Ling Xing · Qiang Wei · Yunwei Li · Yan-Fei Liu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月

摘要：近期有人提出了一种具有固有电流平衡特性且开关数量较少的单电源五电平电流源逆变器（CSI）。实现五电平输出并在低开关频率下具备优异谐波性能的该逆变器调制方案仍是一项挑战，目前尚未得到探索。相移正弦脉冲宽度调制（SPWM）是一种成熟的技术，能在低开关频率下实现优异的谐波性能。尽管有这些优点，但由于单电源五电平 CSI 的独特单电源拓扑结构，相移 SPWM 技术无法应用于该逆变器。在本研究中，明确了将相移 SPWM 应用于单电源五电平 CSI 所面临的挑战，并为单电源五电平 CSI 开发了一种基...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项单源五电平电流源逆变器（CSI）的相移SPWM调制技术具有重要的战略价值。该技术通过创新的调制方案实现了五电平输出，同时在低开关频率下保持优异的谐波性能，这直接契合我们在光伏逆变器和储能系统领域对高效率、低损耗的核心需求。 技术优势方面，单源拓扑结构减少了开关器件数量...

Falong Lu · Qiang Guo · Zhifeng Dou · Yafei Chen 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月

本文提出了一种用于三相正弦脉宽调制逆变器中绝缘栅双极型晶体管（IGBT）开路故障和电流传感器故障的新型故障诊断方法。该方法有助于同时诊断多个IGBT和电流传感器故障。采用帕克变换（Park transform）和快速傅里叶变换（FFT）相结合的方式提取故障特征。帕克变换将三相电流转换为两相电流，从而降低数据维度。快速傅里叶变换将时域分析和频域分析相结合，以增强故障特征的表达。此外，从经过快速傅里叶变换后的样本中提取故障特征，以减少模型输入的单个样本的数据量。在故障诊断方面，开发了一种包含堆叠残差...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对三相SPWM逆变器IGBT开路故障与电流传感器故障的同步诊断技术具有重要的应用价值。作为光伏逆变器和储能变流器的核心功率器件，IGBT的可靠性直接影响系统的稳定运行和全生命周期成本。该技术通过Park变换降维与FFT频域分析的组合，实现了32毫秒内的快速故障定位，准...

Kuldeep Kumar · Chaeeun Lee · Sungwoo Bae · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月

本文提出了一种基于混合储能的交流微电网间功率分配统一分层控制方法。在本文中，每个微电网均包含混合储能（即超级电容器、电池和氢气储能）和可再生能源发电机（即光伏组件）。所提出的分层控制框架确保微电网间的功率分配取决于给定微电网中混合储能的荷电状态（SOC）。本文提出了一种基于自适应模型预测控制的三级控制层，该层负责根据给定微电网中各储能装置的SOC在微电网间实现精确的功率分配。三级控制层为二级控制层生成参考信号，二级控制层对各微电网中逆变器的脉宽调制进行控制。一级控制负责根据电源、负载以及储能装置...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于模型预测控制的混合储能微电网统一控制方案具有显著的战略价值。该技术构建了包含超级电容、电池和氢储能的三层级控制架构，与我司在光储氢一体化解决方案的布局高度契合。 **技术价值方面**，该方案的核心创新在于通过自适应模型预测控制实现多微电网间基于SOC状态的精准功率...

Xu Zhang · Zhixun Ma · Xinbo Cai · Xiang Wu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月

本文提出了一种提高精度的有限控制集模型预测控制（FCS - MPC）方法。传统 FCS - MPC 的主要优点是通过统一的代价函数易于实现多目标优化。然而，这种方法存在明显的缺点：开关动作只能在固定位置发生，且可能的开关位置完全由初始开关位置决定。这一方案降低了控制精度。本文提出了一种能够灵活改变开关状态切换位置的 FCS - MPC 方法。该方法不仅提高了逆变器的开关精度，还保留了每个控制周期开关动作不超过一次的特点，因而具备 FCS - MPC 的所有优点。实验验证了所提方法的可行性和优越性...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的增强精度有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）技术对我司三电平NPC逆变器产品线具有重要应用价值。作为光伏逆变器和储能变流器的核心控制算法，该技术直接关系到产品的电能质量、效率和可靠性。 传统FCS-MPC虽然能通过统一代价函数实现多目标优化，但其开关动作只...

