Jiayu Fang · Shuying Yang · Zhen Xie · Xing Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月

逆变器的阻抗同时受其控制算法和控制参数的影响。为逆变器获取合适的阻抗形态对于实现设计目标（如足够的稳定裕度和较强的滤波能力）至关重要。针对不同的恶劣电网条件，人们已提出了不同的控制方案及相应的参数整定方法来实现这些设计目标。然而，在实际应用中可能需要将这些控制方案结合起来，因为在现实世界中不同的电网条件可能相互耦合。在这种情况下，必须对所有控制参数进行重新整定以协调各控制方案。基于阻抗的分析方法为测试电网 - 逆变器系统的稳定裕度和谐波抑制能力提供了一个通用视角。然而，现有的基于阻抗的分析方法无...

解读: 从阳光电源的业务实践来看，这项基于阻抗整形的通用参数调谐方法具有重要的工程应用价值。当前公司产品在全球复杂电网环境中面临的核心挑战，正是论文所针对的多重电网条件耦合问题——弱电网、谐波污染、不平衡等工况往往同时存在，传统针对单一工况设计的控制策略难以兼顾。 该技术的核心价值在于将稳定裕度提升、谐波...

Zhendong Yin · Shuang Peng · Chunyu Xiao · Li Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月

串联电弧故障（SAFs）是光伏系统火灾事故的主要原因。在电力电子设备干扰下准确、快速地检测串联电弧故障仍是一项重大挑战。本文提出了一种基于时频马尔可夫排列转移场（TFMPTF）的串联电弧故障检测方法。首先，利用变分模态分解将电流信号分解为包含不同频率成分的模态，以防止不同频带信息之间的干扰。然后，使用时频马尔可夫排列转移场将这些模态转换为二维矩阵。创新性地提出了时频马尔可夫排列转移场中的时频排列模式状态转移分析概念，通过该概念可以有效描绘电流信号的独特结构信息。随后，采用奇异值分解从矩阵中提取故...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于时频马尔科夫排列转移场（TFMPTF）的串联电弧故障检测技术具有重要的战略价值。光伏系统的串联电弧故障是导致火灾事故的主要原因，而该技术在电力电子设备干扰环境下实现了98.97%的检测准确率，这对提升我司光伏逆变器和储能系统的安全性能具有直接意义。 该方法的核心优...

Yiming Yao · Zhuoran Zhang · Yankun Wang · Yiwei Yang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月

随着电动机和电力电子变流器在多电飞机（MEA）的电力系统（EPS）中集成度的不断提高，恒功率负载（CPL）的占比持续上升。这给机载电力系统的稳定性带来了重大挑战。本文针对采用绕线转子同步发电机的高压直流供电系统提出了一种有源阻尼控制策略。首先，利用小信号建模推导了系统的输出阻抗。基于阻抗准则，分析了恒功率负载功率和控制参数对系统稳定性的影响。随后，对各种有源阻尼位置和配置的效果进行了分析和比较，最终选择虚拟电阻 - 电容串联作为最优有源阻尼方案。最后，推导并完善了有源阻尼控制策略的实现方法。实验...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的主动阻尼控制策略具有重要的技术参考价值。虽然研究聚焦于航空领域的高压直流供电系统，但其核心问题——恒功率负载（CPL）导致的系统稳定性挑战，与我们在光伏储能系统中面临的技术难题高度相似。 在我们的储能变流器和微电网解决方案中，大量功率电子设备呈现恒功率特性，...

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...

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...

Fubing Jin · Tianhao Qie · Yulin Liu · Yong Yang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

本文针对三电平简化中点钳位逆变器（3L - SNPCI）提出了一种自适应模型预测电流控制方法，该方法消除了传统模型预测电流控制（MPCC）的模型依赖问题。利用一种新型观测器高精度、快速收敛地估计系统参数。然后，无差拍MPCC利用所观测到的参数来精确计算参考电压矢量，实现了低计算量和恒定开关频率。此外，还提出了一种新型基于载波的空间矢量调制（CBSVM）方法，用于为3L - SNPCI合成参考电压矢量。与现有的3L - SNPCI空间矢量调制方案相比，所提出的CBSVM方法在确保中点电压平衡的同时...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对三电平简化中点钳位逆变器的自适应模型预测电流控制技术具有重要的应用价值。该技术通过消除传统模型预测控制对精确系统参数的依赖性，显著提升了逆变器在实际工况下的鲁棒性和控制精度，这对我司光伏逆变器和储能变流器产品的性能优化具有直接意义。 技术核心价值体现在三个层面：首...

