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基于MPC+PID控制的220 kV断路器电机操作机构运行机制研究
Research on the Operating Mechanism of 220 kV Circuit Breaker Motor Controlled by MPC+PID
Mingshun Ma · Jianwen Wu · Wei Zhao · Tangjun Xu 等5人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年3月
永磁同步电机直驱断路器是一种可驱动动触头沿最优轨迹完成分合闸操作的新型伺服技术。针对220 kV真空断路器存在的分闸困难、合闸速度快及负载转矩突变等问题，本文提出一种考虑伺服电机控制的220 kV双断口操作模型。基于断路器分闸特性设计了分闸规划曲线，构建了大功率开关与传动机构的运动学及动力学模型，确定了电机所需的最大转矩、额定容量及性能特征，并在Matlab/Simulink中建立了考虑时变惯量的永磁同步电机模型。提出采用模型预测控制（MPC）与PID相结合的多阶段行程曲线优化控制策略。结果表明...
解读: 该MPC+PID混合控制技术对阳光电源储能系统的高压开关设备具有重要应用价值。220kV断路器的永磁同步电机直驱方案与阳光电源PowerTitan大型储能系统的高压并网开关控制需求高度契合，可解决快速分合闸与负载突变问题。MPC多阶段轨迹优化策略可借鉴应用于ST系列储能变流器的故障穿越与孤岛保护场景...
五相永磁同步电机开路故障下的模型预测转矩控制与空间矢量调制
Model Predictive Torque Control With SVM for Five-Phase PMSM Under Open-Circuit Fault Condition
Wentao Huang · Wei Hua · Fuyang Chen · Mingjin Hu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年5月
本文提出了一种结合模型预测转矩控制（MPTC）与空间矢量调制（SVM）的五相永磁同步电机控制策略，旨在提升电机在开路故障下的容错运行能力。该方法通过联合控制不同子空间，有效提升了稳态性能，并增强了系统的故障容错可靠性。
解读: 该技术主要针对多相电机驱动，虽与阳光电源核心的光伏/储能逆变器业务存在差异，但其核心算法（MPC与SVM结合）及故障容错机制对阳光电源的风电变流器及工业驱动产品线具有参考价值。在风电变流器领域，提升变流器在功率器件故障下的容错运行能力是提高风机可用率的关键。建议研发团队关注该策略中关于多子空间控制的...
带LCL滤波器的构网型逆变器无模型预测控制
Model-Free Predictive Control of Grid-Forming Inverters With LCL Filters
Rasool Heydari · Hector Young · Freddy Flores-Bahamonde · Sadegh Vaez-Zadeh 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年8月
随着分布式能源在孤岛微电网中渗透率的提高，构网型逆变器（GFI）成为连接可再生能源的关键设备。为实现高质量的输出电压调节，GFI通常配备输出滤波器。本文提出了一种无模型预测控制（MPC）策略，旨在优化LCL滤波器下的GFI控制性能，提升系统在微电网环境下的稳定性和动态响应能力。
解读: 该技术对阳光电源的PowerTitan系列储能系统及构网型光伏逆变器具有重要参考价值。随着电力系统向高比例可再生能源转型，构网型（Grid-Forming）技术已成为阳光电源提升电网支撑能力的核心竞争力。传统的MPC依赖精确模型，而无模型预测控制（Model-Free MPC）能有效降低参数摄动对系...
一种用于固定开关频率Vienna整流器的优化电压矢量模型预测控制方法
An Improved Model Predictive Control Method Using Optimized Voltage Vectors for Vienna Rectifier With Fixed Switching Frequency
Chang Liu · Xiangyang Xing · Chunshui Du · Boxue Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年1月
Vienna整流器在工业应用中极具吸引力。为在保持低电流畸变的同时实现固定开关频率（FSF），本文提出了一种利用优化电压矢量和开关序列的改进模型预测控制（MPC）方法。该方法通过将空间矢量图划分为六个扇区，有效优化了控制性能。
解读: Vienna整流器拓扑常用于阳光电源的高功率密度充电桩及部分工业电源前端。该文献提出的固定开关频率MPC方法，解决了传统MPC开关频率不固定导致的滤波器设计困难及谐波频谱分布宽的问题，有助于提升阳光电源充电桩产品的电能质量与电磁兼容性。建议研发团队评估该算法在嵌入式DSP/FPGA平台上的计算开销，...
