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级联电力电子系统实时仿真的混合数据-物理驱动建模方法
Hybrid Data-Physics-Driven Modeling Method for Real-Time Simulation of Cascaded Power Electronics Systems
Chenxiang Gao · Pan Wu · Jin Xu · Keyou Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月
针对级联电力电子系统实时仿真难题，传统物理建模依赖详尽参数且效率低，纯数据驱动方法则面临高数据需求与长训练周期挑战。本文提出一种混合数据-物理驱动建模方法，通过融合物理先验知识与数据驱动模型，在保证实时仿真精度的同时，显著降低了计算复杂度和对海量数据的依赖。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统具有重要应用价值。在多级联变换器架构中，该混合建模方法可大幅提升iSolarCloud平台的数字孪生仿真效率，实现对复杂工况下系统动态行为的实时预测。建议研发团队将其应用于功率模块的寿命预测及故障诊断，通过物理模型约束...
双馈风力发电机组并网次同步振荡的变流器PI参数整定
PI Parameter Tuning of Converters for Sub-Synchronous Interactions Existing in Grid-Connected DFIG Wind Turbines
Aikang Chen · Da Xie · Daming Zhang · Chenghong Gu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年7月
风能作为清洁能源被广泛开发，但风电机组控制器引发的振荡严重影响电力系统稳定性。本文基于小信号模型特征值和参与因子分析，研究了双馈风电机组（DFIG）并网过程中的次同步振荡问题，并提出了一种针对变流器PI参数的整定方法，以实现振荡抑制。
解读: 该研究针对风电变流器在弱电网或复杂电网环境下的次同步振荡问题，对提升阳光电源风电变流器产品的电网适应性具有重要参考价值。通过优化PI参数整定策略，可增强变流器在宽频带下的稳定性，降低因控制器参数不当引发的振荡风险。建议研发团队将该小信号建模与参与因子分析方法集成至iSolarCloud智能运维平台，...
电力变换器实时仿真中的广义关联离散电路模型
A Generalized Associated Discrete Circuit Model of Power Converters in Real-Time Simulation
Keyou Wang · Jin Xu · Guojie Li · Nengling Tai 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年3月
本文针对系统级实时仿真中基于L/C关联离散电路（L/C-ADC）方法存在的虚拟功率损耗及参数整定困难问题，提出了一种新型广义关联离散电路模型。该方法旨在提升高频电力变换器在实时仿真环境下的精度与稳定性，优化仿真参数配置，为电力电子系统的研发与测试提供更高效的仿真手段。
解读: 该研究对于阳光电源的研发体系具有重要价值。在光伏逆变器（如组串式、集中式）及储能系统（如PowerTitan、ST系列PCS）的开发过程中，硬件在环（HIL）仿真测试是缩短研发周期、保障并网稳定性的关键环节。该文提出的广义ADC模型能有效降低高频开关下的虚拟损耗，提高仿真精度，有助于提升阳光电源在复...
基于不同工况的直流-直流固态变压器模块化多电平变换器分析与评估
Analysis and Evaluation of Modular Multilevel Converters for DC–DC Solid-State Transformer Based on Different Operating Conditions
Lei Zhang · Jiangchao Qin · Youhui Qiu · Keyou Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月
本文针对基于模块化多电平变换器（MMC）的固态变压器（SST），系统分析了运行频率、交流链路电压波形、子模块数量及调制方法对MMC损耗与体积的影响。研究旨在填补当前对MMC设计参数综合评估的空白，为高功率密度电力电子变换器的优化设计提供理论依据。
解读: MMC技术在阳光电源的高压大功率储能系统（如PowerTitan系列）及未来直流输电应用中具有重要潜力。该研究对MMC损耗与体积的权衡分析，直接指导了高压储能变流器（PCS）的模块化设计优化。通过优化子模块数量与调制策略，可有效提升PCS的功率密度并降低散热成本。建议研发团队关注文中关于交流链路电压...
