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多电平变换器的统一选择性谐波消除
Unified Selective Harmonic Elimination for Multilevel Converters
Kehu Yang · Qi Zhang · Jianjun Zhang · Ruyi Yuan 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年2月
针对多电平变换器中选择性谐波消除(SHE)方程与开关模式高度耦合的问题,本文提出了一种统一的SHE方法。该方法将不同开关模式下的SHE方程合并为一组统一方程,简化了复杂多电平拓扑的谐波控制逻辑,提升了系统输出电能质量。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心产品线,特别是大功率集中式光伏逆变器和PowerTitan系列储能变流器(PCS)。随着光伏与储能系统向更高电压等级和多电平拓扑演进,谐波治理是提升并网性能的关键。该统一SHE方法可显著优化多电平逆变器的调制算法,降低输出电流谐波,减少对滤波器的体积要求,从而降低系统成...
应用于5电平HNPC的连续移相选择性谐波消除与直流侧电压平衡方案
Continuous Phase-Shifted Selective Harmonic Elimination and DC-Link Voltage Balance Solution for H-bridge Multilevel Configurations, Applied to 5L HNPC
Alain Sanchez-Ruiz · Gonzalo Abad · Ivan Echeverria · Inigo Torre 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年4月
本文提出了一种适用于多电平电压波形的移相选择性谐波消除(PS-SHE)计算方法。该技术基于简单的SHE角度计算,通过移相应用增加了电平数并最小化了谐波。与传统计算相比,该方法在处理多电平拓扑(如5电平HNPC)时,能有效优化输出波形质量并实现直流侧电压平衡。
解读: 该研究针对5电平HNPC(混合中点钳位)拓扑,在提升逆变器输出电能质量和直流侧电压平衡控制方面具有重要参考价值。对于阳光电源的集中式逆变器及大功率组串式逆变器产品线,随着功率等级的提升,多电平拓扑的应用日益广泛,该技术有助于优化谐波抑制算法,降低滤波器体积与成本。建议研发团队关注该方法在复杂电网环境...
用于实时PWM选择性谐波消除/调制的广义Chudnovsky算法:两电平电压源逆变器示例
Generalized Chudnovsky Algorithm for Real-Time PWM Selective Harmonic Elimination/Modulation: Two-Level VSI Example
Ameer Janabi · Bingsen Wang · Dariusz Czarkowski · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年5月
本文提出了一种显著降低选择性谐波消除(SHE)数学复杂度的新方法,使得数字控制器能在有限算力下实现SHE的实时控制。通过将优化问题的超越方程转化为代数方程组,该算法有效提升了计算效率,为电力电子变换器的谐波抑制提供了高性能解决方案。
解读: 该算法对阳光电源的核心产品线(组串式/集中式光伏逆变器及储能变流器PCS)具有重要价值。在电网环境日益复杂、谐波标准趋严的背景下,实时SHE技术能显著提升逆变器输出电能质量,降低滤波器体积与成本。建议研发团队评估该算法在DSP/FPGA平台上的移植可行性,特别是针对大功率集中式逆变器和PowerTi...
四电平混合钳位逆变器的统一选择性谐波消除控制
Unified Selective Harmonic Elimination Control for Four-Level Hybrid-Clamped Inverters
Mingzhe Wu · Kui Wang · Kehu Yang · Georgios Konstantinou 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年11月
本文提出了一种针对四电平混合钳位(4L-HC)逆变器的统一选择性谐波消除(SHE)控制策略。该策略通过求解一组统一的四电平SHE方程,能够同时获得所有四电平开关模式及对应的开关角,从而在不同调制比下实现最优开关模式的快速获取。
解读: 该研究针对多电平拓扑的谐波优化控制,对阳光电源的高功率密度组串式逆变器及集中式逆变器具有重要参考价值。随着光伏系统向更高电压等级(如1500V及以上)发展,四电平及以上的多电平拓扑能有效降低开关损耗并改善输出电能质量。该统一SHE控制算法有助于简化复杂多电平拓扑的调制逻辑,提升逆变器在弱电网环境下的...