感应电机驱动弱磁区的一种新型自适应终端滑模速度控制
A New Adaptive Terminal Sliding Mode Speed Control in Flux Weakening Region for DTC Controlled Induction Motor Drive
Barış Çavuş · Mustafa Aktaş · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
本文针对电动汽车等应用中电机超额定转速运行的需求，提出了一种基于模型预测控制（MPC）的弱磁技术。该方法解决了感应电机在高速运行时存在的转速、转矩及磁链脉动问题，通过引入新型自适应终端滑模控制，显著提升了电机在弱磁区运行的稳定性和动态性能。
解读: 该研究聚焦于电机驱动控制算法的优化，特别是针对弱磁区运行的稳定性与脉动抑制，这与阳光电源电动汽车充电桩及相关电力电子驱动技术高度相关。在电动汽车充电桩的功率模块设计及未来可能涉及的电机驱动控制方案中，引入自适应终端滑模控制与MPC算法，能够有效提升系统在宽转速范围内的响应速度与运行精度。建议研发团队...
面向变磁通记忆电机的有限集模型预测电流控制及其三层优化策略
Finite Set Model Predictive Current Control for Variable Flux Memory Machine With a Novel Three-Layer Optimization Strategy
Xing Liu · Hui Yang · Heyun Lin · Feng Yu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
变磁通记忆电机（VFMM）因其磁通可调特性，在宽调速应用中极具潜力。由于其电磁参数随工况变化，对电流控制器的鲁棒性要求极高。本文提出了一种改进的有限集模型预测电流控制（FS-MPC）策略，通过三层优化设计，有效提升了电机在复杂工况下的控制性能与鲁棒性。
解读: 该研究聚焦于电机控制算法的鲁棒性优化，虽主要针对变磁通记忆电机，但其提出的“有限集模型预测控制（FS-MPC）”及“三层优化策略”在控制理论上具有通用性。对于阳光电源而言，该算法思路可借鉴于风电变流器或储能PCS的电机/发电机侧控制，特别是在提升复杂电网环境下的电流响应速度与鲁棒性方面具有参考价值。...
关于瞬态对中压驱动多步模型预测控制影响的研究
On the Impact of Transients on Multistep Model Predictive Control for Medium-Voltage Drives
Pablo Acuna · Christian A. Rojas · Roky Baidya · Ricardo P. Aguilera 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年9月
在中压驱动系统中，多步模型预测控制（MPC）能有效降低定子电流总谐波畸变率，从而减少损耗并提升效率。然而，在实际工程实现中，瞬态过程是否会显著影响其稳态性能的提升仍存在不确定性。本文探讨了电机参数时变特性对MPC控制性能的影响。
解读: 该研究探讨的多步模型预测控制（MPC）技术对于阳光电源的高功率密度产品线（如集中式逆变器、大型储能PCS及风电变流器）具有重要参考价值。中压驱动中的MPC优化策略可直接迁移至大功率电力电子变换器的电流环控制中，有助于进一步降低谐波含量，提升系统效率。建议研发团队关注瞬态下的控制鲁棒性分析，将其应用于...
基于代价函数和波导变换的永磁同步电机匝间短路故障诊断
Interturn Fault Diagnosis for Model-Predictive-Controlled-PMSM Based on Cost Function and Wavelet Transform
Jun Hang · Jibo Zhang · Mengjie Xia · Shichuan Ding 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年6月
永磁同步电机（PMSM）的匝间短路（ITF）若未及时检测，会导致二次损坏甚至整机失效。模型预测控制（MPC）因其结构简单和动态性能优异被广泛应用。本文提出一种基于代价函数和波导变换的诊断方法，旨在提升MPC驱动系统在ITF故障下的可靠性与安全性。
解读: 该研究聚焦于电机驱动系统的故障诊断，对阳光电源的电动汽车充电桩（电机驱动模块）及风电变流器业务具有参考价值。MPC算法在阳光电源的逆变器和变流器产品中应用广泛，该文提出的基于代价函数的诊断策略，可优化现有产品的故障监测逻辑，提升系统在极端工况下的鲁棒性。建议研发团队关注该方法在功率模块状态监测中的迁...
