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具有并联连接能力的模块化多电平变换器控制——在电池系统中的应用
Control of Modular Multilevel Converter With Parallel Connectivity—Application to Battery Systems
Stefan M. Goetz · Zhongxi Li · Xinyu Liang · Chengduo Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年11月
本文提出了一种用于模块化多电平串并联变换器（MMSPC）的多目标实时控制器。该拓扑结构允许电池在多种串并联配置下动态重构，从而产生宽范围的输出电压水平。该新型控制方法实现了模块的并行化，提升了电池系统的灵活性与效率。
解读: 该研究提出的MMSPC拓扑与阳光电源的PowerTitan及PowerStack系列储能系统高度相关。通过动态串并联重构，该技术能显著提升电池簇的利用率及系统输出电压的灵活性，有助于优化储能系统的充放电效率及寿命管理。建议研发团队关注该拓扑在大型储能电站中的应用潜力，特别是其在多目标控制下的动态响应...
三角形配置分体式电池储能系统中用于纹波电流抑制的电流注入方法
Current Injection Methods for Ripple-Current Suppression in Delta-Configured Split-Battery Energy Storage
Zhongxi Li · Ricardo Lizana · Srdjan M. Lukic · Angel V. Peterchev 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年8月
级联H桥（CHB）变换器因其模块化和灵活性在电池储能系统（BESS）中备受关注。然而，CHB-BESS直接产生交流输出会导致电池产生较大的二倍频电流纹波，从而增加损耗并加速电池老化。本文提出了一种电流注入方法，旨在抑制三角形配置分体式电池储能系统中的纹波电流，以提升系统效率并延长电池寿命。
解读: 该研究直接针对CHB拓扑在储能应用中的核心痛点——二倍频电流纹波，这对于阳光电源的PowerTitan及大型储能系统（ESS）的长期可靠性至关重要。通过优化电流注入控制策略，可以有效降低电池组的温升与电化学应力，从而提升电池循环寿命。建议研发团队评估该方法在模块化储能PCS中的实现成本与控制复杂度，...
模块化多电平变换器中无传感器平衡的模块实现与调制策略
Module Implementation and Modulation Strategy for Sensorless Balancing in Modular Multilevel Converters
Zhongxi Li · Ricardo Lizana F. · Sha Sha · Zhujun Yu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年9月
本文探讨了模块化多电平变换器（MMC）中串并联模块的实现及其无传感器平衡控制策略。相比传统的半桥或全桥结构，串并联模块在保持相同半导体面积的前提下，能有效降低导通损耗并实现无传感器电压平衡。研究重点解决了高压应用中受限开关频率下的控制挑战。
解读: 该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）具有重要的参考价值。MMC拓扑在超高压大功率并网场景中优势显著，通过串并联模块实现无传感器平衡，可降低系统复杂度和传感器成本，提升系统可靠性。建议研发团队关注该调制策略在降低导通损耗方面的潜力，将其应用于下一代高压大功率储...
通过构网型电力变换器进行电网阻抗估计
Grid Impedance Estimation Through Grid-Forming Power Converters
Jingyang Fang · Han Deng · Stefan M. Goetz · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月
在高电力电子化系统中，构网型变换器作为交流电压源，替代同步发电机调节电网频率与电压。电网阻抗对构网型变换器的小信号及电压稳定性影响显著。本文探讨了利用构网型变换器进行电网阻抗估计的方法，旨在为控制器设计提供关键参数支持，以提升系统在弱电网下的运行稳定性。
解读: 该技术对阳光电源的PowerTitan系列储能系统及大型组串式光伏逆变器至关重要。随着高比例可再生能源接入，电网强度不断减弱，构网型（GFM）技术已成为阳光电源的核心竞争力。通过实时估计电网阻抗，系统可动态调整控制参数，有效解决弱电网下的振荡问题，提升黑启动及电压支撑能力。建议研发团队将此阻抗估计算...
具有自适应硬件重构的多并联三相两电平变流器容错技术
Fault-Tolerant Multiparallel Three-Phase Two-Level Converters With Adaptive Hardware Reconfiguration
Zhiyong Zeng · Chong Zhu · Stefan M. Goetz · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年4月
本文提出了一种具备自适应硬件重构能力的容错多并联变流器拓扑。该方案以最小的硬件冗余实现了开关管开路故障的最大化容错，有效覆盖了多种潜在故障场景。此外，该拓扑在绝缘栅驱动故障发生时，具备关键的自适应硬件重构能力，显著提升了系统的运行可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的组串式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）具有极高的应用价值。在大型地面电站或工商业储能项目中，变流器的高可用性是核心竞争力。该拓扑通过最小冗余实现容错，有助于在不显著增加成本的前提下，提升产品在极端工况下的可靠性，减少运维停机时间。建议研发团...
