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变速驱动中模块化多电平变换器平均电容电压的最优选择
Optimal Selection of the Average Capacitor Voltage for Variable-Speed Drives With Modular Multilevel Converters
Antonios Antonopoulos · Lennart Angquist · Lennart Harnefors · Hans-Peter Nee · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年1月
本文研究了基于模块化多电平变换器（M2C）的电机驱动系统。在低于基准转速运行时，系统对电压要求降低，因此可降低子模块电容电压，以容纳更大的电压纹波，同时确保不超过电容峰值电压限制。该方法优化了变换器在变速工况下的运行效率与性能。
解读: 该研究涉及的模块化多电平（M2C）拓扑是高压大功率变换器的核心技术。对于阳光电源而言，虽然目前光伏和储能产品（如PowerTitan系列）主要采用组串式或集中式拓扑，但M2C技术在超高压直流输电及大型工业电机驱动领域具有潜力。该论文提出的电容电压动态优化策略，可为阳光电源未来研发更高功率密度、更宽运...
参考前馈功率同步控制
Reference-Feedforward Power-Synchronization Control
Lennart Harnefors · F. M. Mahafugur Rahman · Marko Hinkkanen · Mikko Routimo · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年9月
本文提出了一种功率同步控制的改进方案，通过在闭环系统中实现极零点对消，消除了阶跃响应中的振荡和超调。在强电网条件下，该方法有效提升了闭环带宽，缩短了阶跃响应的上升时间，增强了并网系统的动态性能。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan系列储能变流器（PCS）具有重要参考价值。在当前高比例可再生能源接入背景下，构网型（Grid-Forming）技术是核心竞争力。该文提出的极零点对消控制策略能显著优化逆变器在电网电压波动下的动态响应，减少输出功率超调，提升系统在弱电网下的稳定性。建...
并网电压源变换器的统一阻抗模型
Unified Impedance Model of Grid-Connected Voltage-Source Converters
Xiongfei Wang · Lennart Harnefors · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年2月
本文提出了一种并网电压源变换器的统一阻抗模型，用于分析锁相环（PLL）和电流控制对系统动态特性的影响。通过复传递函数和复空间矢量，明确揭示了不同坐标系下阻抗模型间的数学关系，并建立了静止坐标系（αβ轴）下的阻抗模型。
解读: 该研究对于阳光电源的核心产品线（如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器）具有极高的应用价值。随着电网环境日益复杂，弱电网下的并网稳定性成为技术难点。该统一阻抗模型能够帮助研发团队更精准地评估PLL参数与电流环设计对系统稳定性的影响，特别是在提升逆变器在弱电网...
电力电子化电力系统统一且灵活的频域稳定性评估框架
Unified and Flexible Frequency-Domain Stability Assessment Framework for Power-Electronic-Based Power Systems
Feifan Chen · Sei Zhen Khong · Xiongfei Wang · Lennart Harnefors · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
本文提出了一种频域稳定性分析理论，为电力电子化电力系统的分散式稳定性评估提供了统一且高度灵活的框架。通过引入频率相关乘子，该方法实现了现有分散式稳定性条件的无缝集成，有效解决了复杂电力电子系统在多源并网场景下的稳定性分析难题。
解读: 该研究对于阳光电源的组串式逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器等核心业务至关重要。随着高比例可再生能源接入，电网强度降低，该稳定性评估框架能显著提升阳光电源产品在弱电网环境下的并网适应性。建议研发团队将其应用于构网型（GFM）控制策略的优化，通过频域分析提前识别潜在的振荡风险，从而提升i...
模块化多电平变换器子模块的无线控制
Wireless Control of Modular Multilevel Converter Submodules
Bars Ciftci · Sebastian Schiessl · James Gross · Lennart Harnefors 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
模块化多电平变换器（MMC）子模块的无线控制技术具有降低成本和简化安装的潜力。然而，无线通信带来的延迟和干扰等挑战，使得传统的有线控制方法无法直接应用，需开发针对无线环境的控制策略以确保系统稳定性。
解读: 该技术对阳光电源的集中式逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。MMC拓扑常用于高压大功率场景，无线控制可显著减少光纤布线，降低系统复杂度和安装成本，提升大型电站的运维效率。建议研发团队关注无线通信的实时性与抗干扰能力，探索其在PowerTitan储能变流器模块化设计中的...