多电平飞机
MEA）中FCS-MPC调节功率变换器的最优滤波器设计
Yuan Gao · Tao Yang · Tomislav Dragicevic · Serhiy Bozhko 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
针对更多电飞机（MEA）直流配电系统，负载端变换器产生的谐波畸变严重影响直流母线电压质量。本文提出通过优化直流滤波器设计，结合有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）来抑制谐波，从而提升系统电能质量。
解读: 该研究关注FCS-MPC控制下的滤波器优化设计，对阳光电源的逆变器及储能PCS产品具有参考价值。虽然应用场景为航空领域，但其核心的MPC控制策略与滤波器协同设计方法，可迁移至阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统中，用于优化复杂电网环境下的谐波抑制能力，提升系统在...
不同工况下开关磁阻电机变权重系数模型预测控制方法
Model Predictive Control Method With Variable Weight Coefficients for Switched Reluctance Motor Under Different Operations
Shoujun Song · Xinyu Bai · Guilin Sun · Chaoyang Liu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
开关磁阻电机（SRM）因结构简单、耐高温及高容错性，在更多电飞机（MEA）系统中具有重要地位。然而，其固有的转矩脉动限制了应用。本文提出一种变权重系数模型预测控制（MPC）方法，通过多变量优化有效抑制转矩脉动，提升了电机在不同运行工况下的控制性能。
解读: 该文献聚焦于开关磁阻电机（SRM）的转矩脉动抑制及MPC控制策略。虽然阳光电源目前的核心业务集中在光伏逆变器、储能PCS及风电变流器领域，SRM并非当前主流产品线，但该研究中提出的“变权重系数MPC”算法在多目标优化控制方面具有通用性。建议研发团队关注该算法在提升逆变器动态响应速度及降低输出谐波方面...
基于FPGA的背靠背变换器准集中式模型预测控制实验研究
FPGA-Based Experimental Investigation of a Quasi-Centralized Model Predictive Control for Back-to-Back Converters
Zhenbin Zhang · Fengxiang Wang · Tongjing Sun · Jose Rodriguez 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年1月
本文提出了一种用于背靠背功率变换器的准集中式直接模型预测控制（QC-DMPC）方案，该方案无需直流母线外环控制器。通过在FPGA上的实验验证，对比了该方案与传统基于PI控制的DMPC方案的性能，证明了其在简化控制结构及提升动态响应方面的有效性。
解读: 该研究提出的QC-DMPC算法在简化控制架构、提升动态响应方面具有显著优势，对阳光电源的组串式逆变器及风电变流器产品线具有重要参考价值。特别是在风电变流器和大型光伏逆变器中，取消直流母线外环控制器可降低系统复杂性，提升控制带宽。建议研发团队评估该算法在FPGA平台的计算资源占用情况，并探索其在Pow...
动态无线电能传输接收端DC-DC变换器的模型预测控制
Model Predictive Control for the Receiving-Side DC–DC Converter of Dynamic Wireless Power Transfer
Ze Zhou · Liyan Zhang · Zhitao Liu · Qihong Chen 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年9月
电动汽车因零排放和低噪音而具有环保优势，但面临充电困难和里程焦虑。动态无线电能传输（DWPT）技术应运而生。本文提出了一种用于DWPT接收端DC-DC变换器的模型预测控制（MPC）方法，以替代传统的开环控制，旨在提升系统动态响应与能量传输效率。
解读: 该研究聚焦于无线充电技术中的DC-DC变换器控制，属于电动汽车充电基础设施的前沿探索。阳光电源在充电桩业务领域已有成熟的直流快充产品，虽然目前主流市场仍以有线充电为主，但无线充电代表了未来自动驾驶及智慧交通的潜在演进方向。本文提出的模型预测控制（MPC）算法具有优异的动态响应特性，可为阳光电源下一代...
