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模块化多电平变换器中的网络攻击
Cyber-Attacks in Modular Multilevel Converters
Claudio Burgos-Mellado · Felipe Donoso · Tomislav Dragicevic · Roberto Cardenas-Dobson 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年7月
模块化多电平变换器（MMC）的分布式控制架构虽提升了灵活性与可扩展性，但也引入了网络安全风险。本文探讨了分布式控制下子模块（SM）面临的网络攻击威胁，分析了其对电容电压平衡及整体控制性能的影响，为提升电力电子系统的安全性提供了理论基础。
解读: 随着阳光电源集中式逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）功率等级的不断提升，MMC拓扑及其衍生技术在超高压大功率场景下的应用日益广泛。分布式控制架构虽能降低中央控制器压力，但文章提到的网络攻击风险直接威胁电网安全。建议研发团队在设计下一代大功率变流器控制系统时，将网络安全防御机制（如加密...
一种用于四桥臂NPC变换器的简化空间矢量调制算法
A Simplified Space-Vector Modulation Algorithm for Four-Leg NPC Converters
Felix Rojas · Roberto Cardenas · Ralph Kennel · Jon C. Clare 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年11月
本文针对四线制配电网应用，提出了一种用于中点钳位（NPC）变换器的简化高效空间矢量调制（SVM）算法。该算法在αβγ坐标系下实现，旨在提升变换器的性能、灵活性与可靠性，简化了多电平拓扑的控制复杂度。
解读: 该算法针对NPC（中点钳位）多电平拓扑，与阳光电源的核心产品线高度契合。阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能变流器（如PowerTitan系列）广泛采用三电平NPC拓扑。四桥臂结构在处理不平衡负载或四线制并网场景中具有独特优势。该简化SVM算法有助于降低控制器的计算负担，提升系统动态响应速度，并可能...
级联H桥变换器电容电压调节的分布式长时域模型预测控制
Distributed Long-Horizon Model Predictive Control for Capacitor Voltage Regulation in Cascaded H-Bridge Converters
Cristóbal Castillo · Andrés Mora · Alex Navas-Fonseca · Claudio Burgos-Mellado 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
本文提出了一种用于级联H桥（CHB）变换器的多智能体协同控制框架。该方法采用分层结构，包含两种长时域模型预测控制（MPC）策略，旨在降低计算负担并减少对控制硬件的要求。上层控制器负责集群间的平衡，通过优化计算实现高效的电压调节。
解读: 级联H桥（CHB）拓扑在阳光电源的大功率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。该文提出的分布式长时域MPC策略，能够有效解决多模块级联下的电容电压平衡难题，且通过降低计算硬件要求，有助于提升系统控制的经济性与响应速度。建议研发团队关注该分层控制架构，探索其在大型储...
一种用于模块化多电平矩阵变换器的线性化无级联连续控制集模型预测控制算法
A Linearized Cascade-Free Continuous Control Set Model Predictive Control Algorithm for Modular Multilevel Matrix Converters
Matias Uriarte · Roberto Cardenas-Dobson · Yeiner Arias-Esquivel · Luca Tarisciotti 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月
模块化多电平矩阵变换器（M3C）在高性能大功率交流-交流变换中具有显著优势。针对系统中循环电流（CC）与簇电容电压（CCV）之间强耦合导致的控制难题，本文提出了一种线性化无级联连续控制集模型预测控制（CCS-MPC）算法，有效简化了控制结构并提升了系统动态响应与稳态性能。
解读: M3C拓扑在大功率交流-交流变换场景（如海上风电变流器或大型电机驱动）中具有应用潜力。阳光电源在风电变流器及大功率储能PCS领域深耕多年，该算法通过线性化处理降低了多变量耦合控制的计算复杂度，有助于提升变流器在复杂电网环境下的控制精度与稳定性。建议研发团队关注该算法在提升系统功率密度及降低滤波器成本...
