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一种混合模块化多电平变换器的设计与运行
Design and Operation of a Hybrid Modular Multilevel Converter
Rong Zeng · Lie Xu · Liangzhong Yao · Barry W. Williams · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年3月
本文提出了一种结合全桥子模块（FBSM）和半桥子模块（HBSM）的混合模块化多电平变换器（MMC）。与纯FBSM结构的MMC相比，该拓扑在保持直流故障阻断能力的同时，减少了功率器件使用量，从而降低了功率损耗。此外，通过利用负电压状态，进一步提升了该混合MMC的功率传输能力。
解读: 该混合MMC拓扑在直流故障阻断能力与功率损耗之间取得了极佳的平衡，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）具有重要参考价值。随着光伏与储能系统向更高电压等级（如1500V及以上）发展，直流侧故障保护需求日益迫切。该技术方案可优化大功率变流器的效率，降低散热成本，建议研...
一种用于电穿孔应用的过渡臂模块化多电平通用脉冲波形发生器
A Transition Arm Modular Multilevel Universal Pulse-Waveform Generator for Electroporation Applications
Mohamed A. Elgenedy · Ahmed Darwish · Shehab Ahmed · Barry W. Williams · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年12月
该文提出了一种用于电穿孔应用的高压脉冲发生器。通过采用模块化多电平拓扑，该发生器实现了对脉冲波形、电压幅值、持续时间和重复频率的灵活控制，克服了传统专用脉冲发生器灵活性不足的问题，为高压脉冲电场（PEF）处理提供了通用化解决方案。
解读: 该研究涉及的模块化多电平（MMC）拓扑与阳光电源在大型地面光伏电站及高压储能系统（如PowerTitan系列）中使用的多电平变换技术有底层逻辑上的相似性。虽然电穿孔应用属于医疗/生物工程领域，但其对高压、高频、高精度脉冲波形控制的技术积累，可为阳光电源在电力电子变换器的功率密度提升、高压功率模块驱动...
高阶宽输出范围阻抗源变换器的插入式重复控制策略
Plug-In Repetitive Control Strategy for High-Order Wide-Output Range Impedance-Source Converters
Yachao Wang · Ahmed Darwish · Derrick Holliday · Barry W. Williams · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年8月
本文针对需要电压升压能力的光伏逆变器应用，研究了高阶宽输出（HOWO）阻抗源变换器。该类变换器利用无源阻抗网络实现电压升压，相比传统两电平变换器提升了直流母线利用率。针对其控制挑战，提出了插入式重复控制策略以优化系统性能。
解读: 该研究关注阻抗源变换器拓扑及重复控制算法，对阳光电源的组串式光伏逆变器及储能变流器（PCS）具有重要参考价值。阻抗源网络能有效提升直流母线利用率，从而减小逆变器体积并提升功率密度，这与阳光电源追求高功率密度、高效率的产品路线高度契合。插入式重复控制策略可显著提升系统在复杂电网环境下的稳态精度和谐波抑...
一种用于中压变速电机驱动的混合模块化多电平变换器
A Hybrid Modular Multilevel Converter for Medium-Voltage Variable-Speed Motor Drives
Binbin Li · Shaoze Zhou · Dianguo Xu · Stephen J. Finney 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年6月
模块化多电平变换器（MMC）在高压直流输电领域应用广泛，但在中压变速电机驱动中受限于低速下的电容电压纹波问题。本文提出了一种新型混合MMC拓扑，有效降低了电容电压纹波，提升了系统在低速运行时的性能。
解读: 该文献提出的混合MMC拓扑主要针对中压电机驱动，虽然与阳光电源目前核心的光伏逆变器和储能PCS产品线存在差异，但其核心技术点——多电平拓扑优化及电容电压纹波抑制，对阳光电源的集中式逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）的功率变换技术具有参考价值。随着阳光电源在大型工业电机驱动及高压大功率...
