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用于带混合储能变速永磁同步电机
PMSM）的三端口变换器的最优开关序列模型预测控制
Felipe Rubio · Javier Pereda · Andrés Mora · Félix Rojas · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
本文提出了一种针对驱动各向异性永磁同步电机（PMSM）的两电平三端口变换器的模型预测电流控制策略。该方法利用最优开关序列，旨在优化混合能源系统（如燃料电池电动汽车和混合储能系统）中的功率分配与控制性能，显著提升了变换器的动态响应与效率。
解读: 该研究涉及的三端口变换器拓扑与阳光电源的储能系统（如PowerStack）及电动汽车充电桩业务高度相关。三端口变换器能有效集成光伏、电池与电机驱动，是实现光储充一体化的关键技术路径。通过引入最优开关序列模型预测控制（OS-MPC），可进一步提升阳光电源PCS产品的动态响应速度和功率密度，减少开关损耗...
用于混合直流/直流/交流系统的三端口全桥双向变换器
Three-Port Full-Bridge Bidirectional Converter for Hybrid DC/DC/AC Systems
Sebastián Neira · Javier Pereda · Felix Rojas · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月
针对可再生能源、储能及电动汽车集成中多级变换导致的损耗与成本问题，本文提出一种三端口全桥双向变换器。该拓扑通过集成直流与交流端口，简化了混合系统架构，有效降低了功率变换级数，提升了系统整体效率与功率密度。
解读: 该拓扑结构高度契合阳光电源光储一体化战略。三端口变换器可直接应用于PowerStack及户用储能系统，通过将光伏输入、电池接口与交流并网端集成，显著减少功率器件数量，降低系统体积与成本。建议研发团队关注该拓扑在多端口能量管理中的软开关控制策略，以提升PowerTitan等大型储能系统的转换效率。此外...
模块化多电平变换器子模块电容电压估计的分布式神经网络观测器
Distributed Neural Network Observer for Submodule Capacitor Voltage Estimation in Modular Multilevel Converters
Pablo Poblete · German Pizarro · Gabriel Droguett · Felipe Nunez 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年9月
模块化多电平变换器（MMC）广泛应用于中高压输电及电机驱动。传统控制需为每个子模块配置电压传感器，导致系统复杂且通信压力大。本文提出一种分布式神经网络观测器，通过算法估计电容电压，有效减少了传感器数量及通信需求，提升了系统可靠性与控制效率。
解读: MMC技术在阳光电源的高压大功率储能系统及大型地面光伏并网变流器中具有潜在应用价值。目前阳光电源的PowerTitan等储能产品主要采用多电平拓扑，该研究提出的神经网络观测器能有效降低传感器成本，减少硬件冗余，提升系统故障容错能力。建议研发团队关注该算法在复杂工况下的鲁棒性，评估其在降低系统BOM成...
双向高变比模块化多电平DC-DC变换器的最优ZCS调制策略
Optimal ZCS Modulation for Bidirectional High-Step-Ratio Modular Multilevel DC–DC Converter
Cristian Pineda · Javier Pereda · Felix Rojas · Gabriel Droguett 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年11月
随着直流供电技术的发展，高效率、高电压及高变比DC-DC变换器需求日益增长。模块化多电平变换器（MMC）凭借其处理中高压直流电的能力，结合软开关技术，成为实现高效率转换的理想方案。本文重点研究了该类变换器的最优零电流开关（ZCS）调制策略，旨在提升系统整体转换效率。
解读: 该技术对阳光电源的PowerTitan系列大型储能系统及集中式光伏逆变器具有重要参考价值。随着储能系统向更高电压等级（如1500V及以上）演进，模块化多电平拓扑在降低开关损耗、提升功率密度方面优势显著。通过引入最优ZCS调制策略，可进一步优化PCS的转换效率，减少散热需求，从而提升系统在极端工况下的...
