案在抑制CMV和泄...
解读: 该H10逆变器拓扑对阳光电源SG系列光伏逆变器及ST储能变流器具有重要应用价值。其将CMV波动限制在Vdc/3-2Vdc/3范围、dv/dt降至Vdc/6的特性，可直接应用于非隔离型光伏并网系统，有效解决薄膜组件泄漏电流超标问题。相比传统H6/H8拓扑，该方案在零矢量期间实现PV侧与电网隔离，可优化...
一种具有鲁棒内环电流控制的可调度虚拟振荡器电网形成控制方法以提升暂态稳定性
A Sophisticated Grid-Forming Dispatchable-Virtual Oscillator Control With Robust Inner Current Control for Improving Transient Stability
Muntathir Al Talaq · Muhammad Bakr Abdelghany · Ahmed Al-Durra · Hatem Zeineldin 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年6月
可调度虚拟振荡器控制（D - VOC）是一种颇具前景的时域电网形成（GFM）技术，旨在模拟物理振荡器的动态行为。大信号稳定性（LSS）是电力系统规划的关键方面，主要涉及电源在受到干扰后彼此同步的能力。然而，GFM暂态稳定性分析通常忽略了内部电流控制（ICC）和电压控制（VC）的影响，这可能导致评估不准确。实际上，本文分析了ICC、VC和电流参考角对D - VOC大信号稳定性的影响，确定了纳入ICC虽然提高了稳定性评估的精度，但同时也限制了吸引域（RoA）。此外，本文使用一般二次型和多项式李雅普诺...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项自适应可调度虚拟振荡器控制（AD-VOC）技术对我们的构网型（Grid-Forming）逆变器产品线具有重要战略价值。该技术直接解决了当前光伏储能系统在电网扰动下的暂态稳定性难题，这正是我们高比例新能源接入场景中面临的核心挑战。 技术价值方面，AD-VOC通过引入内环...
一种用于抑制共模电压的混合电平三相逆变器新型SVPWM方法
A New SVPWM for a Hybrid-Level Three-Phase Inverter for Common Mode Voltage Mitigation
Kotb B. Tawfiq · Hatem Zeineldin · Ahmed Al-Durra · Ehab F. El-Saadany · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年12月
本文针对混合电平三相逆变器提出了一种新的空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术。这种新的SVPWM技术可使共模电压（CMV）的均方根（rms）值、<italic xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">dv/dt</i>以及跳变次数最小化。这是通过在每个区域内对空间矢量进行最优选择和排序来实现的。此外，从数学和实验两方面验证了混合电平逆变器直流母线电容电压的自平...
解读: 从阳光电源光伏逆变器和储能系统的核心业务角度分析，该论文提出的混合电平逆变器空间矢量脉宽调制技术具有显著的工程应用价值。共模电压问题一直是制约光伏系统性能和可靠性的关键技术瓶颈，其引发的漏电流不仅影响系统安全性，还会加速组件退化，这与我们在大规模地面电站和分布式光伏项目中面临的实际挑战高度契合。 ...