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一种在级联H桥多电平变换器中同时最大化故障后电压并最小化共模电压的容错方法
A Fault-Tolerant Approach for Simultaneously Maximizing Post-Fault Voltage and Minimizing Common-Mode Voltage in Cascaded H-Bridge Multilevel Converters
Mahdi Aslanian · Ashkan Raki · Yousef Neyshabouri · Hossein Iman-Eini · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年12月
本文提出一种基于选择性谐波抑制（SHM）技术的级联H桥（CHB）多电平变换器新型容错控制方法。该方法通过向相电压不平衡的相中注入共模电压（CMV），实现线间电压平衡，并利用最少的健康单元达到最大相电压利用率。通过在SHM开关角度中引入新约束，避免过调制，并通过注入适当CMV最大化线间电压。然而，CMV基波分量（FCMV）可能导致CHB各相功率分布不均，引起逆变器功率倒流，对非再生型CHB尤为不利，因其会抬升单元直流母线电压。为此，本文在SHM调制中将最小化FCMV作为附加优化目标，以防止故障下的...
解读: 该容错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。级联H桥拓扑在阳光电源中压储能系统中广泛应用，本文提出的SHM容错方法可在单元故障时最大化输出电压利用率，提升系统可用性。特别是最小化FCMV防止功率倒流的策略，直接解决了非再生型储能单元的直流母线过压风险...
五电平嵌套中点钳位变换器的开关开路故障容错运行
Open-Circuit Switch Fault-Tolerant Operation of Five-Level Nested Neutral Point Clamped Converter
Mahyar Hassanifar · Milad Shamouei-Milan · Kourosh Khalaj Monfared · Yousef Neyshabouri 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
五电平嵌套中点钳位（5L-NNPC）变换器在可再生能源转换、并网系统及电机驱动中具有广泛应用前景。然而，任一开关发生开路故障（OCF）将导致逆变器停机。为此，本文提出一种包含故障检测、诊断与容错运行的综合容错策略。采用基于模型的双层方法实现故障开关的准确识别，并结合模型预测控制（MPC）与开关状态重构，实现故障后部分功率输出。针对故障后开关状态减少及相电压不平衡问题，自动调节多目标代价函数的权重因子，有效平衡飞跨电容电压。仿真与实验结果验证了所提方法在故障检测准确性及容错运行能力方面的有效性。
解读: 该五电平NNPC变换器容错技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器中，所提出的基于MPC的故障诊断与容错策略可显著提升系统可靠性，实现IGBT开路故障后的降额运行，避免整机停机造成的经济损失。对于SG系列大功率光伏逆变器，五电平拓扑的容错能力可保障电站持续并网发电。在电动汽车驱...
一种用于并网级联H桥光伏逆变器的漏电流抑制滤波拓扑与调制策略
A Filter-Based Topology and Modulation Strategy With Leakage Current Mitigation for Grid-Connected CHB Photovoltaic Inverters
Milad Bahrami-Fard · Narges Moeini · Masoud Shahabadini · Hossein Iman-Eini · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
无变压器级联H桥（CHB）逆变器是实现低成本、高效率光伏系统的潜在方案。然而，光伏组件与大地间的寄生电容引起的漏电流问题仍是构建可靠光伏系统的挑战。本文深入研究了CHB逆变器漏电流路径的特性，并提出了一种基于滤波的拓扑结构与调制策略，以有效抑制漏电流。
解读: 该研究针对无变压器级联H桥（CHB）拓扑的漏电流抑制，对阳光电源的组串式逆变器及大型地面电站解决方案具有重要参考价值。随着光伏系统电压等级的提升，CHB拓扑在提升效率和降低成本方面优势显著，但漏电流带来的安全与电磁兼容问题是产品设计的核心难点。该论文提出的滤波拓扑与调制策略，可优化阳光电源现有大功率...
基于HERIC的级联H桥逆变器用于光伏系统漏电流抑制
HERIC-Based Cascaded H-Bridge Inverter for Leakage Current Suppression in PV Systems
Masoud Shahabadini · Narges Moeini · Milad Bahrami-Fard · Hossein Iman-Eini · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年3月
由于缺乏电气隔离，无变压器光伏系统会产生漏电流，导致损耗增加、电磁干扰及总谐波畸变。本文提出了一种基于硬件的方法，通过在级联H桥（CHB）光伏系统中应用HERIC拓扑，有效抑制漏电流，提升系统整体效率与电能质量。
解读: 该研究针对无变压器光伏系统中的漏电流问题，提出了基于HERIC拓扑的级联H桥解决方案，这对阳光电源的组串式逆变器及大型地面电站逆变器技术具有重要参考价值。随着光伏系统向高压化、无变压器化发展，漏电流抑制是提升系统可靠性和安全性的关键。建议研发团队评估将HERIC拓扑与多电平技术结合的可行性，以进一步...
