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基于移相SPWM的单源五电平电流源逆变器调制方法
Phase-Shifting SPWM-Based Modulation for Single-Source Five-Level Current Source Inverter
Ling Xing · Qiang Wei · Yunwei Li · Yan-Fei Liu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月
摘要:近期有人提出了一种具有固有电流平衡特性且开关数量较少的单电源五电平电流源逆变器(CSI)。实现五电平输出并在低开关频率下具备优异谐波性能的该逆变器调制方案仍是一项挑战,目前尚未得到探索。相移正弦脉冲宽度调制(SPWM)是一种成熟的技术,能在低开关频率下实现优异的谐波性能。尽管有这些优点,但由于单电源五电平 CSI 的独特单电源拓扑结构,相移 SPWM 技术无法应用于该逆变器。在本研究中,明确了将相移 SPWM 应用于单电源五电平 CSI 所面临的挑战,并为单电源五电平 CSI 开发了一种基...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项单源五电平电流源逆变器(CSI)的相移SPWM调制技术具有重要的战略价值。该技术通过创新的调制方案实现了五电平输出,同时在低开关频率下保持优异的谐波性能,这直接契合我们在光伏逆变器和储能系统领域对高效率、低损耗的核心需求。 技术优势方面,单源拓扑结构减少了开关器件数量...
气囊式压缩超临界二氧化碳储能动态建模
Dynamic Modeling of Gasbag-Structured Compressed Supercritical Carbon Dioxide Energy Storage
Xiaoming Liu · Jun Liu · Yu Zhao · Kezheng Ren 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年12月
为缓解高渗透率可再生能源带来的不利影响,大规模长时储能系统(LSLD-ESSs)受到广泛关注。现有技术如抽水蓄能和压缩空气储能受限于地理条件。为此,气囊式压缩超临界二氧化碳储能(G-CSCES)被提出,但当前研究多集中于㶲经济性优化,且传统洞穴式模型不适用于G-CSCES,限制了其在辅助服务中的应用。本文提出包含热力学与功率动态的G-CSCES综合动态模型,以提升其在电力系统频率调节中的适用性,并在实际系统上验证了模型有效性。
解读: 该G-CSCES动态建模技术对阳光电源PowerTitan储能系统和ST系列储能变流器具有重要参考价值。研究提出的热力学与功率动态综合模型可为阳光电源储能系统的频率调节功能提供新思路,特别是在构网型GFM控制和虚拟同步机VSG技术中,可借鉴其动态响应建模方法优化控制算法。该技术突破传统地理限制的长时...
一种适用于电网畸变条件下并网逆变器的快速锁相双模式无缝切换方法
A Cutting-Edge Dual-Mode Seamless Switching Method With Fast Phase Locking for Grid-Connected Inverter Under Distorted Grid Conditions
Yanqi Cheng · Weimin Wu · Eftichios Koutroulis · Mohamed Orabi 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月
针对短路比(SCR)波动时并网逆变器(GCI)运行质量的问题,双模式控制通过根据SCR选择跟网型(GFLI)或构网型(GFMI)控制策略。然而,该方法在电网畸变下失效。本文提出一种适用于畸变电网的新型无缝切换方法。该方法采用卡尔曼滤波提取公共耦合点(PCC)电压与并网电流基波分量,并利用谐波电压观测值(PCC电压与基波电压之差)作为调制前馈,抑制电网背景谐波影响;同时将基波电压观测值输入同步旋转坐标系锁相环(SRF-PLL),确保切换前后相位同步。该方法无需修改锁相环结构、无需单独提取各次谐波,...
解读: 该双模式无缝切换技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。当前阳光电源储能产品已具备GFM/GFL双模式能力,但在弱电网及畸变工况下的模式切换仍面临挑战。文中提出的卡尔曼滤波基波提取与谐波前馈抑制方案,可直接应用于ST系列产品的控制算法优化,无需改动现有SR...
基于瞬时相位差的低频变压器快速保护方法
Fast Protection Method for Low-Frequency Transformers Based on Instantaneous Phase Difference
Gao Shuping · Quan Zhe · Wu Xinyu · Song Guobing 等5人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年9月
低频变压器是海上风电低频输电系统的关键设备,其故障特性与常规变压器存在显著差异,传统变压器保护方案难以适用。为此,本文提出一种基于瞬时相位差的低频变压器快速保护方法。该方法以差动电流幅值作为保护启动判据,结合低频变压器在不同运行状态下的瞬时相位差特征,构建相应的保护判据。基于PSCAD搭建低频输电系统仿真模型,对所提保护方案进行验证。仿真结果表明,该方法在低频变压器故障时能可靠动作,具有良好的保护性能。
解读: 该研究对阳光电源海上风电变流器和储能系统的保护技术具有重要参考价值。低频变压器保护方法可应用于阳光电源PowerTitan大型储能系统的变压器保护环节,提升系统可靠性。瞬时相位差保护原理可集成到ST系列储能变流器的控制算法中,优化故障检测速度。此外,该技术对完善iSolarCloud平台的故障诊断功...
