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模块化多电平矩阵变换器的分布式控制
Distributed Control for the Modular Multilevel Matrix Converter
Wenxi Yao · Jian Liu · Zhengyu Lu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年4月
模块化多电平矩阵变换器(M3C)作为一种直接交流/交流拓扑,在中压大功率应用中极具前景。然而,目前的M3C原型主要采用集中式控制结构,限制了其模块化和灵活性。本文提出了一种基于分布式控制架构的M3C设计原则,以实现系统的模块化与灵活扩展。
解读: M3C作为一种先进的AC/AC拓扑,在风电变流器及大型工业驱动领域具有潜在应用价值。阳光电源目前在风电变流器领域处于行业领先地位,该分布式控制架构的研究有助于提升大功率变流器的模块化程度,降低复杂系统的布线难度与通信延迟。建议研发团队关注该技术在提升系统冗余度和功率密度方面的潜力,特别是在未来海上风...
一种无需额外有源开关的单相电流源整流器有源功率解耦方法
Active Power Decoupling Method for Single-Phase Current-Source Rectifier With No Additional Active Switches
Yao Sun · Yonglu Liu · Mei Su · Xin Li 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年8月
本文提出了一种无需增加额外有源开关的单相电流源整流器有源功率解耦方法。通过在两个桥臂上并联两个相同的解耦电容,交替工作以缓冲两倍工频的脉动功率。文章阐述了该电路的工作原理,并提出了一种混合调制方法。
解读: 该技术主要针对单相电流源整流器(CSR)的功率脉动抑制,通过优化拓扑结构减少了额外开关器件的使用。对于阳光电源而言,该技术在户用光伏逆变器或小型充电桩的输入级整流电路中具有潜在应用价值。通过省去额外的有源开关,有助于降低系统成本、减小体积并提升功率密度。建议研发团队关注该解耦策略在单相高频变换器中的...
基于三次谐波注入技术的两级矩阵变换器
Two-Stage Matrix Converter Based on Third-Harmonic Injection Technique
Hui Wang · Mei Su · Yao Sun · Jian Yang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年1月
得益于正弦输入电流和高转换效率,降压型有源三次谐波注入变换器备受关注。然而,该类变换器在理论与实践中仍面临直流母线电容导致的浪涌电流及输入失真等挑战。本文提出了一种新型两级矩阵变换器,旨在优化谐波注入性能并提升系统整体效率。
解读: 该研究探讨的矩阵变换器拓扑及三次谐波注入技术,对阳光电源的电力电子变换效率提升具有重要参考价值。特别是在光伏逆变器(组串式/集中式)和风电变流器领域,优化输入电流质量和降低直流母线电容依赖度,有助于进一步提升功率密度并降低系统成本。建议研发团队关注该拓扑在提升变换器动态响应和减少无源元件体积方面的潜...
单相系统中主动功率解耦拓扑综述
Review of Active Power Decoupling Topologies in Single-Phase Systems
Yao Sun · Yonglu Liu · Mei Su · Wenjing Xiong 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年1月
本文综述了单相系统中用于抑制两倍工频功率脉动的主动功率解耦方法。通过引入额外的功率开关和储能单元,该技术广泛应用于光伏系统、LED驱动、燃料电池及电动汽车充电器等领域,旨在提升系统性能与寿命。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器及电动汽车充电桩产品线至关重要。单相系统中两倍工频功率脉动是影响电解电容寿命及系统功率密度的关键瓶颈。通过采用主动功率解耦拓扑,可有效减小甚至消除对大容量电解电容的依赖,从而提升户用逆变器和充电桩的可靠性与功率密度。建议研发团队关注高效率、低成本的解耦电路拓扑,并将其...
