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基于离散状态空间小步合成的固态变压器大步长仿真方法
A Large-Step Simulation Method for Solid State Transformers Based on Small-Step Discrete State-Space Composition
张勇 · 徐晋 · 李子润 · 汪可友 等6人 · 中国电机工程学报 · 2025年2月 · Vol.45
固态变压器（SST）在新型电力系统中的应用日益广泛，但其拓扑复杂、节点众多且开关频率高，导致电磁暂态仿真效率低下。本文提出一种基于离散状态空间小步合成的大步长仿真方法。通过建立小步长离散状态空间模型，利用小步迭代合成法构建大步长仿真模型，并引入二次等效方法降低系数矩阵维度与计算复杂度。结果表明，该方法在100 kHz开关频率下可有效减小数值积分与开关动作误差，显著提升SST仿真精度与效率。
解读: 该固态变压器仿真方法对阳光电源的储能变流器和光伏逆变器产品线具有重要应用价值。特别是在ST系列储能变流器和SG系列高频光伏逆变器的开发中,可显著提升基于SiC/GaN的高频拓扑设计效率。通过该方法可以在前期仿真阶段快速验证100kHz以上高频设计方案,为PowerTitan等大功率产品的多电平拓扑优...
共高频交流母线轻量化MMC-SST的动态性能评估与优化
Dynamic Performance Evaluation and Optimization of Common HFAC Bus Lightweight MMC-SST
Zemin Bu · Wei Zhao · Min Zhang · Jiaxun Teng 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年2月
本文研究了基于同步调制技术的共高频交流母线模块化多电平固态变压器（MMC-SST）。该方案通过减小子模块电容实现轻量化设计，但会导致系统内部强耦合效应。文章重点评估了其动态性能，并提出了相应的优化策略，旨在简化控制复杂度的同时提升系统功率密度。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan系列）及中高压并网设备具有重要参考价值。MMC-SST作为一种先进的电力电子变压器方案，其轻量化设计能显著提升储能PCS的功率密度，降低系统体积与成本。对于阳光电源而言，该研究中关于子模块电容优化及强耦合控制的分析，可应用于下一代高压储能变流器或大型...
用于固态变压器
SST）应用的电流平衡耦合电感四有源桥变换器
Nabeel Naseem · Honnyong Cha · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年11月
本文提出了一种基于电流平衡耦合电感（CBCL）的非对称配置四有源桥（QAB）变换器。该变换器为固态变压器（SST）的DC-DC级提供高频隔离，并为SST中压直流链路提供模块化解决方案。所提出的CBCL有效确保了三个有源H桥之间的电流平衡。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及中压直流接入方案具有重要参考价值。QAB拓扑通过多端口功率流控制，能够优化储能变流器（PCS）在多直流源接入场景下的效率与功率密度。CBCL电流平衡技术可有效解决多模块并联时的环流与不均流问题，提升系统可靠性。建议研发团...
单级差模固态变压器中的无功补偿
Reactive-Power Compensation in a Single-Stage Differential-Mode Solid-State Transformer
Shantanu Gupta · Sudip K. Mazumder · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
采用零电压开关（ZVS）以实现高效运行的隔离式单级固态变压器（SST）通常支持无功负载的能力有限。本文针对单级差模固态变压器（DM - SST）提出了一种新技术，该技术可在非单位功率因数负载下实现无功功率补偿。DM - SST模块采用脉宽调制有源钳位（PAC）Ćuk变换器来应用该技术。PAC - Ćuk变换器在两个主开关两端使用了钳位电路，每个钳位电路由一个辅助电容和一个与主开关互补工作的开关组成。钳位电路的添加使所有开关都能实现零电压开关操作。本文通过前馈控制改变开关的占空比，以支持无功功率。...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项单级差模固态变压器（DM-SST）无功补偿技术具有重要的战略价值。该技术通过脉宽调制有源钳位Ćuk变换器实现了零电压开关（ZVS）和无功功率补偿的双重功能，这与我司在光伏逆变器和储能系统领域追求高效率、高功率密度的技术方向高度契合。 在光伏并网系统中，电网对逆变器的无...
