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电力系统研究中变换器降阶模型研究
Reduced-Order Models for Representing Converters in Power System Studies
Yunjie Gu · Nathaniel Bottrell · Timothy C. Green · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年4月
本文探讨了电力系统大规模仿真中变换器降阶模型的重要性。传统基于多时间尺度分离的降阶方法在处理电力电子变换器时存在精度不足的问题，因为变换器的控制动态与功率级动态耦合紧密。研究旨在开发一种既能保持物理意义，又能准确反映变换器动态特性的降阶模型，以提升大规模电网稳定性分析的效率与准确性。
解读: 该研究对于阳光电源的组串式逆变器（如SG系列）及大型储能系统（如PowerTitan系列）的并网性能分析具有重要意义。随着电网中电力电子设备渗透率提升，大规模电网仿真对模型计算效率要求极高。通过采用物理意义明确的降阶模型，阳光电源可在iSolarCloud平台及研发仿真中，更高效地评估构网型（GFM...
电力系统阻抗测量中的注入幅值指导
Injection Amplitude Guidance for Impedance Measurement in Power Systems
Yue Zhu · Yifan Zhang · Timothy C. Green · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年6月
针对交流电力系统中基于小信号注入的阻抗测量技术，现有研究多依赖经验选择注入幅值。本文提出了一种分析电力系统噪声的解析方法，能够根据允许的测量误差确定最小注入幅值，从而优化阻抗测量过程。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的并网稳定性分析需求。在弱电网环境下，精准的阻抗测量是实现构网型（GFM）逆变器和跟网型（GFL）逆变器稳定控制的核心。对于PowerTitan储能系统及组串式光伏逆变器，该方法可用于优化在线阻抗扫描算法，在保证测量精度的同时降低对电网的扰动，提升设备在复杂电网环境下的并网适...
一种具有固有平衡特性的新型谐振模块化多电平降压DC-DC变换器
A New Resonant Modular Multilevel Step-Down DC–DC Converter with Inherent-Balancing
Xiaotian Zhang · Timothy C. Green · Adria Junyent-Ferre · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年1月
模块化多电平变换器（MMC）在直流-直流应用中日益受到关注，以满足高压直流变换需求。电力电子变压器可实现高降压比、高功率密度和高效率。然而，传统方案通常需要大量高隔离电压变压器，本文提出了一种具有固有平衡特性的新型谐振MMC降压DC-DC变换器，旨在简化设计并提升系统性能。
解读: 该技术对于阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及大型光伏电站的高压直流接入具有重要参考价值。随着光伏与储能系统向更高电压等级（如1500V甚至更高）演进，传统的DC-DC变换架构面临绝缘与效率挑战。该文提出的谐振MMC拓扑及其固有平衡特性，有助于优化高压直流变换器的功率...
模块化多电平DC-AC-DC变换器固有平衡能力的分析与准则
Analysis and Criterion for Inherent Balance Capability in Modular Multilevel DC–AC–DC Converters
Xin Xiang · Yang Qiao · Yunjie Gu · Xiaotian Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年6月
本文针对中压配电系统中高变比连接的模块化多电平DC-AC-DC变换器（MMDAC）展开研究。通过对扩展移相调制技术的分析，揭示了其在实现子模块电容电压固有平衡方面的潜力，并提出了明确的平衡能力判定准则，为高压大功率变换器的设计提供了理论支撑。
解读: 该研究涉及的模块化多电平拓扑（MMDAC）在高压大功率储能系统及直流输电领域具有重要应用前景。对于阳光电源的PowerTitan系列大型储能系统，随着电压等级向更高压平台演进，该拓扑能有效降低器件应力并提升效率。文章提出的电容电压平衡准则，有助于优化PCS的控制策略，减少对复杂均压电路的依赖，提升系...