一种基于预测控制的传统矩阵变换器过调制方法
A Predictive-Control-Based Over-Modulation Method for Conventional Matrix Converters
Guanguan Zhang · Jian Yang · Yao Sun · Mei Su 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年4月
为提升矩阵变换器的电压传输比并优化输入输出电流性能,本文提出了一种基于预测控制的过调制方法。该方法通过自动调节机制选择权重因子,能够实时增强系统性能,在实现最大电压利用率的同时,有效改善了变换器的整体运行表现。
解读: 矩阵变换器作为一种先进的功率变换拓扑,其高电压传输比和无直流环节的特性在特定工业驱动或高性能电源领域具有潜力。对于阳光电源而言,虽然目前主流产品线(如组串式逆变器、PowerTitan储能系统)多采用传统的DC-AC或DC-DC-AC架构,但该研究中提出的“基于预测控制的过调制方法”及“自动权重调节...
具有固定开关频率控制的临界导通模式Boost PFC变换器
Critical Conduction Mode Boost PFC Converter With Fixed Switching Frequency Control
Kai Yao · Yi Wang · Jian Guo · Kaili Chen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年8月
临界导通模式(CRM)Boost PFC变换器具有零电流开通和无二极管反向恢复的优势,适用于中低功率应用。但其开关频率随电网周期变化,且受输入电压和负载影响范围大,导致电磁干扰设计困难。本文提出了一种固定开关频率的控制策略以优化该拓扑性能。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器及电动汽车充电桩产品线具有重要参考价值。户用逆变器和充电桩前端通常采用PFC电路进行功率因数校正,CRM模式虽效率高,但变频特性给EMI滤波器设计带来挑战。引入固定频率控制策略,有助于提升阳光电源产品的电磁兼容性(EMC)表现,减小滤波器体积,从而进一步优化户用逆变器...
用于降低半导体压降非线性失真的ZVS逆变器高精度控制
High-Precision Control for ZVS Inverter to Reduce Nonlinear Distortion of Semiconductor Voltage Drop
Hailin Zhang · Jun Yao · Baoquan Kou · Jian Wei · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年4月
辅助谐振缓冲逆变器(ARSC)因其低开关损耗和死区效应,非常适用于高精度应用。然而,由导通电阻引起的半导体压降是影响高精度输出的关键问题。本文针对该问题提出了高精度控制策略,以补偿非线性失真,提升逆变器输出性能。
解读: 该研究针对ZVS逆变器中的非线性失真补偿,对阳光电源的高端组串式逆变器及工商业光伏逆变器具有重要参考价值。随着光伏电站对电能质量要求日益严苛,通过优化控制算法补偿半导体压降,可进一步提升逆变器在低电流区间的输出精度和THD表现。建议研发团队关注该拓扑在提升逆变器效率与电能质量方面的潜力,并评估其在下...
基于数学构造法的多模块矩阵变换器调制策略
Modulation Strategies Based on Mathematical Construction Method for Multimodular Matrix Converter
Yao Sun · Wenjing Xiong · Mei Su · Hanbing Dan 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年8月
本文提出了一种基于数学构造法的多模块矩阵变换器(MC)调制方案,通过普通多绕组变压器实现。核心在于偏移信号的计算,并引入几何方法确定其取值范围。该调制方案根据几何特性分为两类,旨在优化多模块变换器的控制性能与功率转换效率。
解读: 该研究探讨的多模块矩阵变换器拓扑及调制策略,在电力电子变换效率与控制灵活性方面具有理论价值。对于阳光电源而言,该技术可作为中高压大功率变流器(如大型集中式光伏逆变器或风电变流器)的前沿技术储备。通过数学构造法优化调制,有助于提升系统在复杂电网环境下的电能质量与功率密度。建议研发团队关注其在多绕组变压...
