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客座社论：多电平变换器作为电网现代化赋能技术的专题
Guest Editorial: Special Section on Multilevel Converters as an Enabler for Grid Modernization
Jingyang Fang · Sanjib Kumar Panda · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月
本文为IEEE TPEL关于多电平变换器赋能电网现代化的专题社论。文章重点探讨了多电平变换器在现代电网中的研发进展，特别是其在提供电网支撑服务及实现新型控制策略方面的应用，旨在推动电力电子技术在复杂电网环境下的高效集成与稳定运行。
解读: 多电平变换器技术是阳光电源实现高压、大功率电力转换的核心。对于PowerTitan系列储能系统及集中式光伏逆变器，多电平拓扑能有效降低输出谐波，提升效率并减小滤波器体积。随着电网对构网型（GFM）功能需求的提升，多电平技术结合虚拟同步机（VSG）控制策略，是阳光电源提升产品在弱电网下稳定运行能力的关...
多电平变换器作为电网现代化赋能者的特刊社论
Guest Editorial Special Section on Multilevel Converters as an Enabler for Grid Modernization
Jingyang Fang · Sanjib Kumar Panda · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年11月
本文为IEEE TPEL关于“多电平变换器赋能电网现代化”的特刊社论。文章重点探讨了多电平变换器在现代电力系统中的研发进展，特别是其在提供电网支撑服务及实现新型控制策略方面的应用，旨在推动电力电子技术在复杂电网环境下的高效集成与稳定运行。
解读: 多电平拓扑是阳光电源实现高功率密度、高效率逆变的关键技术。对于PowerTitan等大型储能系统及集中式光伏逆变器，多电平技术能有效降低输出谐波，减少滤波器体积。随着电网对构网型（GFM）技术要求的提升，多电平变换器在提供虚拟惯量、黑启动及弱电网支撑方面具有天然优势。建议研发团队关注多电平拓扑在弱电...
多电平变换器作为电网现代化赋能者的特刊社论
Guest Editorial Special Section on Multilevel Converters as an Enabler for Grid Modernization
Jingyang Fang · Sanjib Kumar Panda · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月
本文为IEEE TPEL关于多电平变换器赋能电网现代化的特刊社论，重点探讨了多电平变换器在现代电网中的研发趋势，涵盖了电网支撑服务及新型控制策略的实现，旨在提升电力电子设备在复杂电网环境下的适应性与性能。
解读: 多电平技术是阳光电源实现高压、大功率电力电子设备的核心基础。对于PowerTitan系列储能系统及集中式光伏逆变器，多电平拓扑能有效降低输出谐波，减小滤波体积，提升系统效率。随着电网对构网型（GFM）功能要求的提高，多电平变换器在弱电网下的稳定性控制至关重要。建议研发团队关注特刊中关于多电平变换器在...
基于对称四倍压整流器
SQR）的高压LLC谐振DC-DC变换器分析与设计
Amit Kumar Singh · Pritam Das · Sanjib Kumar Panda · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年6月
本文提出了一种基于对称四倍压整流器（SQR）的隔离式高压LLC谐振全桥DC-DC变换器。与传统的Cockcroft-Walton和全桥二极管整流器相比，SQR电路在不显著增加输出阻抗的前提下，通过降低变压器匝数比，显著提升了功率密度。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及高压直流充电桩产品线具有重要参考价值。在储能PCS和高压充电模块中，提升功率密度是核心竞争力。SQR拓扑通过优化变压器设计降低匝数比，有助于减小磁性元件体积，从而提升整机功率密度并降低成本。建议研发团队评估SQR在兆瓦级储能...