电流控制型模块化多电平变换器的全局渐近稳定性
Global Asymptotic Stability of Current-Controlled Modular Multilevel Converters
Lennart Harnefors · Antonios Antonopoulos · Kalle Ilves · Hans-Peter Nee · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年1月
本文扩展了模块化多电平变换器（MMC）开环总电容电压控制的稳定性研究。通过在控制律中引入环流反馈以提升阻尼，并在考虑输出电流控制环及一阶测量滞后的前提下，证明了系统的全局渐近稳定性。
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功率储能系统（如PowerTitan系列）中具有重要应用潜力。该文提出的环流抑制与稳定性证明方法，对于提升高压大功率变换器的并网稳定性、优化控制环路设计具有直接参考价值。建议研发团队关注该控制策略在复杂电网环境下的动态响应表现，以进一步提升阳光电源大...
三相同步旋转坐标系锁相环的小信号建模
Small-Signal Modeling of Three-Phase Synchronous Reference Frame Phase-Locked Loops
Florian Hans · Walter Schumacher · Lennart Harnefors · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年7月
同步旋转坐标系（SRF）锁相环（PLL）是分布式发电系统中常用的并网同步技术。由于PLL对暂态动力学有显著影响，它是稳定性研究的关键组件。本文证明了常用的小信号SRF-PLL模型在特定预处理场景下可用于稳定性分析。
解读: 锁相环（PLL）是阳光电源组串式和集中式光伏逆变器、储能变流器（PCS）并网控制的核心环节。随着电网弱电网特性日益显著，PLL的动态响应直接影响系统的并网稳定性和低电压穿越（LVRT）性能。本文的小信号建模方法对优化阳光电源逆变器在复杂电网环境下的控制参数设计、提升PowerTitan等储能系统的并...
弱电网下锁相环同步电压源变换器电流控制器设计再思考
Rethinking Current Controller Design for PLL-Synchronized VSCs in Weak Grids
Hong Gong · Xiongfei Wang · Lennart Harnefors · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
本文重新审视了弱电网下锁相环（PLL）同步电压源变换器（VSC）的电流控制器设计。文章考虑了PLL动态特性、弱电网阻抗及电压前馈（VFF）控制的影响，提出了一种基于单输入单输出传递函数的模型，用于表征各控制环路间的相互作用，并分析了其对系统稳定性的影响。
解读: 该研究直接针对弱电网环境下并网逆变器（如阳光电源组串式和集中式光伏逆变器）的稳定性挑战。随着全球光伏渗透率提升，电网强度普遍下降，该文提出的控制环路交互分析方法对于优化阳光电源逆变器的PLL参数整定和电压前馈策略具有重要指导意义。通过改进电流控制器设计，可显著提升公司产品在弱电网下的并网稳定性，减少...
构网型矢量电流控制
Grid-Forming Vector Current Control
Mario Schweizer · Stefan Almer · Sami Pettersson · Arvid Merkert 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年11月
本文提出了一种基于电流控制电力电子变换器的构网型控制新视角。该方案通过模拟虚拟同步调相机与并联虚拟电流源的综合效应，结合了虚拟同步机（VSG）提供惯量等优势，实现了在弱电网环境下的稳定并网控制。
解读: 该技术对阳光电源的PowerTitan液冷储能系统及大型组串式逆变器至关重要。随着全球电网比例中可再生能源占比提升，电网强度下降，传统的跟网型（GFL）控制已难以满足稳定性要求。本文提出的构网型（GFM）矢量电流控制方案，能有效增强系统在弱电网下的惯量支撑与黑启动能力。建议研发团队将其集成至iSol...
基于移相载波PWM的模块化多电平变换器分析与运行
Analysis and Operation of Modular Multilevel Converters With Phase-Shifted Carrier PWM
Kalle Ilves · Lennart Harnefors · Staffan Norrga · Hans-Peter Nee · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年1月
本文分析了模块化多电平变换器（MMC）在移相载波调制下的运行特性，重点探讨了开关频率对电容电压波动、环流及交流侧电压的影响。研究发现，特定的开关频率选择对优化系统谐波性能及降低损耗至关重要。
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）中具有潜在应用价值。移相载波PWM技术能有效提升输出电平数，降低输出谐波，从而减小滤波器的体积与成本。对于阳光电源而言，深入研究该调制策略有助于优化大功率变换器的损耗分布，提升系统效率。建议研发团队关注该技术在超高...
