Weixing Chen · Yongjun Feng · Qingshu Liu · Chong Zhu 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年12月

功率输出（PTO）系统是波浪能转换装置（WEC）的核心单元。引入最大功率点跟踪（MPPT）技术可显著提升能量捕获效率，对现场运行的WEC尤为重要。传统在线MPPT算法在应用于WEC时面临响应慢、精度低和步长敏感等问题。本文提出一种新型二维查表法MPPT，通过建立发电机转速与外部负载对应的二维最大功率点映射表，避免了对波浪周期、幅值等参数的观测与识别，适用于随机波况。仿真与实验结果表明，相比传统在线MPPT，该方法电能捕获效率提升超过150%，具有快速、高效且准确的响应特性。

解读: 该二维查表法MPPT技术对阳光电源多条产品线具有重要借鉴价值。在ST系列储能变流器中，可借鉴其快速响应特性优化多变工况下的功率跟踪，特别是应对电网频繁波动场景。对于SG系列光伏逆变器，该方法通过预建映射表避免实时扰动观察，可显著提升复杂遮挡、快速云影变化等非理想工况下的MPPT效率，响应速度比传统P...

Xin Qi · Jiashi Ren · Yi Deng · Joachim Holtz 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年12月

尽管多电平逆变器和宽带隙开关取得了进展，但让高功率逆变器在低开关频率下运行以降低开关损耗仍然非常有益，开关损耗对于提高系统效率和延长系统寿命至关重要。关于在低开关频率下控制电力驱动的问题已经开展了大量研究，尤其是预测方法提供了非常好的解决方案。本文探讨了一种经典的预测电流控制方法，即边界圆预测方案，并提出了改进措施，使开关频率接近预定水平。这通过控制边界电路的半径来实现。在从边界圆与开关频率之间的非线性相互作用中推导出线性关系后，所提出的方案动态调整边界圆，使逆变器运行接近预设的低频，从而在最大...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项预测电流控制技术对我们在大功率光伏逆变器和储能变流器领域具有重要的应用价值。当前我们的MW级集中式逆变器和储能PCS系统面临着功率密度提升与开关损耗控制的矛盾，该技术通过边界圆预测控制方案在低开关频率下实现精确电流控制，为解决这一核心问题提供了新思路。 技术价值方面，...

Kotb B. Tawfiq · Hatem Zeineldin · Ahmed Al-Durra · Ehab F. El-Saadany · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年12月

本文针对混合电平三相逆变器提出了一种新的空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术。这种新的SVPWM技术可使共模电压（CMV）的均方根（rms）值、dv/dt以及跳变次数最小化。这是通过在每个区域内对空间矢量进行最优选择和排序来实现的。此外，从数学和实验两方面验证了混合电平逆变器直流母线电容电压的自平衡特性。另外，还将评估采用新PWM技术的新型逆变器的性能，并将其与文献中提出的PWM技术以及几种现有解决方案进行比较。这种比较通过实验方法和MATLAB仿真两种方式进行。在高调制指数下，与文献中提出的PW...

解读: 从阳光电源光伏逆变器和储能系统的核心业务角度分析，该论文提出的混合电平逆变器空间矢量脉宽调制技术具有显著的工程应用价值。共模电压问题一直是制约光伏系统性能和可靠性的关键技术瓶颈，其引发的漏电流不仅影响系统安全性，还会加速组件退化，这与我们在大规模地面电站和分布式光伏项目中面临的实际挑战高度契合。 ...

作者未知 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年12月

在孤岛交流微电网发生短路故障时，形成电网的功率逆变器会激活电阻性虚拟阻抗以保护自身免受过电流影响，而馈入电网的功率逆变器则负责提供电压支撑。在这种情况下，负责电压支撑的序阻抗会根据虚拟阻抗和短路阻抗的值呈现出显著的变化。现有控制方案并未考虑这种变化，导致电压支撑效果有待提升。本文提出了一种针对馈入电网逆变器的控制方案，旨在改善不平衡短路故障期间的电压支撑。该方案基于对序阻抗的在线测量，并利用测量得到的阻抗值选择最合适的电流注入技术来进行电压支撑。文中还进行了理论分析，以验证采用所提出控制策略的微...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于孤岛微电网不平衡短路故障电压支撑的研究具有重要的工程应用价值。该技术针对孤岛模式下构网型和跟网型逆变器的协同控制问题，提出了基于序阻抗在线测量的自适应电流注入策略，这与我司在光伏储能一体化系统和微电网解决方案的技术发展方向高度契合。 从产品层面分析，该技术可直接应...