基于最小化拓扑Dyna-C的50-kVA三相固态变压器
A 50-kVA Three-Phase Solid-State Transformer Based on the Minimal Topology: Dyna-C
Hao Chen · Anish Prasai · Rohit Moghe · Kireeti Chintakrinda 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年1月
Dyna-C是一种实现双向三相固态变压器（SST）的最小化拓扑。该拓扑仅需两级电流源功率转换，即可实现电压升降、任意功率因数调节以及输入输出端频率转换。本文设计并验证了一款紧凑型50-kVA三相SST。
解读: Dyna-C拓扑通过精简功率转换级数，为提升电力电子变换器的功率密度提供了新思路。对于阳光电源而言，该技术在光伏逆变器和储能变流器（PCS）领域具有潜在的参考价值，尤其是在追求极致紧凑化设计的户用储能或工商业储能系统中。虽然固态变压器目前在商业化应用中成本较高，但其高频隔离和灵活的电压调节特性，可作...
基于多序列环流注入的可扩展端口直流固态变压器运行与控制
Operation and Control of Extensible Port-DC Solid State Transformer With Multisequence Circulating Current Injection
Xingda Xia · Jianqiao Zhou · Gang Shi · Linpeng Yao 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月
本文提出了一种基于模块化多电平变换器（MMC）的可扩展端口直流固态变压器（EPdc-SST）。通过在MMC桥臂上构建独立的低压直流母线，该拓扑不仅满足了不同电压等级的接入需求，还通过多序列环流注入技术优化了系统运行性能，为混合中压交直流配电网提供了高效的电能变换方案。
解读: 该技术主要针对中压配电网的直流变换场景，与阳光电源的PowerTitan系列储能系统及大型光伏电站的直流汇流技术具有一定关联。虽然目前主流产品多采用集中式或组串式逆变器，但随着未来光储直柔及中压直流配电网的发展，MMC基固态变压器技术在大型储能电站的直流耦合及多端口能量管理方面具有潜在应用价值。建议...
面向变电站固态变压器的综合保护方案
A Comprehensive Protection Scheme for Solid-State Transformers in Power Substations
Anand Mandal · Kashem M. Muttaqi · Md. Rabiul Islam · Danny Sutanto · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年12月 · Vol.41
本文提出适用于电网变电站场景的固态变压器（SST）新型综合保护方案，区别于传统工频变压器及孤立运行SST的保护逻辑，涵盖多工况差动保护阈值设定，并在IEEE-13节点系统中完成系统级验证。
解读: 该研究对阳光电源ST系列PCS及PowerTitan储能系统在构网型（GFM）与高可靠性并网场景下的故障穿越、差动保护协同及多端口能量设备保护策略设计具有重要参考价值。建议在下一代PCS固件中集成自适应差动保护模块，并结合iSolarCloud平台实现SST类电力电子变压器的实时故障定位与保护定值动...
单级差模固态变压器中的无功功率补偿
Reactive-Power Compensation in a Single-Stage Differential-Mode Solid-State Transformer
Shantanu Gupta · Sudip K. Mazumder · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年7月
本文针对采用零电压开关（ZVS）技术的高效单级固态变压器（SST）在处理非单位功率因数负载时无功支撑能力不足的问题，提出了一种新型控制技术。该技术通过差模固态变压器（DM-SST）架构，实现了对非单位功率因数负载的无功功率补偿，优化了系统在复杂电网环境下的运行性能。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及PCS产品线具有重要参考价值。固态变压器技术在未来中高压储能接入及微电网应用中是提升功率密度和效率的关键。该文提出的差模拓扑及无功补偿策略，有助于优化PCS在弱电网或复杂负载下的并网性能，提升系统对无功支撑的需求响应能力。建...