电力电子与晶格变换器中的对称性
Symmetries in Power Electronics and Lattice Converters
Jingyang Fang · Feng Gao · Stefan M. Goetz · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年1月
过去50年电力电子拓扑层出不穷，但缺乏统一的分类与比较标准。本文探讨了基于电压与电流共享、模块化及可扩展性等直觉原理，通过系统化方法构建电力电子拓扑，特别是针对级联桥式及多电平变换器的对称性分析，旨在为新型变换器设计提供理论框架。
解读: 该研究提出的拓扑系统化构建方法对阳光电源的研发具有重要参考价值。在组串式逆变器和PowerTitan储能系统领域，模块化与可扩展性是核心竞争力。通过对称性分析，研发团队可优化多电平拓扑的电路结构，提升功率密度并降低损耗。建议将该理论应用于下一代大功率PCS及组串式逆变器的拓扑创新中，以实现更优的模块...
二极管钳位模块化多电平变换器的无传感器电压估计补偿状态空间模型
Compensated State-Space Model of Diode-Clamped MMCs for Sensorless Voltage Estimation
Nima Tashakor · Yi Zhang · Shady Banana · Frede Blaabjerg 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月
模块化多电平变换器（MMC）在能源领域应用广泛，但其稳定运行通常依赖大量传感器，导致通信负担和计算成本高昂。本文提出了一种针对二极管钳位MMC的无传感器电压平衡策略，旨在通过简化控制器设计，降低系统成本，提升其在成本敏感型应用中的竞争力。
解读: 该研究针对MMC拓扑的无传感器控制，对阳光电源的储能系统（如PowerTitan系列）及大功率集中式光伏逆变器具有重要参考价值。通过减少电压传感器数量，不仅能降低硬件成本和故障率，还能简化复杂的控制逻辑，提升系统可靠性。建议研发团队关注该状态空间模型在多电平储能变流器（PCS）中的应用潜力，特别是在...
一种用于具有并行功能的模块化多电平变换器低频开关的通用调度算法
A Generic Scheduling Algorithm for Low-Frequency Switching in Modular Multilevel Converters With Parallel Functionality
Nima Tashakor · Zhongxi Li · Stefan M. Goetz · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
随着模块化多电平变换器（MMC）的应用扩展，模块间并行连接成为提升系统性能的关键。本文针对MMC的并行模式，提出了一种低频开关调制策略，旨在通过优化开关调度，充分挖掘MMC在复杂工况下的运行潜力，降低开关损耗并提升系统效率。
解读: MMC拓扑在阳光电源的大型地面光伏电站及高压储能系统（如PowerTitan系列）中具有重要应用潜力。该算法通过优化低频开关调度，能有效降低高压大功率变换器的开关损耗，提升系统整体转换效率。建议研发团队关注该调度算法在提升MMC模块并联可靠性及降低散热需求方面的应用，这对于优化大型储能变流器（PCS...
通过二进制非对称级联H桥实现高清晰度高带宽DC/AC功率转换
High-Definition High-Bandwidth DC/AC Power Conversion Through Binary Asymmetric Cascaded H-Bridges
Zhongxi Li · Stefan M. Goetz · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年11月
本文研究了具有异构模块电压的级联H桥拓扑。该拓扑理论上能从单一电源产生指数级精细的输出电压电平，实现高输出分辨率。文章重点探讨了在任意负载条件下模块电压的可控性，以及如何优化调度开关状态以实现高性能功率转换。
解读: 该研究提出的二进制非对称级联H桥拓扑，对于阳光电源的高压大功率光伏逆变器及储能变流器（PCS）具有重要的技术参考价值。通过指数级增加输出电平，该技术有望显著降低输出滤波器的体积与损耗，提升系统功率密度和电能质量。建议研发团队关注其在PowerTitan等大型储能系统中的应用潜力，特别是在追求极低谐波...
