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用于模块化多电平变换器的分组排序优化模型预测控制以降低计算负载
Grouping-Sorting-Optimized Model Predictive Control for Modular Multilevel Converter With Reduced Computational Load
Pu Liu · Yue Wang · Wulong Cong · Wanjun Lei · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年3月
模块化多电平变换器(MMC)凭借高效率、低谐波和高可扩展性,广泛应用于高压直流输电。模型预测控制(MPC)虽具备快速动态响应优势,但计算负担重。本文提出一种分组排序优化算法,在保证多变量协同控制的同时,显著降低了MMC系统的计算开销。
解读: 该技术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。随着光伏与储能系统向更高电压等级和更复杂拓扑演进,MMC技术在大型储能PCS及高压并网场景的应用潜力巨大。该优化算法能有效降低控制器(DSP/FPGA)的计算压力,提升系统响应速度与稳定性。建议研发团队关注该...
基于虚拟中性点电压的无刷直流电机快速换相误差补偿
Fast Commutation Error Compensation for BLDC Motors Based on Virtual Neutral Voltage
Dongdong Zhao · Xipo Wang · Bo Tan · Liangcai Xu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月
精确的换相信号是无刷直流(BLDC)电机高效运行的前提。然而,低通滤波器、非理想电流、电路延迟及软件滞后会导致换相误差,进而引发电流纹波增大和噪声等问题。本文提出了一种基于虚拟中性点电压的快速换相误差补偿方法,旨在消除这些误差,提升电机运行性能。
解读: 该技术主要针对BLDC电机控制,与阳光电源核心的光伏逆变器和储能系统业务关联度较低。但在阳光电源的电动汽车充电桩产品线中,涉及辅助冷却系统或内部风扇驱动电机时,此类电机控制算法可用于优化散热系统的运行效率与静音性能。此外,该研究中关于“消除非理想电路延迟”的控制思路,对于提升电力电子变换器中高频开关...
IGBT裸芯片开关机械波的直接捕获
Direct Capture of Switching Mechanical Wave on IGBT Bare Dies
Libing Bai · Jiahao Wang · Cong Chen · Quan Zhou 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月
开关机械波(SMW)效应在IGBT器件状态监测中具有广阔应用前景。目前研究多依赖间接声发射检测技术,存在局限性。本文提出一种直接捕获IGBT裸芯片开关机械波的方法,旨在更精准地实现器件的健康状态评估与故障诊断。
解读: 该研究直接针对IGBT裸芯片的机械波特性,对于提升阳光电源核心产品(如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan储能变流器)的功率模块可靠性至关重要。通过深入理解器件在开关过程中的物理应力与机械特性,研发团队可优化功率模块的封装工艺与热管理设计,并开发基于SMW的在线健康监测算法,集成至iSol...
面向设计的虚拟同步机限流单元分析与暂态控制
Design-Oriented Analysis and Transient Control for VSG With Current Saturation Unit
Cong Luo · Yandong Chen · Shuhan Liao · Zili Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
在电网故障条件下,虚拟同步机(VSG)因限流单元(CSU)的存在易产生暂态不稳定。现有研究多采用固定限流角,忽略了其对系统稳定性的影响。本文针对带限流单元的VSG进行设计导向分析,旨在解决电网故障下的暂态稳定性问题。
解读: 该研究直接服务于阳光电源构网型(Grid-forming)技术的发展,特别是PowerTitan系列液冷储能系统及大型组串式逆变器在弱电网或高比例可再生能源接入场景下的应用。随着电网对构网型逆变器支撑能力要求的提高,限流策略的暂态稳定性至关重要。建议研发团队将该设计导向分析方法集成至iSolarCl...