面向并网三电平NPC变换器的计算高效级联最优开关序列模型预测控制
Computationally Efficient Cascaded Optimal Switching Sequence MPC for Grid-Connected Three-Level NPC Converters
Andres Mora · Roberto Cardenas-Dobson · Ricardo P. Aguilera · Alejandro Angulo 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年12月
本文针对并网三电平中点钳位（NPC）变换器，提出了一种基于最优开关序列（OSS）的模型预测控制（MPC）策略。该级联OSS-MPC策略无需权重因子即可平衡直流侧电容电压，并在扰动情况下实现对电网电流和电容电压的最优控制，显著提升了计算效率与控制性能。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高价值。三电平NPC拓扑广泛应用于阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能变流器（如PowerTitan系列）。传统的MPC算法因权重因子整定困难及计算量大，在工程应用中受限。本文提出的级联OSS-MPC策略通过消除权重因子并优化计算效率，能够显著提升大功率变流器在弱电网...
模块化多电平矩阵变换器能量管理的连续集模型预测控制
Continuous Set Model Predictive Control for Energy Management of Modular Multilevel Matrix Converters
Matias Urrutia · Roberto Cardenas · Jon Clare · Matias Diaz 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月
模块化多电平矩阵变换器（M3C）由9个桥臂组成，适用于大功率电机驱动和风能转换系统。M3C的能量控制通过四种环流实现，常分为不同频率模式（DFM）和等频模式（EFM）。其中，EFM模式因控制复杂性更高而更具挑战性。本文提出了一种连续集模型预测控制策略，旨在优化M3C的能量管理与环流抑制。
解读: M3C拓扑在大功率风电变流器及高压大功率变换场景中具有显著优势。阳光电源在风电变流器领域处于行业领先地位，该研究提出的连续集模型预测控制（CS-MPC）能够有效解决多桥臂环流抑制难题，提升系统动态响应速度和能量转换效率。建议研发团队关注该控制策略在大型海上风电变流器中的应用潜力，通过优化环流控制算法...
利用单相下垂控制和二次控制算法协同调节三相四线制微电网不平衡
Cooperative Regulation of Imbalances in Three-Phase Four-Wire Microgrids Using Single-Phase Droop Control and Secondary Control Algorithms
Enrique Espina · Roberto Cardenas-Dobson · Mauricio Espinoza-B. · Claudio Burgos-Mellado 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年2月
针对三相四线制微电网中单相负载引起的不平衡问题，本文提出了一种四桥臂逆变器协同控制方案。该方法通过处理电压电流的正、负、零序分量，简化了控制逻辑，有效实现了微电网在不平衡工况下的稳定运行与协同调节。
解读: 该研究针对三相四线制微电网的不平衡调节，对阳光电源的组串式逆变器及储能变流器（PCS）产品线具有重要参考价值。在工商业微电网及离网应用场景中，负载不平衡是常态，引入四桥臂拓扑及改进的下垂/二次控制算法，可显著提升PowerTitan等储能系统在复杂电网环境下的电能质量支撑能力。建议研发团队关注该控制...
一种基于共识的混合交直流微电网二次控制策略及实验验证
A Consensus-Based Secondary Control Strategy for Hybrid AC/DC Microgrids With Experimental Validation
Enrique Espina · Roberto Cardenas-Dobson · John W. Simpson-Porco · Doris Saez 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年5月
本文针对混合交直流微电网中交直流侧控制策略独立设计、忽略联络变换器交互影响的问题，提出了一种新型分布式二次控制策略。该策略通过共识算法协调交直流侧的功率分配，有效改善了系统的动态响应性能，并进行了实验验证。
解读: 该研究直接关联阳光电源的微电网解决方案及PowerTitan/PowerStack储能系统。在交直流混合微电网场景下，联络变换器（Interlinking Converter）是核心，该控制策略能优化储能PCS与光伏逆变器之间的协同，提升系统在复杂电网环境下的功率分配精度与动态稳定性。建议研发团队将...