用于双向高变比模块化多电平DC-DC变换器的非对称三角电流模式
Asymmetrical Triangular Current Mode (ATCM) for Bidirectional High Step Ratio Modular Multilevel Dc–Dc Converter
Cristian Pineda · Javier Pereda · Felix Rojas · Carlos Cerda 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年7月
直流网络在HVDC及中低压配电网中应用广泛。本文针对高电压、高变比场景，提出了一种非对称三角电流模式（ATCM），旨在提升模块化多电平DC-DC变换器的效率与性能，解决了高压直流变换中的关键技术挑战。
解读: 该技术对于阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及高压直流变换产品具有重要参考价值。随着储能系统向更高电压等级（如1500V甚至更高）发展，高变比、高效率的DC-DC变换拓扑是提升系统能量密度和降低损耗的关键。ATCM控制策略能够有效优化模块化多电平变换器在宽电压范围...
大变比输入串联输出并联链式DC-DC变换器
Large Step Ratio Input-Series–Output-Parallel Chain-Link DC–DC Converter
Xiaotian Zhang · Mofan Tian · Xin Xiang · Javier Pereda 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年5月
高压大功率DC-DC变换是直流输配电及发电的关键，要求变换器具备高功率密度、高效率及大变比特性。本文提出了一种由多个高变比子变换器单元组成的输入串联输出并联（ISOP）链式DC-DC变换器架构，每个子单元均为隔离型模块化DC-DC变换器，适用于高压直流接入场景。
解读: 该拓扑结构对于阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及大型地面光伏电站的直流汇流技术具有重要参考价值。随着储能系统向高压化（1500V甚至更高）发展，ISOP链式结构能有效降低单管电压应力，提升系统模块化程度与可靠性。建议研发团队关注该拓扑在高压直流耦合储能系统中的应用潜...
基于卡尔曼滤波谐波补偿器的级联H桥变换器无偏置最优控制
Offset-Free Optimal Control of Cascaded H-Bridge Converters Based on a Kalman Filter Harmonic Compensator
Pablo Poblete · Ricardo P. Aguilera · Javier Pereda · Rodrigo H. Cuzmar 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
级联H桥（CHB）变换器广泛应用于电力驱动、静止同步补偿器及电池储能逆变器。最优控制策略因其多目标优化能力和设计简洁性备受关注。本文提出了一种基于卡尔曼滤波谐波补偿器的无偏置最优控制方法，旨在提升CHB变换器在复杂工况下的稳态精度与动态响应性能，有效抑制谐波并消除控制偏差。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及大型光伏集中式逆变器具有重要参考价值。CHB拓扑在兆瓦级储能和高压并网场景中具有显著优势，通过引入卡尔曼滤波谐波补偿器，可进一步提升系统在弱电网环境下的电能质量和控制鲁棒性。建议研发团队关注该算法在多电平PCS中的应用，...
基于三角形连接级联H桥变换器的梯次利用电池储能系统SoC均衡双级MPC控制
Dual-Stage MPC for SoC Balancing in Second-Life Battery Energy Storage Systems Based on Delta-Connected Cascaded H-Bridge Converters
Pablo Poblete · Rodrigo H. Cuzmar · Ricardo P. Aguilera · Javier Pereda 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
利用梯次利用电池（SLBs）构建储能系统具有显著的经济与环保价值。级联H桥（CHB）变换器因其高效率和低成本，成为将SLBs接入电网的理想选择。针对SLBs容量不一致导致的功率分配不均问题，本文提出了一种双级模型预测控制（MPC）策略，有效实现了各子模块间的荷电状态（SoC）均衡。
解读: 该技术对阳光电源的PowerTitan和PowerStack系列大型储能系统具有重要参考价值。随着储能市场对梯次利用电池应用需求的增加，电池组间的不一致性管理成为核心痛点。级联H桥拓扑结合MPC控制策略，能够实现更精细的功率分配和SoC均衡，从而延长电池系统寿命并提升整体利用率。建议研发团队关注该双...