Hongyan Zhou · Liangzong He · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年12月

差分升压逆变器（DBI）由两个相同的直流 - 直流升压转换器组成，已广泛应用于燃料电池和电池等低压直流电源的直流 - 交流转换系统中。然而，一个严重的问题是电源电流中存在显著的低频电流纹波（LFCR），这会导致系统不稳定、系统效率降低以及新能源电源的使用寿命缩短。DBI 可以双模式运行，兼具差模（DM）和共模（CM）功能。因此，DBI 可解耦为一个直流 - 直流转换器和一个逆变器。在差模下，交流输出电压能得到良好调节。在共模下，本文提出了一种基于分数阶虚拟阻抗（FOVI）的控制策略来降低低频电流...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于分数阶虚拟阻抗的低频电流纹波抑制技术具有重要的应用价值。差分升压逆变器（DBI）作为连接低压直流源（如燃料电池、储能电池）与交流负载的关键拓扑，其低频电流纹波（LFCR）问题一直是制约系统性能的瓶颈。该技术对我司储能系统、氢能电源转换以及低压光伏并网等产品线具有直接...

Qian Liu · Yanchang Liang · Zuan Zhang · Miao Wang 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年12月

为便于继电保护操作并缓解电压不平衡状况，近期规范要求基于并网电压源型逆变器的电源（GFM IBRs）采用负序控制。为满足这一要求，必须在控制系统中集成序分解模块（SDMs）以检测和提取序分量。然而，SDMs的引入会在dq坐标系中引发交叉耦合效应，可能使GFM IBRs易受次同步振荡（SSOs）影响，而此前这方面尚未得到深入研究。本研究弥补了这一空白，首先利用含SDMs的GFM IBRs的单输入单输出小信号模型探究稳定性问题。为降低SSO不稳定风险，基于基本混合同步控制原理，提出了一种阻尼增强控制...

解读: 从阳光电源构网型逆变器产品线的技术演进视角来看，这项关于序分量解耦控制的同步稳定性研究具有重要的工程应用价值。当前电网规范要求构网型逆变器具备负序控制能力，以应对不平衡电压工况并保障继电保护装置的正确动作，这与阳光电源在复杂电网环境下的产品适应性需求高度契合。 该论文揭示的核心问题——序分量解耦模...

作者未知 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年11月

近年来，开关暂态响应法在监测逆变器供电电机（IFMs）定子绝缘方面受到广泛关注。该方法能够检测出早期绝缘劣化情况，从而避免严重的绝缘故障。然而，在匝间绝缘监测方面，相电流中的暂态响应与匝间绝缘劣化之间的关系尚不明确。本文提出了一种基于开关暂态电流响应监测逆变器供电电机定子匝间绝缘的新方法。建立了定子绕组的集总参数模型，并分析了基于该模型进行绝缘状态监测的绕组阻抗谱划分。然后，验证了匝间绝缘劣化对绕组阻抗谱不同区域的影响，并基于阻抗谱划分从暂态电流响应中提取了一个匝间绝缘监测指标（IIMI）。还分...

解读: 从阳光电源业务视角来看，这项基于阻抗谱分段的定子匝间绝缘监测技术具有重要的应用价值。该技术针对逆变器驱动电机的绝缘退化早期检测问题，与我们在光伏逆变器、储能变流器及新能源车电驱系统中的核心痛点高度契合。 在技术价值层面，该方法通过分析PWM开关暂态电流响应来监测匝间绝缘状态，提出的绝缘监测指标（I...

Soham Chakraborty · Mohammed Tuhin Rana · Murti V. Salapaka · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年11月

电力硬件在环（PHIL）框架为评估新架构以及变压器、变流器和电机等电力硬件提供了一个极具吸引力的平台。它允许在实验室规模下开展各种测试，所得到的结果与实际场景极为相似，同时还能避免在全规模电力系统上进行实验所带来的高昂成本和风险。然而，尽管PHIL框架具有诸多优势，但仍存在相当大的挑战，其性能往往不够稳健，且与实际场景的契合度需要量化和提升。本文通过在PHIL的硬件和软件组件之间构建一个接口来应对这些挑战，同时采用现代控制视角来处理内在的不确定性。本文提出了一种方法，用于量化由软件系统仿真电力网...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于μ综合的鲁棒性功率硬件在环（PHIL）接口技术具有重要的战略价值。作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商，阳光电源在产品研发和测试环节面临着高昂的实验成本和系统风险，而PHIL技术恰好提供了一个低成本、高保真的测试平台解决方案。 该论文的核心创新在于通过现代控制...