Huamin Jie · Zhenyu Zhao · Hong Li · Theng Huat Gan 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月

电磁兼容性（EMC）对于确保与电力电子相关资产（如无人机（UAV））的可靠性和安全性至关重要。电磁兼容性包括两个关键方面：电磁干扰（EMI）和电磁敏感性（EMS）。虽然电磁干扰已得到广泛研究，但由于有意或无意的电磁（EM）噪声威胁不断增加，电力电子系统中的电磁敏感性，尤其是涉及敏感控制和传感模块的系统，正受到越来越多的关注。因此，提高这些系统的电磁安全性至关重要。本文针对无人机中与电力电子相关的系统提出了一种系统的三阶段安全增强方法。在第一阶段，引入了一种基于电磁敏感性测试结果的定量风险评估策略...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对无人机系统的电磁兼容性增强技术具有重要的借鉴价值。论文提出的三阶段系统性安全增强方法，特别是在电磁敏感性（EMS）防护方面的研究，与我司光伏逆变器、储能变流器等核心产品面临的技术挑战高度契合。 在实际应用场景中，我司的逆变器和储能系统同样工作在复杂的电磁环境中，尤...

Junwei Chen · Tiancheng Tian · Chao Gu · Huidan Zeng 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月

电力电子器件在推动电子系统技术发展中起着关键作用，对于节能、提高电力控制效率、降低噪声以及减小尺寸和体积至关重要。功率模块的发展基于创新的封装结构、技术和材料。本文全面综述了电力电子封装中的无机非金属封装材料和技术。首先分析了电力电子的封装结构和发展趋势。接着详细讨论了诸如水泥和玻璃等无机非金属封装剂。还回顾了传统陶瓷基板，并阐述了多层陶瓷技术（包括低温共烧陶瓷）作为基板的优势，同时展望了碳化硅颗粒增强铝基复合材料和金刚石等无机复合基板的商业化前景。随后，文章概述了用于热界面材料的无机非金属填料...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇关于功率电子封装中无机非金属材料的综述论文具有重要的战略参考价值。作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商，我们的核心产品高度依赖功率电子器件的性能提升，而封装技术正是决定器件可靠性、功率密度和热管理效率的关键环节。 论文重点探讨的多层陶瓷技术（LTCC）、碳化硅颗粒...

Zhengqi Sui · Qiuye Sun · Rui Wang · Dashuang Li 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月

弱电网和高锁相环（PLL）带宽容易导致并网逆变器（GCI）系统出现不稳定问题。现有方法主要通过增大并网逆变器输出阻抗的幅值和相位来增强系统稳定性，但无法完全消除并网逆变器的“负阻抗”行为，这意味着系统仍存在不稳定风险。因此，本文旨在提出一种更通用的稳定性分析方法，揭示负阻抗下的不稳定条件，为稳定性分析和控制策略设计提供新的思路。首先，本文考虑了并网逆变器不稳定时呈现的宽频振荡特性，提出了一种新的稳定性分析方法。该方法指出，系统不稳定是由基波电压和非基波电压之间的相互作用引起的。这种相互作用会加剧...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于阻抗不稳定区域消除的并网逆变器稳定性增强技术具有重要的战略价值。当前，随着全球光伏和储能系统大规模接入弱电网场景日益增多，逆变器的并网稳定性已成为制约新能源渗透率提升的关键技术瓶颈。该论文提出的方法直击行业痛点，对阳光电源的产品竞争力提升具有显著意义。 该技术的核...

Haiyu Chen · Jinjun Liu · Sixing Du · Shuyao Lv 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月

为显著降低储能需求，本文提出一种注入二次谐波电压且电容电压纹波较大的低电容三相串联模块化多电平换流器（HR SC - MMC）。通过注入二次谐波电压降低了电容电压下限。基于这一新的下限，可以重新设计子模块电容，通过允许较大电容电压纹波运行实现电容值的大幅降低。略微降低电容电压的直流分量以保持电容电压峰值不变。本文介绍了控制和设计方法，以确保子模块电容电压在整个运行范围内都大于下限值。对比结果表明，HR SC - MMC 有效减小了换流阀体积和成本，避免了总功率损耗的大幅增加，且保持了开关安装容量...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项低电容三相串联模块化多电平换流器技术具有重要的战略价值。该技术通过二次谐波电压注入和高电容电压纹波运行，显著降低了储能需求，这与我们在光伏逆变器和储能系统领域追求高功率密度、低成本的技术路线高度契合。 在高压直流输电应用场景中，该技术实现了阀组体积和成本的有效降低，同...

