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基于虚拟振荡器控制的自同步级联逆变器
Self-Synchronizing Cascaded Inverters With Virtual Oscillator Control
Minghui Lu · Soham Dutta · Brian Johnson · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年6月
本文提出了一种无需通信的去中心化控制策略，用于实现任意数量串联逆变器在孤岛负载下的同步与控制。该方法简化了布线与安装，消除了级联系统中的单点故障风险。研究重点在于三相功率级联架构的控制优化。
解读: 该技术对于阳光电源的微电网及多机并联应用具有重要参考价值。虚拟振荡器控制（VOC）作为一种无需通信的构网型（GFM）控制策略，能够显著提升系统鲁棒性，特别适用于PowerTitan等储能系统在复杂微电网环境下的多机并联运行。通过消除通信依赖，可降低系统安装复杂度并提升可靠性。建议研发团队评估该算法在...
多逆变器并网系统的交互导纳模型
An Interaction-Admittance Model for Multi-Inverter Grid-Connected Systems
Minghui Lu · Yongheng Yang · Brian Johnson · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年8月
随着可再生能源渗透率提升，多台逆变器并联运行引发的宽频振荡成为电网稳定性挑战。本文提出了一种交互导纳模型，用于分析多逆变器并网系统中的动态交互作用，为解决复杂电网环境下的振荡问题提供了理论支撑。
解读: 该研究对于阳光电源的核心业务至关重要。随着组串式逆变器（如SG系列）和大型储能系统（如PowerTitan）在弱电网环境下的应用日益广泛，多机并联引发的谐振和振荡问题是产品并网性能优化的核心。该交互导纳模型可辅助研发团队在产品设计阶段进行更精准的阻抗重塑，提升逆变器在弱电网下的适应性。建议将此模型集...
构网型逆变器过流限制技术：综述与讨论
Overcurrent Limiting in Grid-Forming Inverters: A Comprehensive Review and Discussion
Nathan Baeckeland · Debjyoti Chatterjee · Minghui Lu · Brian Johnson 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
构网型（GFM）逆变器是实现高比例电力电子化电力系统的关键。本文深入探讨了GFM逆变器与传统同步发电机在过流特性上的差异，系统性地综述并分析了现有的过流限制策略，为提升逆变器在弱电网及故障条件下的运行稳定性提供了理论参考。
解读: 随着全球电网向高比例新能源转型，构网型技术已成为阳光电源PowerTitan储能系统及大型地面光伏逆变器的核心竞争力。该文献探讨的过流限制策略直接关系到阳光电源产品在弱电网环境下的故障穿越能力（LVRT/HVRT）及黑启动性能。建议研发团队重点关注文献中提出的先进限流控制算法，将其集成至iSolar...
合成虚拟振荡器以控制孤岛逆变器
Synthesizing Virtual Oscillators to Control Islanded Inverters
Brian B. Johnson · Mohit Sinha · Nathan G. Ainsworth · Florian Dorfler 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年8月
虚拟振荡器控制（VOC）是一种用于孤岛微电网的去中心化控制策略，通过调节逆变器模拟弱非线性振荡器的动态特性。与仅在正弦稳态下定义的下垂控制相比，VOC是一种时域控制器，能够使互联逆变器在任意初始条件下稳定至同步正弦波。
解读: VOC作为一种先进的构网型（Grid-Forming）控制技术，在微电网及弱电网应用中具有重要价值。阳光电源的PowerTitan系列储能变流器及组串式逆变器正向构网型技术演进，VOC相比传统下垂控制具有更优的动态响应和同步稳定性，可显著提升系统在孤岛模式下的抗扰动能力。建议研发团队关注VOC在iS...
三角形连接单相下垂控制逆变器中的自发相平衡
Spontaneous Phase Balancing in Delta-Connected Single-Phase Droop-Controlled Inverters
Minghui Lu · Sairaj Dhople · Donny Zimmanck · Brian Johnson · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
随着电力系统向高比例电力电子化转型，同步机退役背景下构网型（GFM）逆变器对电网稳定性至关重要。本文研究了由多个单相下垂控制GFM逆变器组成的三角形连接系统，探讨了其在无需额外通信的情况下实现自发相平衡的机制，为分布式能源并网提供了新的控制策略。
解读: 该研究探讨的三角形连接单相GFM逆变器控制技术，对阳光电源的户用光伏及微电网解决方案具有重要参考价值。在户用场景中，利用单相逆变器通过特定拓扑实现三相平衡，可降低系统复杂性并提升弱电网下的稳定性。建议研发团队关注该自发相平衡机制，将其集成至iSolarCloud智能运维平台或下一代户用储能逆变器中，...
