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考虑充放电模式的构网型储能变流器暂态同步稳定研究
Transient Synchronous Stability Study of Grid-Forming Energy Storage Power Converters Considering Charging/Discharging Modes
作者未知 · 中国电机工程学报 · 2025年12月 · Vol.2025
针对构网型PCS故障过流能力弱问题，揭示其在充/放电模式下同步失稳机理差异：放电呈加速失稳、充电呈减速失稳；发现虚拟阻抗比对二者影响相反，提出基于角速度变化的自适应虚拟阻抗策略，并通过仿真与实验验证。
解读: 该研究直接支撑阳光电源ST系列PCS及PowerTitan构网型储能系统的暂态稳定性提升。当前PowerTitan在构网模式下已支持黑启动与弱电网支撑，但充放电切换时的同步失稳风险影响调峰调频可靠性。建议将自适应虚拟阻抗策略嵌入iSolarCloud智能控制层，适配ST5000/6300等大功率PC...
基于Z源变换器的超导磁储能系统功率调节系统
Z-Source-Converter-Based Power Conditioning System for Superconducting Magnetic Energy Storage System
Wenyong Guo · Dafei Li · Fuyu Cai · Chuang Zhao 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年8月
功率调节系统（PCS）是超导磁储能（SMES）的核心，决定了其功率控制性能。本文研究了将Z源变换器（ZSC）应用于SMES PCS的可行性，提出了一种基于ZSC的PCS架构，分析了参数设计方法，并提出了一种新型最小功率损耗控制方案。
解读: 该文献探讨的Z源变换器（ZSC）拓扑具有升降压能力强、可靠性高等特点，对阳光电源的PowerTitan和PowerStack等储能变流器（PCS）产品具有重要的技术参考意义。虽然目前主流PCS多采用双向DC-DC+逆变器架构，但ZSC在应对宽电压范围输入及简化功率级方面展现了潜力。建议研发团队关注该...
基于非线性最小二乘法的IGBT集射极饱和电压监测的VSC变换器反馈控制数据优化
VSC Converter Feedback Control Data Optimization Based IGBT Collector Emitter Saturation Voltage Monitoring Through Nonlinear Least Squares Method
Yanjun Tian · Shaopeng Song · Xiaoqi Xu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月
IGBT是电力转换系统（PCS）的核心器件，其老化会导致损耗增加、温度升高甚至引发安全风险。本文提出一种基于非线性最小二乘法的Vce监测方法，通过优化反馈控制数据，实现对IGBT老化状态的精准评估，从而提升PCS的运行可靠性与安全性。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（如PowerTitan、PowerStack储能系统及组串式/集中式光伏逆变器）具有极高的应用价值。IGBT作为PCS的核心功率器件，其健康状态直接决定了设备的寿命与运维成本。通过引入非线性最小二乘法进行Vce在线监测，阳光电源可在iSolarCloud智能运维平台中集...
一种基于参考预测的并联功率变换器无通信载波同步高频环流抑制方法
A Novel Communication-Free Carrier Synchronization High-Frequency Circulating Current Suppression Method Based on Reference Prediction for Parallel Power Converters
Kaiwen Feng · Jinjun Liu · Zeng Liu · Jiazhi Wang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
针对并联功率变换器系统（PCS）中载波不同步（CA）导致的零序环流问题，本文提出了一种无需通信的载波同步及环流抑制方法。通过参考信号预测技术，有效抑制了并联系统间的环流波动，提升了系统在共直流母线和交流母线配置下的运行性能与稳定性。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统具有极高的应用价值。在多机并联运行场景下，载波不同步引起的环流是影响系统效率和功率器件寿命的关键痛点。该无通信同步方案能够降低硬件设计复杂度，提升多台PCS并联时的电流分配精度与系统稳定性。建议研发团队将其引入iSol...
用于无变压器异步微电网不平衡负载支撑的四线制MMC功率调节系统设计与控制
Design and Control of a Four-Wire MMC-Based Power Conditioning System for the Unbalanced Load Support in a Transformer-Less Asynchronous Microgrid
Dingrui Li · Xingxuan Huang · Cheng Nie · Ruirui Chen 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
本文提出了一种基于分裂直流母线电容拓扑的四线制模块化多电平变换器（MMC），作为异步微电网（ASMG）功率调节系统（PCS）的解决方案。该方案旨在解决无变压器结构下微电网并网的复杂设计与控制挑战，特别是在处理不平衡负载支撑方面的应用。
解读: 该研究涉及的MMC拓扑及四线制设计，对阳光电源的PowerTitan系列大型储能系统及高压大功率PCS产品具有重要的技术参考价值。随着微电网应用场景的复杂化，尤其是针对无变压器并网的抗不平衡负载能力，是提升系统电能质量的关键。建议研发团队关注该拓扑在提升系统效率与降低谐波方面的潜力，并将其作为未来构...