一种用于变输出电压和频率的模块化多电平变换器两步连续控制集模型预测控制
A Two-Step Continuous-Control-Set MPC for Modular Multilevel Converters Operating With Variable Output Voltage and Frequency
Yeiner Arias-Esquivel · Roberto Cárdenas · Luca Tarisciotti · Matías Díaz 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月
本文提出了一种增强型单级两步连续控制集模型预测控制（CCS-MPC）算法，适用于交流侧输出频率可变的模块化多电平变换器（MMC）。该算法通过引入基于Moore伪逆的前馈补偿机制，实现了对交流侧扰动的一步超前预测与补偿，有效提升了MMC在变频运行工况下的动态响应性能与控制精度。
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。随着光储电站对电网支撑能力要求的提升，MMC拓扑在超高压直流输电及大型储能并网中应用潜力巨大。两步CCS-MPC算法能显著优化MMC在弱电网或复杂工况下的动态性能，减少谐波畸变。建议研发团队关注该算法在提升系...
一种基于保守功率理论的四线制系统不平衡协同共享控制算法
A Control Algorithm Based on the Conservative Power Theory for Cooperative Sharing of Imbalances in Four-Wire Systems
Claudio Burgos-Mellado · Roberto Cardenas · Doris Saez · Alessandro Costabeber 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年6月
本文提出了一种基于保守功率理论（CPT）的协同控制方案，用于解决三相四线制下垂控制系统中的不平衡问题。通过CPT，微电网中电流和功率的平衡、不平衡及畸变分量可被有效识别。利用基于虚拟阻抗的控制回路，并在静止a-b-c坐标系下实现，该方案能优化微电网的电能质量。
解读: 该算法对阳光电源的微电网解决方案及构网型（GFM）逆变器技术具有重要参考价值。在PowerTitan等储能系统及工商业光伏微电网应用中，三相四线制负载不平衡是常见挑战。引入保守功率理论（CPT）可提升逆变器在复杂电网环境下的电能质量治理能力，增强系统在弱电网或离网模式下的稳定性。建议研发团队评估该算...
基于强化学习的模块化多电平变换器虚假数据注入攻击检测器漏洞利用方法
Reinforcement Learning-Based Method to Exploit Vulnerabilities of False Data Injection Attack Detectors in Modular Multilevel Converters
Claudio Burgos-Mellado · Claudio Zuñiga-Bauerle · Diego Muñoz-Carpintero · Yeiner Arias-Esquivel 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年7月
模块化多电平变换器（M2C）作为信息物理系统（CPS），其控制依赖于通信网络。本文研究了针对M2C虚假数据注入（FDI）攻击检测器的漏洞，提出了一种基于强化学习的方法，旨在通过攻击手段评估检测器的鲁棒性，从而提升电力电子系统的网络安全防护水平。
解读: 该研究聚焦于电力电子系统的网络安全，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。随着公司产品向数字化、智能化转型，iSolarCloud平台及设备端的通信安全性至关重要。本文提出的强化学习攻击检测评估方法，可用于强化公司逆变器与PCS的控制算法鲁棒性，预防潜...
数字孪生驱动的高可靠性电力电子系统特刊主编寄语
Guest Editorial Special Issue on Digital Twin Driven High-Reliability Power Electronic Systems
Jiangbiao He · Paolo Mattavelli · Fernando Briz · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
为满足全球零排放可持续能源发展需求，交通和公用电力等行业正经历快速变革，电力电子在电动汽车、电动船舶、飞机、太阳能/风能发电和储能等众多功率转换系统中发挥支柱作用。然而电力电子可靠性尚未受到足够重视，特别是在安全关键应用中可靠性应是首要设计优先级。工业4.0和5.0着重互联性、自动化、智能和实时状态监测，数字在线预防性维护和优化至关重要。数字孪生是物理系统的数字复制品，可准确预测和反映物理系统的实时健康状况，通过物理组件与数字孪生模型间的实时双向数据流实现。该特刊发表10篇文章涵盖数字孪生参数估...
解读: 该数字孪生特刊与阳光电源智能运维战略高度契合。特刊涵盖的Buck/Boost变换器数字孪生参数估计、五电平ANPC逆变器故障诊断和SiC MOSFET模块电-热-机械建模与阳光iSolarCloud平台的智能诊断和预测性维护功能发展方向一致。数字孪生技术在直流电容、电感、开关管寄生电阻实时估计方面的...