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系统并网技术 构网型GFM 并网逆变器 储能变流器PCS ★ 5.0

考虑直流母线效应的构网型变流器稳定性分析与控制设计

Stability Analysis and Control Design of Grid-Forming Converters With DC-Link Effect

Chenhang Xu · Zhixiang Zou · Xinlei Liu · Meng Huang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月

本文研究了构网型变流器在电网故障下的暂态稳定性问题,重点分析了直流母线电压波动对系统稳定性的影响。通过构建暂态能量函数,揭示了直流侧动态与交流侧输出之间的耦合机制,并提出了相应的控制优化策略,以提升变流器在弱电网环境下的故障穿越能力。

解读: 该研究直接契合阳光电源PowerTitan系列液冷储能系统及大型组串式逆变器的核心技术演进。随着高比例可再生能源接入,电网强度下降,构网型(GFM)技术已成为阳光电源提升系统支撑能力的关键。文章提出的直流母线效应分析,对于优化PowerTitan的PCS控制算法、提升在弱电网下的暂态稳定性及故障穿越...

拓扑与电路 PWM控制 空间矢量调制SVPWM 并网逆变器 ★ 3.0

改进高功率PWM电流源变换器谐波特性的修正空间矢量调制方案

Improved Harmonic Profile for High-Power PWM Current-Source Converters With Modified Space-Vector Modulation Schemes

Pengcheng Liu · Zheng Wang · Yang Xu · Zhixiang Zou 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年10月

本文针对电流源变换器(CSC)在低开关频率下产生高幅值低次谐波的问题,提出了两种改进的空间矢量调制(SVM)方案(MSVM1和MSVM2)。通过优化调制策略,有效改善了输出电流的谐波分布,提升了变换器的电能质量,为高功率电力电子变换系统的设计提供了理论支撑。

解读: 该文献研究的电流源变换器(CSC)技术在工业大功率驱动及特定并网场景中具有应用潜力。虽然阳光电源目前的主流产品(如组串式/集中式逆变器、PowerTitan储能系统)多基于电压源变换器(VSC)架构,但该研究提出的改进空间矢量调制(SVM)算法在优化开关损耗与谐波抑制方面的思路,可借鉴应用于阳光电源...

控制与算法 PWM控制 故障诊断 ★ 3.0

基于位置偏移注入的双三相表贴式永磁同步电机在线磁链估计

An Online Flux Estimation for Dual Three-Phase SPMSM Drives Using Position-Offset Injection

Kailiang Yu · Zheng Wang · Xueqing Wang · Zhixiang Zou · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年10月

本文提出了一种针对双三相表贴式永磁同步电机(SPMSM)的在线磁链估计方法。该方法通过位置偏移注入技术,解决了传统估计方法依赖定子电阻和dq轴电感等先验知识的难题,克服了电机模型秩亏损导致的参数辨识困难,实现了对转子磁链的精确监测与高性能控制。

解读: 该技术主要针对多相电机驱动控制,虽然阳光电源目前的核心业务聚焦于光伏逆变器、储能PCS及充电桩,但该算法在电机参数在线辨识方面的创新,对阳光电源电动汽车充电桩配套的功率模块驱动控制,以及未来可能涉及的高性能电机驱动类产品具有参考价值。特别是其摆脱对电机参数先验知识依赖的特性,有助于提升系统在复杂工况...

风电变流技术 功率模块 多电平 可靠性分析 ★ 4.0

面向风能转换系统的模块化电流型高频隔离矩阵变换器

The Modular Current-Fed High-Frequency Isolated Matrix Converters for Wind Energy Conversion

Yang Xu · Zheng Wang · Pengcheng Liu · Qiang Wei 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年4月

本文提出了一种基于模块化电流型高频变压器隔离矩阵变换器(CF-HFT-MC)的风能转换系统。该拓扑利用高频变压器替代工频变压器,并省去了系统中笨重且易损的电解电容,从而显著提升了系统的功率密度、可靠性及转换效率。

解读: 该技术对阳光电源的风电变流器业务具有重要参考价值。通过引入高频隔离矩阵变换器并去除电解电容,可显著提升风电变流器的功率密度并延长系统寿命,这与阳光电源追求高可靠性、长寿命风电变流产品的战略高度契合。建议研发团队关注该拓扑在海上风电等对体积和维护成本敏感场景下的应用潜力,评估其在降低系统重量和提升抗干...