单级高频链固态变压器拓扑及其优化控制研究
Research on Single-Stage High-Frequency-Link SST Topology and Its Optimization Control
Xiaofeng Sun · Huafeng Wang · Lei Qi · Feilong Liu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年8月
本文提出了一种基于单级高频链的单相固态变压器（SST）拓扑。通过开关管复用技术减少了开关器件数量，并给出了相应的调制策略。此外，文章还提出了一种优化混合控制分析方法，旨在降低IGBT和电感的平均导通电流，从而提升系统整体效率。
解读: 该研究提出的单级高频链SST拓扑及开关管复用技术，对阳光电源的储能变流器（PCS）及下一代电力电子变压器产品具有重要参考价值。通过减少开关器件数量和优化导通电流，可显著提升PowerTitan等大型储能系统的功率密度与转换效率，降低散热成本。建议研发团队关注该拓扑在双向DC-DC变换环节的应用，探索...
固态变压器的能量前馈与直接前馈控制
Energy Feed-Forward and Direct Feed-Forward Control for Solid-State Transformer
Junjie Ge · Zhengming Zhao · Liqiang Yuan · Ting Lu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年8月
针对三级式固态变压器（SST）在负载突变时直流母线电压偏差大的问题，本文提出了一种能量前馈控制策略。相比传统功率前馈方案，该方法无需额外电流传感器即可实现更优的动态响应，有效降低了电压偏差并缩短了过渡时间。
解读: 该研究提出的能量前馈控制策略对阳光电源的储能变流器（PCS）及PowerTitan/PowerStack系列产品具有重要参考价值。SST作为未来电网接入的关键技术，其直流母线电压的稳定性直接影响储能系统的充放电效率与安全性。通过引入无需额外传感器的前馈控制，可以在不增加硬件成本的前提下，提升PCS在...
采用串联SiC MOSFET的中压软开关DC/DC变换器
Medium Voltage Soft-Switching DC/DC Converter With Series-Connected SiC MOSFETs
Zhebie Lu · Chengmin Li · Ankang Zhu · Haoze Luo 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月
针对数据中心配电系统，传统工频变压器体积大且效率低。本文研究了基于串联SiC MOSFET的中压软开关DC/DC变换器，旨在克服传统多单元固态变压器（SST）架构的局限性，通过高压器件应用提升单级变换器的功率密度与转换效率。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan系列）及大功率光伏逆变器具有重要参考价值。随着光伏与储能系统向更高直流电压等级（如1500V甚至更高）演进，利用SiC器件的串联技术可有效提升变换器功率密度并降低损耗。建议研发团队关注该拓扑在大型储能PCS中的应用，以减少变压器体积，优化系统集成度。...
电流源型固态变压器的新型调制策略及变压器漏感影响分析
New Modulation and Impact of Transformer Leakage Inductance on Current-Source Solid-State Transformer
Liran Zheng · Rajendra Prasad Kandula · Karthik Kandasamy · Deepak Divan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年1月
本文提出了一种用于降低器件电压应力的电流源型固态变压器（SST）新型调制方案，并深入分析了变压器漏感的影响。该拓扑工作原理类似于反激变换器，与双有源桥（DAB）SST存在显著差异，仅需单侧桥臂参与工作。
解读: 该研究提出的电流源型SST调制策略及漏感分析，对阳光电源的储能变流器（PCS）及电力电子变压器技术具有重要参考价值。虽然目前主流储能产品（如PowerTitan系列）多采用DAB拓扑，但该文提出的降低电压应力方法可优化高压储能系统的功率模块设计，提升系统效率与可靠性。建议研发团队关注该调制策略在减少...
