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考虑异步载波的并网逆变器并联系统谐波状态空间建模与系统特性分析
Harmonic State-Space Modeling and System Characteristic Analysis of Grid-Connected Inverter Parallel-Operation System Considering Asynchronous Carriers
Yuxi Cai · Yingjie He · Haoting Du · Jinjun Liu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年7月
针对LCL型并网逆变器，低开关频率导致控制环路、滤波器谐振峰及调制边带谐波在中频段耦合。在多机并联运行场景下，异步载波相位会引发额外的中频谐振，并与逆变器固有的中频特性共存，影响系统稳定性。
解读: 该研究对于阳光电源的组串式和集中式逆变器产品线具有极高的参考价值。在大型地面光伏电站及工商业项目中，多台逆变器并联运行是常态，异步载波引发的中频谐振是导致并网不稳定的关键因素。通过谐波状态空间建模，研发团队可优化逆变器控制环路参数，抑制并联系统中的谐振风险，提升产品在弱电网环境下的电能质量与运行稳定...
基于粒子群优化与筛选法的并网逆变器LCL滤波器设计方法
Design Method of LCL Filter for Grid-Connected Inverter Based on Particle Swarm Optimization and Screening Method
Yuxi Cai · Yingjie He · Hongwei Zhou · Jinjun Liu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年9月
传统LCL滤波器设计多采用试凑法，效率低且难以获得最优参数。本文针对逆变器输出电压高频谐波分析不足的问题，提出了一种基于粒子群优化与筛选法的LCL参数设计方法，旨在有效抑制高频谐波，提升并网电流质量，确保满足电网接入标准。
解读: LCL滤波器是阳光电源组串式逆变器及集中式逆变器输出侧的核心组件，直接决定了并网电流的谐波性能（THD）及系统的体积成本。该研究提出的基于粒子群优化（PSO）的参数设计方法，能够有效解决传统设计中参数冗余与性能权衡的难题，有助于进一步优化阳光电源SG系列组串式逆变器及大型地面电站逆变器的功率密度。建...
基于谐波状态空间模型的低开关频率并网逆变器滤波器与控制器参数集成设计
Integrated Design of Filter and Controller Parameters for Low-Switching-Frequency Grid-Connected Inverter Based on Harmonic State-Space Model
Yuxi Cai · Yingjie He · Haixiao Zhang · Hongwei Zhou 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年5月
针对大功率新能源发电系统中，低开关频率导致控制环路、LCL滤波器谐振峰及调制边带谐波耦合的问题，本文提出一种基于谐波状态空间模型的集成设计方法，旨在解决滤波器与控制器参数相互制约的难题，优化系统并网性能。
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产品线。在追求高功率密度和高效率的过程中，降低开关频率是减少开关损耗的关键手段，但会带来复杂的谐波耦合问题。该方法提供的集成设计框架，有助于优化阳光电源大功率逆变器在弱电网下的并网稳定性，提升LCL滤波器的设计效率，并减少控制器参数调试周期。建...
考虑数字化影响的低开关频率并网逆变器谐波状态空间建模与计算分析
Research on Harmonic State-Space Modeling and Calculation Analysis of Low-Switching-Frequency Grid-Connected Inverter Considering the Impact of Digitization
Yuxi Cai · Yingjie He · Haixiao Zhang · Hongwei Zhou 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年1月
在低开关频率下，并网逆变器存在显著的谐波耦合效应。谐波状态空间（HSS）建模是分析逆变器输出谐波特性的有效手段。本文研究了低开关频率下，采样保持与控制延迟对脉宽调制（PWM）脉冲更新的滞后影响，揭示了数字化控制对系统谐波特性的非线性干扰，为优化逆变器并网性能提供了理论支撑。
解读: 该研究直接关联阳光电源的核心产品线——组串式及集中式光伏逆变器。随着大型地面电站对高功率密度和高效率的需求增加，逆变器开关频率往往受限，数字化控制带来的延迟和耦合效应成为影响电能质量的关键瓶颈。通过HSS建模方法，研发团队可更精准地预测并抑制谐波，提升产品在弱电网环境下的并网稳定性。建议将该建模方法...
并网逆变器直流链零功率波动：基于两相虚拟相电流调节的实现
DC-Link Zero Power Fluctuation of Grid-Tied Inverters: Implementation With Two-Phase Virtual Phase-Current Regulation
Yuxi Cai · Chuanchuan Hou · Miao Zhu · Ao Liu 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月
摘要：由不对称故障或电压畸变引起的电网不平衡工况会极大地降低电网可靠性，导致三相并网逆变器直流侧出现功率波动。先前的研究中提出了一种虚拟相电流调节（VPCR）方法，该方法依靠控制器反馈电流调节来解决电能质量问题。采用VPCR方法可以抑制直流侧功率波动，但无法完全消除。为填补这一空白，本文提出了一种新颖的两相VPCR方法，该方法在电流环中引入了非故障相的额外虚拟相电流增益。由于能够实现更多的VPCR参数调整，所提方法可完全平滑直流侧功率波动。相应地，基于粒子群优化（PSO）算法，设计了一种两相VP...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的双相虚拟相电流调节（Two-Phase VPCR）技术对我们的并网逆变器产品线具有重要应用价值。在实际电网环境中，不对称故障和电压畸变引发的不平衡工况是影响光伏和储能系统稳定运行的关键问题，该技术通过在非故障相引入额外虚拟相电流增益，实现了直流母线功率波动的完全...