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拓扑与电路 功率模块 储能变流器PCS 光伏逆变器 ★ 4.0

带气隙NiZn磁芯电感的寄生电容解析模型

An Analytical Stray Capacitance Model of NiZn Inductors With Gapped Cores

Zhan Shen · Qiming Liu · Kaiyuan Liu · Yueyin Wang 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月

本文针对MHz以上高频电力电子变换器中广泛使用的NiZn磁芯电感,提出了一种解析模型,用于量化分析磁芯气隙产生的寄生电容。该寄生电容会导致电流振荡及电磁干扰(EMI)问题,对于高频磁性元件的精确建模与设计至关重要。

解读: 随着阳光电源组串式逆变器及储能PCS向高功率密度和高频化方向演进,磁性元件的体积与效率成为核心竞争力。NiZn磁芯在高频应用中表现优异,但气隙带来的寄生电容是导致EMI超标和高频振荡的关键因素。该研究提供的解析模型可直接应用于公司研发阶段的磁性元件设计,优化电感绕线结构与气隙布局,从而提升逆变器及P...

拓扑与电路 光伏逆变器 储能变流器PCS 功率模块 ★ 4.0

基于改进分段等效电路的利兹线绕组交流电阻建模

Modeling of Litz Wire Winding AC Resistance Based on Improved Segmented Equivalent Circuit

Yueyin Wang · Wu Chen · Zhan Shen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月

利兹线是降低高频磁性元件绕组损耗的有效方案,但其交流电阻建模仍具挑战。本文提出了一种改进的分段等效电路法(iSEC),通过将利兹线绞合效应近似为级联的分段并联股线,实现了对同心和复合利兹线交流电阻的精确建模。

解读: 随着阳光电源组串式逆变器、PowerTitan储能系统及高频充电桩向高功率密度和高效率方向演进,磁性元件(电感、变压器)的损耗优化成为提升整机效率的关键。该iSEC建模方法能更精准地预测利兹线在高频下的交流电阻,有助于研发团队在设计阶段优化绕组结构,降低磁性元件温升,从而提升产品可靠性并缩短研发周期...

系统并网技术 构网型GFM 弱电网并网 并网逆变器 ★ 5.0

一种增强暂态稳定性的构网型变流器Andronov-Hopf振荡器

A是一种增强暂态稳定性的构网型变流器Andronov-Hopf振荡器

Siyi Luo · Wu Chen · Zewei Hao · Yueyin Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月

构网型控制因其自同步电压生成能力及在弱电网下的优异小信号稳定性,被广泛应用于可再生能源系统。Andronov-Hopf振荡器(AHO)作为一种新兴的非线性控制策略,在实现构网型控制方面展现出潜力,但其在大信号扰动下的暂态行为尚需进一步研究。

解读: 该研究针对构网型(Grid-forming)变流器的暂态稳定性问题,对于阳光电源的PowerTitan系列液冷储能系统及大型地面光伏电站的并网控制具有重要参考价值。随着高比例可再生能源接入,电网强度降低,传统的VSG控制在极端扰动下可能面临失稳风险。AHO控制策略作为一种非线性控制方案,能显著提升系...

系统并网技术 构网型GFM 并网逆变器 微电网 ★ 5.0

基于Duffing–Hopf振荡器的并联构网型逆变器电压前馈阻尼控制

Voltage Feedforward Damping Control Based on Duffing–Hopf Oscillator for Parallel Grid-Forming Inverters

Siyi Luo · Wu Chen · Haozhe Jin · Yueyin Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月

基于振荡器的构网型(GFM)控制虽具备优异的同步能力与动态响应,但缺乏惯量支撑。本文针对并联GFM逆变器系统,提出了一种基于Duffing–Hopf振荡器的电压前馈阻尼控制策略,旨在解决惯量不足导致的系统稳定性与可靠性问题,提升弱电网下的并网性能。

解读: 该研究直接服务于阳光电源PowerTitan及PowerStack等储能变流器(PCS)的构网型技术演进。随着高比例新能源接入,电网强度降低,传统的跟网型控制已难以满足需求。Duffing–Hopf振荡器控制策略能有效提升PCS在弱电网下的电压支撑能力与阻尼特性,解决多机并联时的谐振与稳定性难题。建...

拓扑与电路 DC-DC变换器 多电平 储能变流器PCS ★ 4.0

一种用于ZVS运行的具有变占空比准方波调制的串联臂模块化多电平DC/DC变换器

A Series-Arm Modular Multilevel DC/DC Converter With Variable Duty Cycle Quasi-Square-Wave Modulation for ZVS Operation

Haozhe Jin · Wu Chen · Yueyin Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

本文提出了一种适用于中压直流系统中直流变压器应用的串联臂模块化多电平DC/DC变换器。该拓扑通过在中压侧采用串联臂配置,消除了中压端集中式电容器,并减少了子模块数量。通过采用变占空比准方波调制,实现了功率传输调节及全范围内的零电压开关(ZVS)运行。

解读: 该技术对阳光电源的储能系统(如PowerTitan系列)及中压直流输电应用具有重要参考价值。其串联臂结构能有效降低中压侧电容需求并减少子模块数量,有助于提升大功率储能PCS的功率密度和系统可靠性。建议研发团队关注该拓扑在兆瓦级储能系统中的应用潜力,特别是通过准方波调制实现ZVS以降低开关损耗,从而提...

