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级联滑模观测器在具有下三角结构的高阶系统中的应用
Cascaded Sliding-mode Observer for High-order Systems with Lower-triangular Structure
Tianhao Wen1Yuqing Lin1Yang Liu1Q.H.Wu1Yinsheng Su2 · 中国电机工程学会热电联产 · 2025年1月 · Vol.45
针对大规模复杂电力系统的状态估计与自适应控制问题，本文提出一种适用于具有下三角结构且无需满足Byrnes-Isidori标准形的高阶系统的级联滑模观测器。通过将系统已知非线性项的关键信息嵌入观测器的不同子块中，在合理参数设计下，观测器状态可快速到达并沿滑模面交集滑动，使估计误差迅速收敛至由观测器参数决定的微小范围内。相比传统高增益及经典嵌入式高增益滑模观测器，该方法在保持相近收敛速度的同时显著降低增益系数，缓解了峰值现象，且子块维度无约束，结构更灵活。在五阶非线性系统与10机48节点电力系统上的...
解读: 该级联滑模观测器技术对阳光电源储能与新能源并网产品具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统中，可用于电池状态（SOC/SOH）的精确估计和多机并联系统的协调控制，相比传统高增益观测器显著降低增益系数，有效抑制峰值现象，提升系统鲁棒性。在ST系列储能变流器的构网型GFM控制中，该观测器能实...
一种计算高效且稳定的直流/交流逆变器学习型控制器
A Computationally Efficient and Stable Learning-Based Controller for DC/AC Inverter
Wendong Feng · Ruigang Wang · Tianhao Qie · Ran Li 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年2月
本文提出了一种基于机器学习的直流/交流逆变器控制策略，具有高计算效率且对模型参数变化不敏感。该方法支持快速离线神经网络训练，并适用于数字信号处理器的低在线计算开销实现。采用递归平衡网络（REN）确保系统具备优良的暂态与稳态性能，并证明了闭环系统的渐近稳定性。通过与现有控制方法的实验对比，验证了所提方法的有效性。
解读: 该学习型控制器技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。REN网络的渐近稳定性保证和低计算开销特性，可直接部署于现有DSP平台，提升控制器响应速度和鲁棒性。对PowerTitan大型储能系统，该方法可优化并网暂态性能，增强参数摄动下的稳定性。相比传统PI控制，机器学习控制...
大规模电力系统暂态稳定域估计 第Ⅰ部分：Koopman算子与降阶模型
Estimating Transient Stability Regions of Large-scale Power Systems Part Ⅰ: Koopman Operator and Reduced-order Model
Yuqing LinTianhao WenLei ChenQ.H.WuYang Liu · 中国电机工程学会热电联产 · 2025年1月 · Vol.45
本文提出一种基于Koopman算子的模型降阶方法，用于大规模电力系统暂态稳定域的估计。该方法无需线性化，通过在无限维可观测空间中定义的Koopman算子捕捉原非线性系统的主导模态，并结合Galerkin投影构建低阶非线性动态模型。为高精度逼近Koopman算子，引入多项式多轨迹核动态模态分解算法，其性能优于传统DMD方法。在IEEE 39节点和68节点系统上的仿真验证表明，所提方法在定性和定量分析方面均显著优于模态分析法。
解读: 该Koopman算子降阶建模技术对阳光电源构网型储能系统具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统并网场景中，传统暂态稳定分析面临高维非线性建模难题，该方法通过多项式核DMD算法可精确捕捉储能变流器与电网交互的主导动态模态，无需线性化即可构建低阶模型快速评估暂态稳定域边界。可直接应用于ST...