Qihao Song · Xin Yang · Bixuan Wang · Everest Litchford 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月

本文提出了一种与氮化镓（GaN）功率高电子迁移率晶体管（HEMT）单片集成的栅极静电放电（ESD）保护电路。除了增强栅极在ESD事件中的鲁棒性外，该多功能电路还能提高功率HEMT在正常开关操作时导通电阻（$R_{ON}$）和阈值电压（$V_{TH}$）的稳定性。这种改进的实现方式是在关断状态下钳位HEMT的负栅极偏置（$V_{G}$），而负栅极偏置是功率p型栅极GaN HEMT中$R_{ON}$和$V_{TH}$不稳定的关键原因。本文搭建了一个电路装置，用于原位监测动态$R_{ON}$及其从第一...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项GaN功率HEMT单片集成保护电路技术具有重要的战略价值。作为光伏逆变器和储能变流器的核心功率器件，GaN HEMT因其高开关频率、低导通损耗和高功率密度特性，是实现系统小型化和效率提升的关键技术路径。 该研究解决的核心痛点直接关系到我们产品的可靠性表现。在光伏逆变器...

Jinho Yang · Hyunjoong Lee · Jun Soo Cho · Kyoungwon Lim 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月

摘要：提出了一种基于直流电阻（DCR）电流传感的高效集成光伏（PV）能量收集系统。该系统采用集成微控制器单元（MCU）精确控制高压栅极驱动器，后者根据感测到的瞬时电压和电流信息驱动功率场效应晶体管。通过DCR电流传感进行瞬时功率计算，并通过高压栅极驱动器控制实现外部功率场效应晶体管的低导通电阻，提高了功率转换效率。MCU协调高压栅极驱动器、采样保持电路和12位模数转换器之间的复杂时序控制，以感测电感电流，从而实现高跟踪效率。该光伏能量收集系统的集成电路采用0.13μm双极互补金属氧化物半导体 -...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于直流电阻（DCR）电流感测的光伏能量收集系统技术具有显著的应用价值。该系统实现了99.95%的最大功率点跟踪（MPPT）效率和98.74%的功率转换效率，这两项指标均达到业界领先水平，与我司组串式逆变器追求的高效率目标高度契合。 技术核心优势在于三个方面：首先，D...

Hao Yang · Lihui Yang · Shuo Chen · Jinzhu Shi 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月

对于连接到弱电网且无交流电压传感器的并网逆变器（GCI），频率变化的出现会降低电网电压估计的准确性，还会降低 GCI 的输出性能。为解决这些问题，基于虚拟磁链（VF）估计器，提出了一种基于改进牛顿 - 拉夫逊法的有限位置集锁相环（INR - FPS - PLL）以及一种带有准比例复数积分（QPCI）控制器的频率自适应控制策略。具体而言，为满足频率变化时快速获取电网频率信息的需求，开发了仅需六次迭代的 INR - FPS - PLL。该锁相环计算负担小且收敛速度快。然后，由于频率变化会降低电网电压...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项无交流电压传感器的并网逆变器频率自适应控制技术具有重要的应用价值和战略意义。 **技术价值分析**：该技术针对弱电网环境下的频率波动问题，提出了基于虚拟磁链估算器和改进型锁相环（INR-FPS-PLL）的控制策略。对于阳光电源的光伏逆变器和储能变流器产品线，这项技术能...

Shengwei Chen · Yong Yang · Rong Chen · Jiefeng Hu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月

由于中性点（NP）电压的存在，三电平逆变器的控制本质上已成为一个多目标优化问题（MOOP），该问题需要为负载提供稳定的输出电压，同时维持中性点电压。传统上，这个多目标优化问题通过加权因子转化为单目标优化问题。然而，由于两个控制目标的物理量纲通常不同，根据特定理论选择合适的加权因子以获得令人满意的性能颇具挑战。为解决这一问题，本文提出了一种采用字典序优化方法的容错顺序模型预测控制（TSMPC）。该方法针对输出电压和中性点电压建立了两个不同的层次，根据控制目标的重要性对其进行排序，以评估所有电压矢量...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于词典优化方法的容错序贯模型预测控制技术对我们的三电平逆变器产品具有重要应用价值。T型三电平拓扑是我们光伏逆变器和储能变流器的核心技术架构，而中点电位平衡控制一直是制约系统性能和可靠性的关键技术瓶颈。 该技术的核心创新在于摒弃了传统加权因子方法，采用分层优先级策略处...

Guoliang Yang · Aopeng Wang · Deqiang Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月

摘要：双有源桥（DAB）直流 - 直流变换器通常采用移相控制来控制DAB变换器的功率传输。由于在移相值更新的调节过程中无法满足稳态分析的理论前提，从而导致产生暂态直流偏置。为解决三电平DAB变换器的暂态直流偏置问题，提出了一种基于载波对称更新的暂态抑制策略。该策略通过调整三电平全桥侧输出电压波形的等效对称中线位置，并对两电平全桥侧采用等效解耦抑制，在半个周期后实现暂态抑制。该策略同样适用于单移相、双移相和三移相调制。通过仿真验证了该策略的有效性。最后，对所提策略进行了实验验证。通过设计并搭建实验...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的三电平双有源桥（DAB）变换器瞬态直流偏置抑制技术具有重要的应用价值。DAB变换器是我们储能系统和光伏逆变器中实现直流变换的核心拓扑，其性能直接影响系统效率和可靠性。 该技术针对相移控制过程中产生的瞬态直流偏置问题，提出了基于载波对称更新的抑制策略。这对阳光...