具有三有源开关对称半桥子模块及并联连接的模块化多电平变换器
Modular Multilevel Converters With Three-Active-Switch Symmetrical-Half-Bridge Submodules and Parallel Connectivity
Chenming Liu · Stefan M. Goetz · Jingyang Fang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
模块化多电平变换器（MMC）因其模块化和可扩展性而备受关注，但其硬件和控制复杂度限制了应用。本文提出了一种采用对称半桥（SHB）子模块的MMC拓扑，通过最简结构实现双极性运行并降低成本，重点解决了子模块电容电压不平衡的挑战。
解读: 该拓扑通过简化子模块结构和优化电压平衡控制，对阳光电源的高压大功率储能变流器（如PowerTitan系列）及大型集中式光伏逆变器具有参考价值。在追求更高功率密度和更低系统成本的背景下，该方案有助于提升MMC在电网侧储能及高压直流输电场景下的竞争力。建议研发团队重点评估其在复杂工况下的动态响应能力及控...
一种用于消除多并联三相功率变换器中直流/低频环流的通用交错载波技术
A General Interchanged Interleaving Carriers for Eliminating DC/Low-Frequency Circulating Currents in Multiparallel Three-Phase Power Converters
Zhiyong Zeng · Stefan M. Goetz · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
本文提出了一种针对多并联变换器的通用交错调制方案。分析指出，现有交错技术在多并联应用中会导致直流偏置及低频相间和零序环流，严重影响系统效率与可靠性。该方案通过交错载波优化，有效抑制了上述环流问题。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有极高的应用价值。在大型地面光伏电站中，多台组串式逆变器并联或大功率集中式逆变器内部多模块并联是主流趋势，环流问题直接影响功率密度与电能质量。该通用交错载波方案可直接优化阳光电源PowerTitan储能变流器及大功率组串式逆变器的调制算法，有效降低环流损耗，提升整机效率...
一种用于双并联三相逆变器的高性能交错不连续PWM策略
A High Performance Interleaved Discontinuous PWM Strategy for Two Paralleled Three-Phase Inverter
Zhiyong Zeng · Zhongxi Li · Stefan M. Goetz · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月
本文旨在优化开关损耗、最大零序环流（ZSCC）与线电流纹波之间的平衡。分析表明，交错不连续脉宽调制（IDPWM）虽能有效降低开关损耗并改善电流纹波，但会引入较大的零序环流。文章提出了一种优化策略以平衡上述性能指标，提升并联逆变系统的整体效率与电能质量。
解读: 该研究直接服务于阳光电源大功率组串式逆变器及集中式逆变器的并联技术。在多机并联应用中，零序环流（ZSCC）是影响系统效率与可靠性的关键挑战。通过采用IDPWM优化策略，阳光电源可在保持高转换效率的同时，有效抑制并联系统间的环流，降低磁性元件损耗，从而提升大功率光伏发电系统的整体性能。建议研发团队在下...
基于对称半桥子模块与无传感器电压平衡的多电平变换器
Multilevel Converters With Symmetrical Half-Bridge Submodules and Sensorless Voltage Balance
Jingyang Fang · Zhongxi Li · Stefan M. Goetz · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
本文探讨了基于半桥子模块的多电平变换器。相比传统的级联H桥变换器，该拓扑通过减少开关器件数量，降低了系统复杂性、成本及导通损耗。文章重点研究了在无需电压传感器的情况下实现子模块电容电压平衡的控制策略，提升了系统的可靠性与经济性。
解读: 该研究提出的无传感器电压平衡多电平拓扑，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。通过减少开关器件数量和传感器依赖，可显著降低大功率变换器的硬件成本并提升功率密度。建议研发团队评估该拓扑在兆瓦级PCS中的应用潜力，利用无传感器控制技术简化控制电路，进一...
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...
用于模块化多电平串并联变换器导通损耗优化的低频调度器
Low-Frequency Scheduler for Optimal Conduction Loss in Series/Parallel Modular Multilevel Converters
Nima Tashakor · Farzad Iraji · Stefan M. Goetz · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年3月
模块化多电平变换器（MMC）因其优势备受关注，但模块电压平衡仍是难点。模块化多电平串并联变换器（MMSPC）提供了一种高效解决方案。本文提出了一种低频调度器，旨在通过优化的控制策略实现MMSPC接近最优的运行效率，重点解决导通损耗优化问题。
解读: 该研究针对MMSPC拓扑的损耗优化与电压平衡控制，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）具有参考价值。随着光伏与储能系统向更高电压等级和更大功率密度发展，多电平拓扑的效率优化是提升产品竞争力的关键。建议研发团队关注该低频调度策略在降低开关损耗和提升系统整体转换效率方...