一种利用爆炸桥丝电爆炸的冲击诱导脉冲功率开关
A Shock-Induced Pulsed Power Switch Utilizing Electro-Explosion of Exploding Bridge Wire
Cong Xu · Peng Zhu · Qiu Zhang · Zhi Yang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年10月
本文开发了一种基于爆炸桥丝(EBW)电爆炸的冲击诱导脉冲功率开关,该开关在等离子体科学及高压冲击研究等脉冲功率应用中具有重要作用。研究利用COMSOL Multiphysics软件对EBW的电场分布及电热耦合特性进行了仿真分析,以评估其开关性能。
解读: 该文章研究的脉冲功率开关技术主要应用于极端物理实验领域,与阳光电源现有的光伏逆变器、储能系统(PowerTitan/PowerStack)及充电桩等商业化产品线在应用场景上存在较大差异。然而,文中涉及的“电热耦合仿真”及“有限元分析方法”对于提升阳光电源功率模块在极端工况下的可靠性设计具有一定的参考...
一种具有负载独立恒流输出的多负载电容式功率中继系统
A Multi-Load Capacitive Power Relay System With Load-Independent Constant Current Outputs
Ting Chen · Chenwen Cheng · Hong Cheng · Cong Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月
本文提出了一种通过电容耦合为多个负载无线供电的功率中继系统。中间电容中继单元包含两个接收极板和两个发射极板,旨在为负载供电并增强功率传输能力。文章证明了接收极板与发射极板之间的电容耦合特性,实现了负载独立的恒流输出。
解读: 该技术属于无线电能传输领域,目前与阳光电源的核心产品线(光伏逆变器、储能系统、充电桩)直接关联度较低。然而,电容耦合功率传输技术在未来电动汽车无线充电或特定工业场景的非接触式供电中具有潜在应用价值。建议研发团队关注其在低功率、短距离非接触式传感或辅助电源供电中的应用,以提升系统集成度和环境适应性,但...
基于改进IIR的新能源并网逆变器频率自适应重复控制
Frequency Adaptive Repetitive Control of New Energy Grid-Connected Inverter Based on Improved IIR
Pu Liu · Cong Wang · Yingwei Zhang · Yan Liang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年8月
本文提出了一种基于改进无限冲激响应(IIR)滤波器的新能源并网逆变器频率自适应重复控制(FARC)策略。通过实时调整IIR滤波器参数,该策略实现了频率自适应,有效解决了传统重复控制增益带宽窄的问题,提升了逆变器在电网频率波动下的跟踪性能与并网电能质量。
解读: 该技术对阳光电源的组串式及集中式光伏逆变器产品线具有重要价值。在弱电网或电网频率波动较大的应用场景下,传统的重复控制往往因频率偏移导致谐波抑制能力下降。引入改进IIR的频率自适应重复控制,能显著提升逆变器在复杂电网环境下的电流波形质量,降低THD(总谐波失真)。建议研发团队在iSolarCloud智...
用于高压直流输电系统的低储能需求全桥模块化多电平变换器优化设计
Optimized Design of Full-Bridge Modular Multilevel Converter With Low Energy Storage Requirements for HVdc Transmission System
Cong Zhao · Yaohua Li · Zixin Li · Ping Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年1月
模块化多电平变换器(MMC)是VSC-HVdc输电系统的核心拓扑。传统半桥子模块(HBSM)MMC不适用于架空线输电,且存在储能需求大、电容体积大的问题。本文提出了一种优化设计方法,旨在降低全桥MMC的储能需求,提升系统效率与功率密度。
解读: 该研究针对MMC拓扑的优化设计,对阳光电源的储能系统(如PowerTitan系列)及大型电网侧变流设备具有重要参考意义。通过降低储能需求和优化电容配置,可显著提升大容量PCS的功率密度,降低系统成本。全桥拓扑在故障穿越和直流故障隔离方面的优势,与阳光电源在构网型储能及高压并网技术的发展方向高度契合。...
