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三相AC/DC变换器的模型预测滑模控制
Model-Predictive Sliding-Mode Control for Three-Phase AC/DC Converters
Tingting He · Dylan Dah-Chuan Lu · Li Li · Jianwei Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年10月
本文提出了一种用于三相AC/DC变换器的模型预测滑模控制（MPSMC）方案，旨在提升系统的稳定性和动态性能。针对传统模型预测控制（MPPIC）中PI控制器导致的超调问题，该方案通过引入滑模控制策略，有效优化了有功功率参考值的生成，显著改善了变换器的瞬态响应与控制精度。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有高度参考价值。在组串式及集中式光伏逆变器、储能变流器（PCS）以及风电变流器中，AC/DC侧的动态响应与稳定性是提升产品竞争力的关键。模型预测滑模控制（MPSMC）能够有效解决传统PI控制在复杂电网环境下（如弱电网）的超调与稳定性问题，提升并网电流质量。建议研发团队在P...
基于无源性的构网型逆变器稳定性分析与通用控制器设计
Passivity-Based Stability Analysis and Generic Controller Design for Grid-Forming Inverter
Guotao Wu · Yuying He · Hao Zhang · Xuehua Wang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年5月
随着可再生能源的增长，具备电压/频率支撑功能的构网型（GFM）逆变器备受关注。由于逆变器与电网的交互作用，GFM逆变器的稳定性成为关键问题。本文证明了基于无源性的分析方法在GFM逆变器稳定性研究中具有显著优势，并提出了相应的通用控制器设计方案。
解读: 构网型（GFM）技术是阳光电源下一代逆变器及储能系统的核心竞争力。随着高比例新能源接入，电网强度下降，该研究提出的无源性分析方法可直接优化阳光电源PowerTitan系列储能变流器及大型组串式逆变器的并网控制算法，有效提升在弱电网环境下的系统稳定性。建议研发团队将此无源性判据集成至iSolarClo...
控制器饱和对并网逆变器失稳行为的影响
Impact of Controller Saturation on Instability Behavior of Grid-Connected Inverters
Xuehua Wang · Yuying He · Kuang Qin · Hao Zhang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年7月
针对电力电子化电力系统中常见的恒幅振荡现象，本文探讨了线性模型和阻抗分析法无法解释的负阻尼振荡发散问题。研究指出，控制器饱和非线性特性是导致系统从发散振荡转变为恒幅极限环振荡的关键因素，为理解并网逆变器在极端工况下的稳定性提供了新视角。
解读: 该研究直接关联阳光电源组串式及集中式光伏逆变器在弱电网或复杂电网环境下的稳定性设计。控制器饱和是逆变器在故障穿越（LVRT/HVRT）或高比例可再生能源接入场景下常见的非线性行为。建议研发团队在iSolarCloud运维平台中引入基于该理论的振荡监测算法，并在逆变器控制策略中优化限幅逻辑与环路补偿，...
基于简化电化学模型中固体颗粒表面锂浓度的锂离子电池瞬时可用功率预测
Lithium-ion Battery Instantaneous Available Power Prediction Using Surface Lithium Concentration of Solid Particles in a Simplified Electrochemical Model
Linfeng Zheng · Jianguo Zhu · Guoxiu Wang · Dylan Dah-Chuan Lu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年11月
准确的电池功率能力预测有助于在安全运行范围内充分利用电池。本文提出了一种基于简化电化学模型的方法，通过监测电池内部固体颗粒表面的锂浓度，实现对电池瞬时可用功率的精确预测，从而提升电池在充放电过程中的安全性和利用效率。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的储能业务，特别是PowerTitan和PowerStack系列大型储能系统。通过引入基于电化学机理的功率预测模型，可以更精准地评估电池在不同SOC和温度下的瞬时功率边界，从而优化BMS的控制策略。这不仅能提升储能系统在调频、调峰等高频次应用场景下的安全性，还能在保证电池寿命...
基于级联H桥的光伏固态变压器直流母线电压平衡的新型高频脉冲置换方案
Novel High-Frequency Pulse Permutation Scheme for DC-Link Voltage Balance of CHB-Based PV Solid-State Transformer
Yuying He · Chuan Yao · Xuehua Wang · Jingxin Hu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
基于级联H桥（CHB）的固态变压器是实现大规模光伏电站接入中压电网的有效方案。直流母线电压平衡对于电容寿命、器件可靠性及并网电能质量至关重要。本文提出了一种新型高频脉冲置换方案，旨在解决CHB拓扑中的电压平衡难题，提升系统运行稳定性。
解读: 该研究针对级联H桥（CHB）拓扑的电压平衡控制，这对阳光电源的中压大功率光伏逆变器及电网接入方案具有重要参考价值。随着光伏电站向更高电压等级（如1500V及以上）发展，CHB拓扑在提升电能质量和系统可扩展性方面优势明显。该脉冲置换方案可优化阳光电源集中式逆变器或中压直挂式光伏系统的控制策略，有效降低...