集成有源前端整流器
AFER）的LCL滤波器电感退化检测与诊断
Subash Chandar · Sanjib Kumar Panda · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年2月
本文提出了一种在线监测方法，用于诊断船舶推进系统中集成有源前端整流器（AFER）的LCL滤波器电感退化问题。通过监测变流器侧电感的漏磁通，并将其与健康状态下的数据进行对比，实现对电感退化的有效检测与诊断。
解读: 该技术对阳光电源的组串式及集中式光伏逆变器、储能变流器（PCS）具有重要参考价值。LCL滤波器是逆变器输出侧的核心组件，其电感性能直接影响并网电能质量及系统稳定性。通过引入漏磁通监测等在线诊断技术，可提升阳光电源iSolarCloud平台的智能化运维水平，实现从“被动维修”向“预测性维护”的转型。建...
分布式光伏系统故障诊断的数字孪生方法
A Digital Twin Approach for Fault Diagnosis in Distributed Photovoltaic Systems
Palak Jain · Jason Poon · Jai Prakash Singh · Costas Spanos 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年1月
本文针对屋顶及建筑集成分布式光伏系统，提出了一种用于故障诊断的数字孪生设计方法。通过构建光伏能量转换系统的数字孪生模型，实现对系统可测量特征输出的实时估计，并结合数学分析、仿真研究与实验验证，有效提升了分布式光伏系统的故障检测与诊断能力。
解读: 该数字孪生技术与阳光电源iSolarCloud智能运维平台高度契合。通过在云端构建组串式逆变器及户用光伏系统的数字孪生模型，可实现从“被动报警”向“主动预测性维护”的跨越。建议将此技术集成至iSolarCloud，利用实时数据与孪生模型比对，精准定位组件级故障（如遮挡、热斑、组串失配），降低运维成本...
一种13电平升压逆变器拓扑中功率半导体器件的可靠性评估
Reliability Assessment of Power Semiconductor Devices for a 13-Level Boost Inverter Topology
Marif Daula Siddique · Prasanth Sundararajan · Sanjib Kumar Panda · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年6月
本文探讨了多电平逆变器（MLI）在电力电子领域的应用优势。针对13电平升压逆变器拓扑，研究了其功率半导体器件的可靠性。通过分析不同拓扑架构下器件的组合方式，评估了其在多电平输出波形下的性能表现与寿命影响，为电力电子系统的设计优化提供了理论依据。
解读: 该研究关注多电平拓扑的可靠性，对阳光电源的组串式逆变器及大型集中式逆变器研发具有参考价值。随着光伏系统向更高电压等级和更高效率演进，多电平技术是提升功率密度和降低谐波的关键。建议研发团队结合该评估方法，针对PowerTitan等储能PCS产品中使用的功率模块进行多物理场寿命预测，优化散热设计与驱动策...
电源电压扰动下维也纳整流器输入电流谐波畸变抑制与输出电压平衡
Reduction of Input Current Harmonic Distortions and Balancing of Output Voltages of the Vienna Rectifier Under Supply Voltage Disturbances
Jeevan Adhikari · Prasanna IV · Sanjib Kumar Panda · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年7月
本文提出了一种针对三电平维也纳整流器的改进型比例谐振（PR）控制方案。该方案旨在解决电网电压畸变和不平衡工况下的输入电流总谐波畸变（THD）问题，通过选择性消除源侧低次谐波，有效提升了整流器在复杂电网环境下的运行性能。
解读: 维也纳整流器作为一种典型的高功率因数整流拓扑，在阳光电源的电动汽车充电桩及部分工业电源模块中具有重要应用价值。该研究提出的改进型PR控制策略能显著提升整流器在弱电网或电网电压波动环境下的电能质量，有助于优化充电桩的输入侧性能，降低谐波干扰。建议研发团队关注该控制算法在充电桩PFC级中的移植，以提升产...