一种最小化子模块电容电压偏差的模块化多电平变换器预测排序算法
Predictive Sorting Algorithm for Modular Multilevel Converters Minimizing the Spread in the Submodule Capacitor Voltages
Kalle Ilves · Lennart Harnefors · Staffan Norrga · Hans-Peter Nee · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年1月
随着开关频率的降低，模块化多电平变换器（MMC）的电容电压平衡变得愈发困难，导致子模块电压纹波增大。本文提出了一种新型电容电压平衡策略，旨在结合低开关频率与优化的电压均衡性能，有效抑制子模块电容电压的波动范围。
解读: 该研究针对MMC拓扑的电容电压均衡问题，对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）具有重要参考价值。在追求高效率、低开关损耗的大功率并网设备中，降低开关频率是提升系统效率的关键，但会带来电压均衡挑战。该预测排序算法可优化子模块的投切逻辑，在保证电压平衡的前提下降低...
基于通用锁相环的构网型控制
Generic PLL-Based Grid-Forming Control
Lennart Harnefors · Mario Schweizer · Jarno Kukkola · Mikko Routimo 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
在构网型控制中，通过功率控制器模拟同步发电机的转子运动方程，从而实现频率下垂、功率振荡阻尼和虚拟惯性。本文提出了一种创新的设计方法，即通过改进通常用于跟网型控制的锁相环（PLL），使其能够模拟通用的功率控制器，从而实现构网型功能。
解读: 该研究对阳光电源的构网型（Grid-Forming）技术路线具有重要参考价值。目前阳光电源的PowerTitan系列储能系统及大型组串式逆变器正向构网型技术演进，以应对弱电网环境下的稳定性挑战。该文提出的基于PLL的构网控制方法，为现有跟网型控制架构向构网型平滑过渡提供了理论支撑，有助于优化Powe...
基于有源电纳的鲁棒构网型控制
Robust Grid-Forming Control With Active Susceptance
Fangzhou Zhao · Xiongfei Wang · Zichao Zhou · Yin Sun 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年3月
本文提出了一种针对宽范围短路比（SCR）具有鲁棒性的构网型控制方案。通过在传统功率同步控制中引入有源电纳环，增强了系统阻尼，实现了高稳定性，并支持使用标准的电压定向矢量电流控制，避免了复杂控制带来的局限性。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统具有极高应用价值。随着全球电网SCR水平不断降低，弱电网下的稳定性成为核心痛点。该方案通过有源电纳环增强阻尼，能够显著提升阳光电源构网型（GFM）产品的并网适应性，特别是在高比例可再生能源接入的弱电网场景下。建议研发团...
一种并网逆变器的级联混合同步控制
A Cascaded Hybrid Synchronization Control for Grid-Connected Inverters
Feifan Chen · Xiongfei Wang · Haowen Wang · Liang Zhao 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年1月
本文重新审视了矢量电压控制（VVC），提出通过在q轴电压参考中引入P-Eq下垂控制，使传统的锁相环（PLL）能够有效替代功率同步控制，从而实现构网型（GFM）逆变器的功率-频率动态特性。该方法简化了GFM控制策略，同时保留了传统控制的优势。
解读: 该研究提出的级联混合同步控制方案对阳光电源的构网型（GFM）技术演进具有重要参考价值。随着全球电网比例中新能源占比提升，阳光电源的PowerTitan储能系统及大型组串式逆变器正加速向构网型技术转型。该方案通过改进传统PLL实现GFM特性，降低了控制系统的复杂性，有助于提升阳光电源产品在弱电网环境下...
一种模块化多电平变换器交流侧导纳计算方法
A Method for the Calculation of the AC-Side Admittance of a Modular Multilevel Converter
Luca Bessegato · Lennart Harnefors · Kalle Ilves · Staffan Norrga · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年5月
模块化多电平变换器（MMC）接入交流电网可能引发稳定性问题，通过分析变换器交流侧导纳与电网阻抗的关系可进行评估。本文提出了一种计算MMC交流侧导纳的方法，通过对变换器变量的主要频率分量进行独立分析，为电网交互稳定性研究提供了理论基础。
解读: 该研究对于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）具有重要参考价值。随着光伏和储能电站接入弱电网场景增多，MMC架构或多电平拓扑在并网稳定性方面面临挑战。通过精确的导纳建模，阳光电源研发团队可优化逆变器在宽频带下的阻抗特性，提升系统在弱电网下的抗干扰能力。此外，该方...