选择性谐波消除PWM下多电平变换器电容电压平衡策略综述
A Comprehensive Review of Capacitor Voltage Balancing Strategies for Multilevel Converters Under Selective Harmonic Elimination PWM
Mingzhe Wu · Yun Wei Li · Georgios Konstantinou · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
本文综述了多电平变换器(MLC)在选择性谐波消除PWM(SHE-PWM)控制下的电容电压平衡策略。针对高功率应用中低开关频率带来的挑战,分析了不同MLC拓扑的平衡控制难点,为提升大功率变换器的电能质量与系统稳定性提供了理论参考。
解读: 该研究对于阳光电源的大功率集中式光伏逆变器及大型储能变流器(如PowerTitan系列)具有重要参考价值。在兆瓦级高压并网系统中,多电平拓扑常被采用以降低开关损耗并提升电能质量。SHE-PWM技术虽能有效消除特定谐波,但其电容电压平衡控制难度大。建议研发团队关注文中提到的低开关频率下的平衡算法,以优...
牵引供电系统中交错四象限变流器的窗口化SHE-PWM谐振抑制方法
Windowed SHE-PWM of Interleaved Four-Quadrant Converters for Resonance Suppression in Traction Power Supply Systems
Kejian Song · Georgios Konstantinou · Wu Mingli · Pablo Acuna 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年10月
针对交流电力机车中多个交错四象限变流器产生的高频开关谐波引发牵引供电系统谐振的问题,本文提出了一种窗口化选择性谐波消除脉宽调制(SHE-PWM)方法。通过窗口化设计与预计算解,该方法能有效抑制特定频率下的谐振,提升系统稳定性。
解读: 该研究提出的窗口化SHE-PWM技术在谐波抑制和电网谐振阻尼方面具有显著优势。对于阳光电源而言,该技术可深度应用于大型集中式光伏逆变器及PowerTitan系列储能变流器(PCS)的并网控制策略中。在弱电网环境下,多台逆变器并联易引发谐振,引入该算法可优化多机并联系统的谐波特性,提升电网适应性。建议...
一种具有半波对称性的多电平选择性谐波消除PWM通用公式
A Universal Formulation for Multilevel Selective-Harmonic-Eliminated PWM With Half-Wave Symmetry
Angel Perez-Basante · Salvador Ceballos · Georgios Konstantinou · Josep Pou 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年1月
选择性谐波消除PWM(SHE-PWM)通过低开关频率和对低次谐波的精确控制,能有效提升多电平电压源变换器的效率。相比四分之一波对称性,具有半波对称性的SHE-PWM提供了更多的解空间,从而优化了波形设计。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务——光伏逆变器(尤其是集中式及大功率组串式逆变器)具有重要价值。通过采用半波对称的SHE-PWM,可以在保持低开关频率的前提下有效抑制低次谐波,从而降低输出滤波器的体积与成本,提升整机效率。这对于阳光电源在大型地面电站及工商业光伏项目中追求高功率密度和高效率的产品设计至关重...
基于(N+1)选择性谐波消除PWM的模块化多电平变换器环流控制
Circulating Current Control for Modular Multilevel Converters With (N+1) Selective Harmonic Elimination—PWM
Angel Perez-Basante · Salvador Ceballos · Georgios Konstantinou · Josep Pou 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年8月
模块化多电平变换器(MMC)需控制环流以提升运行效率,特别是在应用选择性谐波消除PWM(SHE-PWM)等低开关频率调制技术时。本文提出了一种结合(N+1) SHE-PWM的新型环流控制方法,有效优化了MMC的运行性能。
解读: MMC拓扑在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)中具有重要应用潜力。该文提出的(N+1) SHE-PWM环流控制策略,能够显著降低系统谐波含量并提升变换效率,对于优化大容量储能变流器(PCS)的输出质量、降低磁性元件损耗具有重要参考价值。建议研发团队关注该控制...