基于模块化多电平矩阵变换器的单级固态变压器直流电压纹波优化
DC Voltage Ripple Optimization of a Single-Stage Solid-State Transformer Based on the Modular Multilevel Matrix Converter
Jian Liu · Shixin Yue · Wenxi Yao · Wuhua Li 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月
本文提出将模块化多电平矩阵变换器(M3C)应用于单级AC/DC固态变压器(SST),通过单一集中式中频变压器实现电气隔离,简化了变压器绝缘设计并提升了功率密度。文章重点研究了基于内部解耦变换的直流电压纹波优化控制策略。
解读: 该技术主要涉及先进电力电子拓扑,对阳光电源的集中式逆变器及大型储能系统(如PowerTitan系列)具有参考价值。M3C拓扑通过单级变换实现高功率密度,有助于优化未来大功率电力电子设备的体积与效率。虽然目前阳光电源主流产品多采用组串式或常规多电平拓扑,但该研究中关于中频变压器集成及多电平解耦控制的思...
三相Vienna整流器中点电压平衡的通用设计框架
A Generalized Design Framework for Neutral Point Voltage Balance of Three-Phase Vienna Rectifiers
Xing Li · Jian Han · Yao Sun · Mei Su 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年10月
本文提出了一种用于三相Vienna整流器中点电压平衡问题的通用设计框架。在该框架下,可以便捷地构建多种具有稳定性保障的中点电压平衡方法。作为验证,文中展示了三种代表性的平衡方法。
解读: Vienna整流器作为一种典型的高功率密度三电平拓扑,在阳光电源的电动汽车充电桩(大功率直流快充)及部分工业电源产品中具有应用潜力。中点电压平衡是保证三电平拓扑可靠运行的关键,该通用设计框架有助于优化充电桩功率模块的控制算法,提升系统在宽电压范围下的输出稳定性与电能质量。建议研发团队参考该框架,针对...
一种具有双路径有源频率补偿方案的快速瞬态无电容LDO
A Fast-Transient Capacitorless LDO With Dual Paths Active-Frequency Compensation Scheme
Xin Ming · Jian-Jun Kuang · Xin-ce Gong · Zhiyi Lin 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年9月
本文提出了一种面积高效且瞬态响应快的无电容低压差线性稳压器(LDO)。通过采用具有推挽充电能力的有源电容频率补偿策略,在不降低轻载下环路稳定性的前提下,有效减少了片上补偿电容面积,并显著提升了瞬态响应速度。
解读: 该技术属于电源管理芯片(PMIC)底层电路设计,对阳光电源的iSolarCloud智能运维平台中的传感器节点、户用逆变器及储能系统的控制板卡电源设计具有参考价值。随着光伏和储能系统对控制电路集成度、响应速度及可靠性要求的提升,该无电容LDO方案有助于减小控制板卡尺寸并降低成本,特别是在空间受限的户用...
一种基于积分滑模控制的无刷双馈感应电机鲁棒控制方案
A Robust Control Scheme Based on ISMC for the Brushless Doubly Fed Induction Machine
Guanguan Zhang · Jian Yang · Yao Sun · Mei Su 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年4月
无刷双馈感应电机(BDFM)因其高可靠性和免维护特性,在风力发电系统中具有巨大潜力。本文讨论了以转子磁链为扰动的功率绕组定子磁链定向坐标系下的数学模型,并据此实现了BDFM系统的鲁棒控制方案。
解读: BDFM技术因其无电刷、高可靠性的特点,符合风电行业向低运维成本方向发展的趋势。阳光电源作为风电变流器领域的领先供应商,该研究提出的积分滑模控制(ISMC)方案可提升变流器在复杂风况下的鲁棒性,减少对电机参数的依赖。建议研发团队关注该控制策略在双馈风电变流器中的移植潜力,通过优化控制算法提升系统抗扰...
用于五相电压源逆变器的降低共模电压载波调制策略
Carrier-Based Modulation Strategies With Reduced Common-Mode Voltage for Five-Phase Voltage Source Inverters
Wenjing Xiong · Yao Sun · Mei Su · Jianxin Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年3月
本文提出了两种基于载波调制(CBM)的策略(RCMV-CBM1和RCMV-CBM2),旨在降低五相电压源逆变器的共模电压(CMV)。通过采用相位相反的两种载波,并将其应用于特定相,有效抑制了高CMV幅值的开关状态,从而优化了逆变器的电磁兼容性表现。
解读: 该研究聚焦于多相逆变器拓扑的调制优化,虽然阳光电源目前主流产品以三相逆变器为主,但多相电机驱动及高功率密度逆变技术是未来电力电子演进的重要方向。降低共模电压(CMV)对于提升光伏及储能系统的电磁兼容性(EMC)、减少漏电流以及延长系统绝缘寿命具有重要意义。建议研发团队关注该调制策略在未来大功率多电平...