储能系统中并网型变流系统的解析模型预测电流控制
Analytic Model Predictive Current Control of Grid-Connected Power Conversion System in Battery Energy Storage System
Mingming Zhang · Mian Li · Jun Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
本文针对电池储能系统（BESS）中的并网功率转换系统（PCS）提出了一种解析模型预测电流控制器。该控制器旨在提供快速且鲁棒的动态响应，同时保持适中的计算成本，使其适用于实时工业微控制器。推导了并网PCS的精确离散时间模型以实现闭式解，并将包含BESS直流母线电压变化的三维电流参考跟踪问题表述为多参数二次规划问题。对于该优化问题，有约束最优控制律被证明是无约束解在相应有效电压约束上的精确正交投影。随后，开发了一种高效的几何方法来在一般情况下获得解析最优控制，从而使具有长预测时域的模型预测控制（MP...
解读: 从阳光电源储能系统业务角度来看，该论文提出的解析式模型预测电流控制技术具有显著的工程应用价值。该技术针对电池储能系统并网变流器的核心控制问题，通过闭式解法将三维电流跟踪问题转化为多参数二次规划，实现了快速动态响应与适度计算负荷的平衡，这与我司在大规模储能PCS产品中追求的高性能、低成本目标高度契合。...
采用相变浆体作为换热介质的太阳能辅助热泵性能研究
Performance study of solar assisted heat pump using phase change slurry as heat exchange medium
Sheng Li · Chong Xu · Jiacheng Chao · Xuejun Zhang 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年2月 · Vol.326
摘要 在间接膨胀式光伏/热能（PV/T）热泵系统中，使用正十八烷相变浆体（n-PCS）作为蓄热、传热和放热介质，旨在同时提高太阳能转换效率和热泵循环性能。本文提出了一种太阳能n-PCS直接蒸发式PV/T热泵系统。在该系统中，n-PCS作为蓄热、传热和放热介质，将蒸发器与PV/T集热器连接起来。该PV/T热泵系统具有较高的发电能力，平均输出功率为189.85 W，同时保持了稳定的电力生产。在运行过程中，最大集热效率和发电效率分别达到86.82%和26.82%，平均效率分别为74.77%和15.53...
解读: 该光伏热泵相变储能技术对阳光电源ST系列储能变流器(PCS)具有重要启示。研究中n-PCS相变浆料实现储热-传热-释热一体化,与我司PowerTitan储能系统的能量管理理念高度契合。系统COP达4.67且混合COP最高14.86,证明光储热多能互补的高效性。可借鉴其相变储能机制优化ST系列PCS的...
储能变流器主导构网的大规模光伏经LCC送出方案
A Large-Scale Photovoltaic Transmission Scheme via LCC Based on Energy Storage Converter-Dominated Grid-Forming Control
张泽赵西贝赵成勇 · 中国电机工程学报 · 2025年8月 · Vol.45
为实现碳达峰与碳中和目标，我国正加快沙戈荒地区大型风光基地建设。此类地区电网薄弱且缺乏常规电源支撑，传统电网换相换流器（LCC）难以适用。本文提出一种由储能变流器（PCS）主导构网的大规模光伏经LCC外送方案，在不额外增加构网设备的前提下，利用储能PCS提供电压支撑。设计了构网型储能容量、LCC与PCS协调调频控制策略，并提出直流潮流反转时序以实现夜间LCC低功率运行。仿真验证了该方案的可行性，为沙戈荒地区光伏规模化开发与外送提供了新路径。
解读: 该储能变流器主导构网方案对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要应用价值。研究提出的构网型PCS控制策略可直接应用于ST储能变流器的GFM功能升级，使其在弱电网环境下提供电压和频率支撑。PCS与LCC协调调频控制技术可优化阳光电源大型储能系统在沙戈荒等弱电网地区的并网性能，配合...
考虑全动态特性与满载区域的永磁同步风力发电机变桨控制策略
Pitch Control Scheme Considering Entire Dynamics and Full-Load Region in PMSG-Based Wind Turbines
Ali Safaeinejad · Mohsen Rahimi · Dao Zhou · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年11月
大型风力机采用轻质材料建造，导致其在运行期间更易受阵风和尾流效应等外部扰动影响。本文旨在建立变桨控制系统设计与永磁同步风力机传动链、叶片及塔架固有动力学特性之间的联系。通过构建完整的动态模型，提出一种基于增益调度PI控制的变桨控制器，覆盖全变桨作动范围，并根据实时运行点调节参数，以保证稳定裕度并降低机组载荷。控制器设计结合频域响应、极坐标分析与模态分析，在多种工况下对线性化模型进行评估。非线性仿真结果表明，所提控制器较传统PI控制器具有更优的动态性能。
解读: 该研究对阳光电源的储能变流器和风电变流产品线具有重要参考价值。文中提出的基于增益调度的PI控制策略，可应用于ST系列储能变流器和风电变流器的功率控制优化。特别是其考虑全动态特性的建模方法，有助于提升阳光电源产品在大功率场景下的稳定性控制。通过引入实时参数调节机制，可优化储能PCS的动态响应特性，提高...