基于模型预测控制的级联H桥多电平变换器故障检测与定位
Fault Detection and Localization for Cascaded H-Bridge Multilevel Converter With Model Predictive Control
Merlin Chai · Naga Brahmendra Yadav Gorla · Sanjib Kumar Panda · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年10月
级联H桥（CHB）多电平变换器因其模块化结构，广泛应用于静止同步补偿器（STATCOM）和固态变压器等领域，并具备良好的容错能力。本文提出了一种基于模型预测控制（MPC）的故障检测与定位（FDL）方案，旨在提升CHB变换器在运行过程中的可靠性与故障响应速度。
解读: 该技术对阳光电源的集中式逆变器及大功率储能变流器（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。随着阳光电源产品向高压、大功率及模块化方向发展，级联多电平拓扑在电网侧的应用日益增多。文中提出的基于MPC的故障诊断方法，能够有效提升系统在复杂电网环境下的可靠性与在线运维能力。建议研发团队将其集成至iS...
基于频率自适应空间重复控制的模块化多电平变换器电容电压纹波抑制
Capacitor Voltage Ripple Suppression in a Modular Multilevel Converter Using Frequency-Adaptive Spatial Repetitive-Based Circulating Current Controller
Sandeep Kolluri · Naga Brahmendra Yadav Gorla · Sanjib Kumar Panda · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年9月
本文提出了一种新型循环电流控制架构，旨在抑制模块化多电平变换器（MMC）中子模块电容电压的纹波。该级联控制架构在外部电压环和内部电流环中均采用了空间重复控制器（SRC），能够有效抑制子模块电容电压的二次谐波分量。
解读: MMC拓扑在高压大功率光伏并网及大型储能系统（如PowerTitan系列）中具有重要应用潜力。该文提出的空间重复控制策略能有效降低子模块电容电压纹波，从而减少对电容容量的需求，提升系统功率密度并延长电容寿命。建议研发团队关注该控制算法在阳光电源大型储能变流器（PCS）中的移植可行性，特别是在提升系统...
基于LLL谐振槽的三相移控制双有源桥变换器
Triple Phase Shift Control of an LLL Tank Based Bidirectional Dual Active Bridge Converter
Shiva S. Muthuraj · V. K. Kanakesh · Pritam Das · Sanjib Kumar Panda · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年10月
本文针对基于电感链路的电压型双有源桥（VF-DAB）变换器，提出了一种三相移（TPS）控制策略的综合分析与优化方案。研究旨在实现变换器在全工作范围内的零电压开关（ZVS），以满足隔离型双向DC-DC变换器对高效率和高功率密度的需求。
解读: 该技术直接关联阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及ST系列PCS产品。双有源桥（DAB）变换器是储能变流器实现电池侧与直流母线高效能量转换的核心拓扑。通过引入LLL谐振槽及三相移（TPS）控制，可显著提升变换器在宽电压范围内的软开关能力，降低开关损耗，从而提升储能...
一种基于自适应积分滑模控制与鲁棒函数扩展多核BLS的光伏-电池直流微电网MPPT控制
An Adaptive Integral Backstepping SMC and Robust Functional Expanded Multikernel BLS Based MPPT Control in PV-Battery DC Microgrid System
Mrutyunjaya Sahani · Baladev Biswal · Eluri NVDV Prasad · Pradipta Kishore Dash 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年3月
本文提出了一种鲁棒函数扩展多核广泛学习系统（RFEMBLS），通过引入辐照度和温度数据，在不确定条件下更精确地计算光伏参考电压。同时，引入新型下垂控制机制以获取参考电流，降低了对不同可再生能源接入的依赖。
解读: 该研究提出的RFEMBLS算法在复杂环境下的MPPT精度优化，可直接应用于阳光电源的组串式逆变器（如SG系列）及户用逆变器产品中，提升在阴影遮挡或极端天气下的发电效率。其引入的新型下垂控制机制与阳光电源的PowerTitan、PowerStack储能系统在微电网应用场景高度契合，有助于优化光储系统的...