一种简单实用的永磁同步电机占空比调制直接转矩控制
A Simple and Practical Duty Cycle Modulated Direct Torque Control for Permanent Magnet Synchronous Motors
Feng Niu · Xiaoyan Huang · Leijiao Ge · Jian Zhang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年2月
本文提出了一种用于永磁同步电机(PMSM)的简单实用占空比调制直接转矩控制(DDTC)方法。该方法通过占空比发生器根据转矩误差和电机转速直接获取有效矢量占空比,避免了传统DDTC中复杂的计算过程,并详细阐述了占空比发生器的设计细节。
解读: 该技术主要针对永磁同步电机(PMSM)的转矩控制优化,虽然阳光电源核心业务聚焦于光伏逆变器与储能系统,但该控制算法在风电变流器(风机侧电机控制)及电动汽车充电桩(内部冷却系统电机或潜在的电机驱动业务)中具有参考价值。其提出的简化占空比计算方法有助于降低控制器的算力需求,提升变流器在动态响应过程中的稳...
四电平混合钳位变换器的一种开环优化共模电压注入电压平衡控制方法
Novel Voltage-Balance Control of Four-Level Hybrid-Clamped Converter With Open-Loop Optimized Common-Mode Voltage Injection
Yihui Zhao · Jianyu Pan · Sheng Yan · Yao Luo 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
四电平混合钳位变换器(HCC)作为一种高效直流-交流变换器,在低频运行时面临直流侧电容电压波动大、电流畸变及体积过大的挑战。本文提出了一种通过开环共模电压(CMV)注入实现电压平衡的简单有效控制方法,优化了变换器的性能。
解读: 该研究针对多电平拓扑的电容电压平衡问题,对阳光电源的组串式及集中式光伏逆变器具有重要参考价值。随着光伏系统向更高电压等级和更高功率密度演进,四电平混合钳位技术能有效降低开关损耗并提升效率。该开环CMV注入控制策略无需复杂的闭环调节,有利于降低计算资源消耗,提升逆变器在低频工况下的输出电能质量。建议研...
基于虚拟电感与直流升压控制的双馈变速抽水蓄能机组低电压穿越方法
Virtual Inductance and DC Boosting Control Based Low Voltage Ride-Through Method for Doubly-Fed Variable-Speed Pumped Hydro Storage Units
Xin Li · Yingjie Chen · Weike Yu · Longquan Li 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
本文提出了一种针对双馈变速抽水蓄能机组(VS-PHS)的新型低电压穿越(LVRT)控制策略。该方法结合了转子侧虚拟电感与直流母线电压升压控制,克服了传统Crowbar电路或单一虚拟电感控制的局限性,有效提升了机组在电网故障下的稳定性与响应能力。
解读: 该研究提出的LVRT控制策略对于阳光电源的风电变流器及大型储能系统(如PowerTitan系列)具有重要参考价值。双馈变速抽蓄机组的控制逻辑与大功率风电变流器及构网型储能变流器(PCS)在弱电网下的故障穿越逻辑高度同源。通过引入虚拟电感与直流母线电压动态调节,可进一步优化阳光电源PCS在电网电压跌落...