作者未知 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年11月

摘要：并联交错式多电平逆变器（PIMIs）在高功率应用中具有巨大潜力，但其固有的环流问题会导致电流应力增加和系统效率降低。本文聚焦于PIMIs中的相环流（PCC）抑制。首先，提出了一种PCC预测模型，该模型考虑了应用非对称规则采样（ARS）规则时存在的一个控制周期延迟。通过使用该模型，选择合适的冗余矢量，可使PCC降低约50%。然后，开发了另一个考虑两个控制周期延迟的PCC预测模型。利用该模型，提出了一种基于ARS的可变开关频率脉宽调制（VSFPWM）方法，以精确控制PCC的峰值，并给出了一种确...

解读: 从阳光电源大功率逆变器产品线视角来看，这项针对并联交错多电平逆变器（PIMI）环流抑制的研究具有重要的工程应用价值。在我们的集中式光伏逆变器、储能变流器以及风电变流器等大功率应用场景中，并联技术是实现兆瓦级以上容量的关键路径，而相环流（PCC）问题一直制约着系统效率和可靠性的提升。 该论文提出的非...

Enrique Nunes · Gaowen Liang · Ezequiel Rodriguez · Glen G. Farivar 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年11月

模块化电池储能系统（MBESSs）是一种很有前景的技术，可缓解可再生能源的间歇性问题。在实际应用中，模块化电池储能系统中的电池在剩余使用寿命（RUL）方面存在差异。因此，健康状态最差的电池决定了模块化电池储能系统的使用寿命，这推动了剩余使用寿命均衡方法的发展。然而，现有方法既未考虑最大程度延长使用寿命，也未考虑剩余使用寿命均衡所产生的荷电状态（SoC）不平衡问题，而这种不平衡会降低模块化电池储能系统的可用容量。因此，本文首先为剩余使用寿命均衡制定了一个通用的最优准则，该准则适用于任何退化率是功率...

解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，这篇论文提出的模块化电池储能系统（MBESS）剩余寿命（RUL）均衡优化技术具有重要的工程应用价值。当前我司PowerStack、PowerTitan等大型储能产品均采用模块化架构，但实际运行中电池单元健康状态差异导致的"木桶效应"一直制约着系统整体寿命和经济性。 ...

作者未知 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年11月

全向无线电能传输（OWPT）系统广泛应用于消费电子产品（CEP）、工业机器人、无人探测设备等领域。然而，无定向的电磁能量传输会降低系统传输效率，并增加自由工作空间中的磁场泄漏。此外，现有的控制策略难以同时保证系统的简易性和效率，从而增加了系统的开发和运行成本。本文首先提出了一种具有高效率和低漏磁的新型发射端结构，该结构由三个正交放置的方形线圈组成。此外，一种自解耦重构方法可以进一步挖掘发射端的潜力，并且所提出的最优效率策略可以使空间电磁场均匀化。搭建了一个 100 V/100 kHz 的 OWP...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项全向无线电力传输（OWPT）技术具有重要的战略价值，特别是在储能系统和新能源应用场景中的潜在应用。 该技术的核心创新在于通过三正交线圈结构实现高效率（75-87%）和低漏磁的全向传输，这与我司在储能系统和电动汽车充电领域的技术需求高度契合。具体而言，在工商业储能系统的...

作者未知 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年11月

本信函介绍了一种专为无人机（UAV）量身定制的光伏（PV）-电池无线充电器，可实现无缝自动充电。共享谐振槽在提高效率的同时减少了所需谐振组件的数量。采用桥式转换器可实现多种调制方式，便于实现包括输出调节、最大功率点跟踪和零电压开关等多种功能。实验验证中搭建了一个200瓦的原型，该三端口转换器的峰值效率达到92.6%，并支持四种不同的充电模式。

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项PV-电池三端口无线充电技术为我们在新能源应用场景的拓展提供了重要参考价值。该技术将光伏发电、储能和无线充电深度集成，与我们在光储一体化领域的战略布局高度契合。 技术层面，论文提出的共享谐振腔设计理念值得关注。通过减少谐振元件数量来提升系统效率，这与我们在逆变器和储能...