双向高变比模块化DC-DC变换器的梯形电流调制
Trapezoidal Current Modulation for Bidirectional High-Step-Ratio Modular DC–DC Converters
Yang Qiao · Xiaotian Zhang · Xin Xiang · Xu Yang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年4月
本文提出了一种用于直流电网高变比互联的模块化DC-DC变换器（MDCC）。为优化性能，文章引入了具备双向功率流能力的梯形电流调制策略。通过使所有子模块电容承担均等的占空比，无需额外反馈即可实现电容电压平衡，有效提升了系统效率与稳定性。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及直流微网应用具有重要参考价值。高变比模块化拓扑能有效降低大功率储能PCS的电压应力，提升系统功率密度。梯形电流调制策略有助于优化开关损耗，提升双向变换效率。建议研发团队关注该调制策略在多电平储能变流器中的应用，以简化电压...
模块化多电平DC-AC-DC变换器固有平衡动力学研究
On the Dynamics of Inherent Balancing of Modular Multilevel DC–AC–DC Converters
Xin Xiang · Yunjie Gu · Kaiwen Chen · Alessandro Astolfi 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
模块化多电平DC-AC-DC变换器（MMDAC）是直流配电系统的关键使能技术。其多电平结构虽实现了灵活的电压变换，但也带来了子模块（SM）电容电压平衡的挑战。本文重点研究了循环调制下MMDAC固有平衡的动力学特性，并利用Barbalat引理的变体推导了相关不变性结果。
解读: 该研究涉及的模块化多电平拓扑（MMDAC）在阳光电源的储能系统（如PowerTitan系列）及大型直流耦合光伏系统中具有潜在应用价值。随着储能系统向更高电压等级和更高功率密度发展，多电平拓扑能有效降低器件应力并提升电能质量。文中探讨的子模块电容电压固有平衡机制，对于优化PCS控制算法、减少冗余传感器...
中压孤岛微电网多时间尺度分层频率稳定性控制策略
Multiple-Time-Scales Hierarchical Frequency Stability Control Strategy of Medium-Voltage Isolated Microgrid
Zhuoli Zhao · Ping Yang · Josep M. Guerrero · Zhirong Xu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年8月
本文研究了东澳岛中压孤岛微电网的频率稳定性控制问题。针对孤岛运行缺乏主网支撑的复杂性，提出了一种多时间尺度分层控制策略，旨在协调分布式电源与储能系统，以维持微电网在波动负荷和可再生能源接入下的频率稳定。
解读: 该研究直接契合阳光电源在海岛、偏远地区及工商业微电网领域的业务布局。其提出的多时间尺度控制策略对于优化PowerTitan及PowerStack系列储能系统的构网型（GFM）控制算法具有重要参考价值。通过引入虚拟同步机（VSG）技术和分层控制架构，可显著提升阳光电源储能系统在弱电网或孤岛环境下的频率...
大变比输入串联输出并联链式DC-DC变换器
Large Step Ratio Input-Series–Output-Parallel Chain-Link DC–DC Converter
Xiaotian Zhang · Mofan Tian · Xin Xiang · Javier Pereda 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年5月
高压大功率DC-DC变换是直流输配电及发电的关键，要求变换器具备高功率密度、高效率及大变比特性。本文提出了一种由多个高变比子变换器单元组成的输入串联输出并联（ISOP）链式DC-DC变换器架构，每个子单元均为隔离型模块化DC-DC变换器，适用于高压直流接入场景。
解读: 该拓扑结构对于阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及大型地面光伏电站的直流汇流技术具有重要参考价值。随着储能系统向高压化（1500V甚至更高）发展，ISOP链式结构能有效降低单管电压应力，提升系统模块化程度与可靠性。建议研发团队关注该拓扑在高压直流耦合储能系统中的应用潜...