具有高功率能力的新型混合交替公共桥臂变换器：潜力与局限
Hybrid Alternate-Common Arm Converter With High Power Capability: Potential and Limitations
Panagiotis Bakas · Kalle Ilves · Yuhei Okazaki · Lennart Harnefors 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月
本文研究了一种结合晶闸管与全桥（FB）桥臂的新型混合变换器。相比全桥模块化多电平变换器（FB-MMC），该拓扑在降低半导体额定功率的同时实现了高功率传输能力。研究涵盖了能量平衡理论分析、尺寸设计原则、最大功率能力以及不连续运行带来的局限性。
解读: 该研究提出的混合拓扑通过引入晶闸管降低了半导体器件的额定功率要求，对于阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要的技术参考价值。在追求更高功率密度和更低系统成本的背景下，该拓扑在超大规模电站场景中具有应用潜力。建议研发团队关注其在能量平衡控制方面的复杂性，评估其在...
控制对模块化多电平变换器交流侧导纳的影响
Effects of Control on the AC-Side Admittance of a Modular Multilevel Converter
Luca Bessegato · Kalle Ilves · Lennart Harnefors · Staffan Norrga · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年8月
本文探讨了模块化多电平变换器（MMC）在并网运行下的稳定性评估方法，重点分析了交流侧导纳与电网阻抗的关系。研究表明，变换器的电流控制策略对导纳特性具有显著影响，通过优化控制参数可有效提升系统在弱电网环境下的稳定性。
解读: MMC技术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。随着电网向弱电网特性演变，变换器的阻抗建模与导纳整形技术是保障系统并网稳定性的核心。该研究提出的控制参数优化方法，可直接应用于提升阳光电源大功率变流器在复杂电网环境下的抗扰动能力，特别是对于构网...
一种用于模块化多电平变换器中电容器并联连接的子模块实现方案
A Submodule Implementation for Parallel Connection of Capacitors in Modular Multilevel Converters
Kalle Ilves · Franz Taffner · Staffan Norrga · Antonios Antonopoulos 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年7月
在模块化多电平变换器（MMC）中，开关频率与子模块电容电压纹波之间存在权衡。当开关频率降低时，平衡电容电压变得困难。本文提出了一种新型子模块电路，旨在改善低开关频率下的电容电压平衡性能。
解读: 该技术对阳光电源的大功率储能变流器（如PowerTitan系列）及高压集中式光伏逆变器具有重要参考价值。MMC拓扑在大功率、高压并网场景中应用广泛，通过优化子模块电路实现低频下的电压平衡，有助于降低开关损耗，提升系统整体效率，并减小滤波元件体积。建议研发团队评估该拓扑在提升大功率PCS系统功率密度及...
基于SISO建模的并网电压源变换器稳定性分析
Stability Analysis of Grid-Connected Voltage-Source Converters Using SISO Modeling
Hongyang Zhang · Lennart Harnefors · Xiongfei Wang · Hong Gong 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年8月
本文研究了并网电压源变换器在弱电网下的交互稳定性。通过将变换器与电网阻抗建模为单输入单输出（SISO）系统，利用Nyquist稳定性判据进行分析与控制器设计。该方法简化了复杂系统的稳定性评估，为弱电网环境下的并网控制提供了理论支撑。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心业务。在弱电网环境下，组串式逆变器（如SG系列）和集中式逆变器常面临并网稳定性挑战。通过SISO建模简化稳定性分析，有助于优化逆变器的锁相环（PLL）及电流环参数，提升产品在复杂电网条件下的适应性。建议研发团队将此分析方法集成至iSolarCloud智能运维平台的仿真模...
铁路供电用AC/AC模块化多电平变换器的控制与导纳建模
Control and Admittance Modeling of an AC/AC Modular Multilevel Converter for Railway Supplies
Luca Bessegato · Kalle Ilves · Lennart Harnefors · Staffan Norrga 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年3月
本文研究了用于铁路供电的AC/AC模块化多电平变换器（MMC）。针对该应用场景的特殊运行条件，提出并评估了一种分层控制方案，并建立了AC/AC MMC的导纳模型，以分析其在复杂电网环境下的稳定性和控制性能。
解读: 该研究涉及的MMC拓扑及分层控制技术，与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）中的多电平技术有底层共性。虽然目前铁路供电非公司核心业务，但MMC的导纳建模与稳定性分析方法，可迁移至大型储能电站的并网稳定性研究中，特别是针对弱电网下的振荡抑制。建议研发团队关注其分层控...
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