基于三次谐波电压注入的全桥模块化多电平变换器储能需求优化
Energy Storage Requirements Optimization of Full-Bridge MMC With Third-Order Harmonic Voltage Injection
Cong Zhao · Yujie Hu · Kedong Luan · Fei Xu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年12月
本文研究了基于全桥子模块(FBSM)的模块化多电平变换器(FB-MMC)。通过注入三次谐波电压(THVI),可在提升交流电压的同时显著降低子模块电容需求。该技术在基于电压源变换器的高压直流输电(VSC-HVDC)场景中,对于降低成本及提升直流短路故障穿越能力具有重要应用潜力。
解读: 该研究针对FB-MMC拓扑的电容优化,对阳光电源在大功率储能系统(如PowerTitan系列)及高压直流输电领域的应用具有重要参考价值。通过三次谐波注入技术降低子模块电容需求,可直接优化PCS系统的体积与成本,提升系统功率密度。建议研发团队关注该拓扑在大型电网侧储能项目中的应用可行性,特别是其在提升...
一种基于功率器件周期性交替使用的H桥变换器温升平衡与最小化PWM方法
A PWM Method of H-Bridge Converter With Temperature Rise Balancing and Minimization Based on Periodically Alternating Employment of Power Devices
Cong Wang · Changgeng Tian · Hong Cheng · Jiaqing Deng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年9月
针对传统PWM调制下H桥变换器功率器件温升不均及热管理问题,本文提出了一种基于功率器件周期性交替使用的新型PWM方法。该方法通过引入两种新型运行机制,有效实现了功率器件的温升平衡与整体损耗最小化,提升了变换器的热可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线(如组串式光伏逆变器、ST系列储能PCS及PowerTitan储能系统)具有极高的应用价值。在这些高功率密度产品中,功率模块的热应力是影响可靠性和寿命的关键瓶颈。通过采用该PWM优化算法,可以在不增加额外硬件成本的前提下,显著改善IGBT/SiC模块的结温分布,降低热疲劳...
一种基于改进线性扩张状态观测器的内置式永磁同步电机无传感器驱动转子位置与速度估计方法
A Rotor Position and Speed Estimation Method Using an Improved Linear Extended State Observer for IPMSM Sensorless Drives
Yanping Zhang · Zhonggang Yin · Cong Bai · Gaolin Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年12月
传统线性扩张状态观测器(LESO)在处理快速变化的电动势时能力不足,限制了其在内置式永磁同步电机(IPMSM)无传感器控制中的应用。本文提出了一种改进的LESO(ILESO)方法,通过优化观测器结构,有效提升了IPMSM在宽转速范围下的转子位置与速度估计精度及动态响应性能。
解读: 该技术主要针对永磁同步电机(PMSM)的无传感器控制,对阳光电源的业务具有一定的技术参考价值。在阳光电源的产品线中,该算法可应用于风电变流器中发电机侧的控制优化,提升低风速或复杂工况下的运行稳定性。此外,在电动汽车充电桩的功率模块或储能系统中的辅助电机驱动控制中,采用改进的LESO算法可降低传感器成...
利用动态场重构法研究开关条件下IGBT芯片的变形波动
Investigation of Deformation Fluctuation of IGBT Chips Under Switching Conditions Using the Dynamic Field Reconstruction Method
Jiahao Wang · Libing Bai · Cong Chen · Jie Zhang 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年2月
IGBT芯片是功率电子模块的核心组件。研究电-热-机械耦合引起的IGBT芯片变形特性具有重要意义。本文开发了一种基于扫描激光位移测量的场重构技术,用于精确捕捉开关条件下的动态变形。
解读: IGBT是阳光电源组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能PCS及风电变流器的核心功率器件。该研究提出的动态场重构技术,能够深入揭示IGBT在极端开关工况下的热机械应力分布,对于提升阳光电源核心功率模块的寿命预测精度、优化封装散热设计及提高产品在复杂电网环境下的可靠性...
基于免疫算法的单相逆变器死区消除PWM控制策略
An Immune-Algorithm-Based Dead-Time Elimination PWM Control Strategy in a Single-Phase Inverter
Jiaxin Yuan · Zhen Zhao · Baichao Chen · Cong Li 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年7月
本文提出了一种基于免疫算法(IA)的死区消除PWM控制策略。针对现有死区消除技术在零电流交叉点附近控制效果不佳的问题,该方法通过限制零电流附近的控制序列,有效解决了死区带来的波形畸变,提升了逆变器的输出性能。
解读: 该技术直接优化了逆变器的PWM调制逻辑,对阳光电源的户用光伏逆变器及小型工商业组串式逆变器具有重要应用价值。死区效应是影响单相逆变器总谐波失真(THD)的关键因素,通过引入免疫算法优化死区补偿,可进一步提升产品在低负载及零电流过零点的波形质量,从而提高电能质量指标。建议研发团队在下一代高效率、高功率...