开关功率变换器基于模型的故障检测与识别
Model-Based Fault Detection and Identification for Switching Power Converters
Jason Poon · Palak Jain · Ioannis C. Konstantakopoulos · Costas Spanos 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年2月
本文提出了一种基于模型状态估计器的开关功率变换器故障检测与识别（FDI）方法。该方法具有通用性，能够检测并识别各类开关变换器中组件及传感器的任意故障，并通过实验进行了验证。
解读: 该研究提出的通用型故障诊断技术对阳光电源的核心业务具有极高价值。在组串式和集中式光伏逆变器以及PowerTitan/PowerStack储能系统中，功率器件与传感器的实时健康监测是提升系统可靠性的关键。通过引入基于模型的状态估计器，可显著增强iSolarCloud平台对设备早期故障的预警能力，减少非...
一种基于光伏系统的交错并联Boost变换器故障诊断与容错重构方案
A Fault Diagnosis and Postfault Reconfiguration Scheme for Interleaved Boost Converter in PV-Based System
Md Waseem Ahmad · Naga Brahmendra Yadav Gorla · Hasmat Malik · Sanjib Kumar Panda · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年4月
为高效利用光伏能量，交错并联Boost变换器因其高功率密度、高效率及低输入电流纹波等优势被广泛应用。本文针对该拓扑提出了一种故障诊断与容错重构方案，旨在解决功率开关开路故障，提升光伏系统的可靠性与能量提取效率。
解读: 该研究直接关联阳光电源组串式逆变器及集中式逆变器中的DC-DC升压环节。交错并联技术是提升光伏逆变器功率密度和降低输入电流纹波的核心手段，而故障诊断与重构技术对于提升光伏电站的长期运行可靠性至关重要。建议研发团队参考该方案，将其集成至iSolarCloud智能运维平台，通过实时监测与自动重构策略，降...
一种具有大降压增益的基于矩阵的非隔离三相AC-DC整流器
A Matrix-Based Nonisolated Three-Phase AC–DC Rectifier With Large Step-Down Voltage Gain
Amit Kumar Singh · Elango Jeyasankar · Pritam Das · Sanjib Kumar Panda · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年6月
本文提出了一种带有电流倍增整流器（CDR）电路的矩阵式非隔离三相AC-DC变换器。传统三相Buck型整流器在低调制指数下利用率较低，且输出直流电压存在下限。该拓扑通过矩阵变换结构实现了大降压增益，有效解决了传统Buck整流器在低电压输出场景下的性能瓶颈。
解读: 该拓扑结构主要针对高压输入、低压输出且要求高降压比的AC-DC变换场景。对于阳光电源而言，该技术可作为未来工业电源或特定充电桩模块的参考拓扑，以提升在宽电压范围下的转换效率和功率密度。虽然目前阳光电源主流光伏逆变器和储能PCS多采用DC-AC或双向DC-DC架构，但该研究在提升整流级效率和优化调制策...
一种用于三级固态变压器级联H桥级的开路故障检测与定位方案
A Novel Open-Circuit Fault Detection and Localization Scheme for Cascaded H-Bridge Stage of a Three-Stage Solid-State Transformer
NAGA GORLA · Sandeep Kolluri · Merlin Chai · Sanjib Panda · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月
三级固态变压器（SST）是工频变压器的理想替代方案，具备电压变换及辅助服务功能。由于SST中功率开关器件故障率较高，快速的故障检测与隔离对减少系统停机时间至关重要。本文提出了一种针对级联H桥级的新型故障检测与定位算法。
解读: 该研究针对级联H桥（CHB）拓扑的故障诊断技术，对阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。随着公司产品向更高电压等级和多电平拓扑演进，功率模块的可靠性与故障快速定位成为提升iSolarCloud运维效率的关键。建议研发团队借鉴该算法的逻辑，将其集成至智...