基于多电平级联H桥的光伏逆变器漏电流抑制
Leakage Current Suppression in Multilevel Cascaded H-Bridge Based Photovoltaic Inverters
Masoud Shahabadini · Hossein Iman-Eini · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年12月
无变压器光伏逆变器因高效率、低成本和轻量化优势在并网系统中备受青睐。然而，缺乏电气隔离会导致漏电流问题，引发系统损耗增加、电磁干扰、电流谐波畸变及安全隐患。本文重点研究了多电平级联H桥拓扑下的漏电流抑制技术，旨在提升系统运行的安全性与电能质量。
解读: 该研究直接关联阳光电源的核心产品线——组串式光伏逆变器。随着光伏系统向高电压、高功率密度发展，无变压器拓扑已成为主流，但漏电流抑制是提升系统可靠性和满足安规认证的关键。多电平技术能有效降低开关损耗并改善输出波形，对阳光电源优化新一代组串式逆变器（如SG系列）的电路拓扑设计、提升电磁兼容性（EMC）具...
蠕变失效机制对功率半导体焊点热机械可靠性的影响
Effects of Creep Failure Mechanisms on Thermomechanical Reliability of Solder Joints in Power Semiconductors
Vahid Samavatian · Hossein Iman-Eini · Yvan Avenas · Majid Samavatian · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年9月
本文探讨了蠕变失效机制对功率半导体热机械可靠性的影响。针对功率半导体的工作环境，疲劳和蠕变是导致失效的两个核心因素。文章提出了一种分析方法，旨在揭示蠕变事件在功率半导体蠕变-疲劳耦合失效机制中的作用，为提升器件可靠性提供理论支撑。
解读: 功率半导体（如IGBT/SiC模块）是阳光电源光伏逆变器、储能PCS及风电变流器的核心组件。焊点热机械可靠性直接决定了设备在极端环境下的使用寿命。该研究提出的蠕变-疲劳失效分析方法，可深度应用于阳光电源PowerTitan储能系统及组串式逆变器的功率模块选型与封装验证。建议研发团队利用该模型优化功率...
多状态退化系统的可靠性评估：在电力电子系统中的应用
Reliability Assessment of Multistate Degraded Systems: An Application to Power Electronic Systems
Vahid Samavatian · Hossein Iman-Eini · Yvan Avenas · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年4月
本文探讨了利用多状态退化系统分析方法提高电力电子系统可靠性评估的准确性。该方法综合考虑了任务剖面、失效物理机制以及各组件间的自退化与互退化效应，实现了对系统级可靠性的精确估计，为电力电子设备的寿命预测提供了理论支撑。
解读: 该研究对于阳光电源的核心产品线（如组串式/集中式逆变器、PowerTitan储能系统）具有极高的应用价值。在电力电子设备长期服役过程中，环境任务剖面与器件失效物理密切相关。通过引入多状态退化模型，研发团队可更精准地评估IGBT、电容等核心功率器件在复杂工况下的寿命，从而优化iSolarCloud平台...
面向单开关故障的级联H桥多电平逆变器容错策略——实现零基波共模电压
A Fault-Tolerant Strategy for Cascaded H-Bridge Multilevel Inverter Under Single-Switch Fault With Zero Fundamental Common-Mode Voltage
Mahdi Abdolhamidy · Ahmad Salemnia · Yousef Neyshabouri · Hossein Iman-Eini · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年11月 · Vol.14
本文提出一种增强型共模电压（CMV）注入方法，可在单开关故障下使级联H桥（CHB）逆变器的基波CMV为零，避免低功率因数时直流母线反向能量回馈及过压跳闸，同时降低电机端电压应力和轴承电流，提升全功率因数范围下的容错安全性。
解读: 该技术对阳光电源ST系列储能变流器（PCS）及PowerTitan大型储能系统中采用的多电平拓扑具有重要参考价值，尤其适用于高可靠性要求的工商业及电网侧储能场景。其零基波CMV容错策略可直接提升CHB型PCS在IGBT单管故障下的持续运行能力，降低停机风险；建议在下一代ST5000/6300系列PC...
