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基于反馈线性化的模块化多电平变换器电流控制策略
Feedback Linearization-Based Current Control Strategy for Modular Multilevel Converters
Shunfeng Yang · Peng Wang · Yi Tang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年1月
模块化多电平变换器（MMC）属于多输入多输出（MIMO）非线性系统。其控制系统需同时实现输出电流调节、子模块电容电压平衡及环流抑制等多重目标。本文提出一种基于反馈线性化的控制策略，旨在解决现有级联控制方案在处理复杂非线性耦合时的局限性，提升系统动态性能与稳定性。
解读: MMC技术是高压大功率并网及储能应用的核心趋势。阳光电源的PowerTitan系列储能系统及大型集中式光伏逆变器在追求更高功率密度与电能质量时，常面临多变量耦合控制挑战。本文提出的反馈线性化方法能有效解耦MMC的非线性特性，有助于优化系统在弱电网下的稳定性，并提升环流抑制能力。建议研发团队将其应用于...
模块化多电平变换器的分布式控制
Distributed Control for a Modular Multilevel Converter
Shunfeng Yang · Yi Tang · Peng Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年7月
传统集中式控制策略限制了模块化多电平变换器（MMC）的灵活性与可扩展性。本文提出了一种分布式控制架构，通过将特定控制任务分配给本地控制器，显著提升了MMC系统的模块化程度。该架构由中央控制器处理输出电流调节，并结合分布式本地控制实现系统的高效协同。
解读: MMC技术在阳光电源的高压大功率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。分布式控制架构能有效降低中央处理器的计算压力，提升系统在多模块并联时的扩展性与可靠性。建议研发团队关注该架构在大型储能变流器（PCS）中的应用，通过本地控制器实现子模块的快速故障响应与均衡控制，...
一种用于三相级联H桥逆变器的简化空间矢量脉宽调制方案
A Simplified Space Vector Pulsewidth Modulation Scheme for Three-Phase Cascaded H-Bridge Inverters
Xiajie Wu · Chenglin Xiong · Shunfeng Yang · Hao Yang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年4月
本文提出了一种针对三相级联H桥（CHB）逆变器的简化空间矢量脉宽调制（SVPWM）方案。该方法将每个单元视为三电平逆变器，采用串行计算模式，逐个单元进行调制。通过将扇区1的占空比映射到实际扇区，简化了三电平SVPWM的计算过程。
解读: 该研究提出的简化SVPWM算法对于阳光电源的集中式逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要的工程参考价值。级联H桥拓扑常用于中高压大功率并网场景，通过简化调制算法，可以有效降低控制器的运算负荷，提升系统的动态响应速度和输出电能质量。建议研发团队评估该算法在多电平逆变器中的计算效率优...
模块化多电平变换器
MMC）分布式控制系统的控制冲突抑制与稳定性提升
Shunfeng Yang · Shun Liu · Jingchun Huang · Hang Su 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月
相比传统集中式控制，MMC分布式控制系统提升了灵活性与扩展性，但控制回路间的耦合交互引发了稳定性挑战。本文旨在通过分析控制冲突机制，提出改进策略以增强MMC分布式控制系统的运行稳定性。
解读: MMC技术是阳光电源大功率集中式光伏逆变器及高压储能系统（如PowerTitan系列）的核心技术演进方向。随着系统容量向兆瓦级及更高电压等级迈进，分布式控制架构能有效降低控制器通信压力并提升系统模块化扩展能力。本文提出的控制冲突抑制与稳定性提升方法，对于优化阳光电源大型地面电站及电网侧储能系统的并网...
通过对称半桥子模块并联降低MMC电容
Reduction of MMC Capacitances Through Parallelization of Symmetrical Half-Bridge Submodules
Jingyang Fang · Shunfeng Yang · Haiyu Wang · Nima Tashakor 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月
模块化多电平变换器（MMC）具有模块化和可扩展性优势。对称半桥子模块MMC虽结构简单且损耗低，但子模块中庞大的直流电容限制了系统尺寸、重量及成本的优化。本文提出通过子模块并联技术，有效降低MMC所需的电容容量，从而提升系统功率密度与成本竞争力。
解读: 该研究针对MMC拓扑中电容体积大的痛点，通过子模块并联优化，直接契合阳光电源在大型地面光伏电站及高压大功率储能系统（如PowerTitan系列）中的技术演进需求。随着光伏与储能系统向更高电压等级和更高功率密度发展，该拓扑优化方案有助于减小集中式逆变器及大型储能PCS的物理尺寸，降低BOM成本。建议研...
基于分裂电容子模块的MMC低频电压纹波抑制
Low-Frequency Voltage Ripple Suppression for MMCs With Split-Capacitor Submodules
Shunfeng Yang · Fuyuan Zhuang · Yunshan Wang · Yi Tang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
本文提出了一种基于分裂电容子模块（SC-SM）的有源功率解耦方案，旨在抑制模块化多电平变换器（MMC）子模块中的基频和二倍频电压纹波，并有效降低系统所需的电容容量。通过深入分析其工作原理，揭示了SC-SM的约束条件，并建立了相应的理论模型。
解读: 该技术对于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。MMC拓扑在大型光伏电站及高压储能并网中应用广泛，电容体积和寿命是影响系统功率密度与可靠性的关键瓶颈。通过采用分裂电容子模块技术，可以在不增加额外功率器件的前提下，显著降低电容纹波，从而减小电容体积、降低系...