一种在大频率跌落及宽SCR和X/R范围下并网逆变器的紧凑型构网控制框架
A Tight Grid-Forming Control Framework for Grid-Connected Inverters Under Large Grid Frequency Drops With Wide Range of SCR and X/R
Xitong Niu · Yue Qu · Pengfeng Lin · Chenggang Cui 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
随着可再生能源渗透率提升，电网在频率大幅波动及弱电网条件下稳定性面临挑战。本文提出一种新型构网型（GFM）控制框架，旨在解决大频率跌落及宽短路比（SCR）和X/R比条件下的并网逆变器稳定性问题，确保公用事业级电站的电力供应可靠性。
解读: 该研究直接契合阳光电源在大型地面电站及储能领域的战略需求。随着全球电网弱网化趋势加剧，该构网型（GFM）控制框架对于提升阳光电源组串式逆变器及PowerTitan系列储能变流器（PCS）在极端电网工况下的支撑能力至关重要。建议研发团队将此紧凑型控制算法集成至iSolarCloud平台，通过优化控制策...
级联模块化固态变压器中改善输入电能质量的综合谐波分析与控制策略
A Comprehensive Harmonic Analysis and Control Strategy for Improved Input Power Quality in a Cascaded Modular Solid State Transformer
Naga Brahmendra Yadav Gorla · Sandeep Kolluri · Merlin Chai · Sanjib Kumar Panda · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年7月
本文针对三级级联模块化固态变压器（CMSST）中因参数失配导致的直流母线电压不平衡问题，进行了深入的理论分析。文章提出了一种改进的控制策略，通过电压平衡控制（VBC）或功率平衡控制（PBC）来优化系统性能，并重点分析了谐波抑制技术，以提升输入电能质量。
解读: 该研究涉及的多电平级联拓扑与直流母线电压平衡控制，对阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）的功率变换架构具有参考价值。在处理高压大功率变换时，如何通过控制策略解决参数失配导致的电压不平衡是提升系统可靠性的关键。建议研发团队关注该文中的功率平衡控制（PBC）算法，以优化...
一种用于风电场下垂调节模块化多电平变换器环流谐波消除的空间梳状滤波器与空间重复控制器新控制架构
A New Control Architecture With Spatial Comb Filter and Spatial Repetitive Controller for Circulating Current Harmonics Elimination in a Droop-Regulated Modular Multilevel Converter for Wind Farm Application
Sandeep Kolluri · Naga Brahmendra Yadav Gorla · Rajesh Sapkota · Sanjib Kumar Panda · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年11月
针对海上风电场接入高压直流输电系统的模块化多电平变换器（MMC），频率下垂调节会导致环流谐波频率随交流频率变化。本文提出了一种结合空间梳状滤波器和空间重复控制器的控制架构，有效消除了变频工况下的环流谐波，提升了系统稳定性。
解读: 该技术对于阳光电源的风电变流器产品线具有重要参考价值。随着海上风电向深远海发展，高压直流输电（HVDC）及MMC拓扑的应用日益增多。文中提出的空间重复控制策略能有效解决变频工况下的环流抑制问题，提升变流器在弱电网及复杂工况下的电能质量。建议研发团队关注该控制架构在大型风电变流器中的移植可行性，特别是...
基于容错分析的减少开关数单相多电平逆变器拓扑性能评估
Fault-Tolerant Analysis-Based Performance Assessment of Single-Phase Multilevel Inverter Topologies With Reduced Switch Count
Marif Daula Siddique · Prasanth Sundararajan · Mrutyunjaya Sahani · Sanjib Kumar Panda · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月
研究多电平逆变器(MLI)因元件和子组件数量多而易受多种故障影响的问题,容错(FT)能力对系统可靠运行至关重要。提供不同类型MLI的FT能力研究,分析中考虑开关和电源故障(SF)的不同故障类别,分析单开关、双开关组合和SF。提供不同故障指标对比,指导FT MLI领域未来研究方向。对两种常用拓扑进行实验验证,展示FT分析对各类故障的实用性并提供测试结果。
解读: 该多电平逆变器容错分析技术对阳光电源多电平拓扑产品设计有重要参考价值。容错能力评估方法可应用于ST储能变流器的三电平/五电平拓扑设计,提高系统在开关故障和电源故障下的可靠性。该研究对SG光伏逆变器多电平拓扑的冗余设计和故障处理策略有指导意义。容错指标对比对PowerTitan储能系统模块化设计的可靠...