光伏应用中10kV/1MW固态变压器的高效控制策略
High-Efficiency Control Strategy for 10-kV/1-MW Solid-State Transformer in PV Application
Tao Liu · Xu Yang · Wenjie Chen · Yang Xuan 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年11月
本文提出了一种针对由双有源桥（DAB）和级联H桥组成的固态变压器（SST）的系统控制策略，旨在提高其在光伏应用中宽电压范围下的运行效率。针对光伏面板电压波动对DAB效率的影响，文章建立了通用损耗模型以优化控制，从而提升系统整体性能。
解读: 固态变压器（SST）技术是中高压光伏并网及储能系统的前沿方向。对于阳光电源而言，该技术可优化大型地面光伏电站及中压接入场景下的系统架构，减少工频变压器体积。文中提出的DAB宽范围高效控制策略，可直接应用于阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan系列储能变流器（PCS）的功率变换级，通过优化软开关...
7.2 kV三端口SiC单级电流源固态变压器及90 kV防雷保护
7.2 kV Three-Port SiC Single-Stage Current-Source Solid-State Transformer With 90 kV Lightning Protection
Liran Zheng · Xiangyu Han · Chunmeng Xu · Rajendra Prasad Kandula 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月
本文提出了一种用于光伏、储能、电动汽车快充及数据中心等应用的多端口模块化单级电流源固态变压器（SST）。该7.2 kV/50 kVA系统由五个输入串联输出并联（ISOP）模块组成，每个模块基于3.3 kV SiC反向阻断MOSFET与二极管模块构建，具备高压耐受与高效转换能力。
解读: 该技术在电力电子拓扑领域具有前瞻性，特别是其采用的3.3 kV SiC器件和ISOP模块化架构，对阳光电源的高压储能系统（如PowerTitan系列）及大功率直流快充技术具有重要参考价值。单级电流源SST架构有助于简化系统复杂度并提升功率密度，建议研发团队关注其在高压直流接入场景下的效率优势。此外，...
基于混合隔离模块化多电平变换器的固态变压器拓扑及其简化功率转换与不均匀电压比
Hybrid Isolated Modular Multilevel Converter Based Solid-State Transformer Topology With Simplified Power Conversion Process and Uneven Voltage Ratio
Zhongchen Pei · Dehao Kong · Chao Liu · Chuang Liu 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月
本文提出了一种基于混合隔离模块化多电平变换器（MMC）的新型三端口固态变压器（SST）拓扑。该拓扑通过在MMC结构中集成高频链路并应用多种隔离子模块（ISM），克服了传统MMC型SST在电压比方面的限制，实现了高效的降压整流与功率转换。
解读: 该研究提出的新型SST拓扑在多电平变换与高频隔离方面具有显著优势，与阳光电源的PowerTitan系列大型储能系统及集中式光伏逆变器技术路线高度契合。随着光储电站向更高电压等级（如1500V甚至更高）演进，该拓扑在简化功率转换级数、提升系统功率密度及电网适应性方面具有潜在应用价值。建议研发团队关注其...
基于主动环流注入和桥臂电压调节的双极型模块化固态变压器运行与控制
Operation and Control of Bipolar-Type Modular Solid State Transformer With Active Circulating Current Injection and Arm Voltage Adjusting Method
Jianqiao Zhou · Jianwen Zhang · Jiacheng Wang · Gang Shi 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年8月
本文提出了一种双极型模块化固态变压器（BM-SST），基于模块化多电平变换器（MMC）架构。该拓扑不仅具备中压交流和直流端口，还可直接提供双极性低压直流（BLVdc）端口，以满足分布式能源及负载的多样化需求。通过主动环流注入和桥臂电压调节策略，有效提升了系统的运行性能与控制灵活性。
解读: 该技术属于电力电子变换领域的前沿拓扑，对阳光电源的储能系统（如PowerTitan系列）及未来中压直流配电网业务具有参考价值。虽然目前阳光电源产品线以组串式逆变器和储能PCS为主，但随着电网向高压直流化发展，MMC架构及固态变压器技术在大型储能电站并网及直流微电网应用中具有潜在的技术储备意义。建议关...