基于梯度提升决策树的高风电渗透率HVDC送端系统连锁故障筛查
Cascading Failure Screening Based on Gradient Boosting Decision Tree for HVDC Sending-End Systems With High Wind Power Penetration
Tianhao Liu · Jiongcheng Yan · Yutian Liu · Chi Yung Chung · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年1月
在基于电网换相换流器的高压直流输电（LCC - HVDC）送端交流系统中，与风力发电机组（WT）动态响应相关联的连锁故障可能导致高压直流输电换相失败。由此产生的暂态电压扰动会导致送端系统中的风力发电机组跳闸。涉及风力发电机组与高压直流输电相互作用的连锁故障会显著限制高压直流输电系统输送的风电功率。本文针对含大规模风力发电机组的高压直流输电送端系统，提出了一种基于梯度提升决策树（GBDT）的在线连锁故障筛选方法。首先，考虑典型的连锁故障传播模式，提出了一种基于置信水平的风力发电机组跳闸模型，用于连...
解读: 该研究的GBDT连锁故障筛查方法对阳光电源的大型储能和风电变流产品具有重要参考价值。特别是对ST系列储能变流器和风电并网系统,可借鉴其故障预警机制优化GFM/GFL控制策略,提升系统在高可再生能源渗透率下的稳定性。该方法可集成到iSolarCloud平台,通过机器学习实现故障路径快速识别和预警,为储...
一种基于载波调制的三电平简化中点钳位逆变器自适应模型预测电流控制
A Novel Adaptive Model Predictive Current Control for Three-Level Simplified Neutral-Point-Clamped Inverter With Carrier-Based Modulation
Fubing Jin · Tianhao Qie · Yulin Liu · Yong Yang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
本文针对三电平简化中点钳位逆变器（3L - SNPCI）提出了一种自适应模型预测电流控制方法，该方法消除了传统模型预测电流控制（MPCC）的模型依赖问题。利用一种新型观测器高精度、快速收敛地估计系统参数。然后，无差拍MPCC利用所观测到的参数来精确计算参考电压矢量，实现了低计算量和恒定开关频率。此外，还提出了一种新型基于载波的空间矢量调制（CBSVM）方法，用于为3L - SNPCI合成参考电压矢量。与现有的3L - SNPCI空间矢量调制方案相比，所提出的CBSVM方法在确保中点电压平衡的同时...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对三电平简化中点钳位逆变器的自适应模型预测电流控制技术具有重要的应用价值。该技术通过消除传统模型预测控制对精确系统参数的依赖性，显著提升了逆变器在实际工况下的鲁棒性和控制精度，这对我司光伏逆变器和储能变流器产品的性能优化具有直接意义。 技术核心价值体现在三个层面：首...
一种用于三电平中点箝位逆变器RL负载的自适应模型预测电流控制新方法
A Novel Adaptive Model Predictive Current Control for Three-Level Neutral-Point-Clamped Inverter With RL Load
Fubing Jin · Tianhao Qie · Yulin Liu · Zhenbin Zhang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
参数不确定性是三电平中点箝位（3L-NPC）逆变器模型预测电流控制（MPCC）面临的关键挑战。本文提出一种自适应MPCC（AMPCC）方法，通过一种新型在线观测器实时估计系统参数，并保证其收敛性。所观测参数用于死区MPCC中精确计算电压矢量的占空比。此外，为避免复杂的权重因子选择，提出一种简化的中点电压平衡方法，重新分配各控制周期内互补电压矢量的作用时间，实现直流链电压的精确平衡，且在输入电压突变时具有快速动态响应。所提AMPCC在固定开关频率下实现优异控制性能，同时计算负担低。实验结果验证了该...
解读: 该自适应模型预测电流控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列三电平光伏逆变器具有重要应用价值。其核心创新在于：1）在线参数观测器可解决阳光电源三电平NPC拓扑在长期运行中因温度、老化导致的参数漂移问题，提升PowerTitan储能系统的控制精度；2）无权重因子的中点电压平衡策略简化了控制器设计...