基于子模块电压相似度的模块化多电平变换器开路故障诊断
Submodule Voltage Similarity-Based Open-Circuit Fault Diagnosis for Modular Multilevel Converters
Dehong Zhou · Huan Qiu · Shunfeng Yang · Yi Tang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年8月
针对模块化多电平变换器（MMC），本文提出了一种基于子模块电容电压相似度的实时快速开路故障诊断方法。该方法通过对比正常与故障状态下的电容电压特征，实现故障的快速检测与定位，有效提升了MMC系统的运行可靠性。
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。随着系统电压等级的提升，子模块数量增加，故障诊断的实时性与准确性直接影响系统的可用率。该研究提出的基于电压相似度的诊断算法，无需额外的复杂传感器，有助于优化阳光电源iSolarCloud...
考虑子模块异步干扰的MMC分布式控制系统同步研究
Synchronization for an MMC Distributed Control System Considering Disturbances Introduced by Submodule Asynchrony
Haiyu Wang · Shunfeng Yang · Haiyu Chen · Xiaoyun Feng 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月
模块化多电平变换器（MMC）在HVDC应用中具有广阔前景，通常采用分布式控制架构管理大量子模块。本文针对制造公差导致的本地控制器时钟偏差和异步问题，提出了一种MMC分布式控制系统的同步方案，以提升系统运行的稳定性和精度。
解读: 该研究聚焦于MMC拓扑的分布式控制与同步技术，对阳光电源的高压直流输电（HVDC）及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。随着储能系统向高压化、大容量化发展，MMC拓扑的应用日益广泛，子模块间的精确同步直接影响系统的谐波性能与控制稳定性。建议研发团队关注该同步机制在多机并联及复...
分布式控制架构下通信中断时模块化多电平变换器
MMC）的弹性运行
Shunfeng Yang · Haiyu Chen · Pengfei Sun · Haiyu Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年10月
高压直流应用中的模块化多电平变换器（MMC）通常采用分布式控制架构管理大量子模块。通信拥塞或网络中断会导致通信中断（CI），进而引发系统故障。本文提出了一种弹性运行策略，旨在解决通信中断问题，确保MMC在复杂通信环境下的稳定运行与可靠性。
解读: 该研究针对MMC分布式控制架构下的通信可靠性问题，对阳光电源的高压大功率储能系统（如PowerTitan系列）及大型光伏电站的集中式逆变器具有重要参考价值。随着阳光电源产品向更高电压等级和更复杂的子模块化架构演进，通信链路的鲁棒性直接影响系统安全性。建议研发团队借鉴该弹性控制策略，优化分布式控制架构...
分布式控制架构下模块化多电平变换器
MMC）的开关开路故障诊断与无缝容错运行
Shunfeng Yang · Yi Tang · Peng Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年8月
模块化多电平变换器（MMC）以其模块化和冗余带来的高可靠性著称。本文提出了一种基于分布式控制架构的MMC开关开路故障诊断与容错运行方案。该方法在保持模块化优势的同时，显著提升了MMC系统的运行可靠性。
解读: MMC拓扑在阳光电源的大型地面光伏电站集中式逆变器及高压大功率储能变流器（PCS）中具有重要应用潜力。该文章提出的分布式控制与故障诊断技术，能够有效提升高压大功率变换器的冗余度和运行稳定性，减少因单个功率器件故障导致的停机风险。建议研发团队关注该容错控制策略，将其应用于PowerTitan等大型储能...
基于概率的MMC分布式控制系统子模块异步PS-PWM建模与分析
Probability-Based Modeling and Analysis for PS-PWM in an MMC Distributed Control System With Sub-Module Asynchrony
Shunfeng Yang · Haiyu Wang · Haiyu Chen · Wensheng Song 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年11月
针对高压直流输电中模块化多电平变换器（MMC）的分布式控制系统，本文研究了本地控制器晶振制造公差导致的子模块（SM）载波异步问题。通过概率建模，分析了载波异步对相移PWM（PS-PWM）性能的影响，为提升大功率变换器的控制精度提供了理论支撑。
解读: 该研究针对MMC架构下的分布式控制同步问题，对阳光电源的高压大功率储能系统（如PowerTitan系列）及未来可能涉及的柔性直流输电技术具有重要参考价值。MMC作为高压大功率变换的核心拓扑，其控制精度直接影响并网谐波性能与系统稳定性。建议研发团队关注该概率建模方法，以优化大规模子模块集群的同步控制策...