基于最优开关序列的三端口变换器模型预测电流控制在变速永磁同步电机混合储能系统中的应用
Optimal Switching Sequence MPC of a Three-Port-Converter for Variable-Speed PMSM With Hybrid Energy Storage
Felipe Rubio · Javier Pereda · Andrés Mora · Félix Rojas · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
本文提出了一种针对驱动各向异性永磁同步电机（PMSM）的两电平三端口变流器的模型预测电流控制策略，该策略采用了最优开关序列。这些变流器在包括燃料电池电动汽车和混合储能系统在内的混合能源系统中颇具吸引力。所提出的控制方法能在稳态和瞬态条件下（包括过调制期间，这一场景会带来重大的优化挑战）对开关矢量和占空比进行最优计算。该策略提出了一个简单的第二级控制来管理直流端口电流，利用无源矢量的冗余性，并且无需使用加权因子来平衡永磁同步电机和储能系统之间的控制目标，从而赋予永磁同步电机控制绝对优先级。实验室规...
解读: 从阳光电源的业务布局来看，这项三端口变换器的优化开关序列模型预测控制技术具有显著的战略价值。该技术针对混合储能系统与永磁同步电机的协同控制，与我司在储能系统、电动汽车驱动及新能源集成领域的核心业务高度契合。 技术层面，该方案的核心优势在于通过优化开关序列和占空比计算，实现了对PMSM转矩控制与混合...
基于Delta型级联H桥变换器的梯次利用电池储能系统SOC平衡双阶段MPC
Dual-Stage MPC for SoC Balancing in Second-Life Battery Energy Storage Systems Based on Delta-Connected Cascaded H-Bridge Converters
Pablo Poblete · Rodrigo H. Cuzmar · Ricardo P. Aguilera · Javier Pereda 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
利用退役电池（SLBs）构建电池储能系统（BESSs）可产生显著的环境和经济效益。级联 H 桥（CHB）变流器已成为将退役电池集成到电网中的理想选择，它能够高效且低成本地实现其子模块（SMs）间的不平衡功率分配。然而，退役电池之间的容量差异给控制系统带来了进一步的挑战，即既要满足电池储能系统的功率约束，又要平衡退役电池的荷电状态（SoC）。本文提出了一种双级模型预测控制（DS - MPC）策略，用于通过三角形连接的级联 H 桥（DCHB）变流器来平衡退役电池的荷电状态。所提出的双级模型预测控制策...
解读: 从阳光电源储能系统业务角度分析，该论文提出的基于三角形连接级联H桥变换器的双阶段模型预测控制技术，为退役电池梯次利用储能系统提供了创新性解决方案，与公司"储能+光伏"战略高度契合。 该技术的核心价值在于通过双阶段MPC算法实现不同容量退役电池的SoC精确平衡，这直接解决了梯次利用储能系统面临的关键...
用于燃料电池混合动力汽车的三端口变换器有限控制集模型预测电流控制
Finite Control Set Model Predictive Current Control (FCS-MPCC) of Three-Port Converter for Fuel Cell Hybrid Electric Vehicles
Alonso Lizana · Javier Pereda · Felipe Rubio · Felix Rojas · IEEE Transactions on Vehicular Technology · 2024年10月
燃料电池混合动力汽车（FCEVs）在重载及长续航车辆中具有应用前景，但传统架构需多个变换器协调燃料电池、电池/超级电容与电机间的能量分配，导致系统复杂且损耗增加。本文提出一种仅含6个半导体器件的单级三端口变换器（TPC），集成燃料电池、电池与交流电机的能量管理。采用多变量最优控制策略——有限控制集模型预测电流控制（FCS-MPCC），实现多源功率协同调控与电机驱动。通过定制耦合电感替代原有三个独立电感，有效抑制交流环流，降低电流幅值约20%，提升系统效率与功率密度。实验基于0.5kW样机及城市工...
解读: 该三端口变换器的FCS-MPCC控制技术对阳光电源车载动力系统产品线具有重要参考价值。其单级6开关拓扑实现燃料电池、电池与电机的集成控制，可直接应用于阳光电源OBC充电机及电机驱动系统的架构优化，减少功率级数降低成本。定制耦合电感抑制环流的设计思路可借鉴至ST储能变流器的多端口DC/DC模块，提升功...