考虑电动汽车聚合商与液流电池参与的时滞负荷频率控制扰动抑制能力评估
Disturbance Suppression Ability Evaluation for Delayed Load Frequency Control Participated With EV Aggregators and Redox Flow Batteries
Hong-Zhang Wang · Xing-Chen Shangguan · Chuan-Ke Zhang · Chen-Guang Wei 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2025年7月
用于负荷频率控制（LFC）的辅助调频服务（AFRS）中的储能源响应时间快，能有效平滑风电输出。本文在考虑电动汽车（EV）聚合商和基于液流电池（RFB）的辅助调频服务参与的情况下，评估了具有时滞的负荷频率控制的扰动抑制能力。首先，构建了包含电动汽车聚合商和液流电池参与的含风电时滞负荷频率控制模型。提出了一种评估时滞负荷频率控制扰动抑制能力的准则，与现有方法相比，该准则纳入了更多系统信息，降低了保守性。最后，案例研究表明，引入液流电池提高了负荷频率控制的扰动抑制能力和时滞容忍能力。仿真和实验测试表明...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于延迟负荷频率控制（LFC）中扰动抑制能力的研究具有重要的战略参考价值。论文聚焦于电动汽车聚合器和液流电池参与辅助调频服务，这与我司在储能系统和新能源解决方案领域的核心业务高度契合。 该研究的核心价值在于解决了风电等新能源接入电网时的频率稳定性问题。当前我司的光储一...
面向输入饱和的非周期采样数据系统的数据驱动稳定化
Data-Driven Stabilization of Aperiodic Sampled-Data Systems Subject to Input Saturation
Yu-Long Fan · Chuan-Ke Zhang · Xing-Chen Shangguan · Li Jin 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年10月 · Vol.73
本文提出一种无需显式系统模型的数据驱动控制方法，针对受输入饱和约束的非周期采样未知系统，结合测量数据、环路泛函法、广义扇区条件与S-过程，构建LMI形式的局部稳定性设计条件，并优化吸引域估计与最大允许采样间隔。
解读: 该研究对阳光电源ST系列PCS、PowerTitan储能系统及组串式逆变器在弱电网/通信延迟场景下的鲁棒闭环控制具有重要参考价值。其数据驱动LMI设计框架可适配iSolarCloud平台实时量测数据，提升构网型储能系统在采样抖动、通信丢包下的暂态稳定裕度；建议在PowerStack多机协同控制中引入...
故障电流限流器的最优配置与定容：一种考虑输电切换的电压稳定约束方法
Optimal Placement and Sizing of Fault Current Limiters: A Voltage- Stability-Constrained Approach Considering Transmission Switching
Jingbo Zhao · Haocheng Hua · Chuan He · Lu Nan · IEEE Transactions on Power Delivery · 2024年11月
随着电力系统网络结构扩展及先进设备的引入，短路电流持续增长制约了系统发展。故障电流限流器（FCL）与输电切换（TS）是抑制短路电流的常用手段，但TS可能影响电压稳定性，且现有研究缺乏对FCL投资与TS协同优化的统一框架。本文提出一种计及电压稳定约束的规划模型，兼顾FCL的选址定容与TS的经济性及限流效果。通过建立FCL投资与TS对短路电流影响的混合整数线性规划（MILP）模型，并融入电压稳定约束以防止线路切换后发生电压失稳。基于IEEE 30节点和118节点系统的仿真结果验证了该模型在经济性与电...
解读: 该故障电流限流与电压稳定协同优化技术对阳光电源大型储能系统PowerTitan及ST系列储能变流器具有重要应用价值。随着高比例新能源接入，储能系统并网点短路电流水平持续攀升，威胁设备安全。研究提出的FCL优化配置方法可指导阳光电源在储能系统PCS设计中集成限流功能，通过构网型GFM控制算法实现故障电...