拓扑与电路 DC-DC变换器 多电平 储能变流器PCS ★ 4.0

准方波调制下串联桥臂模块化多电平DC/DC变换器的建模与电流前馈控制

Modeling and Current Feedforward Control of Series-Arm Modular Multilevel DC/DC Converter With Quasi-Square-Wave Modulation

Haozhe Jin · Xin Li · Wu Chen · Bangbang He 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月

模块化多电平DC/DC变换器因具备电气隔离、电压变换及双向功率传输能力,成为中压直流系统的理想方案。本文针对该拓扑,研究了循环能量与传输功率的精确控制方法,旨在提升变换器在准方波调制下的动态响应与稳态性能。

解读: 该技术对阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack)及中压直流输电应用具有重要参考价值。模块化多电平(MMC)拓扑在处理高压大功率场景时具有天然优势,通过准方波调制和电流前馈控制,可有效降低开关损耗并提升系统效率。建议研发团队关注该拓扑在兆瓦级储能变流器(PCS)中的应用,以应...

拓扑与电路 DC-DC变换器 双向DC-DC 储能变流器PCS ★ 4.0

基于高频谐波调制的高速通信电力变换器

Real-Time and High-Speed Talkative Power Converter Based on High-Frequency Harmonic Modulation

Yueyin Wang · Wu Chen · Zhan Shen · Song Hu 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年1月

高效隔离型DC-DC变换器需在隔离侧间建立信息链路以优化性能。Talkative Power Converter (TPC) 技术提供了一种经济高效的通信方案,但现有技术易受功率噪声干扰,且传输延迟较高。本文提出一种基于高频谐波调制的新型TPC方法,实现了实时高速通信,显著提升了功率变换器的控制性能与响应速度。

解读: 该技术对阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack)及组串式光伏逆变器中的隔离型DC-DC电路具有重要参考价值。在储能PCS中,隔离侧的高速通信对于实现更精准的功率分配、电池组均衡及故障快速响应至关重要。通过采用高频谐波调制技术,可省去额外的通信隔离器件,从而降低硬件成本并提升...

拓扑与电路 DAB 双向DC-DC 储能变流器PCS ★ 5.0

一种抑制电压振荡的双有源桥变换器调制策略

Modulation Strategy for Dual-Active-Bridge Converter With Mitigated Voltage Oscillation

Yueyin Wang · Zhan Shen · Wu Chen · Zewei Hao 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月

双有源桥(DAB)变换器因其电气隔离和高效率在直流系统中应用广泛。然而,变压器端口常存在高频电压振荡(HFVOs),威胁变压器绝缘性能。本文分析了HFVOs的产生机理,并提出了一种新型调制策略以有效抑制该振荡,提升系统运行可靠性。

解读: DAB变换器是阳光电源储能系统(如PowerTitan、PowerStack系列)及直流耦合光储系统的核心拓扑。变压器高频电压振荡直接影响磁性元件的绝缘寿命及电磁兼容性(EMC)。该研究提出的调制策略能够有效降低应力,对于提升阳光电源储能变流器(PCS)在复杂工况下的长期可靠性具有重要工程价值。建议...

拓扑与电路 宽禁带半导体 功率模块 储能变流器PCS ★ 5.0

中压中频变压器绕组内电压振荡的起源分析与抑制方法

Origin Analysis and Mitigation Method of Voltage Oscillation Occurred Inside the Winding of Medium-Voltage Medium-Frequency Transformer

Yueyin Wang · Wu Chen · Zhan Shen · Xiao Yu 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

中压中频变压器是高功率直流变换器的核心部件。宽禁带半导体的高速开关特性会在变压器内部诱发电压振荡,增加主绝缘局部放电风险,甚至导致永久性击穿。本文旨在分析此类振荡的产生机理,并提出相应的抑制策略,以提升电力电子变换器的可靠性。

解读: 该研究直接关联阳光电源PowerTitan和PowerStack等大功率储能系统中的隔离型DC-DC变换环节。随着SiC等宽禁带器件在PCS中的广泛应用,高频开关带来的电压振荡与绝缘应力问题日益突出。本文提出的振荡抑制方法对于优化高压储能变流器的变压器设计、提升系统长期运行的绝缘可靠性具有重要指导意...

风电变流技术 宽禁带半导体 ★ 5.0

中压中频变压器绕组内部电压振荡的起因分析与抑制方法

Origin Analysis and Mitigation Method of Voltage Oscillation Occurred Inside the Winding of Medium-Voltage Medium-Frequency Transformer

Yueyin Wang · Wu Chen · Zhan Shen · Xiao Yu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月

中压中频变压器是大功率直流变换器的关键部件。然而,宽禁带半导体的超快开关速度会在中频变压器中引发电压振荡,增加一次绝缘局部放电的风险,并导致永久性击穿。现有研究主要关注端口处发生的电压振荡,但对绕组内部发生的电压振荡了解不足。本文提出了一种计算内部电压振荡的模型。与传统模型相比,该模型简单且首次考虑了铁芯的电能。据此,推导了基于物理原理的解析公式来计算电压振荡。基于该模型,分析了电压振荡、端口电压和变压器结构之间的关系。提出了振荡抑制方法并通过实验进行了验证。

解读: 从阳光电源的业务视角来看,该论文针对中压中频变压器内部电压振荡问题的研究具有重要的战略价值。作为光伏逆变器和储能系统的核心部件,中压中频变压器在阳光电源的大功率直流变换器产品中扮演关键角色,特别是在1500V光伏系统、集中式储能变流器以及新能源并网解决方案中应用广泛。 该研究的核心价值在于解决了宽...