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模块化多电平变换器特刊社论
Editorial Special Issue on Modular Multilevel Converters, 2015
Marcelo A. Perez · Steffen Bernet · Jose Rodriguez · Samir Kouro · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年1月
本期特刊汇集了模块化多电平变换器（MMC）领域的最新研究成果，重点探讨了新型电路拓扑结构、变换器建模方法、调制策略及控制方案。
解读: 模块化多电平技术（MMC）是实现高压大功率电力电子变换的核心技术，与阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）的技术演进高度相关。随着光伏与储能系统向更高电压等级（如1500V及以上）发展，MMC拓扑在降低谐波、减少滤波器体积及提升系统效率方面具有显著优势。建议研发团队关...
模块化多电平变换器的电路拓扑、建模、控制方案及应用
Circuit Topologies, Modeling, Control Schemes, and Applications of Modular Multilevel Converters
Marcelo A. Perez · Steffen Bernet · Jose Rodriguez · Samir Kouro 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年1月
模块化多电平变换器（MMC）具有模块化结构、无需变压器运行、易于电压电流扩展、冗余与容错成本低、高可用性及输出波形质量高等显著优势。这些特性使其在工业界受到广泛关注。
解读: MMC拓扑在超高压、大功率场景下具有显著优势，与阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）的技术演进方向高度契合。随着光储电站向更高电压等级（如1500V甚至更高）发展，MMC的模块化冗余设计能有效提升系统可靠性与故障穿越能力。建议研发团队关注MMC在大型地面电站及电网侧...
模块化多电平变换器桥臂电容电压控制
Control of Arm Capacitor Voltages in Modular Multilevel Converters
Ricardo Lizana · Marcelo A. Perez · Steffen Bernet · Jose R. Espinoza 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年2月
模块化多电平变换器（MMC）具有模块化结构、高电压能力、可扩展性及优异的输出波形质量等优点。然而，其控制系统复杂，需同时处理输入、输出及环流抑制等多重控制目标，本文重点探讨了桥臂电容电压的平衡控制策略。
解读: MMC拓扑在阳光电源的高压大功率集中式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。随着光伏电站向更高电压等级（如1500V及以上）发展，MMC技术能有效降低器件应力并提升电能质量。该文献关于桥臂电容电压平衡及环流抑制的研究，对优化阳光电源大功率变流器的控制算法、提升系统...
模块化多电平矩阵变换器的新型分布式控制平台与算法
Novel Distributed Control Platform and Algorithm for a Modular Multilevel Matrix Converter
Jonas Kienast · Andreas Hoffmann · Martin Höer · Steffen Bernet · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年7月
模块化多电平矩阵变换器（M3C）在低速驱动和双馈感应发电机应用中极具潜力。其模块化和可扩展性使其成为高功率中压系统的理想选择。然而，M3C的设计与实现面临巨大挑战，主要在于控制平台需处理海量的子模块及复杂的测量数据。
解读: M3C拓扑在高功率中压系统中的应用潜力，对阳光电源的风电变流器及大型储能系统（如PowerTitan系列）的未来技术演进具有参考价值。该文提出的分布式控制平台架构，有助于解决高功率密度下多模块协同控制的算力瓶颈。建议研发团队关注其在复杂多电平拓扑下的模块化控制策略，这对于提升阳光电源中压变流器产品的...
多电平功率变换器的选择性谐波消除模型预测控制
Selective Harmonic Elimination Model Predictive Control for Multilevel Power Converters
Ricardo P. Aguilera · Pablo Acuna · Pablo Lezana · Georgios Konstantinou 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年3月
本文提出了一种将有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）与选择性谐波消除（SHE）调制策略相结合的控制方法，用于多电平功率变换器。该方法通过预设的SHE电压模式作为稳态参考，在保证系统电流跟踪性能的同时，有效优化了输出电压的谐波频谱。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有重要价值。在大型组串式逆变器（如SG320HX）和集中式逆变器中，随着多电平拓扑的应用，谐波抑制是提升电能质量的关键。将MPC与SHE结合，既能利用MPC的快速动态响应能力，又能通过SHE优化低次谐波，从而减小输出滤波器体积，降低成本。建议研发团队在下一代高功率密度逆...
使用非线性频率响应方法预测强制周期性操作下的电解槽性能
Predicting electrolyzer performance under forced periodic operation using nonlinear frequency response method
Tamara Miličić · Simon Puteanus · Xenia Becker · Steffen Bernet 等5人 · Applied Energy · 2025年10月 · Vol.396
工业级电解槽由电力变换器供电，其电流为直流电流与叠加的电流纹波的混合。因此，电解槽不可避免地处于强制周期性运行状态。另一方面，脉冲电解作为一种强制周期性操作，已成为一种有吸引力的过程强化策略。尽管已有研究报道了电流纹波对电解槽性能的负面影响，但也有研究声称脉冲电解具有正面作用。然而，由于这两种运行模式均属于强制周期性操作，理论上应产生类似的影响。为了澄清这一矛盾，本文提出采用非线性频率响应（NFR）方法来评估质子交换膜水电解槽（PEMWE）在强制周期性操作下的性能。NFR方法表明，在强制周期性操...
解读: 该研究揭示电解槽在纹波电流下性能劣化机理,对阳光电源制氢系统集成具有重要指导意义。ST系列PCS为电解槽供电时,需优化变流器拓扑设计以抑制电流纹波,降低非线性损耗。建议在三电平拓扑中引入主动滤波算法,结合非线性频率响应分析方法优化PWM策略,减少欧姆损耗主导的功耗增加。可应用于光伏制氢一体化方案,通...