直流短路故障条件下混合MMC与断路器协调的分析与建模
Analysis and Modeling of a Hybrid MMC Coordinated With a Circuit Breaker Under DC Short-Circuit Fault Conditions
Hossein Iman-Eini · Alireza Pourfaraj · Marco Liserre · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
本文研究了在直流短路故障下，采用半桥与全桥子模块混合的模块化多电平变换器（H-MMC）与直流断路器（CB）的协调运行机制。通过对不同比例全桥子模块的H-MMC进行建模分析，探讨了其在HVdc系统中的故障穿越能力与保护策略。
解读: 该研究涉及的高压直流输电（HVdc）技术与阳光电源的大型地面光伏电站及大型储能系统（如PowerTitan系列）的并网架构密切相关。混合MMC拓扑具备直流故障清除能力，对于提升大型储能电站及光伏电站的系统安全性具有重要参考价值。建议研发团队关注全桥子模块在PCS中的应用，以优化系统在极端电网故障下的...
低电容STATCOM中单开关开路故障的诊断与穿越
Diagnosis and Ride Through of Single-Switch Open-Circuit Fault in Low-Capacitance STATCOM
Amin Darvishzadeh · Hossein Iman-Eini · Yousef Neyshabouri · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
本文针对低电容级联H桥静止同步补偿器（LC-STATCOM），提出了一种新型单开关开路故障诊断及容错控制方法。LC-STATCOM在无功补偿领域具有显著优势，但子模块故障会影响系统稳定性。该研究旨在提升系统在故障状态下的可靠运行能力。
解读: 该技术对阳光电源的电网侧储能（PowerTitan系列）及大型光伏电站的无功补偿设备具有重要参考价值。LC-STATCOM技术通过降低电容容量可提升功率密度并降低成本，但对控制算法的鲁棒性要求极高。文章提出的故障诊断与容错策略，可直接优化阳光电源大功率变流器的可靠性设计，特别是在面对复杂电网环境时，...
过调制工况下混合模块化多电平变换器电容电压增强型模型预测控制
An Enhanced Model Predictive Capacitor Voltage Control of Hybrid Modular Multilevel Converters Under Overmodulation Circumstances
Amin Hashemi-Zadeh · Saeid Ahmadi · Yousef Neyshabouri · Ehsan Asadi 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年6月
模块化多电平变换器（MMC）需保持子模块电容电压平衡以确保稳定运行。在调制指数超过1的混合MMC中，由于半桥与全桥子模块在桥臂电压生成中的参与度不同，电压平衡控制变得复杂。本文提出了一种增强型模型预测控制策略，有效解决了过调制工况下的电容电压平衡问题。
解读: 该技术主要针对高压大功率应用场景，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。在大型电站并网及长距离输电场景中，混合MMC拓扑能有效提升系统效率与电能质量。通过引入增强型模型预测控制（MPC），可优化系统在极端工况下的动态响应能力，增强设备在弱电网或复杂...
级联H桥多电平逆变器故障工况下安全运行的容错策略
A Fault-Tolerant Strategy for Safe Operation of Cascaded H-Bridge Multilevel Inverter Under Faulty Condition
Ashkan Raki · Yousef Neyshabouri · Mahdi Aslanian · Hossein Iman-Eini · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年6月
本文研究了级联H桥（CHB）逆变器在故障后的运行策略。通过向相电压注入共模电压（CMV），以实现最大化的平衡线电压。针对非再生CHB逆变器在低功率因数负载下可能导致功率回流至直流侧，以及高功率因数负载下的运行特性进行了分析，提出了相应的容错控制方案，以确保系统在故障条件下的安全运行。
解读: 该研究针对级联H桥（CHB）多电平拓扑的容错控制，对阳光电源的大型集中式光伏逆变器及高压储能变流器（如PowerTitan系列）具有参考价值。CHB拓扑常用于中高压大功率场景，通过注入共模电压实现故障后的降额运行，能显著提升系统可靠性与可用性。建议研发团队关注该策略在不同功率因数下的功率回流抑制机制...
用于水体微生物净化臭氧发生电源的设计与实现
Design and Implementation of Ozone Production Power Supply for the Application of Microbial Purification of Water
Pouyan Pourhadi Abkenar · Hossein Iman-Eini · Mohammad Hamed Samimi · Mohammad Emaneini · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年8月
本文介绍了一种用于臭氧发生的新型高压高频电源。该电路采用单开关结构，利用变压器励磁电感和漏感（无需额外谐振电感）配合谐振电容及升压变压器，在谐振模式下工作以产生高压输出。
解读: 该文献探讨的高频谐振变换技术在功率密度提升和软开关实现方面具有参考价值。虽然臭氧发生电源与阳光电源核心的光伏逆变器、储能PCS及充电桩业务存在差异，但其利用变压器漏感实现谐振的电路设计思路，可为阳光电源在研发超小型化辅助电源（Auxiliary Power Supply）或针对特定工业应用（如电解水...