一种基于模型无关在线学习的直流/交流逆变器控制策略
A Model-Independent Online Learning-based Control Strategy for DC/AC Inverters
Zifan Lin · Yulin Liu · Wenxiang Du · Qingle Sun 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
本文提出了一种用于电力电子逆变器的新型控制方案,该方案采用了由障碍李雅普诺夫函数引导的径向基函数神经网络控制器,具有在线学习和实时应用的特点。与许多现有的基于自适应神经网络的控制器不同,所提出的方法无需了解系统参数,也不需要任何离线训练。控制律完全在线更新,并保证收敛,确保在存在不确定性和干扰的情况下实现有界电流跟踪。其结构简单,计算复杂度极低,使其成为目前适用于实时直流 - 交流逆变器控制的最高效的无模型控制器之一。通过将该控制器应用于三电平中性点钳位逆变器,验证了其有效性和鲁棒性。
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这篇论文提出的基于径向基函数神经网络的无模型在线学习控制策略具有显著的应用价值。该技术针对DC/AC逆变器控制的核心痛点,通过障碍李雅普诺夫函数引导的实时在线学习机制,实现了无需系统参数知识、无需离线训练的自适应控制,这与我司在光伏逆变器和储能变流器领域追求的高可靠性、强适...
考虑孤岛与并网模式的构网型变流器电压电流谐波同时控制
Simultaneous Voltage and Current Harmonic Control of Grid-Forming Converters Considering Both Islanded and Grid-Connected Modes
Yixuan Li · Jia Liu · Jinjun Liu · Jin Xu · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月
作为一种颇具前景的技术,构网型(GFM)变流器能够在并网模式下提供电压和频率支撑,并在孤岛模式下为本地负载供电。多个连接到同一公共耦合点(PCC)的GFM变流器不仅要确保谐波电流分配合理,还要降低PCC点的电压谐波。现有的大多数GFM变流器谐波控制方法并未同时考虑孤岛和并网两种模式。此外,这些方法需要分别提取和控制每个谐波序列,导致计算量巨大。为解决这一问题,本文提出了一种基于统一谐波电压 - 电流下垂控制的GFM变流器谐波控制方法。通过建立PCC点电压所有谐波分量与输出电流之间的统一下垂关系,...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项基于统一谐波电压-电流下垂控制的构网型变流器技术具有重要的战略价值。该技术直接契合公司在光伏逆变器和储能系统领域的核心业务需求,特别是在分布式光储一体化和微电网应用场景中。 技术价值方面,该方法的核心优势在于实现了并网与离网模式的统一控制架构。对于阳光电源的储能变流器...
浪涌条件下键合线功率芯片三维电热耦合温度评估建模
Three-Dimensional Electro-Thermal Coupling Temperature Evaluation Modeling of Wire-Bonded Power Chips Under Surge Conditions
Feilin Zheng · Binqi Liang · Xiang Cui · Xuebao Li 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
功率半导体芯片在浪涌条件下的失效与自热导致的高温之间的关系凸显了获取芯片在浪涌条件下的温度对于可靠性评估的重要性。然而,目前直接获取芯片瞬态结温的实验方法在浪涌条件下的实际工程中并不容易应用。因此,迫切需要进行精确建模来计算芯片的瞬态温升。本文提出了一种开创性的全耦合电热模型,该模型将芯片物理特性与三维封装结构相结合。它无需进行破坏性的浪涌实验,就能计算芯片在浪涌条件下的三维温度分布。本文阐述了建模原理和过程,表明该模型得出的浪涌电流 - 电压轨迹和温度分布与实验测量结果高度吻合。
解读: 从阳光电源的业务角度来看,这项三维电热耦合温度评估建模技术对我们的核心产品线具有重要的战略价值。在光伏逆变器和储能系统中,功率半导体芯片是承载大功率转换的核心器件,其在雷击浪涌、电网故障等极端工况下的可靠性直接决定了系统的安全性和寿命。 该技术的核心价值在于能够在不进行破坏性实验的前提下,精确预测...