一种具有直流故障阻断能力的新型晶闸管混合多电平变换器及其在高压直流输电中的应用
New Hybrid Thyristor-Based Multilevel Converter With DC Fault Blocking Capability, for HVDC Applications
Yousef Nazih Abdelaziz · Khaled H. Ahmed · Barry W. Williams · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
针对高压直流（HVDC）输电系统，模块化多电平变换器（MMC）因其优异的性能被广泛应用。为实现直流故障阻断，通常采用全桥子模块（FB-SM），但这会导致半导体损耗增加。本文提出了一种新型混合晶闸管多电平变换器，旨在降低损耗的同时保持故障阻断能力。
解读: 该研究聚焦于高压直流输电（HVDC）领域，探讨了通过混合拓扑降低MMC损耗并实现故障阻断的技术路径。虽然阳光电源目前的核心业务集中在光伏逆变器、储能系统（如PowerTitan系列）及风电变流器，尚未直接涉及超高压直流输电业务，但该拓扑中关于“降低半导体损耗”和“故障阻断”的设计理念，对阳光电源研发...
用于高压直流输电的级联H桥混合多电平变换器：工作原理与可扩展性
Hybrid Multilevel Converter With Cascaded H-bridge Cells for HVDC Applications: Operating Principle and Scalability
G. P. Adam · Ibrahim Abdallah Abdelsalam · Khaled Hani Ahmed · Barry W. Williams · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年1月
本文探讨了一种新型混合级联多电平变换器，旨在优化电压源变换器的半导体损耗与占地面积。该拓扑具备直流短路故障穿越能力，对于构建高可靠性的多端高压直流（HVDC）电网至关重要，并具备良好的可扩展性。
解读: 该技术主要针对高压直流输电（HVDC）领域，虽然阳光电源目前核心业务聚焦于光伏逆变器和储能系统（如PowerTitan系列），但其提出的混合级联拓扑在降低损耗和提升系统可靠性方面的思路，对阳光电源未来布局大功率储能变流器（PCS）及高压直流并网技术具有参考价值。特别是其直流短路保护特性，可为公司开发...
一种用于三相中压调速驱动的具有纹波功率解耦通道的模块化多电平变换器
A Modular Multilevel Converter With Ripple-Power Decoupling Channels for Three-Phase MV Adjustable-Speed Drives
Mohamed S. Diab · Ahmed M. Massoud · Shehab Ahmed · Barry W. Williams · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年5月
本文提出了一种基于模块化多电平变换器（MMC）的驱动系统，通过在相邻桥臂子模块间引入高频磁耦合通道，实现纹波功率解耦。该配置利用双半桥（DHB）模块链连接三相对称桥臂的子模块，适用于中压、大功率三相变速电机驱动系统。
解读: 该技术主要针对中压大功率电机驱动，与阳光电源现有的风电变流器及大型工业驱动业务具有技术同源性。MMC拓扑在超大功率光伏逆变器及高压储能PCS中具有潜在应用价值，特别是其纹波功率解耦方案可有效降低直流侧电容需求，提升系统功率密度。建议研发团队关注该拓扑在高压大功率储能变流器（PowerTitan系列）...
一种用于电穿孔应用的模块化多电平升压Marx脉冲波形发生器
A Modular Multilevel Voltage-Boosting Marx Pulse-Waveform Generator for Electroporation Applications
Mohamed A. Elgenedy · Ahmed M. Massoud · Shehab Ahmed · Barry W. Williams 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年11月
本文提出了一种新型模块化多电平升压Marx脉冲发生器（BMPG），旨在克服传统及固态Marx发生器的局限性。该拓扑具备模块化、冗余性和可扩展性，无需串联开关即可实现高压脉冲生成，并支持灵活的波形控制。
解读: 该技术主要针对高压脉冲应用，与阳光电源现有的光伏逆变器和储能PCS产品线直接关联度较低。然而，其提出的“模块化多电平”与“无需串联开关”的设计理念，在未来超高压直流输电或特定工业电源领域具有参考价值。对于阳光电源而言，该拓扑的模块化设计思路可借鉴于PowerTitan等大型储能系统的功率模块架构优化...