一种抑制双并联三相功率变换器零序和相内环流的统一方法
A Unified Method for Suppressing Both Zero-Sequence and Intraphase Circulating Currents in Two-Parallel Three-Phase Power Converters
Zhiyong Zeng · WeiYun Huang · Yuan Yuan Tong · Stefan M. Goetz · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
本文提出了一种统一的脉宽调制（PWM）策略，用于抑制双并联变换器中的相内环流和零序环流。通过分析建模揭示了特定矢量组合可同时控制两种环流。文中构建了十种候选矢量序列，实现了对并联系统环流的有效抑制。
解读: 该研究对于阳光电源的组串式逆变器及大型集中式逆变器并联技术具有重要参考价值。在兆瓦级光伏电站中，多机并联是提升功率密度的关键，但环流问题会增加损耗并降低系统效率。该统一PWM策略可直接应用于阳光电源的并联逆变器控制算法优化中，通过优化矢量序列，无需额外硬件即可抑制环流，从而提升整机效率、降低器件热应...
模块化多电平串并联变换器及其模块间电感切换能量传输
Modular Multilevel Series/Parallel Converter With Switched-Inductor Energy Transfer Between Modules
Ricardo Lizana F. · Sebastian Rivera · Zhongxi Li · Jenny Luo 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年5月
本文提出了一种具有模块间电感切换功率传输功能的模块化多电平串并联变换器（MMSPC）。通过电感切换电压转换特性，该变换器实现了模块间在存在电压差情况下的高效能量传输，并具备升降压功能，能够实现精确控制与快速调节。
解读: 该拓扑结构对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及组串式逆变器具有重要参考价值。其模块化串并联设计与电感切换技术，能够有效解决储能电池簇间电压不一致导致的环流及利用率下降问题，提升系统整体效率与灵活性。建议研发团队评估该拓扑在下一代高压储能变流器（PCS）中的应用潜力，...
用于宽输出带宽的调制增强型最近电平量化
Modulation-Enhanced Nearest-Level Quantization for a Wide Output Bandwidth
Jinshui Zhang · Xiaoyang Tian · Boshuo Wang · Angel V. Peterchev 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年3月
多电平变换器在高性能应用中展现出巨大潜力，但往往受限于开关频率与输出带宽的折中。本文提出了一种调制增强的最近电平量化（NLQ）方法，旨在提升多电平变换器的输出带宽与信号质量，使其能有效应用于直流电网稳定及高频精密控制等领域。
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。在大型光伏电站与储能系统中，提升逆变器输出带宽有助于增强系统对电网扰动的动态响应能力，特别是在弱电网环境下，通过优化多电平调制策略，可进一步降低谐波含量并提升电能质量。建议研发团队评估该NLQ方法在IGBT/...
并联交错式功率变换器中电感不平衡对PWM方案影响的通用建模与分析
A General Modeling and Analysis of Impacts of Unbalanced Inductance on PWM Schemes for Two-Parallel Interleaved Power Converters
Zhiyong Zeng · Stefan M. Goetz · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
本文全面分析了电感不平衡对双并联变换器开关性能指标（如线电流纹波、高频零序环流及共模电压）的影响。通过建立通用模型，捕捉了实际输出电压的动态行为，为解决并联系统中的长期技术难题提供了理论支撑。
解读: 该研究直接关联阳光电源的核心产品线，如大功率组串式逆变器（如SG320HX）及PowerTitan/PowerStack储能系统。这些产品广泛采用多路并联交错技术以提升功率密度和效率。电感不平衡会导致环流增加及电流纹波恶化，进而影响功率器件寿命和电磁兼容性（EMC）。建议研发团队利用该通用模型优化并...
具有串并联模块连接能力的模块化多电平变换器：拓扑与控制
Modular Multilevel Converter With Series and Parallel Module Connectivity: Topology and Control
Stefan M. Goetz · Angel V. Peterchev · Thomas Weyh · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年1月
本文提出了一种新型模块化多电平串并联变换器。该拓扑不仅支持传统模块化多电平变换器（M2C）的串联切换，还实现了模块的动态并联。该结构作为M2C的泛化形式，确保了半导体器件电压不超过模块电容电压，在提升功率密度和灵活性方面具有潜力。
解读: 该拓扑创新性地引入了模块动态并联机制，对阳光电源的集中式逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要的参考价值。通过优化模块连接方式，该技术有望进一步提升大功率变换器的效率与功率密度，降低器件应力。建议研发团队关注其在宽电压范围下的控制策略，探索该拓扑在大型光伏电站及电网侧储能PCS中...
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