基于优先级的五桥臂逆变器驱动双感应电机模型预测控制方法
Priority-Based Model Predictive Control Method for Driving Dual Induction Motors Fed by Five-Leg Inverter
Dongho Choi · June-Seok Lee · Young-Seol Lim · Kyo-Beum Lee · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年1月
本文提出了一种用于五桥臂电压源逆变器（FLVSI）驱动双三相感应电机的优先级模型预测控制（PMPC）方法。针对传统MPC在32种开关状态下计算负担过重的问题，PMPC通过优先级策略有效降低了计算复杂度，同时保持了良好的电流控制性能。
解读: 该研究提出的五桥臂逆变器拓扑及优先级MPC算法，主要针对多电机独立驱动场景，在降低计算资源消耗方面具有参考价值。虽然阳光电源目前的主流光伏逆变器和储能PCS多采用三相三电平或组串式架构，但该算法在多机并联控制、降低控制器算力需求方面的思路，可为公司在未来多端口功率变换器（如多路MPPT或多机并联储能...
无模型预测控制在五电平T型嵌套中点箝位变换器中的应用
Model-Free Predictive Control of Five-Level T-Type Nested Neutral Point Clamped Converter
Catalina González-Castaño · Margarita Norambuena · Alex Navas-Fonseca · Freddy Flores-Bahamonde 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
多电平变换器已成为中高压大功率应用的重要解决方案，其中五电平T型嵌套中点箝位（5L-T-NNPC）结构因硬件需求少、电压适用范围广而备受关注。传统有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）虽动态响应快，但依赖精确的系统模型，参数失配易导致性能下降。为此，本文提出一种新型无模型预测控制（MF-PC），无需精确建模，仅利用变换器运行数据通过最小二乘法辨识自回归外生（ARX）模型参数，具有良好的参数鲁棒性。仿真与实验结果表明，所提MF-PC在5L-T-NNPC变换器上的控制性能优于传统FCS-MPC。
解读: 该无模型预测控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG大功率光伏逆变器具有重要应用价值。五电平T-NNPC拓扑的硬件精简特性契合阳光电源PowerTitan大型储能系统的成本优化需求，其宽电压范围适配1500V高压系统。MF-PC方法通过在线ARX参数辨识，可显著提升产品在温度漂移、器件老化等工况下...
基于故障诱导状态方程建模的三电平T型变换器容错模型预测控制
Fault-Tolerant Model Predictive Control for Three-Level T-Type Converters Based on Fault-Induced State Equation Modeling
Tianxu Cao · Dehao Kong · Chaohui Zhang · Bo Long 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年10月 · Vol.73
本文提出一种面向三电平T型变换器的容错模型预测控制方法，构建统一的故障诱导状态空间模型，融合电网侧电流与中点电压成本函数，并采用双环结构提升故障下系统可靠性与电能质量。
解读: 该研究直接支撑阳光电源ST系列储能变流器（PCS）及PowerTitan液冷储能系统的高可靠性运行需求。三电平T型拓扑广泛应用于其1500V高压PCS产品，而开路故障容错能力对电站级储能系统长期免维护运行至关重要。建议将该MPC容错算法集成至iSolarCloud智能运维平台的实时控制层，优先在Po...
针对垂直开关开路故障及零序环流抑制的并联T型变换器容错顺序模型预测控制
Fault-Tolerant Sequential MPC for Vertical Switch Open-Circuit Fault and ZSCC Suppression for Parallel T-Type Converters
Bo Long · TianXu Cao · DaWei Shen · Josep M. Guerrero 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月
本文提出了一种针对并联三电平T型变换器（3LT2Cs）的容错控制策略。该方法基于简化顺序模型预测控制（SSMPC），旨在解决垂直开关开路故障引起的可靠性问题，并有效抑制并联系统中的零序环流（ZSCC），提升电力电子系统的运行可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的组串式及集中式光伏逆变器具有重要参考价值。随着大功率并联逆变技术在大型地面电站及工商业光伏中的广泛应用，多机并联带来的零序环流问题及功率器件可靠性是核心痛点。本文提出的SSMPC容错控制策略，能够提升逆变器在单管故障下的不间断运行能力，降低运维成本。建议研发团队关注该算法在iSol...