Haolei Meng · Hanjing Dong · Xiaogao Xie · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年11月

本文提出了一种适用于超宽输出电压范围电动汽车（EV）应用的新型多模式交直流 LLC 变换器。通过将图腾柱式 Boost 功率因数校正（PFC）变换器与全桥（FB）LLC 谐振变换器集成，并采用小容量母线电容，所提出的变换器能够以单级、准单级或两级模式运行，有效扩展了输出电压范围。此外，还提出了一种适用于不同模式的统一控制方案，以同时实现输出调节和功率因数校正。通过优化控制策略可实现不同运行模式之间的平滑切换。对所提出变换器的详细工作原理和设计考量进行了分析与讨论。最后，搭建了一台额定输入电压为 ...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项多模式AC-DC LLC谐振转换器技术具有重要的战略价值。该技术通过集成图腾柱Boost PFC与全桥LLC谐振转换器，实现了100-420V超宽输出电压范围，这与我们在电动汽车充电、储能系统双向变流器以及光储一体化解决方案中的核心需求高度契合。 该技术的核心创新在于...

Masoud Davari · Omar Qasem · Weinan Gao · Frede Blaabjerg 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年11月

对基于逆变器的资源（IBR）进行测试至关重要。本文提出了一种新颖的电力硬件在环（PHIL）接口控制（PHIL - IC）方法，该方法采用基于自适应动态规划（ADP，也称为近似动态规划）的强化学习方法，借助基于ADP的方法来加强基于PHIL仿真的IBR测试。由于与IBR、功率放大器、所有与基于PHIL仿真测试相关的组件及其延迟相关的整个系统（状态和干扰）的动态特性“不可用”或“不确定”，该方法采用输出反馈控制；它在考虑所有相关系统的所有不确定性和不可用信息的情况下，对PHIL - IC进行最优设计...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于自适应动态规划的功率硬件在环（PHIL）测试技术具有重要的战略价值。该技术直接针对逆变器类资源（IBRs）的测试难题，这与我们光伏逆变器、储能变流器等核心产品的研发验证流程高度相关。 该论文提出的强化学习方法突破了传统PHIL测试的局限性。当前我们在进行逆变器并网...

Carlos Alfaro · Ramon Guzman · Antonio Camacho · Ángel Borrell 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年11月

本文提出一种用于孤岛微网中构网型逆变器的新型复滑模控制策略，替代依赖下垂控制、通信式二次控制和虚拟阻抗的传统分层控制方法。通过建立基于视在功率微分方程的复相量模型，推导出线性化复数动态模型，简化了控制律设计。该策略具有三大优势：实现阻性和感性线路下的精确有功与无功功率分配，无需虚拟阻抗；对线路阻抗失配及负载变化、逆变器投切等外部扰动具备强鲁棒性；无需二次频率调节。实验结果验证了该方法的有效性。

解读: 该滑模复功率共享控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan储能系统的构网型GFM控制具有重要应用价值。核心优势在于：1）无需虚拟阻抗即可实现阻性/感性线路下的精确功率分配，可简化ST储能变流器的控制参数配置，提升多机并联系统的即插即用性；2）对线路阻抗失配和负载扰动的强鲁棒性，可增强...

Siroos Jalilyan · Vahid Abbasi · Ehsan Adib · Saman A. Gorji 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年11月

本文介绍了一种专为光伏电池系统设计的软开关三端口直流 - 直流转换器（TPC），该转换器的两个输入电流均为连续的。所提出的转换器有四个开关，并采用了一个软开关单元，确保所有开关在开通瞬间、关断瞬间或同时在这两种状态下均能实现软开关。所提出的三端口转换器利用电池储能实现连续的双向功率流，此外，它能够有效满足各种负载需求，并确保在无主电源的情况下，仅依靠电池供电模式也能保证电力供应。与软开关和非软开关三端口转换器进行的对比分析提供了近期文献中未曾探讨过的新见解，并凸显了所提出的转换器相对于现有技术的...

解读: 从阳光电源光储一体化解决方案的业务视角来看，这项软开关三端口DC-DC变换器技术具有重要的战略参考价值。该技术针对离网光伏储能系统的核心痛点，通过创新的软开关单元实现了所有开关器件在开通和关断时的零电压或零电流切换，这与我司在高效能量转换领域的技术追求高度契合。 技术价值方面，该方案的三端口架构能...

