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模块化多电平变换器中的网络攻击
Cyber-Attacks in Modular Multilevel Converters
Claudio Burgos-Mellado · Felipe Donoso · Tomislav Dragicevic · Roberto Cardenas-Dobson 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年7月
模块化多电平变换器（MMC）的分布式控制架构虽提升了灵活性与可扩展性，但也引入了网络安全风险。本文探讨了分布式控制下子模块（SM）面临的网络攻击威胁，分析了其对电容电压平衡及整体控制性能的影响，为提升电力电子系统的安全性提供了理论基础。
解读: 随着阳光电源集中式逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）功率等级的不断提升，MMC拓扑及其衍生技术在超高压大功率场景下的应用日益广泛。分布式控制架构虽能降低中央控制器压力，但文章提到的网络攻击风险直接威胁电网安全。建议研发团队在设计下一代大功率变流器控制系统时，将网络安全防御机制（如加密...
一种并联输入多功能输出双有源桥变换器
A Parallel Input and Versatile Output Dual Active Bridge Converter
Sohaib Qazi · Prasanth Venugopal · Alan J. Watson · Patrick Wheeler 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
由于具有易于扩展、控制简单及功率器件利用率高等优点，基于H桥的隔离型DC/DC变换器在快充站、直流微电网及可再生能源集成中占据核心地位。本文研究了一种双有源桥（DAB）变换器的变体，旨在提升其在多端口应用中的灵活性与功率处理能力。
解读: 该研究提出的多功能DAB拓扑与阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及电动汽车充电桩业务高度契合。DAB是实现储能变流器（PCS）高效双向功率流动的核心拓扑，该研究在提升功率密度和多端口扩展性方面的成果，可直接应用于阳光电源下一代模块化储能PCS的研发，优化变换器在不同电...
具有超宽输出电压范围的可重构谐振变换器设计与分析
Design and Analysis of Reconfigurable Resonant Converter With Ultrawide Output Voltage Range
Sohaib Qazi · Prasanth Venugopal · Alan J. Watson · Patrick Wheeler 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
本文提出了一种可重构隔离式DC/DC变换器，适用于180–1500 V的超宽输出电压范围，满足海事应用及重型电池充电需求。该拓扑通过电路重构技术，有效提升了在宽电压范围下的转换效率，为高压大功率充电场景提供了高效的电源变换解决方案。
解读: 该技术对阳光电源的电动汽车充电桩及储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。随着高压快充技术的发展，充电桩和储能PCS对宽电压范围输出的需求日益迫切。该可重构谐振拓扑能够有效解决传统LLC或DAB在宽电压范围下效率下降的问题，有助于提升阳光电源充电桩产品的功率密度和转换效率。建议研发团...
双向高变比模块化多电平DC-DC变换器的最优ZCS调制策略
Optimal ZCS Modulation for Bidirectional High-Step-Ratio Modular Multilevel DC–DC Converter
Cristian Pineda · Javier Pereda · Felix Rojas · Gabriel Droguett 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年11月
随着直流供电技术的发展，高效率、高电压及高变比DC-DC变换器需求日益增长。模块化多电平变换器（MMC）凭借其处理中高压直流电的能力，结合软开关技术，成为实现高效率转换的理想方案。本文重点研究了该类变换器的最优零电流开关（ZCS）调制策略，旨在提升系统整体转换效率。
解读: 该技术对阳光电源的PowerTitan系列大型储能系统及集中式光伏逆变器具有重要参考价值。随着储能系统向更高电压等级（如1500V及以上）演进，模块化多电平拓扑在降低开关损耗、提升功率密度方面优势显著。通过引入最优ZCS调制策略，可进一步优化PCS的转换效率，减少散热需求，从而提升系统在极端工况下的...