并联DC-DC变换器中完全分散式纹波最小化的实用数字实现
A Practical Digital Implementation of Completely Decentralized Ripple Minimization in Parallel-Connected DC–DC Converters
Soham Dutta · Brian Johnson · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
并联DC-DC变换器广泛应用于计算电源、负载点系统及直流微电网。通过多变换器交错并联可实现纹波抵消。现有方法多依赖中央控制器进行通信，降低了系统可靠性。本文提出一种完全分散式的数字实现方案，无需变换器间通信即可实现纹波最小化，提升了系统的鲁棒性与扩展性。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及储能系统（如PowerTitan、PowerStack）具有重要参考价值。在多模块并联的储能变流器（PCS）或大功率光伏汇流方案中，通过分散式控制实现纹波抑制，可有效降低对中央控制器的通信带宽要求，提升系统并联运行的稳定性和动态响应速度。建议研发团队评估该算法在多机并...
最小畸变点跟踪
Minimum Distortion Point Tracking
Jason Poon · Brian B. Johnson · Sairaj V. Dhople · Seth R. Sanders · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年10月
本文提出了一种最小畸变点跟踪（MDPT）控制策略。通过对DC-DC变换器网络（输入或输出串并联）的开关波形进行最优移相，以最小化总纹波功率。MDPT将平衡系统中的交错并联概念推广至更广泛的不对称变换器网络中，有效提升了功率变换效率与电能质量。
解读: MDPT技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及组串式光伏逆变器具有重要参考价值。在多模块并联的储能变流器（PCS）或多路MPPT组串式逆变器中，纹波抑制是提升系统效率和延长电容寿命的关键。该技术通过优化移相控制，可进一步降低系统输出电流纹波，减小滤波电感体积，从而...
非对称并联逆变器中用于最优谐波抑制的去中心化载波移相技术
Decentralized Carrier Phase Shifting for Optimal Harmonic Minimization in Asymmetric Parallel-Connected Inverters
Jason Poon · Brian Johnson · Sairaj V. Dhople · Juan Rivas-Davila · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年5月
本文提出了一种用于分布式发电系统中非对称并联逆变器网络的载波移相技术，旨在最小化总谐波含量。该技术具有两大优势：一是采用去中心化实现方式，仅依赖本地电压和电流测量；二是具有最优性，通过最小化特定成本函数实现谐波抑制。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）具有重要应用价值。在大型光伏电站或储能电站中，多台逆变器并联运行时，谐波叠加问题是提升电能质量的关键。该去中心化控制策略无需复杂的通信架构，降低了系统实施难度，能有效提升多机并联系统的谐波抑制性能，增强弱电...
构网型逆变器控制中非线性振荡器的基准测试
Benchmarking Nonlinear Oscillators for Grid-Forming Inverter Control
Minghui Lu · Sairaj Dhople · Brian Johnson · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年9月
虚拟振荡器控制（VOC）是一种利用非线性振荡电路动态特性来实现构网型逆变器同步与调节的时域控制策略。本文重点研究了一类由谐波振荡器和非线性状态相关阻尼组成的二阶电路，并以范德波尔（Van der Pol）振荡器为核心，对其在VOC中的应用进行了深入的基准分析与评估。
解读: 该研究直接服务于阳光电源PowerTitan和PowerStack等储能系统及构网型光伏逆变器的核心控制算法升级。在弱电网或微电网应用场景下，传统的下垂控制或虚拟同步机（VSG）技术在动态响应和同步稳定性上存在局限，而VOC技术通过非线性动力学机制，能显著提升逆变器在电网故障下的鲁棒性与黑启动能力。...
并联Buck变换器的分散式交错控制
Decentralized Interleaving of Parallel-connected Buck Converters
Mohit Sinha · Jason Poon · Brian B. Johnson · Miguel Rodriguez 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年5月
本文提出了一种用于并联DC-DC Buck变换器的分散式交错控制策略。与现有的分布式控制方法相比，该架构无需通信，在可靠性、模块化和成本方面具有显著优势。该方法基于数字动态实现，能够有效优化并联变换器的电流纹波与系统效率。
解读: 该技术对阳光电源的储能变流器（PCS）及大功率光伏逆变器产品线具有重要参考价值。在PowerTitan等大功率储能系统中，多模块并联是提升功率密度的核心方案，而交错并联技术能显著降低输出电流纹波，减小滤波电感体积。该研究提出的“无通信分散式控制”方案，能够有效降低系统复杂度和通信延迟带来的不稳定性，...