交错多相三电平直流-直流变换器的电流纹波预测与基于ZVS的变开关频率控制
Current Ripple Prediction and ZVS-Based Variable Switching Frequency Control for Interleaved Multiphase Three-Level DC–DC Converter
Zhigang Yao · Xinyu He · Ziheng Xiao · Fei Deng 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
对于高功率应用而言,交错式三电平直流 - 直流转换器是满足高电压和大电流需求的首选拓扑。然而,由于多个开关的耦合效应,电感电流并非标准的三角波形,这使得在近临界导通模式(near - CRM)下的分析和控制变得复杂。本文提出了一种电感电流纹波预测方法,并为交错式 <italic xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">n</i> 相三电平直流 - 直流转换器...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项交错并联多相三电平DC-DC变换器技术具有显著的战略价值。该技术针对高功率应用场景,与我司光伏逆变器、储能变流器等核心产品的技术路线高度契合。 **技术价值分析**:论文提出的电感电流纹波统一预测方法解决了传统多相交错控制中分段占空比分析的复杂性问题,这对我司大功率1...
一种基于非侵入式负荷监测的乳制品行业负荷调度框架
A non-intrusive load monitoring-enabled framework for load scheduling in the dairy industry
Apostolos Vavouri · Lina Stankovi · Vladimir Stankovi · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.398
摘要 农业产业是二氧化碳排放的重要来源,其中乳制品生产在英国占农业总产出的15%以上。根据联合国关于负责任消费以及可负担且清洁能源的可持续发展目标,全球正在优先推进农业领域的脱碳进程,而可再生能源、储能系统与负荷灵活性的整合被广泛视为实现净零排放的可行解决方案。由于设备缺乏标准化以及现场可再生能源的广泛应用,相较于住宅和商业建筑,农业耗能过程的分析与优化仍面临巨大挑战。与以往研究相比——这些研究往往视角狭窄、未纳入终端用户参与、未考虑多样且频繁变化的日常高能耗活动,或难以规模化应用——本文提出了...
解读: 该NILM负荷监测技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。通过深度学习实现30分钟低频负荷分解,可与ST系列PCS及PowerTitan储能系统深度融合,优化充放电策略。研究中实现的30%以上电费和碳排放削减,验证了储能系统配合负荷调度的经济性。该框架的非侵入式、可扩展特性,可集成至iSolarCl...
采用梯形电流模式的固定开关频率控制实现三电平DC-DC变换器的零电压切换
Fixed Switching Frequency Control Using Trapezoidal Current Mode to Achieve ZVS in Three-Level DC–DC Converters
Zhigang Yao · Xinyu He · Muyang Liu · Jingrui Liu 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年9月
通常,变开关频率方法用于使功率变换器工作在三角电流模式(TCM)或近临界导电模式(CRM),以实现零电压切换(ZVS)。然而,该方法存在电感峰值电流高、控制器设计复杂等问题。本文提出一种新颖的固定开关频率控制策略,采用梯形电流模式(TZCM),在近CRM下通过建模平均电感电流与双占空比的关系,调节并交替两个占空比,实现ZVS。该方法有效降低峰值电流,提升轻载效率,并适用于所有三电平DC-DC变换器。实验在2 kW样机上验证,最高效率达99.12%。
解读: 该固定频率ZVS控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG光伏逆变器的DC-DC环节具有直接应用价值。三电平拓扑是阳光电源中高压产品的核心架构,该技术通过梯形电流模式在固定频率下实现ZVS,可有效解决变频控制带来的EMI设计复杂性和磁性元件优化难题。相比传统TCM,峰值电流降低可减小功率器件应力,提...
无电流传感器的三相PWM逆变器死区畸变补偿
Current Sensor-Less Dead Time Distortion Compensation in Three-Phase PWM Inverter
作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
死区失真问题是脉宽调制(PWM)电压源逆变器(VSI)中典型的问题。准确检测电流极性是成功实现死区失真补偿的关键。本文提出了一种基于幂函数的三相PWM VSI无电流传感器死区失真补偿技术。若直接应用瞬时功率理论(IPT)来构建幂函数,可能无法准确检测电流极性,本文对此进行了详细研究。在该技术中,通过检测并利用逆变器的极电压,对IPT进行重大改进,使其适用于每一相,进而为每一相构建幂函数,从而解决了这一问题。实施这种补偿无需对功率电路进行拓扑结构修改或添加额外硬件,降低了装置的总体成本和复杂度。该...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项基于功率函数的无电流传感器死区补偿技术具有重要的工程应用价值。死区失真是PWM逆变器固有的非线性问题,直接影响输出电压质量和系统效率,在光伏逆变器和储能变流器产品中尤为关键。 该技术的核心价值在于通过改进的瞬时功率理论,利用逆变器极电压信号实现电流极性的准确检测,无需...