用于双向高变比模块化多电平DC-DC变换器的非对称三角电流模式
Asymmetrical Triangular Current Mode (ATCM) for Bidirectional High Step Ratio Modular Multilevel Dc–Dc Converter
Cristian Pineda · Javier Pereda · Felix Rojas · Carlos Cerda 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年7月
直流网络在HVDC及中低压配电网中应用广泛。本文针对高电压、高变比场景，提出了一种非对称三角电流模式（ATCM），旨在提升模块化多电平DC-DC变换器的效率与性能，解决了高压直流变换中的关键技术挑战。
解读: 该技术对于阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及高压直流变换产品具有重要参考价值。随着储能系统向更高电压等级（如1500V甚至更高）发展，高变比、高效率的DC-DC变换拓扑是提升系统能量密度和降低损耗的关键。ATCM控制策略能够有效优化模块化多电平变换器在宽电压范围...
一种用于高压直流应用推挽式串联模块化多电平变换器
A Push–Pull Series Connected Modular Multilevel Converter for HVdc Applications
Mustafa Kaya · Alessandro Costabeber · Alan Watson · Francesco Tardelli 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年3月
本文提出了一种用于高压直流（HVdc）应用的新型推挽式串联（PPSC）交直流变换器拓扑。与标准模块化多电平变换器（MMC）相比，该拓扑在承受相同直流电压时所需的子模块数量更少。各相单元通过中心抽头单相变压器连接至交流侧，有效提升了系统集成效率与电压等级适应性。
解读: 该拓扑通过减少子模块数量降低了高压大功率变换器的复杂度和成本，对阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有参考价值。在超高压直流输电或大型光储电站并网场景下，该技术有助于提升系统功率密度并降低BOM成本。建议研发团队评估其在兆瓦级PCS中的应用潜力，重点关注变压器磁集...
交替臂变换器
AAC）“短重叠”模式运行——分析与设计参数选择
Ewan Mark Farr · Ralph Feldman · Jon C. Clare · Alan J. Watson 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年7月
本文探讨了交替臂变换器（AAC）在“短重叠”模式下的运行原理与理论分析。作为一种模块化多电平电压源变换器，AAC在HVDC输电领域具有应用潜力。文章首次推导了理想桥臂电流和参考电压的傅里叶级数表达式，旨在为该拓扑的设计参数选择提供理论支撑。
解读: AAC拓扑作为一种先进的多电平变换技术，主要应用于高压直流输电（HVDC）领域。虽然阳光电源目前的核心业务聚焦于光伏逆变器、储能PCS及风电变流器，但随着公司向大型地面电站及电网侧储能系统的深度拓展，对高压、大功率变换技术的储备至关重要。AAC的“短重叠”模式分析有助于提升大功率电力电子变换器的效率...
模块化多电平矩阵变换器能量管理的连续集模型预测控制
Continuous Set Model Predictive Control for Energy Management of Modular Multilevel Matrix Converters
Matias Urrutia · Roberto Cardenas · Jon Clare · Matias Diaz 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月
模块化多电平矩阵变换器（M3C）由9个桥臂组成，适用于大功率电机驱动和风能转换系统。M3C的能量控制通过四种环流实现，常分为不同频率模式（DFM）和等频模式（EFM）。其中，EFM模式因控制复杂性更高而更具挑战性。本文提出了一种连续集模型预测控制策略，旨在优化M3C的能量管理与环流抑制。
解读: M3C拓扑在大功率风电变流器及高压大功率变换场景中具有显著优势。阳光电源在风电变流器领域处于行业领先地位，该研究提出的连续集模型预测控制（CS-MPC）能够有效解决多桥臂环流抑制难题，提升系统动态响应速度和能量转换效率。建议研发团队关注该控制策略在大型海上风电变流器中的应用潜力，通过优化环流控制算法...