级联H桥多电平逆变器中用于可变输出电压应用的PSO优化SHE-PWM技术
PSO-Optimized SHE-PWM Technique in a Cascaded H-Bridge Multilevel Inverter for Variable Output Voltage Applications
Milad Sadoughi · Amirhossein Pourdadashnia · Mohammad Farhadi-Kangarlu · Sadjad Galvani · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年7月
选择性谐波消除脉宽调制(SHE-PWM)方法在宽范围输出电压调节中存在可行解范围受限的问题。在低调制指数下,输出谐波畸变会显著增加。本文提出了一种基于粒子群优化(PSO)的改进SHE-PWM技术,旨在解决级联H桥多电平逆变器在宽范围电压输出下的谐波抑制难题,提升系统电能质量。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及大型储能PCS产品具有重要参考价值。随着光伏与储能系统对电网支撑要求的提高,多电平拓扑在提升效率与降低谐波方面优势明显。SHE-PWM技术结合PSO优化,可有效解决逆变器在宽电压范围(如光伏MPPT宽范围调节或储能电池电压波动)下的谐波控制难题。建议研发团队关注该算法...
一种具有共模电压抑制能力的多电平变换器通用选择性谐波消除PWM调制策略
A Generalized Selective Harmonic Elimination PWM Formulation With Common-Mode Voltage Reduction Ability for Multilevel Converters
Mingzhe Wu · Cheng Xue · Yun Wei Li · Kehu Yang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年9月
本文提出了一种适用于多电平变换器的通用选择性谐波消除PWM(SHE-PWM)调制策略,通过调节三相SHE-PWM波形中的低阶主导零序谐波(ZSHs)来抑制共模电压(CMV)。该模型包含两种公式,旨在实现多电平变换器在谐波性能与共模电压抑制之间的平衡。
解读: 该研究针对多电平变换器的共模电压抑制问题,对阳光电源的组串式逆变器及大型集中式逆变器具有重要参考价值。在光伏并网系统中,共模电压会引发漏电流问题,影响系统可靠性与电磁兼容性。通过引入该通用SHE-PWM算法,可优化逆变器输出谐波特性,同时降低共模干扰,有助于提升大型地面电站及工商业光伏逆变器的电能质...
用于大功率PWM变换器的在线谐波补偿改进选择性谐波消除方案
Improved Selective Harmonics Elimination Scheme With Online Harmonic Compensation for High-Power PWM Converters
Ye Zhang · Yun Wei Li · Navid R. Zargari · Zhongyuan Cheng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年7月
针对大功率PWM变换器低次谐波问题,选择性谐波消除(SHE)技术因低开关频率下的优异表现被广泛应用。然而,传统离线SHE缺乏对电网背景谐波的主动补偿能力。本文提出一种改进的SHE方案,通过在线谐波补偿机制,有效提升了变换器在复杂电网环境下的谐波抑制性能。
解读: 该技术对阳光电源的大功率集中式光伏逆变器及PowerTitan系列储能变流器(PCS)具有重要意义。在大型地面电站及电网侧储能项目中,电网背景谐波往往导致并网电流畸变。通过引入在线谐波补偿的改进SHE算法,可以在保持低开关频率以降低损耗的同时,显著提升系统对电网谐波的适应能力,改善电能质量。建议研发...
基于无瞬态内闭环控制的级联多电平逆变器实时选择性谐波消除
A Real-Time Selective Harmonic Elimination Based on a Transient-Free Inner Closed-Loop Control for Cascaded Multilevel Inverters
Hui Zhao · Tian Jin · Shuo Wang · Liang Sun · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年2月
本文针对级联模块化多电平逆变器,提出了一种实时选择性谐波消除(SHE)技术。传统SHE方法因求解高阶非线性超越方程困难而难以实时应用,本文通过将非线性方程转化为可实时计算的控制策略,实现了级联多电平逆变器在并网应用中的谐波优化,解决了动态响应下的瞬态控制难题。
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。级联多电平拓扑在大型光伏电站和高压储能系统中应用广泛,实时SHE技术能有效提升输出电能质量,降低滤波器体积和成本。建议研发团队关注该算法在动态工况下的稳定性,将其集成至iSolarCloud智能运维平台,以实...