Yang Wu · Heng Wu · Fangzhou Zhao · Zichao Zhou 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月

基于交流电力电子技术的电力系统的基波频率可能会偏离其标称值，并且该频率会受到变流器控制动态特性的显著影响。针对系统参考坐标系的选择，本文提出了两种电压源型变流器（VSC）的阻抗建模方法，用以捕捉基波频率的动态特性。第一种方法是在标称频率的参考坐标系下对VSC进行建模，而第二种方法是在基波频率可变的参考坐标系下对VSC进行建模，因此，基波频率在阻抗模型中被表示为一个额外的端口变量。本文从数学上证明，若在第二种方法中对VSC的控制延时和功率级建模时考虑频率动态特性，则这两种阻抗模型在本质上是等效的。...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于电压源变流器（VSC）阻抗建模的研究具有重要的工程应用价值。随着公司光伏逆变器和储能系统在新型电力系统中的渗透率不断提升，基频动态特性对系统稳定性的影响日益凸显，特别是在弱电网接入和多机并联场景中。 该论文提出的两种阻抗建模方法——固定标称频率参考系和变频率参考系...

Che-Wei Chang · Dong Dong · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月

并联碳化硅（SiC）金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）为高功率应用提供了一种经济高效的增加电流能力的方法。然而，并联器件之间动态电流分配不均衡会导致损耗和热分布不均，可能引发器件故障。为了监测或主动平衡电流，需要一种能够跟踪高 $di/dt$ 动态电流的电流传感器。然而，现有的传感方法往往存在集成性差和成本高的问题，同时针对并联器件的 $di/dt$ - $RC$ 传感研究仍不充分。本文对并联碳化硅 MOSFET 的 $di/dt$ - $RC$ 传感进行了全面评估。为了提高传感精度并...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对并联SiC MOSFET动态电流测量的增强型di/dt-RC传感技术具有重要的应用价值。在我们的光伏逆变器和储能变流器产品中，为满足大功率应用需求，并联SiC MOSFET已成为提升电流容量的主流方案。然而，并联器件间的动态电流不均衡一直是影响系统可靠性的关键痛点，...

Rong Zhang · Zexin Liu · Kangyong Li · Li Fang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月

像碳化硅（SiC）这样的宽带隙半导体能够在250°C以上的温度下工作。然而，目前的封装材料无法在175°C以上的温度下工作，这使得碳化硅器件的高温（≥250°C）封装仍然是一项挑战。本文介绍了一种创新的碳化硅功率器件高温封装方案，该方案采用了多层聚对二甲苯HT/Al₂O₃复合薄膜（MPACF）。通过采用交叉堆叠的有机聚对二甲苯HT和无机Al₂O₃多层结构，阻断了外部水分和氧气在高温下到达碳化硅芯片的路径，降低了水分/氧气接触的风险，并避免了与传统有机封装材料相关的热氧化过程。在用硅烷偶联剂进一步...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项SiC功率器件高温薄膜封装技术具有重要的战略价值。当前我们的光伏逆变器和储能变流器产品大量采用SiC功率器件以提升效率和功率密度，但传统封装材料175°C的温度限制严重制约了SiC器件在250°C以上高温环境的性能发挥，这在高功率密度设计和极端气候条件下尤为突出。 该...

Xiaoqiang Guo · Shiqi Zhang · Yuan Gao · Yiyina Teng 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月

由于具有零排放、环境友好和可持续等特性，绿氢是制氢方法中最具前景的选择之一。选择合适的光伏电解水制绿氢模型对于提高其效率和可靠性至关重要。然而，现有研究缺乏对光伏电解水制绿氢的全面综述与比较。这一空白使得研究人员在研究中难以选择合适的光伏电解模型。为应对这一挑战，本文对现有的光伏制氢系统建模研究进行了全面综述和比较。文章对光伏电解水制氢中的光伏面板、转换器和电解槽进行了分类和分析，总结了通用的建模方法以及针对不同应用选择合适电解槽模型的标准。此外，文章还指出了现有研究的不足之处，并提出了未来研究...

解读: 从阳光电源的业务布局来看，这篇关于光伏制氢建模方法的综述性研究具有重要的战略参考价值。论文系统梳理了光伏电解制氢系统中光伏组件、变流器和电解槽的建模方法，这与我司"光储氢"一体化解决方案的技术路线高度契合。 **业务协同价值方面**，论文对变流器建模的深入分析直接关联我司核心产品线。光伏制氢系统对...