基于变电感的CRM Boost PFC变换器准固定开关频率控制
Quasi-Fixed Switching Frequency Control of CRM Boost PFC Converter Based on Variable Inductor in Wide Input Voltage Range
Kai Yao · Zhen Zhang · Jian Yang · Jintao Liu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月
针对传统恒定导通时间控制下CRM Boost PFC变换器在宽输入电压范围内开关频率变化剧烈的问题,本文提出了一种结合变导通时间和变电感技术的准固定开关频率控制策略,有效优化了变换器在全工作范围内的频率特性。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器及充电桩产品线具有重要参考价值。在户用逆变器和充电桩的前级PFC电路中,宽输入电压范围下的EMI设计和磁性元件优化一直是难点。通过引入变电感技术和准固定频率控制,可以有效缩小磁性元件体积,降低EMI滤波器设计难度,提升整机功率密度和效率。建议研发团队评估该控制策略在小...
实现CRM集成Buck-Flyback PFC变换器高输入功率因数的变导通时间控制
Variable-On-Time Control to Achieve High Input Power Factor for a CRM-Integrated Buck–Flyback PFC Converter
Abdul Hakeem Memon · Kai Yao · Qingwei Chen · Jian Guo 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年7月
本文提出了一种用于临界导通模式(CRM)集成Buck-Flyback功率因数校正(PFC)变换器的变导通时间(VOT)控制方案。通过利用输入和输出电压对Buck和Flyback开关的导通时间进行调制,该方案有效消除了输入电流谐波,实现了高功率因数(PF)和低总谐波失真(THD)。
解读: 该研究提出的VOT控制策略及Buck-Flyback集成拓扑,对阳光电源的户用光伏逆变器及小型储能PCS产品具有重要参考价值。在户用场景中,提升PFC级的功率因数和降低THD是满足日益严格的电网接入标准(如EN 61000-3-2)的关键。该技术方案有助于优化变换器在宽电压输入范围下的效率,并减少E...
一种改善CRM/DCM Buck-Buck/Boost PFC变换器功率因数和动态响应性能的方案
A Scheme to Improve Power Factor and Dynamic Response Performance for CRM/DCM Buck–Buck/Boost PFC Converter
Kai Yao · Chengjian Wu · Jienan Chen · Jian Yang 等11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月
Buck-Buck/Boost PFC变换器能有效补偿Buck型PFC输入电流的死区问题。然而,在传统CRM模式下的恒定导通时间控制或DCM模式下的恒定占空比控制中,其功率因数较低。本文提出了一种改进方案,旨在提升该拓扑在不同工作模式下的功率因数及动态响应性能。
解读: 该研究针对PFC拓扑的优化,对阳光电源的充电桩产品线及储能变流器(PCS)的前级AC/DC整流环节具有重要参考价值。在充电桩和PCS应用中,高功率因数和快速动态响应是提升电能质量和系统效率的关键。该方案通过改进CRM/DCM控制策略,有助于优化阳光电源产品在宽负载范围下的输入电流谐波表现,提升整机能...
功率振荡定位:一种基于同步相量的自适应Vold-Kalman滤波能量法
Power Oscillation Localization: A Synchrophasor Based Adaptive Vold-Kalman Filtering Energy Flow
Qin Huang · Wei Qiu · Yao Zheng · Junfeng Duan 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2024年11月
随着相量测量单元(PMU)在电力系统中的广泛应用,利用同步相量数据实现功率振荡源定位成为可能。然而,传统的基于能量的定位方法易受噪声及无关频率成分干扰。为此,本文提出一种基于自适应Vold-Kalman滤波的能量法(A-VKF-Energy)。首先通过快速傅里叶变换识别有功功率中的振荡频率,进而采用自适应Vold-Kalman滤波提取各支路振荡分量,并计算其耗散能量。以能量变化斜率比作为能量流动方向判据,自动判定振荡源位置。仿真与实际事件验证表明,该方法能有效抑制频域耦合干扰,准确识别振荡源。
解读: 该功率振荡定位技术对阳光电源大型储能系统(PowerTitan)和构网型控制产品具有重要应用价值。在储能电站并网场景中,A-VKF-Energy方法可集成至iSolarCloud平台,实时监测ST系列储能变流器引发的次同步/超同步振荡,通过PMU数据精准定位振荡源支路,避免误判。该技术可优化GFM构...
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