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采用混合Si和SiC半桥子模块的中压模块化多电平变换器运行控制
Operation of Medium-Voltage Modular Multilevel Converter With Hybrid Si and SiC Half-Bridge Sub-Modules
Linjie Han · Binbin Li · Huaiguang Gu · Dong Liu 等7人 · IET Power Electronics · 2025年8月 · Vol.18
本文研究了一种基于混合硅（Si）和碳化硅（SiC）半桥子模块的中压模块化多电平变换器（MV-MMC），旨在降低开关损耗。与采用全桥子模块的传统混合型MMC不同，本文仅通过引入半桥型SiC子模块实现系统稳定运行，保留了MMC的模块化特性。核心贡献在于合理分配开关动作，综合协调三个目标：降低总开关损耗、保证各子模块电容电压均衡，并抑制Si子模块的电容电压纹波。
解读: 该混合Si/SiC半桥MMC技术对阳光电源中压储能变流器和电动汽车驱动产品具有重要应用价值。核心创新在于通过半桥拓扑实现混合器件配置，相比全桥方案降低成本的同时保留模块化优势。其开关损耗优化与电容电压均衡协调控制策略可直接应用于ST系列储能变流器的功率模块设计，在保证Si器件安全运行的前提下，通过S...
电弹簧的无差拍预测有功和无功功率控制
Deadbeat Predictive Active and Reactive Power Control of Electric Spring
Qingsong Wang · Songhao Chen · Fujin Deng · Ming Cheng 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月
随着电力系统可再生能源比例增长,电网稳定性需要专用能量消纳技术。电弹簧(ES)是新型电力电子装置,通过将用户负荷分为关键负荷(CL)和可调节非关键负荷(NCL),将CL功率波动转移至NCL解决功率波动问题。研究典型电压源型ES拓扑,提出ES系统无差拍预测功率控制策略,通过应用计算的ES参考电压到逆变器分别控制系统有功和无功功率,具有良好动态性能、无稳态误差、无需参数整定和无需锁相环(PLL)。为解决基于模型控制的参数敏感性问题,实现基于递归最小二乘(RLS)的集成在线参数辨识方法。仿真和实验验证...
解读: 该电弹簧无差拍预测功率控制技术对阳光电源储能系统的电网友好型控制有创新启发。无PLL有功无功独立控制方法可应用于ST储能变流器的功率波动平抑功能,提高动态响应速度和控制精度。在线参数辨识技术对阳光电源逆变器的鲁棒性提升有借鉴价值。该技术对PowerTitan储能系统参与电网调峰调频和可再生能源消纳有...
耐电压噪声的无模型预测控制在LC滤波电压源逆变器中的应用
Voltage-Noise-Tolerated Model-Free Predictive Control for LC-Filtered Voltage Source Inverters
Zheng Yin · Fujin Deng · Sahar S. Kaddah · Abdelhady Ghanem 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
在LC滤波电压源逆变器（VSIs）中，参数失配会影响传统最优开关序列模型预测控制（MPC-OSS）下的电容电压性能，导致预测误差和总谐波畸变率增加。为提升传统MPC-OSS的参数鲁棒性，本文提出一种耐电压噪声的无模型预测控制结合最优开关序列（VNT-MFPC-OSS）策略。该策略不仅建立并在线更新LC滤波VSI的数据模型，还通过引入噪声容忍系数抑制电压噪声影响。所提方法有效消除参数变化对传统MPC-OSS的影响，并抑制电压噪声对无模型预测控制（MFPC-OSS）的干扰。实验平台验证了VNT-MF...
解读: 该VNT-MFPC-OSS技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。针对LC滤波器参数漂移导致的电压THD恶化问题，所提无模型预测控制策略可显著提升PowerTitan储能系统在长期运行中的电能质量稳定性。噪声容忍系数设计可增强控制算法对电容老化、温度变化等工况的鲁棒性，...