一种用于电动汽车应用的具有有源功率解耦的单相集成电池充电器模型预测控制方案
A Model Predictive Control Scheme for a Single-Phase Integrated Battery Charger With Active Power Decoupling for EV Application
Deeksha Bhule · R. Sudharshan Kaarthik · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年4月
本文提出了一种针对单相集成电池充电器（IBC）的模型预测控制（MPC）方案。该方案通过复用电动汽车的电机驱动系统（三相感应电机及逆变器），在满足电动汽车空间与重量限制的前提下，实现了高效的充电功能，并引入有源功率解耦技术以优化系统性能。
解读: 该研究提出的集成充电技术（IBC）通过复用电机驱动系统实现充电，与阳光电源的电动汽车充电桩业务高度相关。随着车网互动（V2G）及车载充电技术的发展，该MPC控制策略可优化充电效率与功率密度，对阳光电源未来研发高集成度、轻量化的车载充电解决方案具有重要的参考价值。建议研发团队关注该拓扑在减少外部充电模...
低电容Delta型级联H桥静止同步补偿器的约束控制：一种模型预测控制方法
Constrained Control of Low-Capacitance Delta Cascaded H-Bridge StatComs: A Model Predictive Control Approach
Ezequiel Rodriguez · Ramon Leyva · Christopher D. Townsend · Glen G. Farivar 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年12月
本文提出了一种针对三相低电容Delta型静止同步补偿器（LC-StatCom）的约束模型预测控制（MPC）策略。该控制器包含外环以提供有功电网电流分量和环流的动态参考值，内环预测控制器则在满足约束条件下最小化状态变量的二次误差。
解读: 该研究提出的低电容级联H桥MPC控制策略，对阳光电源的电网侧储能（PowerTitan系列）及大功率STATCOM产品具有重要参考价值。通过降低电容容量，可有效提升设备功率密度并降低成本，而MPC算法在处理多约束条件下的动态响应优势，有助于提升阳光电源产品在弱电网环境下的电能质量治理能力及并网稳定性...
基于双矢量的五相永磁同步电机有限控制集模型预测控制
Double-Vector-Based Finite Control Set Model Predictive Control for Five-Phase PMSMs With High Tracking Accuracy and DC-Link Voltage Utilization
Mahmoud S. R. Saeed · Wensheng Song · Li Huang · Bin Yu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
针对五相永磁同步电机驱动的双子空间控制问题，本文提出了一种基于双矢量的有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）方法。该方法通过优化虚拟电压矢量（V3s）的设计，在保持较低计算负担的同时，显著提升了系统的稳态性能、跟踪精度及直流母线电压利用率。
解读: 该研究聚焦于多相电机驱动的先进控制算法，虽然阳光电源目前的核心业务集中在光伏逆变器、储能PCS及风电变流器，而非五相电机驱动，但其核心思想——‘有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）’及‘虚拟矢量优化’在电力电子变换器控制中具有通用性。建议研发团队关注该算法在提升逆变器动态响应速度和降低开关频率损...
五电平嵌套中点钳位变换器的开关开路故障容错运行
Open-Circuit Switch Fault-Tolerant Operation of Five-Level Nested Neutral Point Clamped Converter
Mahyar Hassanifar · Milad Shamouei-Milan · Kourosh Khalaj Monfared · Yousef Neyshabouri 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
五电平嵌套中点钳位（5L-NNPC）变换器在可再生能源转换、并网系统及电机驱动中具有广泛应用前景。然而，任一开关发生开路故障（OCF）将导致逆变器停机。为此，本文提出一种包含故障检测、诊断与容错运行的综合容错策略。采用基于模型的双层方法实现故障开关的准确识别，并结合模型预测控制（MPC）与开关状态重构，实现故障后部分功率输出。针对故障后开关状态减少及相电压不平衡问题，自动调节多目标代价函数的权重因子，有效平衡飞跨电容电压。仿真与实验结果验证了所提方法在故障检测准确性及容错运行能力方面的有效性。
解读: 该五电平NNPC变换器容错技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器中，所提出的基于MPC的故障诊断与容错策略可显著提升系统可靠性，实现IGBT开路故障后的降额运行，避免整机停机造成的经济损失。对于SG系列大功率光伏逆变器，五电平拓扑的容错能力可保障电站持续并网发电。在电动汽车驱...
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