电网-connected BESS中功率转换系统的主动显式模型预测电流控制
Active Explicit Model Predictive Current Control of Power Conversion System in Grid-Connected BESS
Mingming Zhang · Chang Liu · Mian Li · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年3月
针对并网电池储能系统（BESS）中的功率转换系统（PCS），开发了一种主动显式模型预测电流控制器（APCC）。推导了PCS的精确离散时间模型，系统矩阵和输入矩阵均表示为缩放旋转矩阵，显著简化了控制器设计。将考虑BESS直流母线电压变化的电流参考跟踪问题表述为一个多参数二次规划问题，其中可行电流域被划分为多个临界区域。结果表明，每个区域的最优控制律是电流跟踪误差的分段仿射函数，并且可以显式地预先计算，从而能够在工业电力驱动中实现高效的实时控制。将干扰观测器与显式预测控制器相结合以抑制集中干扰，并且...
解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，这项主动显式模型预测电流控制（APCC）技术具有重要的应用价值。该技术针对并网电池储能系统功率转换系统的核心痛点，通过将系统矩阵表示为旋转矩阵形式简化了控制器设计，并将最优控制律预先计算为分段仿射函数，显著降低了实时计算负担，这与阳光电源追求高性能、低成本的工业化路线...
电池储能系统中并网功率转换系统的解析模型预测电流控制
Analytic Model Predictive Current Control of Grid-Connected Power Conversion System in Battery Energy Storage System
Mingming Zhang · Mian Li · Jun Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月
本文提出了一种用于电池储能系统（BESS）并网功率转换系统（PCS）的解析模型预测电流控制器。该控制器旨在提供快速且鲁棒的动态响应，同时保持适中的计算成本，使其非常适合实时工业微控制器应用。
解读: 该研究直接针对储能变流器（PCS）的核心控制算法优化，与阳光电源的ST系列PCS及PowerTitan/PowerStack储能系统高度契合。模型预测控制（MPC）在提升PCS动态响应速度和电网适应性方面具有显著优势，有助于增强阳光电源储能产品在弱电网环境下的并网稳定性。建议研发团队评估该解析模型在...
基于叠层功率模块的容量可扩展级联多电平储能系统
A Capacity-Expandable Cascaded Multilevel Energy Storage System Based on Laminated Power Modules
Jianwen Zhang · Xilian Huang · Jianqiao Zhou · Xinming Fan 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
针对大规模风光发电的随机性与波动性，本文提出了一种基于叠层功率模块的级联多电平储能系统。该方案旨在解决当前大容量储能变流器（PCS）在低压并联或中压串联扩展中的技术瓶颈，通过模块化叠层设计提升功率密度与系统可扩展性，为电网侧大规模储能应用提供高效的功率转换解决方案。
解读: 该技术与阳光电源PowerTitan及PowerStack系列储能系统高度契合。级联多电平拓扑能有效降低输出谐波，减少滤波器体积，提升系统整体效率。叠层功率模块设计有助于优化PCS内部杂散电感，提升功率密度，这对于阳光电源追求高集成度、模块化的大型储能产品至关重要。建议研发团队关注该拓扑在提升中高压...
一种采用非再生单源三进制非对称多电平逆变器及混合控制方案并降低漏电流的光伏功率调节系统
A PV Power Conditioning System Using Nonregenerative Single-Sourced Trinary Asymmetric Multilevel Inverter With Hybrid Control Scheme and Reduced Leakage Current
Mohana Sundar Manoharan · Ashraf Ahmed · Joung-Hu Park · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年10月
本文提出了一种用于光伏系统的功率调节系统（PCS），采用多模块集成变换器和单源27电平非对称级联H桥多电平逆变器。通过引入新型混合开关闭环策略，实现了多电平逆变器在光伏系统中的应用，并有效降低了漏电流，提升了系统整体性能。
解读: 该研究提出的27电平非对称级联H桥拓扑及混合开关策略，对于阳光电源的组串式逆变器及大型地面电站逆变器技术具有重要的参考价值。多电平技术能显著降低输出谐波，减少滤波器体积，提升功率密度。特别是在降低漏电流方面的研究，有助于优化阳光电源户用及工商业光伏逆变器的共模电流抑制能力，提升系统安全性。建议研发团...