单相构网型逆变器系统相位平衡平衡点的大信号稳定性
Large-Signal Stability of Phase-Balanced Equilibria in Single-Phase Grid-Forming Inverter Systems
Minghui Lu · Weiqian Cai · Sairaj Dhople · Brian Johnson · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年3月
本文研究了配电网中大量采用下垂控制的单相构网型逆变器在缺乏三相平衡电源或外部通信的情况下，如何自组织形成相位互差120°的稳定平衡系统。文章利用电路与系统理论，推导了该系统的大信号稳定性判据。
解读: 该研究对阳光电源的构网型（Grid-Forming）技术具有重要战略价值。随着户用光伏和分布式储能渗透率提升，单相逆变器在弱电网下的稳定性成为关键挑战。该理论成果可指导阳光电源户用逆变器及小型储能系统（如PowerStack）的控制算法优化，使其在无通信条件下实现多机并联的相位自同步，提升微电网运行...
基于奇异摄动法的串联光伏构网型变流器控制设计
Control Design of Series-Connected PV-Powered Grid-Forming Converters via Singular Perturbation
Rahul Mallik · Branko Majmunovic · Soham Dutta · Gab-Su Seo 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年4月
本文研究了由多个串联直流-交流变流器组成的模块化架构，适用于无变压器中压应用。该架构采用四端口有源桥（QAB）DC-DC变换器产生三个浮动直流链路，进而为电网侧逆变器供电。文章利用奇异摄动法对该复杂系统的控制进行了设计，以实现稳定的构网型运行。
解读: 该研究探讨的串联模块化架构及构网型（GFM）控制策略，对阳光电源的中高压并网及大型地面电站业务具有重要参考价值。随着光伏系统向更高电压等级演进，无变压器化是降低成本的关键趋势。该文提出的奇异摄动控制设计方法，有助于优化阳光电源组串式逆变器在弱电网环境下的稳定性。建议研发团队关注其在多模块并联/串联控...
用于中压电网接入的直流转三相交流模块中1 kV、10 kW碳化硅四有源桥
QAB）直流变压器级
Branko Majmunovic · Satyaki Mukherjee · Trent Martin · Rahul Mallik 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
本文提出了一种基于四有源桥（QAB）的直流变压器（DCX）级，用于低压直流到中压三相交流电网的接口。该架构采用模块化串联堆叠方式，通过QAB提供三个隔离的直流链路电压，有效降低了储能需求，并实现了灵活的模块堆叠，适用于中压并网应用。
解读: 该技术对阳光电源的PowerTitan及大型储能系统具有重要参考价值。QAB拓扑通过多端口隔离和高频化设计，能显著提升功率密度并优化中压并网架构。结合SiC器件的应用，可进一步降低系统损耗，提升转换效率。建议研发团队关注该模块化堆叠架构在兆瓦级储能PCS中的应用潜力，特别是在简化中压接入、提升系统可...
基于等效电路模型的构网型逆变器大信号稳定性分析
Large-Signal Stability Analysis of Grid-Forming Inverters With Equivalent-Circuit Models
Nathan Baeckeland · Diptak Pal · Gab-Su Seo · Brian Johnson 等5人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年2月
本文提出了一种基于能量函数的直接方法，用于评估构网型（GFM）逆变器的大信号稳定性，该方法利用了所有相关控制层和物理层动态的等效电路表示。建模与分析框架涵盖了三种不同的一次控制、标准的电流内环 - 电压外环级联控制架构、输出 $LCL$ 滤波器以及参考电流饱和限幅。通过对从电路表示中获取的各个能量分量求和，得到了 GFM 逆变器的复合能量函数。由于该方法基于电路理论基础，因此可以很容易地推广到不同的一次控制、输出滤波器配置和电流限幅器。数值仿真验证了该方法在估计大信号扰动后临界清除时间方面的有效...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于能量函数的构网型逆变器大信号稳定性分析技术具有重要的战略价值。随着新能源渗透率不断提升，电网对逆变器的构网能力提出更高要求，阳光电源作为全球领先的逆变器供应商，亟需突破传统小信号分析的局限性，应对电网大扰动场景下的稳定性挑战。 该论文提出的等效电路模型方法具有显著...