模块化多电平变换器故障检测与隔离方法的鲁棒性分析及实验验证
Robustness Analysis and Experimental Validation of a Fault Detection and Isolation Method for the Modular Multilevel Converter
Shuai Shao · Alan J. Watson · Jon C. Clare · Pat W. Wheeler · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年5月
本文提出了一种针对模块化多电平变换器（MMC）功率半导体器件开路故障的故障检测与隔离（FDI）方法。该方法仅需一个滑模观测器（SMO）方程，无需额外传感器，通过监测MMC循环电流实现故障诊断，具有结构简单、易于实现的特点。
解读: MMC拓扑在阳光电源的高压大功率光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）中具有重要应用潜力。该文提出的基于滑模观测器的无传感器故障诊断技术，能够有效提升电力电子变换器的可靠性，降低维护成本。建议研发团队关注该算法在MMC子模块故障诊断中的应用，通过软件升级增强现有大功率变流器在复杂工况...
基于强化学习的模块化多电平变换器虚假数据注入攻击检测器漏洞利用方法
Reinforcement Learning-Based Method to Exploit Vulnerabilities of False Data Injection Attack Detectors in Modular Multilevel Converters
Claudio Burgos-Mellado · Claudio Zuñiga-Bauerle · Diego Muñoz-Carpintero · Yeiner Arias-Esquivel 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年7月
模块化多电平变换器（M2C）作为信息物理系统（CPS），其控制依赖于通信网络。本文研究了针对M2C虚假数据注入（FDI）攻击检测器的漏洞，提出了一种基于强化学习的方法，旨在通过攻击手段评估检测器的鲁棒性，从而提升电力电子系统的网络安全防护水平。
解读: 该研究聚焦于电力电子系统的网络安全，对阳光电源的集中式逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。随着公司产品向数字化、智能化转型，iSolarCloud平台及设备端的通信安全性至关重要。本文提出的强化学习攻击检测评估方法，可用于强化公司逆变器与PCS的控制算法鲁棒性，预防潜...
一种针对仅配备两个电流传感器的并网三相逆变器中IGBT故障与电流传感器故障的快速诊断方法
A Fast Diagnosis Method for Both IGBT Faults and Current Sensor Faults in Grid-Tied Three-Phase Inverters With Two Current Sensors
Zhan Li · Pat Wheeler · Alan Watson · Alessandro Costabeber 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年5月
本文针对仅使用两个电流传感器的三相三线制并网逆变器，提出了一种能够同时诊断IGBT开路故障和电流传感器故障的新方法。该方法解决了在传感器数量受限或传感器失效场景下，无法同时实现功率器件与传感系统故障监测的技术难题，提升了逆变系统的运行可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器（如SG系列）和集中式逆变器具有重要应用价值。在追求高功率密度和成本优化的设计中，减少电流传感器数量是趋势，但会增加故障诊断难度。本文提出的双重故障诊断算法可直接集成至iSolarCloud智能运维平台或逆变器底层控制固件中，有效提升设备在复杂工况下的自诊断能力，降低运...
一种并联输入与多功能输出的双有源桥变换器
A Parallel Input and Versatile Output Dual Active Bridge Converter
Sohaib Qazi · Prasanth Venugopal · Alan J. Watson · Patrick Wheeler 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
由于基于 H 桥的隔离式直流/直流变换器易于扩展至大功率、控制机制简单且能有效利用半导体器件和变压器，它们在快速充电站、直流微电网和可再生能源整合等各种电力电子应用中占据了核心地位。在双向变换器中，双有源桥（DAB）变换器因其直接的功率流控制机制、固有的软开关实现方式、对称且模块化的结构等特点，成为常见选择。然而，传统拓扑结构在电压增益和输出功率范围较宽时，效率会显著降低。这一局限性可能会阻碍其在公共直流充电器中的应用，因为公共直流充电器通常需要适应不同的充电曲线和车辆电压等级。本文提出了一种源...
解读: 从阳光电源的业务布局来看，这项基于双有源桥（DAB）变换器的改进技术具有显著的战略价值。该技术通过并联输入和多功能输出设计，有效解决了传统DAB在宽电压增益和宽功率范围下效率骤降的核心痛点，这与我司在光储充一体化、直流微网和快速充电站等应用场景的技术需求高度契合。 在储能系统方面，该技术的双向功率...