SiC/Si混合逆变器驱动高速永磁电机的三种改进空间矢量调制策略评估
Evaluation of Three Improved Space-Vector-Modulation Strategies for the High-Speed Permanent Magnet Motor Fed by a SiC/Si Hybrid Inverter
Cong Gu · Xiaolin Wang · Zhiquan Deng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年4月
针对高速永磁电机驱动系统中因开关频率受限导致的电流纹波问题,本文提出了一种SiC/Si混合逆变器架构。通过优化空间矢量调制(SVM)策略,在保证开关频率的前提下有效降低了电流纹波,提升了电机驱动系统的控制性能与效率。
解读: 该技术对阳光电源的逆变器及电机驱动业务具有重要参考价值。SiC/Si混合逆变器方案通过利用SiC器件的高频特性与Si器件的成本优势,可有效优化组串式逆变器及风电变流器的功率密度与效率。在高速电机驱动应用中,该调制策略能显著降低电流谐波,提升系统动态响应。建议研发团队关注该混合拓扑在PowerTita...
一种用于DAB变换器的最小电流应力双侧变占空比移相调制策略
A Dual-Side Variable Duty Cycle Phase-Shift Modulation Strategy for DAB Converter With Minimal Current Stress
Shanshan Gao · Jiaran Xu · Yijie Wang · Xiangjun Zhang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
双有源桥(DAB)变换器因其电压调节范围宽、效率高及易于实现软开关等优点被广泛应用。为提升DAB运行效率,针对三自由度调制方案中存在的电流应力大及轻载下软开关范围窄等问题,本文提出了一种最小电流应力的双侧变占空比移相调制策略。
解读: 该研究直接针对DAB变换器的核心痛点——电流应力与软开关范围,这对阳光电源的储能业务至关重要。在PowerTitan和PowerStack等大功率储能变流器(PCS)中,DAB拓扑是实现DC-DC变换的关键环节。通过引入该最小电流应力调制策略,可显著降低功率器件的通态损耗与开关损耗,提升PCS在全负...
一种用于T型五电平嵌套中点钳位变换器的改进空间矢量调制及电容电压控制方法
An Improved Space Vector Modulation With Capacitor Voltage Control for T-Type Five-Level Nested Neutral Point Piloted Converter
Yunlong Liu · Steven Liu · Cong Wang · Jiayan Jiang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年5月
本文提出了一种针对T型五电平嵌套中点钳位(5L-NNPP)变换器的新型电容电压控制方法。由于NNPP拓扑开关状态的多样性,冗余矢量对直流母线中点电压的影响不确定。该方法有效解决了直流母线中点电压与各电容电压之间的平衡控制问题。
解读: 该研究涉及的多电平拓扑技术对于阳光电源的高功率密度组串式逆变器及集中式逆变器研发具有重要参考价值。随着光伏系统向更高直流电压等级发展,五电平技术能有效降低开关损耗并提升电能质量,减小滤波电感体积。建议研发团队关注该拓扑在大型地面电站逆变器中的应用潜力,特别是针对高压直流输入场景下的电容电压平衡控制策...
基于分裂C-V法在偏置温度不稳定性条件下SiC MOSFET栅氧化层退化位置表征
Characterization of Gate-Oxide Degradation Location for SiC MOSFETs Based on the Split C–V Method Under Bias Temperature Instability Conditions
Yumeng Cai · Cong Chen · Zhibin Zhao · Peng Sun 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年5月
栅氧化层退化是SiC MOSFET面临的主要可靠性挑战之一。本文提出了一种基于分裂C-V(CGS和CGD)的方法,用于在偏置温度不稳定性(BTI)条件下精准定位栅氧化层的退化位置,这对提升功率器件的长期可靠性具有重要意义。
解读: SiC MOSFET是阳光电源组串式光伏逆变器、PowerTitan储能系统及电动汽车充电桩的核心功率器件。随着产品向高功率密度和高效率演进,SiC器件的长期可靠性直接决定了系统的全生命周期运维成本。该研究提出的分裂C-V表征方法,能够帮助研发团队在器件选型及失效分析阶段,精准定位栅氧化层退化机理,...