基于隔离式模块化多电平矩阵变换器
I-M3C）的新型固态变压器
Di Zhu · Zhongchen Pei · Chuang Liu · Jingyue Wang 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
本文提出了一种具有低频中压交流（LF-MVac）端口的新型固态变压器（SST）。该SST具备工频中压交流、低频中压交流、低压直流和低压交流四个端口，是基于低频中压交流互联的智能配电网的关键设备。
解读: 该研究提出的I-M3C拓扑在多端口能量转换和中压接入方面具有前瞻性。对于阳光电源而言，该技术可作为未来智能配电网及大型储能系统（如PowerTitan系列）接入中压电网的潜在技术储备。其多端口架构与阳光电源的‘光储直柔’及微电网解决方案有一定契合度，特别是针对复杂电网环境下的多能互补应用。建议关注其...
应用于中低压交直流混合接口的三端口MMC型固态变压器子模块纹波功率感应滤波策略
An Inductive-Filtering Strategy of Submodule Ripple-Power in Triple-Port MMC-Based SST Applied to Hybrid Medium and Low Voltage AC/DC Interface
Jiaxun Teng · Xiaofeng Sun · Yuzhuo Pan · Xuemin Liu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年7月
本文针对基于模块化多电平变换器（MMC）的固态变压器（SST），提出了一种子模块纹波功率感应滤波策略。MMC-SST通常由MMC级和隔离双向DC/DC级组成，是实现中低压交直流混合组网的关键方案。该研究旨在解决子模块电容体积过大限制系统功率密度的问题，通过优化控制策略降低电容需求，提升系统集成度。
解读: 该技术对阳光电源的PowerTitan及大型储能系统（PCS）具有重要参考价值。MMC拓扑在更高电压等级的储能接入中展现出优势，而子模块电容体积是限制功率密度的核心瓶颈。本文提出的感应滤波策略能有效减小电容体积，从而提升PCS的功率密度，降低系统成本。建议研发团队关注该策略在兆瓦级储能变流器中的应用...
基于频谱分解的级联固态变压器辐射侧信道噪声抑制
Spectral Decomposition-Based Mitigation of Radiative Side-Channel Noise Intrusion in a Cascaded SST
Debotrinya Sur · Shantanu Gupta · Mateo D. Roig Greidanus · Sudip K. Mazumder · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
固态变压器（SST）作为传统低频变压器的替代方案，具备级联扩展能力，可处理高电压和大功率场景。本文针对级联SST中存在的辐射侧信道噪声干扰问题，提出了一种基于频谱分解的抑制技术，旨在提升复杂电磁环境下电力电子变换器的控制精度与运行稳定性。
解读: 该研究关注级联拓扑中的电磁兼容性与噪声抑制，这对阳光电源的PowerTitan及PowerStack等大型储能系统具有参考价值。随着储能系统向高压化、模块化发展，级联多电平拓扑的应用日益广泛，电磁干扰（EMI）控制直接影响系统的通信可靠性与控制精度。建议研发团队关注该频谱分解技术，以优化大功率PCS...
用于级联单向固态变压器的准两电平无桥PFC整流器
Quasi-Two-Level Bridgeless PFC Rectifier for Cascaded Unidirectional Solid State Transformer
Cheng Lu · Wenfei Hu · Hongyang Wu · Fred Lee · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年10月
随着宽禁带功率器件的发展，固态变压器（SST）因其高效率、高功率密度、模块化和可扩展性而备受关注。然而，复杂性和成本仍是其大规模应用的障碍。本文提出了一种采用级联三电平无桥功率因数校正（PFC）整流级的单向SST，旨在优化系统性能。
解读: 该研究提出的级联三电平无桥PFC拓扑对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及大功率光伏逆变器具有重要参考价值。随着宽禁带半导体（SiC/GaN）的应用，该拓扑有助于进一步提升整流效率并降低系统体积。建议研发团队评估该准两电平技术在模块化储能变流器（PCS）中的应用潜力，...
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