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电池电动汽车模块化多电平变换器效率评估
Efficiency Assessment of Modular Multilevel Converters for Battery Electric Vehicles
Mahran Quraan · Pietro Tricoli · Salvatore D Arco · Luigi Piegari · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年3月
本文评估了将集成电池单元的模块化多电平变换器（MMC）用于电动汽车牵引驱动的性能。在该拓扑中，单个电池单元连接至变换器子模块的直流链路，实现了充放电的高度灵活性，并简化了传统电动汽车电池管理系统（BMS）的设计。
解读: 该研究探讨的模块化多电平拓扑（MMC）与电池集成技术，在电力电子架构上与阳光电源的储能变流器（PCS）及电动汽车充电桩业务有技术同源性。虽然目前阳光电源的充电桩产品主要聚焦于直流快充，但该技术路线中关于子模块化设计和BMS集成控制的思路，可为公司下一代高压、高效率充电桩及车载电力电子集成方案提供参考...
基于凸优化的并联并网逆变器控制设计
Convex Optimization-Based Control Design for Parallel Grid-Connected Inverters
Christoph Kammer · Salvatore D'Arco · Atsede Gualu Endegnanew · Alireza Karimi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年7月
本文提出了一种针对LCL滤波并联并网电压源逆变器（VSI）的频域控制设计新方法。该方法支持多台逆变器控制器的单步设计，在保证系统稳定性的同时，能有效抑制输出滤波器引起的谐振及耦合效应，提升并网性能。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心业务——组串式及集中式光伏逆变器。在大型地面电站或工商业光伏项目中，多台逆变器并联运行常面临谐振及耦合干扰，该凸优化控制方法能显著提升多机并联系统的稳定性，减少现场调试难度。建议研发团队将其应用于iSolarCloud智能运维平台的算法优化中，或集成至新一代逆变器控制固...
模块化多电平变换器在稳态运行下具有恒定平衡点的基于能量的状态空间表示
Energy-Based State-Space Representation of Modular Multilevel Converters with a Constant Equilibrium Point in Steady-State Operation
Gilbert Bergna-Diaz · Jon Are Suul · Salvatore D'Arco · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年6月
模块化多电平变换器（MMC）在稳态下内部电流和电压包含多种频率分量，即使在同步旋转坐标系下仍呈周期性，导致难以建立恒定平衡点的状态空间模型。本文提出了一种基于能量的状态空间表示方法，通过能量变换实现了稳态下状态变量的恒定化，为MMC的建模与控制提供了新思路。
解读: MMC技术是阳光电源在大功率集中式光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）中实现高压大容量并网的关键技术方向。该研究提出的基于能量的状态空间建模方法，能够有效解决MMC在复杂电网环境下的非线性控制难题，有助于提升阳光电源逆变器及PCS产品的动态响应速度和并网稳定性。建议研发团队关注该建...
模块化多电平变换器桥臂电压估计的在线参数调整方法
Online Parameter Adjustment Method for Arm Voltage Estimation of the Modular Multilevel Converter
Abel A. Taffese · Erik de Jong · Salvatore D'Arco · Elisabetta Tedeschi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年12月
模块化多电平变换器（MMC）的插入索引计算对系统性能至关重要。直接电压控制虽简单，但因忽略桥臂电压纹波导致环流较大。本文提出了一种在线参数调整方法，旨在通过补偿调制技术优化桥臂电压估计，从而有效抑制环流并提升MMC系统的整体控制精度与运行稳定性。
解读: MMC拓扑在阳光电源的大型集中式光伏逆变器及高压大功率储能变流器（如PowerTitan系列）中具有重要应用潜力。该文章提出的桥臂电压在线估计与参数调整方法，能够有效降低环流，减少功率损耗，并提升系统在复杂电网环境下的动态响应能力。建议研发团队关注该算法在提升大功率PCS效率及电能质量方面的应用，特...