面向韧性的考虑频率稳定约束与需求响应的主动解列装置优化配置
Resilience-Oriented Optimal Allocation of Splitting Devices for Intentional Controlled Islanding Considering Frequency Stability Constraints and Demand Response
Jingfeng Fu · Chuan He · Tianqi Liu · Lu Nan · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年12月
作为电力系统防御的最后一道防线，主动解列在系统安全稳定中具有重要作用。本文提出一种面向韧性的解列装置优化配置方法，计及极端事件下的频率稳定性和需求响应。规划模型以最小化解列装置投资成本、切负荷成本和过剩发电成本为目标，结合孤岛连通性与系统运行约束，引入频率变化率、频率最低点/超调等频率稳定约束以保障孤岛频率安全。同时建模机组一次调频备用以减少不必要的负荷切除，并利用需求响应有效缓解解列后功率缺额，提升系统频率稳定性。该模型构建为混合整数线性规划，可由商用求解器高效求解。基于新英格兰39节点和IE...
解读: 该主动解列与频率稳定技术对阳光电源PowerTitan大型储能系统和ST系列储能变流器具有重要应用价值。文章提出的频率稳定约束（RoCoF、Nadir、超调量）可直接应用于储能系统的构网型GFM控制策略优化，提升极端故障下的孤岛运行能力。需求响应与一次调频备用建模思路可集成到iSolarCloud平...
基于耗散性的积分滑模负荷频率控制——考虑扰动与拒绝服务攻击
Dissipativity-Based Integral-Sliding-Mode Load Frequency Control Considering Disturbances and Denial-of-Service Attacks
Xing-Chen Shangguan · Yuan-Hang Yang · Yong He · Chen-Guang Wei 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年7月 · Vol.41
针对含新能源和负荷扰动、且易受拒绝服务（DoS）网络攻击的多区域电力系统，本文提出一种基于耗散性理论的积分滑模负荷频率控制（DISMLFC）方案，保障输入-状态实用稳定性，降低计算复杂度，并在三区域及IEEE 39节点系统中验证有效性。
解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器（PCS）及PowerTitan大型储能系统的电网级调频控制具有重要参考价值。其抗DoS攻击与强扰动鲁棒性设计，可增强iSolarCloud平台在弱电网/高渗透率新能源场景下的AGC/AVC协同调度可靠性。建议将DISMLFC思想融入PCS的构网型（GFM）控制策略...
基于可变对称约束的大时延信息物理电力系统稳定性分析
Variable Symmetry Constraints-Based Stability Analysis of Large Delayed Cyber-Physical Power System
Li Jin · Qian-Long Pan · Yong He · Chuan-Ke Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年10月 · Vol.73
本文提出一种基于可变对称约束的时延相关稳定性分析方法，通过挖掘新能源与控制回路的结构对称性，减少LMI决策变量数量，并引入可调参数适应动态稳定性条件，在保证精度前提下显著提升大规模时延电力系统（如含高比例新能源的DCPPS）的计算效率。
解读: 该研究对阳光电源ST系列PCS、PowerTitan储能系统及构网型光储电站的宽域协同控制具有重要参考价值。其可变对称约束思想可优化多机群PCS集群的分布式协同稳定判据，提升iSolarCloud平台在弱电网/长通信时延场景下的LFC与惯量响应鲁棒性。建议在PowerStack多机并联控制算法中嵌入...
液态金属实现的热-电耦合电流传输性能分析
Performance analysis of coupled thermal-electric current transmission by liquid metal
Chuan-Ke Liu · Mao-Lin Li · Shun Ma · Xin-Yi Liu 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年3月 · Vol.327
摘要 高功率直流快充（DC-HPC）有望推动电动汽车（EV）向高能效与低碳可持续方向发展，但在极端高温冲击下存在热失控风险。传统的冷却方法将电流传输与散热过程分离，在超大充电电流条件下难以实现高效的热管理与结构灵活性。本文提出一种基于液态金属（LM）的热-电耦合电流传输策略，构建了用于电动汽车超充的柔性协同供电线（FSPL），即使在超过1000 A的电流下仍可稳定工作。该液态金属基FSPL（LM-FSPL）兼具载流导通与主动冷却散热的协同功能，能够快速消除超高充电电流所产生的超高热流密度，从而促...
解读: 该液态金属热电耦合传输技术对阳光电源充电桩产品线具有重要价值。针对1000A+超大功率直流快充场景,液态金属同步实现载流与主动冷却,可显著提升充电站热管理效率。技术启示:1)可优化现有DC充电模块的热设计,突破功率密度瓶颈;2)柔性可弯曲特性适配充电枪线缆轻量化需求;3)62.7%的散热能力提升可降...