一种用于移动桌面应用的带多接收端的抗偏移电容式电能传输系统
An Anti-Offset CPT System With Multiple Pickups for Mobile Desktop Application
Cang Liang · Xiaohua Wang · Renjie Zhang · Panpan Zhao 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年3月
电容式电能传输（CPT）系统具备穿透金属传输电能且损耗低的优势，在手机、平板及笔记本电脑等移动桌面应用中潜力巨大。相比单发射单接收（STSP）系统，单发射多接收（STMP）CPT系统在成本和便捷性上更具竞争力。
解读: 该文献研究的电容式电能传输（CPT）技术属于无线充电领域。虽然阳光电源目前的充电桩业务主要集中在有线高压直流快充领域，但随着未来办公场景及消费电子充电需求的演进，无线充电技术可作为充电桩产品线在“最后一公里”或“桌面级”充电领域的潜在技术储备。该技术强调的抗偏移特性和多接收端拓扑，对于提升未来小型化...
适用于电池集成光伏系统中非对称双直流端口直-交流变换器的广义载波调制功率控制方案
Generalized Carrier-Based Modulated Power Control Scheme for Asymmetrical Dual-DC-Port DC-AC Converter in Battery Integrated PV Systems
Jiangfeng Wang · Jingtian Shi · Cheng Xue · Xin Li 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年2月
在电池集成光伏（PV）系统中，非对称双直流端口直-交流变换器因实现光伏与电池的单级功率变换而具备高集成度、高效率和低成本优势。然而，光伏与电池电压的变化导致变换器呈现非对称特性，增加了调制策略的设计难度，且需灵活调控各端口间的功率流动。为此，本文提出一种广义载波调制功率控制方案（GCBM-PCS），包含外环功率控制与内环带零序注入的改进载波脉宽调制（CB-PWM）。外环调节合适的零序分量，引入非对称载波使调制自适应直流端口电压变化。文中定量分析了端口电压与可控零序分量对多端口功率分配的影响。所提...
解读: 该非对称双直流端口DC-AC变换器技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光储一体机产品具有重要应用价值。所提GCBM-PCS方案通过自适应载波调制和零序分量注入，可有效解决光伏与储能电池电压不对称时的功率协调控制难题，实现单级功率变换，相比传统双级拓扑可降低系统成本15-20%并提升效率1-2%...
储能电站并网线路距离保护的性能分析与协调控制改进方法
Performance analysis and control-coordinated improvement method for distance protection of energy storage station grid-connected lines
Jiawei He · Ningjing Bu · Weijie Wen · Bin Li 等7人 · Applied Energy · 2025年6月 · Vol.388
摘要 集中式储能电站对于抑制可再生能源功率波动、调节系统电压等方面具有重要作用。众所周知，能够快速且有选择性地识别故障的保护装置对电力系统至关重要。然而，储能电站的四象限运行特性对距离保护的性能具有独特影响。本文分析了在储能电站四象限运行特性下相位比较式距离保护的动作性能，推导出相位比较结果与储能变流系统（PCS）正序和负序d-q轴电流之间的严格数学关系。此外，还分析了正序和负序q轴电流对相位比较结果及系统电压的影响。在此基础上，提出了一种故障后适用于储能PCS的q轴电流优化注入策略（QCOIS...
解读: 该研究针对储能电站四象限运行特性对距离保护的影响,提出q轴电流优化注入策略,可将过渡电阻耐受能力从1Ω提升至6Ω。对阳光电源ST系列PCS及PowerTitan储能系统具有重要价值:可优化PCS故障后电流控制策略,通过正负序d-q轴电流协调控制,提升并网线路保护可靠性,同时不影响故障穿越能力。该方法...
基于叠层功率模块的容量可扩展级联多电平储能系统
A Capacity-Expandable Cascaded Multilevel Energy Storage System Based on Laminated Power Modules
Jianwen Zhang · Xilian Huang · Jianqiao Zhou · Xinming Fan 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
在集中式风电和光伏发电的大规模开发中，解决其随机性、波动性和间歇性问题对电网至关重要。部署大容量储能系统是一种有效解决方案。当前的大容量功率变换系统（PCS）包括低压并联和中压串联扩展两种方式。低压并联方法虽简单，但在大型应用的多机并联运行方面面临挑战。此外，它还需要使用工频变压器进行电压变换，导致成本高、占地面积大且效率较低。相比之下，中压串联扩展方式主要采用级联 H 桥储能系统（CHB - ESS），具有诸多优势。在该系统中，电池并联连接到子模块的直流母线。H 桥子模块的串联形成中压接口，可...
解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，这项基于叠层功率模块的级联多电平储能技术具有重要的战略价值。该技术针对大规模集中式风光发电并网的核心痛点，提出了容量可扩展的CHB-ESS改进方案，与我司在大容量储能PCS领域的技术路线高度契合。 该技术的核心创新在于通过叠层功率模块实现单机容量翻倍，这直接解决了当...