考虑HCSY-MG并网系统强非线性的输出功率分配控制策略
Output Power Allocation Control Strategy Considering Strong Nonlinearity of HCSY-MG Grid-connected System
Jinjian Li · Xinggui Wang · Hailiang Wang · Weiman Yang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
针对半桥变换器串联Y型连接微网(HCSY-MG)并网系统的输出功率分配问题,提出一种基于拉格朗日-近端策略优化(Lagrange-PPO)算法的控制策略。建立了载波层叠正弦脉宽调制(CD-SPWM)下的系统输出功率数学模型,推导了各发电模块(GM)与载波层的对应关系,并将强非线性约束下的功率控制问题建模为受限马尔可夫决策过程以降低求解复杂度。通过仿真与实验验证了该策略在多模块功率协调分配中的有效性与优越性。
解读: 该Lagrange-PPO算法控制策略对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。HCSY-MG拓扑的多模块功率分配问题与阳光电源模块化储能系统架构高度契合,其CD-SPWM调制下的强非线性约束求解方法可直接应用于多机并联场景的功率协调控制。基于受限马尔可夫决策过...
采用spiro-OMeTAD + CNTs作为空穴传输层的卤化铅钙钛矿太阳能电池的光伏性能提升
Improved photovoltaic performance of lead halide perovskite solar cells using spiro-OMeTAD + CNTs as hole transport layer
Not Applicable. · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0
基于甲基铵铅卤化物(MAPbX3)的钙钛矿太阳能电池(PSCs)因其在高效光伏应用中的潜力而受到广泛关注。特别是,MAPbI3已被广泛用作PSC制备中的光吸收材料。然而,基于MAPbI3的PSCs的长期稳定性仍然是一个重大挑战。在本研究中,我们报道了使用三种不同的空穴传输材料(HTMs)——P3HT、PTAA和spiro-OMeTAD,并将碳纳米管(CNTs)作为添加剂引入HTM中,制备基于MAPbI3的PSCs。结果表明,采用spiro-OMeTAD + CNTs HTM的PSC表现出优异的光...
解读: 该钙钛矿电池效率提升技术对阳光电源SG系列光伏逆变器具有前瞻价值。Spiro-OMeTAD+CNTs空穴传输层使电池PCE达12.49%且稳定性超720小时,为新型光伏组件接入提供参考。其高开路电压(0.97V)和电流密度优化思路可启发我司MPPT算法改进,适配更宽电压窗口。建议iSolarClou...
通过掺杂策略增强水热法制备的钡掺杂CoSnO3的电容特性
Enhancing the capacitive features of hydrothermally developed Ba-doped CoSnO3 through doping strategy
Not Applicable. · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0
污染和能源危机是当前面临的严重问题,迫切需要可持续且经济的储能技术。在本研究中,采用水热法合成了钡掺杂的钙钛矿型钴锡氧化物(CoSnO3),并将其用作超级电容器的电荷存储介质。通过Brunauer-Emmett-Teller(BET)分析、X射线衍射(XRD)技术、恒电流充放电(GCD)以及循环伏安法(CV)分别对样品的物理和电化学性能进行了研究。由钡掺杂CoSnO3构成的电极表现出明显的法拉第行为,在1 A/g的电流密度下实现了1006.21 F/g的比电容,而未掺杂的纯CoSnO3则仅表现出...
解读: 该钡掺杂钴锡氧化物超级电容器技术对阳光电源储能系统具有重要参考价值。研究显示掺杂策略可将比电容从471.52 F/g提升至1006.21 F/g,充电转移电阻降至0.65Ω,这为ST系列PCS和PowerTitan储能系统的混合储能架构提供了新思路。超级电容器的高功率密度特性可与锂电池互补,优化储能...
小电容值三电平逆变器低次谐波建模与抑制方法
Modeling and Suppression Method of Low Order Harmonics for Three-Level Inverter With Small Capacitance Value
Zuohang Hu · Xiangyang Xing · Hongliang Zhang · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年6月
不连续脉冲宽度调制(DPWM)方法已应用于带有改进型 LCL(ILCL)滤波器的三电平 T 型逆变器中以提高效率。然而,DPWM 方法存在中性点(NP)纹波大的特点。此外,在实际应用中,为节省成本,直流侧电容值较小。因此,直流侧的中性点电压纹波较大,这会导致输出电流中出现低频谐波。另外,这些低频谐波会与 ILCL 滤波器相互耦合。在这种情况下,传统的低频谐波抑制方法并不适用。为解决这些问题,建立了中性点电压纹波模型,该模型表明中性点电压纹波会导致输出电流中出现五次和七次谐波。然后,引入比例积分谐...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项针对三电平T型逆变器低次谐波建模与抑制的研究具有重要的工程应用价值。该技术直接切中了当前光伏和储能逆变器设计中的核心矛盾:在追求高效率的同时如何控制成本并保证电能质量。 论文所研究的小电容值直流侧设计方案与阳光电源降本增效的战略高度契合。采用DPWM调制技术可提升逆变...