基于多域映射的阻抗计算方法用于VSC型电力系统振荡稳定性分析
Multi-Domain-Mapping-Based Impedance Calculation Method for Oscillatory Stability Analysis of VSC-Based Power System
Chenxiang Gao · Siyuan Fei · Yizhuo Ma · Jin Xu 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年5月
基于电压源换流器（VSC）的电力系统具有振荡传播范围广、宽频响应以及复杂的多模态耦合等特点。由于这类系统具有高阶特性且需要灵活的分析模型，对其稳定性进行分析面临着巨大挑战。为解决这些问题，本文提出了一种基于多域映射（MDM）的新型阻抗计算方法，该方法具有高效、灵活和精确的显著特点。建立了元件级的离散时间小信号模型（DT - SSM）以取代传统的连续时间小信号模型（CT - SSM）。进一步地，采用节点分析法（NAM）描述子系统，然后将其直接等效为端口等效小信号模型（PE - SSM）。利用叠加定...
解读: 该多域映射阻抗计算方法对阳光电源的VSC类产品具有重要的工程应用价值。首先可应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的稳定性分析,特别是在大规模新能源并网场景下的振荡问题研究。其次,该方法能够精确刻画PowerTitan等大型储能系统中的多模态耦合特性,有助于提升系统的并网稳定性。方法的创新性体...
基于开关周期同步的适用于高开关频率功率变换器的实时仿真方法
Switching-Period-Synchronization-Based Real-Time Simulation Method Suitable for Power Converters With High Switching Frequency
Jin Xu · Pan Wu · Zirun Li · Keyou Wang 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年3月
在某些情况下，电力电子变换器的开关频率可高达数百千赫兹。为了准确定位开关事件，实时仿真的时间步长通常建议约为开关周期的 1%。这在单位时间内带来了巨大的计算负担。为打破这一限制，本文提出了一种基于开关周期同步（SPS）思想的实时仿真方法。仿真时间以开关周期为间隔与实际时间同步，而非以时间步长为间隔。开关周期既被用作同步间隔，也被用作主时间步长，该主时间步长还会进一步划分为多个可变子时间步长，这些子时间步长由开关周期内的开关事件决定。为了在基于现场可编程门阵列的平台上实现所提出的实时仿真，本文提出...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于开关周期同步的实时仿真技术具有重要的战略价值。随着我司光伏逆变器和储能变流器向高功率密度、高效率方向发展，碳化硅等宽禁带器件的应用使开关频率普遍提升至数十甚至数百千赫兹。传统实时仿真要求时间步长为开关周期的1%，这在高频场景下带来巨大的计算负担，严重制约了产品开发周...
考虑扭振振荡与虚拟惯量控制的永磁同步风力发电系统稳定性与动态分析
Stability and Dynamic Analysis of PMSG-based Wind Generation System Considering Torsional Oscillation and Virtual Inertia Control
Yizhuo Ma1Jin Xu2Guojie Li3Keyou Wang2 · 现代电力系统通用与清洁能源学报 · 2025年7月 · Vol.1
当前多数永磁同步发电机（PMSG）风力发电系统采用跟网型控制，依赖锁相环（PLL）实现并网，导致系统惯性支撑不足。虚拟惯量控制（VIC）虽可改善该问题，但可能引发扭振与PLL及低频振荡间的交互失稳，此现象尚未充分研究。本文通过对比降阶模型，验证了在准机电时间尺度（QET）下采用全阶模型研究稳定性的必要性，并开展模态分析，揭示VIC参数、轴系惯性时间常数、PLL参数及扭振阻尼（TOD）控制器增益对两类典型控制策略下QET振荡交互的影响。当扭振、PLL与低频振荡频率相近时，出现模态耦合与模式转换。最...
解读: 该研究对阳光电源的储能变流器和风电变流器产品具有重要参考价值。研究揭示的扭振-PLL-低频振荡交互机理，可直接应用于ST系列储能变流器和风电变流器的虚拟惯量控制优化。特别是在大型储能电站中，PowerTitan系统通过优化虚拟惯量控制参数与PLL设计，可提升系统稳定性。研究成果也启发我们在GFL控制...