Sahana Krishnan · Margaret E. Blackwell · Robert C. N. Pilawa-Podgurski · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月

随着数据中心供电架构和汽车动力系统向48V配电轨转变，高性能混合开关电容（混合SC）转换器已成为这两个领域颇具吸引力的供电解决方案。然而，由于严格的电磁干扰（EMI）和可靠性要求，汽车电源系统带来了独特的设计挑战。本研究探讨了一种基于狄克逊结构、固有EMI较低的调节型混合SC拓扑，并讨论了采用基于控制的EMI缓解技术，如谐振和超谐振运行，以及扩频调频。研究了这些技术对混合SC转换器效率的影响，以及为达到EMI合规要求的无源滤波器设计。所提出的滤波器和调制方案使该转换器能够满足CISPR 25汽车...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于Dickson拓扑的混合开关电容DC-DC转换技术具有重要的战略价值。随着光伏储能系统和新能源汽车充电设施向48V配电架构演进，该技术为我们的产品升级提供了新的技术路径。 该转换器实现97.1%的峰值效率，这对阳光电源的储能系统和车载DC-DC产品线尤为关键。在储...

Yayong Yang · Zhiqiang Wang · Yu Liao · Wubin Kong 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月

本文提出一种基于物理信息神经网络（PINNs）的参数化三维热仿真方法，以实现功率模块热设计的快速设计空间探索。利用PINNs能够快速逼近描述功率模块热行为的参数化偏微分方程解的能力，开发了用于碳化硅（SiC）三相半桥功率模块的热场仿真框架，以进行参数化仿真。经过一次无监督训练后，基于PINNs的模型可以快速预测不同输入参数组合下功率模块的热场分布结果。对比结果表明，在不同组合情况下，PINNs的预测结果与COMSOL数值模拟和实验测量结果大致相符。此外，在用于参数优化的大规模设计空间探索任务中，...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于物理信息神经网络（PINNs）的参数化热仿真技术具有重要的工程应用价值。作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商，我们在功率模块热设计方面面临着日益严峻的挑战：一方面，碳化硅（SiC）等新型功率器件的广泛应用使得热管理复杂度显著提升；另一方面，市场对产品快速迭代和定...

Zexian Zeng · Pranjal M. Gajare · Deepak Divan · Maryam Saeedifard · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月

由于直流侧动态特性对稳定性和控制具有重要影响，因此研究其在构网型逆变器中的作用已成为一个关键领域。文献中一个关键且尚未解决的问题是，在确定逆变器输出电压的调制指数时，应选择实测直流电压还是标称直流电压。本文对这两种方法所涉及的不同动态行为提供了新的见解。通过理论分析，研究表明使用标称直流电压会引入独特的低频动态特性，从而导致一种此前未被报道过的次同步振荡。这些振荡源于直流侧动态特性与构网型控制之间的相互作用，可能会给系统稳定性带来挑战。硬件在环研究验证了理论预测。

解读: 从阳光电源构网型逆变器产品线的技术演进角度看，这项研究揭示了直流侧电压参考选择对系统稳定性的深层影响，对我们当前的光伏并网逆变器和储能变流器产品具有重要指导意义。 研究指出，采用标称直流电压而非实测值来确定调制指数时，会引入独特的低频动态特性，导致此前未被充分识别的次同步振荡问题。这一发现对阳光电...

Javad Ebrahimi · Amirhosein Akbari · Suzan Eren · Alireza Bakhshai · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月

本文介绍了一种七级嵌套开关电容（7L - NSC）逆变器拓扑，该拓扑旨在减少飞跨电容数量并延长其使用寿命。所提出的 7L - NSC 拓扑采用两个对称的飞跨电容，每个电容的额定电压为直流电源电压的三分之一。冗余开关状态以及基于总体优先级指标的电容电压平衡方法确保了所提出的拓扑在所有工作点均能正常运行。通过引入冗余开关状态和基于总体优先级指标的电容电压平衡方法，该拓扑可确保在各种工作点下稳定运行。与现有的七级结构进行的全面比较凸显了 7L - NSC 在元件数量及其电压额定值、所需电容体积及其电压...

解读: 从阳光电源光伏逆变器和储能系统业务视角来看，这项七电平嵌套式开关电容（7L-NSC）拓扑技术具有重要的应用价值。该技术通过创新的对称飞跨电容设计和基于优先级指数的电压平衡策略，有效解决了多电平逆变器中飞跨电容寿命短、体积大的核心痛点。 对于阳光电源的产品线，该技术可直接应用于户用和工商业光伏逆变器...

