Antonis Stathatos · Samuel S. Queiroz · Chengmin Li · Levy F. Costa 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年9月

直流-直流固态变压器（SST）在中压应用中日益普及。其模块化结构具备实现高可靠性的潜力，但尚缺乏兼顾可靠性与最小总拥有成本的设计方法。本文提出一种包含早期失效、随机故障和老化失效的SST直流级可靠性模型，并对比了两电平全桥与三电平半桥两种子模块结构。同时，建立了涵盖安装、运行、维修及停机成本的总拥有成本解析表达式，并以冗余子模块数量为变量构建优化问题。案例分析表明，尽管初始投资增加，冗余设计可显著降低全生命周期总成本，且停机成本与故障恢复速度对设计决策影响显著。

解读: 该SST冗余设计与TCO优化方法对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究提出的三电平半桥与两电平全桥对比分析，可直接指导阳光电源三电平拓扑的冗余配置优化，在保证高可靠性前提下平衡初始投资与全生命周期成本。其涵盖早期失效、随机故障和老化失效的可靠性模型，可完...