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基于准周期系统摄动理论的模块化多电平变换器建模与能量平衡控制
Modeling and Energy Balancing Control of Modular Multilevel Converters Using Perturbation Theory for Quasi-Periodic Systems
Albrecht Gensior · Hendrik Fehr · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月
本文针对模块化多电平变换器（MMC）的能量平衡问题，提出了一种基于准周期系统摄动理论的建模与控制方法。传统方法通常假设频率成分幅值恒定，忽略了各频率分量间的相互影响。该研究通过考虑频率耦合效应，优化了环流控制与共模电压注入策略，从而更精确地实现子模块电容电压平衡。
解读: MMC技术是阳光电源大型集中式光伏逆变器及高压储能系统（如PowerTitan系列）的核心技术演进方向之一。随着储能系统向更高电压等级和更大容量发展，MMC拓扑在降低谐波、提升效率及电能质量方面具有显著优势。本文提出的摄动理论建模方法，能够有效解决多频率分量下的能量平衡难题，对于优化阳光电源大功率P...
模块化多电平变换器能量平衡反馈的特征值优化
Eigenvalue Optimization of the Energy-Balancing Feedback for Modular Multilevel Converters
Hendrik Fehr · Albrecht Gensior · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年11月
本文针对模块化多电平变换器（MMC）能量平衡反馈增益设计与调节过程中的研究空白，提出了一种针对半桥子模块及隔离中性点MMC的能量平衡反馈增益优化方法。通过特征值分析，实现了对交流电流控制MMC系统动态性能的精确调节。
解读: MMC拓扑在阳光电源的大型集中式光伏逆变器及高压大容量储能系统（如PowerTitan系列）中具有重要应用潜力。该文章提出的能量平衡反馈增益优化方法，能够有效提升MMC在复杂电网环境下的动态响应速度与稳定性。对于阳光电源而言，深入研究该控制策略有助于优化高压直流输电及大型储能变流器（PCS）的内部环...
有源前端
AFE）的轨迹规划、反步控制器设计及滑模控制研究
Hendrik Fehr · Albrecht Gensior · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年8月
本文提出了一种针对两电平电压源变换器的平坦性在线轨迹规划算法，实现了有限时间内的状态转换。针对轨迹跟踪，设计了基于反步法和滑模控制的两种控制器，并提出了一种解耦开关动作对滑模面影响的方法，提升了系统的动态响应性能。
解读: 该研究的核心算法对于阳光电源的组串式逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）以及风电变流器具有重要参考价值。有源前端（AFE）技术是上述产品实现高效电能变换与电网交互的基础。文中提出的平坦性轨迹规划与滑模控制策略，能够显著提升变换器在复杂电网环境下的动态响应速度和稳定性...
直流侧周期性功率需求下的模块化多电平变换器
MMC）稳态运行模式
Hendrik Fehr · Albrecht Gensior · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年7月
本文研究了直流侧存在与电网频率相关的周期性电压分量时，模块化多电平变换器（MMC）的运行特性。以脉冲功率负载为例，分析了该工况下产生的谐波电压分量及其对MMC系统运行的影响，并探讨了相应的稳态运行模式。
解读: MMC技术在阳光电源的大型储能系统（如PowerTitan系列）及高压直流输电领域具有重要应用潜力。当储能系统接入弱电网或面临非线性、脉冲型负载时，直流侧的电压波动会显著影响系统稳定性。本文提出的稳态运行分析方法，有助于优化阳光电源大功率PCS的控制策略，提升在复杂电网环境下的谐波抑制能力和运行可靠...
模块化多电平变换器的分析与轨迹跟踪控制
Analysis and Trajectory Tracking Control of a Modular Multilevel Converter
Hendrik Fehr · Albrecht Gensior · Marcus Muller · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年1月
本文提出了一种针对模块化多电平变换器（M2C）的控制方案，利用负载模型的微分平坦性，将负载子系统封装为电流源模型。控制器由轨迹规划算法和跟踪控制器组成，旨在优化变换器的动态响应与控制性能。
解读: 模块化多电平变换器（M2C）技术在阳光电源的高压大功率储能系统（如PowerTitan系列）及大型集中式光伏逆变器中具有重要应用潜力。该文提出的微分平坦性控制与轨迹规划算法，能够显著提升变换器在复杂电网环境下的动态响应速度和稳态精度。建议研发团队关注该控制策略在提升系统并网稳定性及降低输出谐波方面的...
基于通用平均法的低频驱动应用模块化多电平变换器能量控制
Energy Control of Modular Multilevel Converters for Drive Applications at Low Frequency Using General Averaging
Qiuye Gui · Hendrik Fehr · Albrecht Gensior · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
本文研究了模块化多电平变换器（MMC）在低频驱动应用中的能量控制问题。通过应用通用平均法，将MMC直流运行的分析模型扩展至低频运行工况，并继承了模型预测控制设计中的各项优化优势，为提升MMC在低频工况下的动态性能提供了理论支持。
解读: MMC技术在阳光电源的大功率集中式光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）中具有潜在的应用价值，特别是在高压大功率并网场景下。本文提出的通用平均法及低频能量控制策略，有助于优化逆变器在低频或弱电网环境下的输出波形质量与系统稳定性。建议研发团队关注该控制算法在提升大功率变换器低频运行效率...
通过优化的前馈环流和共模电压改善电网侧模块化多电平变换器的能量平衡
Improved Energy Balancing of Grid-Side Modular Multilevel Converters by Optimized Feedforward Circulating Currents and Common-Mode Voltage
Hendrik Fehr · Albrecht Gensior · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年12月
本文将半桥子模块且交流侧星点隔离的模块化多电平变换器（MMC）的能量平衡问题转化为优化问题。通过获取环流和共模电压的标称轨迹，系统能在有限时间内自动恢复平衡，优于传统的反馈控制方法。
解读: MMC拓扑在阳光电源的大型集中式光伏逆变器及高压储能系统（如PowerTitan系列）中具有重要应用潜力。该文提出的基于优化算法的能量平衡控制策略，能够有效抑制MMC内部环流，减少损耗并提升系统动态响应速度。对于阳光电源而言，该技术可优化高压大功率变流器的控制架构，提升系统在弱电网下的稳定性。建议研...