窗口化PWM：一种用于模块化多电平变换器牵引驱动的可配置调制方案
Windowed PWM: A Configurable Modulation Scheme for Modular Multilevel Converter-Based Traction Drives
Davide De Simone · Pietro Tricoli · Salvatore D'Arco · Luigi Piegari · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年9月
本文提出了一种用于电动交通变速牵引驱动中模块化多电平变换器（MMC）的调制技术，称为窗口化脉宽调制（W-PWM）。W-PWM结合了MMC传统调制方案中最近电平控制（NLC）和PWM的原理，旨在实现两者优势的融合，以提升变换器在牵引应用中的性能。
解读: 该技术主要针对电动交通牵引驱动，与阳光电源的电动汽车充电桩及潜在的电驱动系统业务相关。MMC拓扑在超高压、大功率场景下具有显著优势，其调制策略的优化有助于提升变换器的效率和电能质量。建议研发团队关注该调制方案在阳光电源大功率充电桩或未来轨道交通/重型车辆驱动系统中的应用潜力，通过优化开关损耗和输出谐...
基于差分与共模功率控制的VSC-HVDC互联交流电网振荡阻尼
Coupling of AC Grids via VSC-HVDC Interconnections for Oscillation Damping Based on Differential and Common Power Control
Alberto Rodriguez-Cabero · Javier Roldan-Perez · Milan Prodanovic · Jon Are Suul 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年6月
本文提出了一种HVDC互联控制方法，通过引入虚拟摩擦耦合异步交流电网的惯性动力学，实现频率振荡阻尼。该方法利用共模和差模功率流概念建模，实现了直流电压与HVDC间净功率传输的独立控制。
解读: 该技术对于阳光电源的PowerTitan等大型储能系统及高压并网解决方案具有重要参考价值。随着新能源占比提升，电网频率稳定性面临挑战，文中提出的虚拟摩擦与惯性耦合控制策略，可优化阳光电源构网型（GFM）储能变流器在弱电网或多端直流互联场景下的频率响应能力。建议研发团队将其引入iSolarCloud智...
基于频率耦合校正因子的MIMO电力电子系统稳定性评估单坐标波特图
Single Coordinate Bode Plots for Stability Evaluation of MIMO Power Electronics Systems via a Frequency Coupling Corrective Factor
Chirag Ramgopal Shah · Marta Molinas · Sjur Føyen · Salvatore D'Arco 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月
本文针对电力电子主导系统在单坐标系（如dd/qq轴）下进行稳定性评估时，因频率耦合效应导致精度下降的问题，提出了一种通过频率耦合校正因子改进的单坐标波特图分析方法。该方法旨在简化传统MIMO框架下广义奈奎斯特判据的复杂性，为电力电子系统的稳定性分析提供更直观且准确的工具。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心并网技术。随着光伏和储能渗透率提升，弱电网下的系统振荡与稳定性成为行业痛点。该方法通过简化MIMO稳定性分析，可显著提升阳光电源组串式逆变器（如SG系列）及储能变流器（如PowerTitan系列）在复杂电网环境下的控制参数设计效率。特别是在构网型（GFM）技术研发中，利...
基于帕累托的全电船舶混合储能系统设计优化
Pareto-Based Design Optimisation of Hybrid Energy Storage Systems for Full-Electric Vessels
Rene A. Barrera-Cardenas · Salvatore D'Arco · Luigi Piegari · Pietro Tricoli · IET Power Electronics · 2025年3月 · Vol.18
本文提出一种面向全电船舶混合储能系统的两阶段帕累托优化设计方法。第一阶段在大规模离散配置空间中，识别满足运行约束且以两种储能单元容量为变量的所有最优构型组成的帕累托前沿；第二阶段基于定义的成本函数，在帕累托前沿上确定最终最优配置。该方法将满足运行约束的可行性分析与经济性优化解耦，便于考察不同成本函数对最优设计的影响。以全电拖船为例的案例分析表明了混合储能系统的适用条件及优化设计的有效路径。
解读: 该帕累托优化方法对阳光电源船舶储能系统设计具有重要应用价值。文中提出的两阶段优化框架可直接应用于PowerTitan储能系统在船舶电力领域的配置设计，通过解耦可行性分析与经济性优化，为电池-超级电容混合储能方案提供系统化设计工具。该方法特别适用于阳光电源ST系列储能变流器在船舶应用中的容量配置优化，...
