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一种基于改进开关方法的混合模块化多电平变换器IGBT开路故障诊断策略
An Improved Switching Method-Based Diagnostic Strategy for IGBT Open-Circuit Faults in Hybrid Modular Multilevel Converters
Hong Wu · Yue Wang · Yi Liu · Yonghui Liu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
混合模块化多电平变换器（HMMC）因具备直流故障穿越能力而备受关注。然而，针对其IGBT开路故障（OCF）的诊断研究尚属空白，这威胁了系统的可靠性。本文提出了一种基于改进开关方法的诊断策略，有效填补了该领域的研究空白，提升了HMMC系统的运行可靠性。
解读: 随着阳光电源在大型地面电站及高压直流输电领域业务的扩展，多电平拓扑的应用日益广泛。HMMC技术在直流故障穿越方面的优势，对提升大型储能系统（如PowerTitan系列）及高压并网逆变器的安全性至关重要。本文提出的IGBT开路故障诊断策略，能够显著提升系统在极端工况下的自我保护能力，减少非计划停机。建...
一种增强低比例全桥子模块混合MMC直流故障清除能力的辅助电路
An Auxiliary Circuit Enhancing DC Fault Clearing Capability of Hybrid MMCs With Low Proportion of FB-SMs
Xiongfeng Fang · Gen Li · Canfeng Chen · Jian Xiong 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月
混合模块化多电平变换器（HMMC）通过结合半桥和全桥子模块，在降低损耗和成本的同时具备直流故障清除能力。然而，其反向偏置电压（RBV）限制了故障清除速度。本文提出一种辅助电路，旨在提升低比例全桥子模块配置下的HMMC直流故障清除能力，缩短故障清除时间，优化系统可靠性。
解读: 该研究针对高压直流输电及大型储能系统中的核心拓扑——混合MMC进行了优化。阳光电源的PowerTitan及大型储能PCS系统在追求高效率与低成本的同时，对直流侧故障保护要求极高。该辅助电路方案有助于在减少全桥子模块数量（从而降低成本和损耗）的前提下，维持甚至提升系统的直流故障清除能力。建议研发团队评...
基于晶闸管支路回路的混合模块化多电平变换器直流短路故障处理
Thyristor Branch Loop-Based Hybrid Modular Multilevel Converters for DC Short-Circuit Faults
Huailong Li · Fujin Deng · Zijian Zhu · Jinjiao Lin 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
直流侧短路故障是基于模块化多电平变换器（MMC）的高压直流输电系统面临的关键挑战。本文提出了一种基于晶闸管支路回路（TBL）的混合MMC（HMMC），通过在三相上桥臂电感间引入晶闸管支路来应对直流故障，并详细阐述了其保护机制。
解读: 该技术主要针对高压直流输电（HVDC）场景下的MMC拓扑优化，虽然阳光电源目前的核心业务集中在组串式/集中式光伏逆变器及储能PCS，但随着公司在大型地面电站及电网侧储能业务的深入，对高压直流侧故障穿越能力的研究具有前瞻性参考价值。该拓扑中利用晶闸管实现快速故障隔离的思路，可为阳光电源未来研发更高电压...
基于混合型MMC的交直流配电网主动接地故障电弧抑制原理与实现
Principle and Implementation of Active Ground Fault Arc Suppression Based on Hybrid MMC in AC/DC Distribution Network
Jinmu Lai · Junhong Chen · Xin Yin · Jun Liang 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年6月
针对中性点非有效接地交流配电网单相接地故障易引发故障点电弧、供电中断，并将零序电压耦合至直流网络及交直流混合配电网非故障侧的问题，本文提出一种改进型混合模块化多电平换流器（HMMC）的灵活控制方法。该HMMC在直流侧增设全桥子模块（FBSM）簇，交流侧具备零序电流通路以实现主动接地故障电弧抑制（AGAS），直流侧FBSM簇用于阻断零序分量向直流电网及非故障回路传播，实现零序电压传输抑制（ZVTS）。所提控制策略可在故障下维持HMMC正常运行，同时实现故障电流抑制过程中的功率传输与电弧抑制期间的Z...