Cheng Xue · Xuesong Wu · Yuzhuo Li · Yunwei Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月

在逆变器输出侧安装 <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><tex-math notation="LaTeX">$LC$</tex-math></inline-formula> 滤波器可重塑电机端子的正弦输入电压，从而延长电机使用寿命。尽管如此，实现无速度传感器控制对于提高可靠性和节省成本仍然至关重要。目前，由于系统建模的复...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对LC滤波永磁同步电机的无速度传感器控制技术具有重要的战略价值。在光伏逆变器和储能系统中，永磁同步电机广泛应用于液冷系统、风机散热以及储能集装箱的环境控制等关键部件，而LC滤波器的引入能够有效抑制逆变器输出的高频谐波，延长电机寿命，这与公司产品高可靠性的定位高度契合。...

Lei Liu · Xianjue Luo · Liansong Xiong · Junming Guo 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月

摘要：下垂控制逆变器在一次调频过程中，通过提供与频率偏差（FD）成正比的调频（FR）功率来减小暂态和稳态频率偏差。然而，采用功率 - 频率下垂机制时，只有以增大频率偏差为代价来增加调频功率，才能消除扰动负载与逆变器调度指令之间的差距，而这样的频率偏差很容易超过相关继电器阈值。为解决这一问题，本文提出了一种基于预设功率的下垂控制方案，该方案在发生大扰动事件之初，通过在有功功率环中快速预设一个恒定功率来修正调度指令。利用预设功率框架，调整后的调度指令能显著抑制大部分不平衡功率；因此，传统下垂控制可以...

解读: 从阳光电源业务视角看，该论文提出的预设功率下垂控制技术对我司光伏逆变器和储能系统的一次调频性能提升具有重要应用价值。当前新能源装机占比快速提升，电网对逆变器参与频率调节的要求日益严格，传统下垂控制在大扰动工况下易导致频率偏差超限，触发继电保护动作，影响电网稳定性和新能源消纳。 该技术的核心创新在于...

Jing Sheng · Xin Xiang · Long Xu · Heya Yang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月

模块化多电平谐振直流 - 直流变换器（MMRDC）在中压直流到低压直流应用领域引起了大量的研究关注。然而，与应用于高压直流输电的传统模块化多电平变换器相比，由于工作原理和调制技术不同，MMRDC中的电气和热应力分布仍有待充分阐明。本文对MMRDC中子模块（SM）器件的功率损耗进行了全面研究。建立了不同运行条件下子模块导通损耗和开关损耗的精确计算模型。计算结果揭示了子模块内部器件存在严重的热不平衡特征，这可能会缩短器件寿命，进而威胁变换器的可靠性。然后，为了缓解热不平衡问题，提出了一种通过重新分配...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文研究的模块化多电平谐振DC-DC变换器（MMRDC）技术具有重要的战略价值。该技术针对中压直流到低压直流的应用场景，这与我司在大型光伏电站、储能系统以及新能源制氢等领域的核心需求高度契合。 论文的核心贡献在于建立了精确的功率损耗计算模型，并揭示了子模块内部器件间严...

Ziyue Duan · Yongqing Meng · Peiqi Zhao · Shuhao Yan 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月

本文提出了一种新颖的模糊张量空间方法，用于分析模块化多电平矩阵变换器与电网形成/跟随（GFM/GFL）混合控制策略变换器的相互作用大信号稳定性。针对系统动态模型中存在的高阶、强非线性和多频耦合等难题，利用扇形非线性理论将复杂度从指数级降低到常数级。这是通过将原始隶属函数集优化为线性无关的模糊张量基来实现的。此外，利用模糊张量空间的物理意义缩小了求解李雅普诺夫泛函问题的映射区域，有效降低了保守性。与传统的TS模糊理论相比，该方法得到的稳定性分析结果在复杂度和准确性之间实现了更好的平衡。基于改进后的...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的模糊张量空间方法为解决M3C（模块化多电平矩阵变换器）与GFM/GFL混合控制策略的大信号稳定性问题提供了创新性理论工具，这对我司在新能源并网系统领域具有重要战略价值。 随着公司光伏逆变器和储能系统大规模接入电网，特别是在弱电网环境下，多台变流器之间的交互稳定...