作者未知 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年11月

本文提出了一种利用所设计的降阶区间观测器诊断感应电动机（IM）驱动器中开关断开（OS）故障和电流传感器（CS）故障的新方法。首先，该方法利用系统增广和分解技术将 OS 故障从原始 IM 驱动系统中解耦。随后，创新性地引入降阶区间观测器，以同时估计状态和 CS 故障。此外，借助区间观测器，提出了故障检测和识别方法，以有效诊断并区分 OS 故障和 CS 故障。该方法的主要优点在于，无需复杂的分类算法即可同时诊断 IM 驱动器中的这两种故障，并且能够实现鲁棒性和快速故障诊断。文章给出了实验结果和对比分...

解读: 从阳光电源的业务角度来看，这项基于降阶区间观测器的逆变器故障诊断技术具有显著的应用价值。该技术能够同时诊断开关器件开路故障和电流传感器故障，这两类故障是光伏逆变器和储能变流器运行中最常见的失效模式，直接影响系统可靠性和发电效率。 对于阳光电源的核心产品线，该技术的应用前景广阔。在集中式和组串式光伏...

Mahdi Sadeghi · Ehsan Adib · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年11月

在工业直流 - 直流电源转换应用中，实现转换器的高效率和小尺寸至关重要。为解决这些问题，本文通过采用耦合电感和谷底填充结构，引入了一种新型半交错式非隔离拓扑。该方法可确保输出电流连续且纹波为零，从而减小了输出滤波器的尺寸。此外，通过采用软开关技术，转换器能够在更高频率下运行，并适应大范围的负载变化。采用脉冲频率调制（PFM）控制器可维持零电压开关（ZVS），并通过改变频率来提高转换比。同时，自驱动同步整流器（SR）在零电压开关条件下导通和关断，谷底填充二极管在零电流开关（ZCS）条件下关断，从而...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项半交错超高降压变换器技术在光伏储能系统的直流变换环节具有显著应用价值。该技术通过耦合电感和谷填充结构实现零纹波输出电流，这与我司储能系统对电能质量的严苛要求高度契合，可有效降低输出滤波器体积，提升系统功率密度。 技术的核心优势在于全软开关特性和宽负载范围适应性。在光伏...

Qian Xiao · Haolin Yu · Yu Jin · Hongjie Jia 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年11月

摘要：基于传统基频零序电压（FFZSV）注入的容错运行方法，在低功率因数且子模块（SM）发生故障的情况下会导致功率反转，这使得基于级联 H 桥变流器的电池储能系统（CHB - BESS）存在过充风险。为解决这一问题，本文为 CHB - BESS 提出了一种新型容错运行方法。首先，分析了基于传统 FFZSV 注入方法的功率反转机理和过充风险。在此基础上，根据安全的 FFZSV 注入区域将 CHB - BESS 的运行状态划分为三个阶段，对 FFZSV 进行修正，并在必要时注入负序电流。这样，三相电...

解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，这项针对级联H桥变换器的容错运行技术具有重要的工程应用价值。级联H桥拓扑是阳光电源中高压储能系统的核心架构之一，其模块化设计在提升系统可靠性的同时，也带来了子模块故障时的功率管理难题。 该论文揭示的关键问题——低功率因数工况下传统零序电压注入方法导致的功率反向和过充...

Sixing Du · Sicheng He · Qunsheng Song · Jinjun Liu · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年11月

模块化磁耦合变换器（MMCC）有助于大幅减少中压交 - 交应用中的直流电容和变压器体积（Du 等人，2024）。然而，采用非谐振运行的内部磁耦合直直变换级存在严重的功率流交叉耦合问题，这限制了 MMCC 在混合交直流和纯直直应用中的使用。为解决该问题，本文提出一种功率流解耦方法。该方法首次通过数学模型简化，将复杂的功率流关系解耦为简洁的线性关系。这种简化是通过定义实轴与总和平均相量对齐的坐标系，并采用三角近似法量化总和平均相量幅值来实现的。与现有的软硬件解决方案相比，1）该方法通过简化数学模型而...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项模块化磁耦合变换器（MMCC）的功率解耦技术具有重要的战略价值。该技术通过数学模型简化实现功率流线性解耦，将计算负担降低99.5%以上，这对我司在储能系统和光储一体化解决方案中的多端口功率管理具有直接应用意义。 在储能系统领域，该技术能够显著降低直流电容需求和变压器体...