解读: 该混合MMC主动接地电弧抑制技术对阳光电源PowerTitan储能系统和ST系列储能变流器具有重要应用价值。文中提出的HMMC拓扑通过直流侧FBSM簇实现零序电压阻断，可直接应用于阳光电源交直流混合微网储能方案，解决单相接地故障时电弧持续燃烧和零序分量跨网传播问题。该技术的AGAS控制策略与阳光电源...
一种具有更高功率密度和效率的混合模块化多电平变换器系列
A Hybrid Modular Multilevel Converter Family With Higher Power Density and Efficiency
Jian Liu · Dong Dong · Di Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月
模块化多电平变换器（MMC）具有可扩展性、可靠性高等优点，但存在开关器件和电容器数量过多的问题。为提升中压应用场景下的功率密度与效率，本文提出了一种结合有源中点钳位变换器（ANPC）的混合模块化多电平变换器（HMMC）系列。
解读: 该研究提出的HMMC拓扑通过减少器件数量提升功率密度，对阳光电源的中压大功率光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。在大型地面电站及电网侧储能项目中，降低器件数量可直接优化系统成本并提升转换效率。建议研发团队评估该混合拓扑在兆瓦级PCS中的应用潜力，重点关注其在复杂电...
混合模块化多电平变换器中IGBT开路故障的双视角分析：统一特性与诊断
A Dual-Perspective Analysis of IGBT Open-Circuit Faults in Hybrid Modular Multilevel Converters: Unified Characteristics and Diagnoses
Hong Wu · Yue Wang · Yi Liu · Yufei Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
混合模块化多电平变换器（HMMC）结合了全桥与半桥子模块，具备成本效益高的直流故障穿越能力。然而，IGBT开路故障诊断是实现故障隔离与重构的前提，对提升HMMC系统的可靠性至关重要。
解读: 该研究针对混合模块化多电平变换器（HMMC）的IGBT故障诊断，对阳光电源的高压大功率应用场景具有重要参考价值。阳光电源的集中式逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）正向更高电压等级和多电平拓扑演进，以提升效率和功率密度。文中提出的双视角故障诊断方法，可优化系统在复杂工况下的故障识别速度...
直流故障下旁路UFB-SM的CTB-HMMC电容电压增量抑制控制
Capacitor Voltage Increment Suppression Control for CTB-HMMCs With Bypassed UFB-SMs Under DC Fault
Qun Li · Fujin Deng · Jinjiao Lin · Shuangfeng Chen 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月
基于交叉晶闸管支路（CTB）的混合模块化多电平变换器（HMMC）在直流短路故障下具有保护优势。然而，故障子模块（UFB-SM）被旁路后会影响直流故障电流的阻断能力，并导致剩余子模块电容电压失衡。本文提出了一种电容电压增量抑制控制策略，以解决故障工况下的电压均衡与系统稳定性问题。
解读: 该技术主要针对高压直流输电及大型储能系统中的多电平变换器拓扑。对于阳光电源的PowerTitan系列大型储能系统及未来高压直流侧储能应用，该研究提出的故障处理机制与电容电压均衡控制具有重要的参考价值。随着储能系统向更高电压等级发展，如何提升系统在直流故障下的鲁棒性是关键。建议研发团队关注该拓扑在模块...
用于高交流/低直流中压应用的一种混合模块化多电平变换器的建模与控制
Modeling and Control of a Hybrid Modular Multilevel Converter for High-AC/Low-DC Medium-Voltage Applications
Jayesh Kumar Motwani · Jian Liu · Dushan Boroyevich · Rolando Burgos 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
混合模块化多电平变换器（HMMC）作为传统MMC的改进方案，通过智能结合工频中压开关与高频低压开关，在保持模块化优势的同时，有效降低了子模块电容容量、半导体器件数量及系统损耗，特别适用于高交流电压与低直流电压的中压应用场景。
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。HMMC拓扑通过减少电容容量和器件数量，可显著提升大功率变流器的功率密度并降低成本，这与阳光电源追求高效率、低成本的电力电子变换趋势高度契合。建议研发团队关注其在高压并网场景下的控制稳定性，评估该拓扑在未来中...