拓扑与电路 多电平 PWM控制 功率模块 ★ 4.0

基于子模块电容电压降低控制的CPS-PWM MMC谐波优化策略

Harmonic Optimization Strategy for CPS-PWM Based MMCs Under Submodule Capacitor Voltage Reduction Control

Huijie Jiang · Fujin Deng · Zheng Wang · Zhixiang Zou 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年4月

子模块电容电压降低控制(SCVRC)能有效降低模块化多电平变换器(MMC)中功率器件和电容的电压应力,提升可靠性,但会恶化输出谐波性能。本文针对基于载波移相PWM(CPS-PWM)的MMC,提出了一种在SCVRC下的谐波优化策略,以平衡可靠性提升与电能质量。

解读: 该研究针对MMC拓扑的电压应力优化与谐波控制,对阳光电源的集中式逆变器及大型储能系统(如PowerTitan系列)具有重要参考价值。通过降低电容电压应力,可提升系统长期运行的可靠性与寿命,这对大型地面电站及电网侧储能项目至关重要。建议研发团队评估该谐波优化策略在实际高压大功率变流器中的计算开销,并将...

系统并网技术 微电网 储能变流器PCS 并网逆变器 ★ 4.0

直流配电系统的通用小信号稳定性判据:总线节点阻抗判据

BNIC

Bangbang He · Wu Chen · Xinbo Ruan · Xin Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月

直流配电系统发展迅速,但稳定性挑战严峻。现有研究常忽略线路阻抗网络,导致在分布式系统中分析不准确。本文提出了一种总线节点阻抗判据(BNIC),通过考虑复杂的线路阻抗网络,为直流配电系统的稳定性分析提供了一种通用且精确的评估方法。

解读: 该研究提出的BNIC判据对于阳光电源的微电网解决方案及工商业储能系统(如PowerStack)具有重要参考价值。在分布式直流微电网场景下,线路阻抗对系统稳定性影响显著,BNIC可辅助优化PCS的控制参数设计,提升系统在复杂电网环境下的鲁棒性。建议研发团队将该判据集成至iSolarCloud智能运维平...

功率器件技术 SiC器件 功率模块 可靠性分析 ★ 5.0

基于关断延迟时间的SiC MOSFET老化在线结温监测

Turn-OFF Delay Time Based Online Junction Temperature Monitoring for SiC MOSFETs Over Aging

Bolun Zhang · Zheng Wang · Zhixiang Zou · Guanghui Shi 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月

结温(Tj)是监测功率变换器中半导体工作状态的关键指标。本文研究了利用热敏电参数(TSEPs)实现在线结温测量的方法,重点探讨了关断延迟时间(td_off)作为TSEP在SiC MOSFET老化过程中的适用性,为功率器件的健康状态监测提供了有效手段。

解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高价值。随着SiC MOSFET在组串式光伏逆变器和PowerTitan系列储能变流器中的广泛应用,实现高精度的在线结温监测对于提升系统可靠性至关重要。该方法通过监测关断延迟时间,无需额外传感器即可实时感知器件热应力,有助于优化逆变器在极端工况下的热管理策略,延长产品...

系统并网技术 微电网 储能系统 弱电网并网 ★ 4.0

多电压等级直流配电系统的阻抗稳定性分析方法

Impedance-Based Stability Analysis Methods for DC Distribution Power System With Multivoltage Levels

Han Mu · Yao Zhang · Xiangqian Tong · Wu Chen 等11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月

本文针对数据中心、全电船舶等应用场景中多电压等级直流配电系统的稳定性分析展开研究。现有研究多集中于单母线直流系统,而针对多级直流配电系统的稳定性分析方法报道较少。本文重点探讨了多电压等级直流配电系统的阻抗比稳定性判据及分析方法。

解读: 该研究对阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack)及直流微电网解决方案具有重要参考价值。随着数据中心和工商业储能应用中直流母线电压等级的复杂化,基于阻抗的稳定性分析能有效规避多级变换器级联带来的振荡风险。建议研发团队将此阻抗建模方法应用于iSolarCloud智能运维平台的系...