多电平功率变换器的选择性谐波消除模型预测控制
Selective Harmonic Elimination Model Predictive Control for Multilevel Power Converters
Ricardo P. Aguilera · Pablo Acuna · Pablo Lezana · Georgios Konstantinou 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年3月
本文提出了一种将有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)与选择性谐波消除(SHE)调制策略相结合的控制方法,用于多电平功率变换器。该方法通过预设的SHE电压模式作为稳态参考,在保证系统电流跟踪性能的同时,有效优化了输出电压的谐波频谱。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有重要价值。在大型组串式逆变器(如SG320HX)和集中式逆变器中,随着多电平拓扑的应用,谐波抑制是提升电能质量的关键。将MPC与SHE结合,既能利用MPC的快速动态响应能力,又能通过SHE优化低次谐波,从而减小输出滤波器体积,降低成本。建议研发团队在下一代高功率密度逆...
一种用于七电平混合钳位逆变器的选择性谐波消除模型预测控制复合策略
A Composite Selective Harmonic Elimination Model Predictive Control for Seven-Level Hybrid-Clamped Inverters With Optimal Switching Patterns
Mingzhe Wu · Hao Tian · Yun Wei Li · Georgios Konstantinou 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
本文提出了一种结合选择性谐波消除脉宽调制(SHE-PWM)与模型预测控制(MPC)的复合策略,用于七电平混合钳位(7L-HC)逆变器。通过引入统一的SHE公式,可同时获得所有七电平开关模式及对应的开关角,从而实现最优开关模式的选择。
解读: 该研究提出的多电平混合钳位拓扑及其复合控制策略,对阳光电源的高功率密度组串式逆变器及大型集中式逆变器具有重要参考价值。随着光伏系统对电能质量要求日益严苛,引入SHE-PWM与MPC的复合控制能有效降低谐波含量,提升并网性能。建议研发团队关注该拓扑在大型地面光伏电站逆变器中的应用潜力,通过优化开关模式...
基于人工神经网络的实时选择性谐波控制PWM
Real Time Selective Harmonic Control—PWM Based on Artificial Neural Networks
Irati Ibanez-Hidalgo · Alain Sanchez-Ruiz · Angel Perez-Basante · Asier Zubizarreta 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
选择性谐波消除脉宽调制(SHE-PWM)是中压大功率变换器中常用的低开关频率调制技术。该方法能在调节基波分量的同时消除低次谐波。然而,有源电力滤波器(APF)等应用场景需要同时对基波和特定谐波进行实时调节,本文提出了一种基于人工神经网络的实时控制方案以解决该问题。
解读: 该技术对阳光电源的中压大功率集中式光伏逆变器及大型储能变流器(如PowerTitan系列)具有重要参考价值。在电网环境日益复杂的情况下,利用神经网络实现SHE-PWM的实时动态调节,可有效提升逆变器在弱电网下的谐波抑制能力,降低输出滤波器体积,从而提升系统功率密度。建议研发团队关注该算法在DSP/F...
基于选择性谐波消除的永磁同步电机转矩脉动优化模型预测脉冲模式控制
Selective Harmonic Elimination-Based Torque Ripple Optimization for PMSMs With Model Predictive Pulse Pattern Control
Chenxu Wang · Qi Zhang · Hansen Yang · Mingzhe Wu 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
本文提出了一种基于选择性谐波消除(SHE)的永磁同步电机(PMSM)转矩脉动优化方法。首先推导了PMSM转矩谐波模型,量化了逆变器电压谐波对转矩谐波的影响。其次,利用代数方法获取SHE的多组精确解,以实现转矩脉动的有效抑制。
解读: 该技术主要针对永磁同步电机(PMSM)的转矩脉动优化,虽然阳光电源的核心业务侧重于光伏逆变器和储能变流器(PCS),但该控制算法在电机驱动领域具有通用性。对于阳光电源的电动汽车充电桩及未来可能涉及的储能系统电机负载应用,该研究提出的基于SHE的模型预测脉冲模式控制(MP3C)可有效提升系统输出电流质...