通过降低平均电容电压减少混合模块化多电平变换器的电容
Capacitance Reduction of the Hybrid Modular Multilevel Converter by Decreasing Average Capacitor Voltage in Variable-Speed Drives
Shaoze Zhou · Binbin Li · Mingxu Guan · Xinyi Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年2月
模块化多电平变换器（MMC）在中高压领域应用广泛，但在中压变速驱动中面临低速下电容电压纹波大的挑战。混合MMC（HMMC）因其较低的电容电压纹波和优化的拓扑特性，在电机驱动领域展现出巨大潜力。
解读: 该研究探讨的混合MMC拓扑及电容电压优化策略，主要针对中高压电机驱动领域。对于阳光电源而言，虽然目前核心业务聚焦于光伏逆变器和储能PCS，但该拓扑在降低电容容量、提升功率密度方面的思路，可为公司未来研发更高电压等级、更高功率密度的集中式光伏逆变器或大型储能变流器提供技术参考。特别是在应对极端工况下的...
一种基于SiC器件外部整形模块的高效混合模块化多电平变换器
A High Efficiency Hybrid Modular Multilevel Converter With a SiC Device-Based External Shaping Module
Peng Ren · Qi Guo · Yuchao Hou · Chunming Tu 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年1月
为提升中压模块化多电平变换器（MMC）的波形质量与效率，本文提出了一种带有外部整形模块的混合MMC（HMMC）拓扑。该拓扑在每桥臂采用基于硅基IGBT的半桥子模块（HSM），并在交流侧引入基于碳化硅（SiC）MOSFET的全桥子模块（FSM）进行波形整形，有效优化了变换器性能。
解读: 该研究提出的混合MMC拓扑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。通过在传统IGBT主功率链中引入SiC器件进行高频整形，可以在不显著增加系统成本的前提下，大幅提升中压并网系统的效率并减小滤波器体积。建议研发团队关注该拓扑在兆瓦级储能变流器（PCS）...
基于接地晶闸管回路的混合MMC用于双极性高压直流系统阀侧单相接地故障
Grounded Thyristor Loop-Based Hybrid MMCs for Valve-Side Single-Phase-to-Ground Faults in Bipolar HVdc Systems
Huailong Li · Fujin Deng · Jie Tian · Yu Lu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
阀侧单相接地（SPG）故障是基于模块化多电平换流器（MMC）的双极性高压直流系统的关键挑战。本文提出了一种基于接地晶闸管回路（GTL）的混合MMC（HMMC），旨在保护双极性高压直流系统免受阀侧SPG故障影响。通过在不同桥臂电感与地之间连接晶闸管支路，该拓扑能够有效应对故障工况。
解读: 该研究针对高压直流输电（HVDC）系统中的MMC拓扑优化及故障保护，虽然阳光电源目前核心业务聚焦于光伏逆变器、储能系统及风电变流器，但随着公司在大型储能电站及电网侧支撑技术（如构网型技术）的深入，MMC拓扑的故障穿越与保护机制对未来大功率储能变流器（PCS）及高压直流接入技术具有重要的参考价值。建议...
基于串联晶闸管支路的混合MMC双极性高压直流系统阀侧单相接地故障保护
Series Thyristor Branches-Based Protection for Hybrid MMCs Against Valve-Side Single-Phase-to-Ground Faults in Bipolar HVDC Systems
Huailong Li · Fujin Deng · Zijian Zhu · Jinjiao Lin 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年7月
本文分析了混合模块化多电平换流器（HMMC）在双极性高压直流系统中的阀侧单相接地故障特性。研究发现，该故障会导致上桥臂子模块过充及下桥臂全桥子模块过压。为此，文章提出了一种基于串联晶闸管支路的保护方案，有效抑制了故障电流并保护了功率器件，提升了系统的运行可靠性。
解读: 该研究聚焦于高压直流输电（HVDC）领域的混合MMC拓扑保护，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（PowerTitan/PowerStack）及风电变流器，尚未直接涉及超高压直流输电领域，但其提出的故障抑制策略和多电平拓扑保护逻辑对大型储能电站PCS的可靠性设计具有参考价值。随着阳...