电动汽车驱动 构网型GFM ★ 5.0

用于提升暂态稳定性的构网型换流器直流电压控制

DC Voltage Control of Grid-Forming Converter for Transient Stability Enhancement

Chenhang Xu · Zhixiang Zou · Xiangjun Quan · Zheng Wang 等5人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年3月

由于具备诸多优势特性,构网型变流器正越来越多地用作分布式能源与电网之间的接口。然而,在电网故障期间,它们可能会遇到暂态稳定性问题,尤其是在考虑直流母线影响时。在相关文献中,虽已探讨了直流母线电压控制对稳定性的影响,但尚未进行全面研究。更重要的是,针对增强暂态稳定性的直流母线电压控制研究甚少。本文提出了一种专门用于增强构网型变流器暂态稳定性的稳定直流母线电压控制方法。通过理论分析和验证证实了该方法的有效性。

解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项关于构网型变流器直流电压控制的研究具有重要的战略意义。随着公司在光伏逆变器和储能系统领域的深入布局,构网型控制技术已成为应对高比例新能源接入电网的核心解决方案。该论文针对构网型变流器在电网故障期间可能出现的暂态稳定性问题,特别是直流母线效应引发的失稳风险,提出了专门的稳...

储能系统技术 储能系统 构网型GFM 多物理场耦合 ★ 5.0

基于复变量设计的构网型逆变器功率控制

Complex Variable Design for Power Control of Grid-Forming Inverter

Xiangjun Quan · Dale Li · Zhixiang Zou · Qinran Hu 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年1月

由于耦合的高阶系统特性,构网型(GFM)逆变器的功率环路与解耦控制分析与设计较为复杂,传统方法通常采用双输入双输出模型分别设计有功与无功功率控制。本文提出一种复功率-相角(CPPA)模型,将其构建为单输入单输出系统,并在此基础上设计复功率控制器。所提控制框架通过降阶的复数传递函数统一实现有功与无功功率的解耦控制,显著提升GFM逆变器功率控制的动态性能。仿真与实验结果验证了该方法的鲁棒性与优越性。

解读: 该复变量功率控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的构网型GFM控制具有重要应用价值。所提CPPA模型将双输入双输出系统降阶为单输入单输出复数传递函数,可显著简化阳光电源储能系统的功率环路设计流程,提升有功无功解耦控制性能。该方法特别适用于弱电网场景下ST系列产品的快...

电动汽车驱动 构网型GFM ★ 5.0

构网型变流器在考虑直流链路效应下的稳定性分析与控制设计

Stability Analysis and Control Design of Grid-Forming Converters With DC-Link Effect

Chenhang Xu · Zhixiang Zou · Xinlei Liu · Meng Huang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

由于具备诸多优势特性,构网型变流器正越来越多地被用作分布式能源与电网之间的接口。然而,在电网故障期间,它们可能会遇到暂态稳定性问题,尤其是在考虑直流母线影响时。本文建立了一个暂态能量函数,基于李雅普诺夫直接法实现了考虑直流母线影响的构网型变流器的稳定性分析,揭示了暂态失稳主要由功率不平衡和负阻尼效应引起。为解决这一问题,本文提出了一种改进的直流母线电压控制方法,以实现临时的能量存储和惯量调节,从而提高构网型变流器的暂态稳定性并避免可能出现的过电压。本文还提供了理论分析和验证,以证实该方法的有效性...

解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项关于构网型变流器暂态稳定性分析与控制设计的研究具有重要的战略价值。随着新型电力系统建设的推进,构网型逆变器正成为我司光伏逆变器和储能系统的核心技术方向,其能够主动支撑电网电压和频率,这对提升分布式能源的并网友好性至关重要。 该研究通过李雅普诺夫直接法建立的暂态能量函数...

储能系统技术 储能系统 ★ 5.0

基于滤波器的ST供电低压电网稳定化控制通用设计准则

A Generalized Design Criterion of Filter-Based Stabilizing Control of ST-Fed LV Grid

Zhixiang Zou · Jian Tang · Shuai Yuan · Giampaolo Buticchi 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月

尽管智能变压器(ST)在应对系统级挑战方面具有显著优势,但控制层面的问题,尤其是由逆变型可再生能源渗透率上升引发的稳定性问题仍至关重要。现有方法如基于滤波器的有源阻尼和虚拟阻抗已被研究用于提升低压(LV)ST供电电网的稳定性,但大多针对特定问题,缺乏通用性。为此,本文提出一种基于双二次滤波器的ST低压侧变换器通用稳定化控制方法,建立在多输入多输出(MIMO)系统框架下的零极点补偿理论基础上,旨在确定参数设计的最优稳定区域,并可推广至其他含零极点的二阶滤波器。理论分析与实验验证了所提控制策略及设计...

解读: 该智能变压器低压侧稳定化控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。文章提出的双二次滤波器通用设计准则可直接应用于储能变流器的并网控制策略优化,解决高比例逆变型新能源接入导致的振荡问题。基于MIMO零极点补偿理论的参数设计方法,可增强阳光电源构网型GFM控...