基于准选择性谐波消除
Q-SHE)调制的多并联电流源变换器直流电流平衡方法
Jinwei He · Qiang Li · Changhao Zhang · Junfei Han 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年8月
针对中压大功率应用,本文提出了一种改进的准选择性谐波消除(Q-SHE)调制方法。该方法在低开关频率下,不仅能有效控制交流侧电流质量,还能实现并联电流源变换器(CSCs)直流侧电流的精确平衡,解决了多机并联运行中的电流分配难题。
解读: 该研究聚焦于电流源变换器(CSC)的并联控制与谐波优化,虽然阳光电源目前的主流产品(如组串式和集中式逆变器)多采用电压源变换器(VSC)拓扑,但该技术在超大功率中压并网及特定工业驱动场景中具有参考价值。对于阳光电源的集中式逆变器及未来可能涉及的中压大功率储能PCS产品,该调制策略在提升低开关频率下的...
铁电ScAlN/GaN高电子迁移率晶体管中的自加热效应及热缓解策略
Self-Heating Effects and Thermal Mitigation Strategies in Ferroelectric ScAlN/GaN HEMTs
Jie Zhang · Jian Guan · Jiangnan Liu · Paiting Liu 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年12月
我们研究了铁电ScAlN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)中的自热效应(SHE)及其热缓解策略。采用分子束外延(MBE)生长的器件展现出约3.8 V的大记忆窗口(MW)、大于10⁸的开/关电流比(Iₒₙ/Iₒff)和约20 mV/dec的亚玻尔兹曼亚阈值摆幅(SS),这得益于ScAlN对二维电子气(2DEG)的极化控制。在高漏极偏压下,自热效应会使记忆和亚阈值特性退化。通过外部加热和跨导分析,证实了这种退化源于热效应。多频电导测量揭示了电荷的俘获和脱俘现象,而自热效应可能会加速这一过程。扫描...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项铁电ScAlN/GaN HEMT技术在功率电子器件领域展现出重要应用潜力。该器件实现了3.8V的大记忆窗口、超过10^8的开关电流比以及20 mV/dec的亚阈值摆幅,这些特性对于我们的光伏逆变器和储能变流器中的高频开关器件具有显著价值。 铁电极化控制二维电子气的技术...
模块化多电平变换器的(2N+1)选择性谐波消除PWM:广义公式与环流控制方法
(2N+1) Selective Harmonic Elimination-PWM for Modular Multilevel Converters: A Generalized Formulation and A Circulating Current Control Method
Angel Perez-Basante · Salvador Ceballos · Georgios Konstantinou · Josep Pou 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年1月
针对子模块数量较少的中压模块化多电平变换器(MMC),本文提出了一种(2N+1)选择性谐波消除PWM(SHE-PWM)调制策略。该方法通过广义公式精确控制低次谐波,在降低开关频率的同时减少开关损耗,并结合环流控制技术,有效提升了变换器的输出性能。
解读: MMC拓扑在阳光电源的大功率储能系统(如PowerTitan系列)及高压大功率光伏逆变器中具有重要应用潜力。该文提出的(2N+1) SHE-PWM技术能够显著降低开关频率下的谐波含量,对于提升大功率变换器的效率和电能质量至关重要。建议研发团队关注该广义公式在多电平PCS中的工程实现,特别是其在降低散...
狄拉克源场效应晶体管中的耗散输运与自加热效应
Dissipative Transport and Self-Heating Effects in Dirac-Source FETs
Zeyu Zhang · Yunxiang Yang · Jing Guo · Fei Liu · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年7月
狄拉克源场效应晶体管(DSFET)被认为是未来低功耗电子器件的一个有前景的候选方案。然而,电子 - 声子(e - ph)散射效应和自热效应(SHE)对亚阈值摆幅(SS)和电子电流的影响尚未得到全面研究。在本文中,我们使用非平衡格林函数(NEGF)方法研究了DSFET中的e - ph散射效应和SHE。我们模拟了一种以二硫化钼(MoS₂)作为沟道和漏极材料的特定DSFET。结果表明,在偏置电压 ${V} _{\text {d}}=0.5$ V时,e - ph散射使DSFET的亚阈值摆幅从48 mV/...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项关于Dirac源场效应晶体管(DSFET)的研究揭示了未来低功耗电子器件的重要技术路径,对我们在光伏逆变器和储能系统的功率半导体应用具有前瞻性参考价值。 该研究深入分析了电子-声子散射和自热效应对DSFET性能的影响,发现其亚阈值摆幅(SS)仅为58 mV/decad...
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