一种基于在线学习的最优控制算法以提升孤岛直流微电网中固体氧化物燃料电池的性能
A Novel Online Learning-Based Optimal Control Algorithm for Enhancing Solid Oxide Fuel Cells Performance in Islanded DC Microgrids
Yulin Liu · Tianhao Qie · Ujjal Manandhar · Xinan Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2024年12月
随着可再生能源渗透率的不断提高，固体氧化物燃料电池（SOFC）为提高微电网供电的可靠性和可持续性提供了一种有前景的解决方案。所提出的方法解决了现有SOFC控制方法中的关键挑战，包括模型依赖、使用非最优控制策略、依赖离线训练的神经网络（NN）以及设计复杂等问题。与基于模型的方法相比，该方法利用神经网络和策略迭代技术来学习系统动态并逼近最优控制策略，从而消除了对模型的依赖。与基于离线学习的方法相比，该方法实现了在线策略评估和神经网络更新，省去了繁琐的离线训练和数据采集过程。与基于在线学习的SOFC控...
解读: 从阳光电源在新能源综合解决方案领域的战略布局来看，这项基于在线学习的固体氧化物燃料电池（SOFC）优化控制技术具有显著的战略参考价值。该技术通过神经网络和策略迭代实现系统动态学习与最优控制策略逼近，有效解决了传统方法对精确模型的依赖问题，这与阳光电源在多能互补微网系统中面临的控制复杂性挑战高度契合。...
用于Ka波段低压无线通信应用的高性能AlN/GaN/AlN/GaN双通道鳍式HEMT
High Performance AlN/GaN/AlN/GaN Double Channel Fin-HEMT For Ka-band Low Voltage Wireless Communication Applications
Can Gong · Minhan Mi · Yuwei Zhou · Ting Meng 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年9月
在本文中，提出了一种用于Ka波段低压移动通信应用的高性能AlN/GaN/AlN/GaN双沟道鳍式高电子迁移率晶体管（DCF - HEMT）。得益于鳍式结构，所制备的DCF - HEMT展现出了改善的关态栅极控制特性。该晶体管的薄层电阻（$R_{\mathrm{SH}}$）低至$174 \Omega /$□，源漏间距短至$1.5 \mu \mathrm{~m}$，AlN/GaN/AlN/GaN DCF - HEMT实现了高达$2613 \mathrm{~mA} / \mathrm{mm}$的最大电...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇关于AlN/GaN双沟道Fin-HEMT器件的研究虽然聚焦于Ka波段无线通信应用，但其核心技术突破对我司功率电子产品具有重要的借鉴价值和潜在应用前景。 该器件展现的技术特性与我司光伏逆变器、储能变流器等核心产品的技术需求存在显著契合点。首先，双沟道结构实现的低薄层电阻...
利用光伏、光催化和热化学耦合的混合制氢系统实现高效全光谱太阳能收集
Hybrid hydrogen production system utilizing photovoltaics, photocatalysis, and thermochemistry for effective full-spectrum solar energy harvesting
Pei Li · Rujing Yan · Jing Zhang · Mou Wu 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.336
摘要 将太阳能转化为氢气为解决太阳能发电的间歇性问题并实现长期能量存储提供了一种有前景的解决方案。然而，当前基于光伏、光催化和热化学过程的制氢方法通常未能充分考虑太阳光谱中不同波段能量品质的差异，从而限制了其能量转换效率。针对这一问题，本文提出一种创新性的高效率制氢方法，通过集成上述三种技术路径，并优化太阳光谱能量的梯级利用。该方法将太阳光按紫外、可见光和红外波段进行分谱，分别驱动光热催化、光伏电解水以及甲醇重整反应，同时结合废热回收以进一步提升系统整体能效。为评估系统性能，建立了全面的运行仿真...
解读: 该全光谱制氢技术对阳光电源光储氢一体化解决方案具有重要启示。其光伏电解水部分可与SG系列逆变器及ST系列PCS深度耦合,通过MPPT优化提升光电转化效率;系统40.20%的太阳能制氢效率和68.01%的能源效率为我司PowerTitan储能系统与制氢装置的协同设计提供参考;光谱分级利用思路可应用于i...