一种基于电压的模块化多电平变换器模型预测控制开路故障检测与隔离方法
A Voltage-Based Open-Circuit Fault Detection and Isolation Approach for Modular Multilevel Converters With Model-Predictive Control
Dehong Zhou · Shunfeng Yang · Yi Tang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年11月
针对模块化多电平变换器（MMC）中子模块（SM）绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的开路故障，本文提出了一种基于模型预测控制（MPC）的快速故障检测与隔离（FDI）方法。该方法能够有效识别单管开路故障，提升变换器的运行可靠性。
解读: MMC拓扑在阳光电源的大型集中式光伏逆变器及高压储能系统（如PowerTitan系列）中具有重要应用潜力。该文提出的基于MPC的故障诊断技术，能够显著提升系统在复杂工况下的可靠性，减少非计划停机。建议研发团队关注该算法在实时计算资源占用方面的表现，并将其集成至iSolarCloud智能运维平台，通过...
平滑TCM-DPWM及三相DC-AC ZVS逆变器输入电流纹波抑制
Smoothed TCM-DPWM and Input Current Ripple Reduction for Three-Phase DC–AC ZVS Inverters
Yuan Feng · Yueshi Guan · Hongqi Ben · Yijie Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
随着宽禁带器件的发展，高频、高效、高功率密度的三相逆变器在电动汽车和微电网领域具有重要应用前景。然而，现有方案难以在宽输出频率、高效率、高功率密度和低EMI之间取得平衡。本文提出了一种平滑TCM-DPWM调制策略，旨在优化三相ZVS逆变器的输入电流纹波及整体性能。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及电动汽车充电桩业务具有重要参考价值。通过引入TCM-DPWM调制策略，可有效提升逆变器在宽频率范围下的软开关（ZVS）性能，显著降低开关损耗，从而提升整机效率并缩小磁性元件体积，助力产品实现更高功率密度。建议研发团队关注该调制算法在SiC功率模块上的应用，以优化充电桩...
一种基于矩阵构建的模块化多电平变换器电容电压测量方案
A Matrix Construction Based Capacitor Voltage Measuring Scheme for Modular Multilevel Converter With Reduced Voltage Sensors
Haiyu Wang · Shunfeng Yang · Wensheng Song · Ooi Boon Teck · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年9月
本文提出了一种针对模块化多电平变换器（MMC）的电容电压测量方法。通过将同一桥臂的子模块分组，利用少量电压传感器测量组输出电压，结合多次采样构建电压向量，通过矩阵计算实现各子模块电压的解耦与重构，有效减少了传感器数量，降低了系统成本与复杂度。
解读: 该技术对于阳光电源的大功率储能系统（如PowerTitan系列）及高压大功率光伏并网逆变器具有重要参考价值。MMC拓扑在高压直流输电及大型储能变流器中应用广泛，但子模块数量多导致传感器成本与故障点增加。该方案通过矩阵算法减少传感器需求，有助于提升阳光电源大功率PCS产品的成本竞争力与系统可靠性。建议...
基于矩阵构造的模块化多电平变换器电压传感器缩减分析与优化
Analysis and Optimization of Matrix-Construction-Based Voltage Sensor Reduction for MMCs
Shunfeng Yang · Yudong Guan · Jie Gong · Zhi Yang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
采用矩阵构造技术减少电压传感器数量的模块化多电平变换器（MMC）可显著降低硬件成本，但可能因开关矩阵奇异及子模块电容电压估测不准而影响系统性能。本文分析了奇异矩阵的生成机理并计算其发生概率，评估关键参数对方法适用性的影响，提出补偿功率器件导通压降与采样偏差以提高估测精度，并给出组内子模块数目的选取准则。通过闭环电压控制验证了该方法在多种工况下的可行性，实验结果证明了所提策略的有效性。
解读: 该MMC电压传感器缩减技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。通过矩阵构造方法减少传感器数量可直接降低硬件成本，提升系统可靠性。文中提出的奇异矩阵规避策略、功率器件压降补偿方法及组内子模块数优化准则，可应用于阳光电源多电平储能变流器的传感器配置优化，在保证...
一种固定开关频率的混合型ANPC优化模型预测控制方法
An Optimized Model Predictive Control Method for Hybrid ANPC With Fixed Switching Frequency
Zhaohui Wang · Shunfeng Yang · Ling Feng · Zhe Li 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
本文提出一种改进的有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）策略，用于三电平Si/SiC混合有源中点钳位（3L-HANPC）变换器，旨在多目标下优化控制性能。该方法通过将电流约束转化为电压约束，降低计算复杂度，减少除法运算；并设计特定电压矢量序列，实现低频与高频开关单元的固定开关频率，有效抑制中点电压波动。所提策略提升了效率、计算简洁性及损耗分布均匀性，改善了热管理性能。基于4-SiC HANPC逆变平台的实验验证了其在稳态与动态性能上的优越性，并显著降低数字信号处理器的计算负担，具备良好的工程应...
解读: 该固定开关频率混合ANPC优化模型预测控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列大功率光伏逆变器具有重要应用价值。通过Si/SiC混合拓扑实现损耗均衡与热管理优化，可直接应用于PowerTitan储能系统的功率单元设计，提升系统效率和可靠性。所提电流约束转化为电压约束的简化算法降低DSP计算负担...