CCF控制下基于LCL滤波器的并网变换器高频相位补偿策略设计与分析
Design and Analysis of High Frequency Phase Compensation Strategies for CCF-controlled LCL filter-based Grid-Connected Converter
Cong Li · Qi Zhang · Rongwu Zhu · Fujin Deng 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月
本文提出一种高频相位补偿算法（HFPC），以提升LCL滤波器并网变换器在变流器电流反馈控制（CCF）下的稳定性裕度。建立了考虑数字控制延时的离散状态空间模型，揭示了不同状态反馈对系统动态特性的影响，并确定了CCF控制的稳定范围。在此基础上，提出基于线性预测器（LP）的补偿方法，并研究其机理与局限性。进一步引入改进相位补偿（IPC）与电流重构（CR）构成HFPC，其中IPC可抑制传统方法引起的高频开环增益，拓展增益裕度；CR则推动临界穿越频率至更高频段，提升系统稳定性和电流质量。实验结果验证了所提...
解读: 该CCF控制高频相位补偿技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的LCL滤波器控制优化具有直接应用价值。文中提出的改进相位补偿（IPC）与电流重构（CR）方法可有效解决数字控制延时导致的稳定性问题，提升PowerTitan大型储能系统在高开关频率下的控制带宽和电流质量。该技术可应用于阳光...
基于调制PLPR的噪声抑制预测控制在LC滤波电压源逆变器中的应用
Modulated PLPR-Based Predictive Control With Noise Suppression for LC-Filtered Voltage Source Inverters
Zheng Yin · Fujin Deng · Sahar S. Kaddah · Sayed Abulanwar · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月
在 LC 滤波电压源逆变器（VSIs）中，调制无模型预测控制（MFPC）会受到噪声影响和参数不匹配的干扰。为提高 MFPC 的噪声抑制能力和参数鲁棒性，本文针对 LC 滤波 VSIs 提出了一种带噪声抑制的调制无参数（PL）预测与参考型预测控制方法（PLPR - PC - NS）。该 PLPR - PC - NS 方法不仅通过测量、更新和滤波所有梯度来获得调制的无参数预测，还利用采样电流和电压之间的相位角差来获得无参数参考。所提出的 PLPR - PC - NS 方法能有效抑制噪声对预测的影响，...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于PLPR的调制预测控制技术对LC滤波型电压源逆变器具有重要的应用价值。该技术通过无参数预测和噪声抑制机制，直接解决了当前光伏逆变器和储能变流器面临的两大核心痛点：系统参数漂移导致的控制性能下降和现场电磁噪声干扰问题。 对于阳光电源的产品线而言，该技术的应用前景广阔...
一种支持宽电压范围运行的高功率MVAC-LVDC整流器
A High-Power MVAC-LVDC Rectifier Empowering Wide Voltage Range Operation
Ning Wang · Binbin Li · Yulong Wang · Yingzong Jiao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
在铁路系统、数据中心、电动汽车充电站和氢电解槽等各类应用中，对直流电力负载的需求不断增加，这就需要高效的整流器，能够将中压交流（MVac）转换为低压直流（LVdc），同时适应较宽的直流电压范围。本文提出了一种新型大功率中压交流 - 低压直流整流器，该整流器集成了子模块（SM）臂、晶闸管、单片式中频变压器（MMFT）和二极管桥。子模块臂能够精确控制晶闸管换相、中压交流电流和直流电流，同时在中压交流侧和低压直流侧都保持较高的波形质量。通过调节臂电压，该整流器可实现从零到额定值的宽直流电压范围。与传统...
解读: 从阳光电源的业务布局来看，这项MVac-LVdc整流技术与公司在储能系统、电动汽车充电和氢能业务的战略方向高度契合。该技术通过创新性地整合子模块臂、晶闸管、单体中频变压器和二极管桥，实现了中压交流到低压直流的高效转换，特别是其宽电压范围调节能力（从零到额定值），这对我们的多场景应用具有重要价值。 ...