一种协调多台发电机组抑制电力系统自然振荡的自适应特殊保护方案
An Adaptive Special Protection Scheme Coordinating Multiple Generation Units for Damping Power System Natural Oscillations
Tor Inge Reigstad · Salvatore D'Arco · Santiago Sanchez-Acevedo · IEEE Transactions on Power Delivery · 2024年11月
本文提出一种特殊保护方案（SPS），通过在风电场或同步发电机中启用选定的自适应功率振荡阻尼（APOD）控制器来抑制电力系统的自然振荡。该方案由在线振荡检测算法触发，并集成了自适应时延补偿器（ATDC）以应对控制回路中的时延问题。通过新英格兰39节点系统的数值仿真和北欧44节点系统的硬件在环实验验证，结果表明所提SPS能显著增强低频振荡阻尼，避免振荡失稳，且可实时运行并有效处理来自PMU、通信与计算的时延，具备作为调度员阻尼功率振荡的自动化协调工具的可行性。
解读: 该自适应特殊保护方案对阳光电源的储能和风电产品线具有重要参考价值。特别是其自适应功率振荡阻尼(APOD)控制技术可应用于ST系列储能变流器和大型储能系统PowerTitan的VSG控制中,提升系统稳定性。其在线振荡检测算法和时延补偿技术可优化储能/风电产品的并网性能,增强低频振荡抑制能力。这对完善阳...
一种模块化多电平变换器的接地故障定位与严重程度估计方法
A Ground Fault Location and Severity Estimation Method for Modular Multilevel Converters
José Manuel Guerrero · Aitor Blázquez-Campanón · Salvatore D'Arco · Miguel Jiménez Carrizosa 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月
高效输电系统的需求、可再生能源发电的兴起以及电池储能系统的发展推动了模块化多电平换流器（MMC）的应用，与传统换流器相比，MMC具有更优的性能。然而，MMC电气故障的诊断更具挑战性，因为故障回路涉及更多的元件。特别是，接地故障（GF）是电力系统中最常见的故障类型，但对于交直流换流器而言，接地故障诊断尚未得到广泛研究，大多数工业继电器在这种情况下会失效。本文提出了一种基于在直流中点或交流中性点设置高值接地电阻的MMC接地故障定位方法。通过测量接地电阻两端的电压并进行频率分析，可以准确地确定故障位置...
解读: 该MMC接地故障定位与严重程度估计技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。MMC拓扑在大容量储能PCS中广泛应用，但接地故障易导致子模块电容过压、桥臂电流不平衡等问题。该方法通过桥臂电流与子模块电压暂态特征提取实现故障精确定位，可集成至阳光电源iSolar...
双端口构网型高压直流单元与E-STATCOM协调运行以提供阻尼与惯性支持
Coordinated Operation of Dual-Port Grid-Forming HVDC Unit and E-STATCOM for Damping and Inertia Provision
Arkaitz Rabanal · Salvatore D'Arco · Elisabetta Tedeschi · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年6月
双端口构网控制能够对连接高压直流输电线路与交流电网的模块化多电平换流器（MMC）实现同时的交流和直流电压调节。然而，由于换流器内部能量容量有限，其提供阻尼和惯性功率的能力受到内在限制。为解决这一限制，本文提出将带储能的静止同步补偿器（E - STATCOM）与双端口构网型高压直流连接的海上风电场进行协调运行，在保证风电场最优运行的同时，提高换流器的稳定性和性能。此外，在MMC的双端口构网控制中引入了一种新的稳定机制。这改善了动态性能，即使在没有额外支持的情况下也能确保稳定运行。在所考虑的数值算例...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的双端口构网型MMC与储能型静止同步补偿器（E-STATCOM）协调控制技术，对公司在海上风电并网、储能系统集成及高压直流输电领域具有重要参考价值。 该技术的核心创新在于通过E-STATCOM与构网型换流器的协同运行，突破了传统MMC内部储能容量有限的瓶颈，显著...