构网型逆变器的阻抗电路模型：将控制算法可视化为电路元件
Impedance Circuit Model of Grid-Forming Inverter: Visualizing Control Algorithms as Circuit Elements
Yitong Li · Yunjie Gu · Yue Zhu · Adria Junyent-Ferre 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
阻抗模型常用于分析电力变换器，但其将系统动态压缩为单一传递函数，掩盖了内部状态交互细节。本文提出一种将构网型逆变器控制算法可视化为电路元件的建模方法，旨在建立控制参数与系统动态模式之间的程序化关联，以优化并网稳定性分析。
解读: 该研究对阳光电源的构网型（GFM）技术具有重要指导意义。随着PowerTitan等大型储能系统及组串式逆变器在弱电网场景下的应用增多，传统的阻抗分析法往往难以直观揭示控制参数对系统稳定性的影响。通过将控制算法转化为电路元件，研发团队可更直观地优化虚拟同步机（VSG）及下垂控制参数，提升产品在复杂电网...
模块化多电平DC-DC变换器中具有固有平衡能力的子模块电压纹波最小化最优循环调制
Optimal Circulant Modulation for Submodule Voltage Ripple Minimization With Inherent Balancing Capability in Modular Multilevel DC–DC Converters
Shiyuan Fan · Xin Xiang · Yunjie Gu · Huan Yang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
模块化多电平DC-DC变换器（MMDC）在直流中压应用中具有显著优势，但面临子模块（SM）电压平衡挑战。本文提出了一种最优循环调制方法，在最小化SM电压纹波的同时，证明了其具备固有平衡能力，从而允许减小SM电容体积并提升系统可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan系列）及大功率直流变换应用具有重要参考价值。随着储能系统向高压化、大容量化发展，模块化多电平拓扑在直流侧的应用潜力巨大。该调制策略通过优化电压纹波，可显著降低电容选型规格，从而减小PCS体积并提升功率密度。建议研发团队关注该调制算法在双向DC-DC变...
Transfverter：在互联变换器中赋予类变压器特性以实现混合交直流微电网的鲁棒控制
Transfverter: Imbuing Transformer-Like Properties in an Interlink Converter for Robust Control of a Hybrid AC–DC Microgrid
Yunjie Gu · Yitong Li · Hyeong-Jun Yoo · Thai-Thanh Nguyen 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年11月
在混合交直流微电网中，交直流侧电压源刚性的变化导致运行模式复杂，给互联变换器控制带来挑战。本文提出“Transfverter”概念，通过赋予互联变换器类变压器特性，实现不同运行模式下的统一鲁棒控制，有效解决了多模式切换下的控制难题。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（PowerTitan/PowerStack）及微电网解决方案具有极高价值。随着分布式能源渗透率提升，交直流混合微电网成为重要应用场景。Transfverter技术通过模拟变压器特性，能显著提升储能变流器（PCS）在复杂电网环境下的鲁棒性，特别是在弱电网或离网运行场景中，可...
电动汽车的备用容量提供：聚合边界与随机模型预测控制
Reserve Provision From Electric Vehicles: Aggregate Boundaries and Stochastic Model Predictive Control
Jacob Thrän · Jakub Mareček · Robert N. Shorten · Timothy C. Green · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年2月
电动汽车（EV）的可控充电是提升可再生能源消纳、降低固定储能需求的重要灵活性资源。为应对个体驾驶与充电行为的不确定性，本文提出将多辆电动汽车电池视为一个具有聚合功率与能量边界的虚拟电池，从而预测可提供的系统备用容量。基于1000辆电动汽车数据的线性回归模型验证了边界的可预测性，归一化均方根误差为20%–40%。采用包含条件风险价值的两阶段随机模型预测控制算法，实现日前 reserve 调度。英国120万条家用充电记录的案例表明，车队规模扩大可提升预测精度，增加备用收益并降低运营成本；当规模达40...
解读: 该电动汽车聚合备用容量技术对阳光电源充电桩产品线及储能系统具有重要应用价值。研究提出的虚拟电池聚合边界模型可直接应用于阳光电源V2G充电桩的群控策略，通过随机模型预测控制算法优化充电调度，使车队参与电网辅助服务。400辆以上规模可降低60%运营成本、单车提供1.8kW备用容量的数据，为阳光电源设计充...