用于功率流控制增强的异频调制三相交流-交流六边形斩波系统
Three-Phase AC–AC Hexagonal Chopper System With Heterodyne Modulation for Power Flow Control Enhancement
Peng Li · Yachao Wang · Grain Philip Adam · Derrick Holliday 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年10月
本文提出了一种三相交流斩波系统，用于分布式发电场或主电网的互联，以增强有功和无功功率流控制。该直接交流-交流变换器无需大型储能元件，具有体积小、可靠性高的特点。作为不同交流源的接口，该变换器可灵活配置，实现高效的功率调节。
解读: 该研究提出的六边形斩波拓扑主要针对交流-交流直接变换，虽然与阳光电源现有的光伏逆变器（DC-AC）和储能PCS（DC-AC）主流产品架构不同，但其在功率流控制和无大容量储能元件方面的设计思路，对未来微电网互联及特定工业场景下的交流电源接口技术具有参考价值。建议研发团队关注其异频调制技术在弱电网或多源...
用于中压开口绕组电机驱动的子模块间具有高频磁链路的双模块化多电平变换器
A Dual Modular Multilevel Converter With High-Frequency Magnetic Links Between Submodules for MV Open-End Stator Winding Machine Drives
Mohamed S. Diab · Ahmed M. Massoud · Shehab Ahmed · Barry W. Williams · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年6月
本文提出了一种双模块化多电平变换器（MMC）拓扑，利用相邻桥臂子模块（SM）之间的能量交换，并采用异相调制。该配置适用于采用开口绕组电机的高压大功率变速驱动系统，并提出了一种相邻桥臂SM间的功率解耦新概念。
解读: 该研究提出的双MMC拓扑及高频磁链路技术，主要针对中压大功率电机驱动领域。对于阳光电源而言，该技术在风电变流器（尤其是海上风电大功率变流器）以及大型工业驱动应用中具有参考价值。通过子模块间的能量交换与功率解耦，可优化变流器的功率密度与效率。建议研发团队关注其在高频磁集成方面的设计方法，这有助于提升阳...
用于中高压DC-DC变压器的梯形调制模块化多电平变换器分析与设计
Analysis and Design of a Modular Multilevel Converter With Trapezoidal Modulation for Medium and High Voltage DC-DC Transformers
I. A. Gowaid · Grain P. Adam · Shehab Ahmed · Derrick Holliday 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年10月
传统双有源桥（DAB）变换器在高压应用中面临绝缘应力及dv/dt挑战。本文提出一种采用梯形调制技术的模块化多电平变换器（MMC），旨在解决高压直流变换中的绝缘压力问题，并实现宽范围软开关，提升中高压DC-DC变换系统的效率与功率密度。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan系列）及大型光伏电站的中高压直流汇流方案具有重要参考价值。随着储能系统向更高电压等级（如1500V及以上）演进，传统的两电平DAB拓扑在绝缘和开关应力上受限。采用模块化多电平（MMC）架构结合梯形调制，可有效降低功率器件的电压应力，提升系统可靠性。建...
具有本征Buck-Boost单元和共模电压抑制的三相交流侧倍压高功率密度电压源变换器
Three-Phase AC-Side Voltage-Doubling High Power Density Voltage Source Converter With Intrinsic Buck–Boost Cell and Common-Mode Voltage Suppression
Peng Li · Grain Philip Adam · Yihua Hu · Derrick Holliday 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年9月
本文提出了一种新型三相电压源变换器（VSC），通过引入本征Buck-Boost单元，解决了传统两电平VSC输出电压范围受限的问题，无需高直流母线电压或笨重的升压变压器即可实现中压运行，同时有效抑制了共模电压，提升了功率密度。
解读: 该研究提出的拓扑结构在提升功率密度和输出电压能力方面具有显著优势，对阳光电源的组串式逆变器和大型集中式逆变器产品线具有重要的参考价值。通过引入本征Buck-Boost单元，可以优化逆变器在宽直流电压输入范围下的并网性能，减少对磁性元件体积的依赖，从而进一步提升产品功率密度。此外，共模电压抑制技术有助...