变短路比下GFM与GFL逆变器混合系统的功率振荡分析及双互阻尼控制
Power Oscillation Analysis and Dual Mutual Damping Control for Hybrid System with GFM and GFL Inverters Under Varying Short Circuit Ratio
Xiaoke Liu · Yandong Chen · Zili Wang · Cong Luo 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年7月
具备构网型(GFM)和跟网型(GFL)逆变器的混合并网系统中的有功功率振荡会威胁其安全运行。本文考虑了GFM和GFL逆变器之间的耦合,建立了该异构系统的小信号模型。基于该模型,定性和定量地揭示了在不同短路比(SCR)下控制参数对功率振荡的影响机制。特别地,与其他参数相比,GFM逆变器的阻尼起主导作用。因此,将包含角频率和有功功率互阻尼的双互阻尼控制(DMDC)集成到GFM逆变器中以增强系统阻尼。文中还给出了其稳定性分析和关键参数设计。最后,实验结果验证了DMDC的有效性,表明在强电网和弱电网条件...
解读: 该双互阻尼控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。在弱电网场景下,阳光电源储能系统常采用GFM构网模式支撑电网,而光伏SG系列逆变器多为GFL跟网模式,两者混合并网时易产生低频功率振荡。该研究揭示的GFM-GFL动态交互机理可指导阳光电源优化混合系统控...
面向网络化微电网动态形成的随机黑启动资源配置及分布式能源辅助恢复
Stochastic Black Start Resource Allocation to Enable Dynamic Formation of Networked Microgrids and DER-Aided Restoration
Cong Bai · Salish Maharjan · Han Wang · Zhaoyu Wang · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年9月
针对高比例分布式能源主导的配电网长时间停电问题,本文提出一种两阶段随机黑启动资源配置方法(SDMG-BS),支持风险规避且自适应的恢复策略。通过虚拟同步发电机控制的构网型逆变器作为黑启动电源,结合三个暂态频率指标约束保障负荷投入过程中的频率安全。利用智能开关实现微电网间及与主网的异步同步。基于场景的随机规划模型处理可再生能源、负荷及主网停电时长的多重不确定性。线性频率模型规划精度超90%。IEEE 123节点系统仿真表明,该方法关键负荷恢复率提升达20%,可在主网恢复前完成两次微电网同步,且所有...
解读: 该随机黑启动资源配置技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan储能系统具有重要应用价值。研究中基于虚拟同步机控制的构网型逆变器黑启动方案,可直接应用于阳光电源GFM控制技术优化,增强储能系统在电网停电时的自主组网能力。三个暂态频率指标约束(RoCoF、Nadir、稳态偏差)为ST储能变流...
构网型变流器多目标约束下的故障穿越策略
Fault Ride-Through Strategy for Grid-Forming Converters Satisfying Multi-Objective Constraints
Mingkun Gao · Yandong Chen · Cong Luo · Zhiwei Xie 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年7月 · Vol.17
本文针对构网型变流器(GFMC)在故障穿越(FRT)中需兼顾暂态同步稳定性、电流限幅与无功支撑的耦合难题,提出一种自适应FRT策略,通过协同调节有功/电压参考及虚拟电阻,实现零电压跌落下的多目标满足,并经仿真与实验验证其优越性。
解读: 该研究直接支撑阳光电源ST系列PCS、PowerTitan及新一代构网型光储一体机在弱电网/故障工况下的高可靠并网能力。其自适应虚拟阻抗与多目标协同控制方法可集成至iSolarCloud智能控制层,提升组串式逆变器(如SG225HX)在构网模式下的LVRT性能与黑启动响应。建议在PowerTitan...
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