Yiyang Liu · Weichao Li · Liang Zhou · Chen Deng 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年7月

锂电池储能系统（LBESS）可通过高倍率放电为电磁发射系统提供短期高功率和长期高能量。然而，高倍率放电的锂电池储能系统在高压大功率发射过程中存在输出电压下降和电流低频波动的问题。本文介绍了一种采用 N + 1 级动态斩波变换器的储能系统拓扑结构，该结构可实现输出电压的动态补偿。为提高输出电压补偿的快速性，提出了一种通过设计具有初始小增益的变增益（VG）控制律的改进型自抗扰控制方法，以抑制总扰动观测的初始峰值，从而提高 VG - ADRC 控制器的响应速度。为减小直流电流波动，设计了一种带有多级级...

解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，这篇论文提出的高倍率放电锂电池储能系统技术具有重要的参考价值和潜在应用前景。 该研究聚焦于解决高倍率放电场景下的两大核心难题：输出电压骤降和电流低频波动。虽然论文以电磁发射系统为应用背景，但其技术原理对阳光电源在电网侧储能、工商业储能等需要高功率脉冲响应的场景同样适...

Enyao Xiang · Chengmin Li · Dongsheng Yang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月

对碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）进行精确的器件建模、短路（SC）预测和保护，需要精确测量其在高漏源电压下的饱和特性。然而，传统的曲线追踪仪受到功率限制、寄生元件的影响，尤其是受器件固有导通时间的限制，这些因素共同限制了 $di/dt$。这使得表征高压、大电流区域的器件行为变得困难，因为达到稳态所需的较长时间会导致显著的自热效应，降低测量精度，甚至损坏器件。本文提出了一种测试拓扑，使用多个并联器件作为辅助开关来控制测量过程，并在保持被测器件正常导通的同时加...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项SiC MOSFET高压饱和区增强表征技术具有重要的战略价值。作为光伏逆变器和储能变流器的核心功率器件，SiC MOSFET的精确建模直接关系到产品的可靠性设计和性能优化。 该技术通过多器件并联辅助开关和高阻抗栅极驱动电路，突破了传统曲线追踪仪的测试瓶颈，能够在高压大...

Jih-Sheng Lai · Hsin-Che Hsieh · Ching-Yao Liu · Wei-Hua Chieng 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月

本文旨在通过直接驱动门控和双脉冲测试来评估耗尽型氮化镓高电子迁移率晶体管（d 型 GaN HEMT）的开关能量。门极驱动电路采用了改进的共源共栅结构以实现“常关”操作，并配备了一个电荷泵电路，用于在关断操作时提供负的门极电压。本文从理论上阐述了这些特性，并通过实验结果进行了验证。与增强型功率 MOSFET 或 HEMT 类似，调节门极驱动电阻会影响开关速度和相关损耗，但 d 型 GaN HEMT 还具有通过门极电压控制降低关断损耗的额外特性。因此，本文的主要贡献在于提出并验证了采用直接驱动方法可...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于耗尽型GaN HEMT直接驱动技术的研究具有重要的战略价值。该技术通过改进的级联结构实现"常关"运行，并利用电荷泵电路提供负栅极电压，在关断损耗降低方面展现出显著优势，这与我们在光伏逆变器和储能变流器领域对高效率功率器件的需求高度契合。 对于阳光电源的核心产品而言...

Kaiyuan Hu · Ming Yang · Xinmei Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月

与传统的硅基器件相比，碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）展现出更优异的特性。然而，高开关速度所导致的高电压变化率（dv/dt）使其更易受到由米勒电容和共源电感引起的串扰尖峰的影响，从而增加了功率器件误触发的风险。现有的大多数方法所采用的数学模型仅考虑了米勒电容，并且采用负关断电压方法，这会增加器件的负栅源电压应力，缩短其使用寿命。本文提出了一种同时考虑米勒电容和共源电感的串扰电压数学模型，并引入了一种多级自驱动栅极驱动器来抑制正、负串扰电压。该方法采用电阻 - 电容 - 二极管和...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对SiC MOSFET多电平自驱动栅极驱动器的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，阳光电源正在大规模推进SiC功率器件的应用，以提升产品的功率密度和系统效率。 该技术的核心价值在于系统性解决了SiC MOSFET高速开关带来的串扰问题。...