Yue Zhang · Nie Hou · Zheng Wang · Yunwei Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月

在许多工业应用中，电源中断是无法容忍的，因此高可靠性对于功率变换器而言极为关键。容错方案作为提高可靠性的有效途径，受到了更多关注。然而，由于单相交错并联电流型双有源桥（CF - DAB）变换器的器件冗余度低且结构不对称，目前尚未有针对该变换器的容错方案报道。为解决这一具有挑战性的问题，本文提出了一种开路容错方案。采用所提出的容错方案后，单相交错并联电流型双有源桥变换器即使在两个特定开关和中间电容出现开路故障的情况下，仍能维持功率传输。同时，在没有中间电容缓冲功能的情况下，也能有效抑制潜在的电压尖...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对单相电流馈电双有源桥（CF-DAB）变换器的开路容错技术具有重要的战略价值。该技术直接契合我司在储能系统和光伏逆变器领域对高可靠性的核心诉求。 在储能系统应用中，DC/DC变换器是连接电池与直流母线的关键环节，任何功率中断都可能导致系统失效甚至电网扰动。该论文提出...

Hongfei Yu · Shunjiang Yu · Fucong Xu · Yuge Chen 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年8月

为提升虚拟电厂（VPP）在调频市场中的短期灵活性，本文提出一种由储能聚合商（ESA）整合分布式共享储能（DSES）单元的灵活性聚合与功率分解协同框架。设计了DSES与VPP通过ESA的协调机制，建立了基于荷电状态（SoC）一致性的灵活性聚合模型，以简化ESA与VPP间的交互并确定储能集群的可行运行区域；进而提出基于几何注水算法的SoC一致性功率分解方法，实现对DSES单元调度跟踪的精确控制。算例验证表明，所提方法显著提升了VPP运行效率与经济收益，且在正常与紧急工况下均能准确跟踪实时调度指令。

解读: 该分布式共享储能灵活性聚合技术对阳光电源PowerTitan储能系统和ST系列储能变流器具有重要应用价值。文章提出的基于SoC一致性的聚合模型可直接应用于阳光电源多站点储能集群管理，通过ESA架构实现分布式储能资源的统一调度，提升调频市场响应能力。几何注水算法的功率分解方法可优化ST变流器的实时控制...

Zuan Zhang · Xiaowei Zhao · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年9月

基于二极管整流器（DR）的高压直流输电被视为连接偏远海上风力发电机（WTs）与陆上电网的经济方案。然而，DR为无源器件，无法支持风机启动。本文研究利用风能实现DR连接风机的自主启动，避免额外电网支撑或储能系统，降低整体成本。启动过程中风机有功输出极低，易导致转子超速，且同步时可能产生功率冲击。为此，本文创新性地设计了变桨控制策略，并提出无需锁相环的平滑同步控制方法，有效提升启动过程的稳定性与可靠性。通过全面仿真验证了所提控制策略的可行性。

解读: 该研究的构网型控制与无源整流器启动技术对阳光电源ST系列储能变流器及海上风电解决方案具有重要价值。文中提出的无锁相环平滑同步控制方法可直接应用于PowerTitan储能系统的GFM控制策略优化，提升弱电网或孤岛模式下的自启动能力。变桨协同控制思路可借鉴至光储混合系统的功率协调管理，解决启动过程中的功...

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...

Qingxin Tian · Guohua Zhou · Jianping Xu · Xin Zhang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月

针对双极直流微电网因两极负荷和发电机分布不均导致母线电压不对称限制稳定运行的问题,提出严格对称双极输出电压的多端口变换器。结合半桥整流器和Cuk电压平衡器实现单级功率变换,大幅提高成本和效率。通过耦合电感集成正负极端口进一步抑制输出电流纹波,大幅减小磁性元件和滤波电容尺寸,提高功率密度。宽范围软开关运行、双向功率流能力和简单控制使该变换器成为双极直流微电网应用的优秀候选。2kW样机设计实现160V输入到±200V输出,实验结果与理论分析吻合良好。

解读: 该双极多端口变换器技术对阳光电源直流微电网和储能系统有重要应用价值。单级Cuk电压平衡器方案可应用于ST储能系统的双极直流母线接口,简化拓扑并提高效率。耦合电感集成技术对阳光电源高功率密度变换器设计有借鉴意义,可减小体积和成本。双向功率流和宽范围软开关特性对PowerTitan储能系统的多端口能量管...

Guopei Zhang · Xiaohui Wang · Feng Gao · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年9月

随着可再生能源发电大规模接入，现代电力系统呈现出日益复杂和脆弱的特征。可再生能源电站的集体响应在动态研究中起着重要作用。然而，传统上将整个电站视为一次性同时脱网的处理方式，过度简化了站内的局部内在动态，可能导致对系统级动态的估计不可靠。本文考虑站内多阶段动态特性，提出了一种描述光伏电站在电网扰动下聚合集体响应的外部表达式。该表达式为闭式形式，无需迭代。它是在合理简化的基础上对电压分布模型中的状态变量进行解耦，并随后进行修正而得到的。所提出的表达式形式简洁，若将其融入系统级研究中，可提高仿真的真实...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项研究针对光伏电站低电压穿越（LVRT）期间的集群响应建模具有重要的工程应用价值。 传统电力系统仿真中，光伏电站常被简化为单一节点的同步脱网模型，这种处理方式忽略了站内电压分布、逆变器响应时序差异等本质动态特性。该论文提出的多阶梯式集群响应数学模型，通过解耦电压分布模型...

Jingyao Hu · Qinmin Yang · Wenchao Meng · Jun Yang 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2025年9月

尾流效应会显著降低风电场的发电量，这促使人们广泛关注风电场级发电优化问题。然而，当大型风电场面临高度动态的风况时，该优化问题极具挑战性。为解决这一问题，我们提出了一种半分散式数据模型驱动的优化方案，该方案通过与风电场交互利用实时数据，且求解速度快。首先，根据不同风向的发电效率，将优化问题划分为若干静态子问题。对于每个静态子问题，基于尾流模型和谱聚类算法将大型风电场分解为多个集群。在进行在线控制时，根据集群划分结果并行采用数据驱动方法来实现发电量最大化。此外，采用多变量耦合尾流模型验证了该优化方案...

解读: 该论文提出的半分散式数据-模型驱动优化方案针对大规模风电场尾流效应问题，对阳光电源在风电变流器及新能源综合解决方案领域具有重要借鉴价值。 从技术架构层面，该方案将大规模优化问题分解为基于风向的静态子问题，再通过谱聚类算法进行集群划分，实现并行化数据驱动控制。这种"分而治之"的思路与阳光电源在大型光...

Buck F. Brown · Zheyu Zhang · Johan H. Enslin · Cheng Wan · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年9月

摘要：如果变换器功率器件的短路和开路故障不能在亚微秒时间内被检测到并采取相应措施，往往会导致整个系统发生灾难性故障，对于新兴的宽禁带（WBG）功率半导体而言更是如此。虽然在短路故障的快速准确保护与检测方面已经开展了大量研究，但在开路故障方面的研究成果相对较少。常见的问题包括保护和检测方法过于特定于应用场景、耗时超过几微秒且成本效益不高。本文提出了一种新的开路故障保护与检测系统，该系统与现有的名为去饱和保护的短路系统相结合。首先，进行文献综述以确认新的保护与检测方案的必要性。其次，讨论新提出的保护...

解读: 该通用型功率器件故障保护技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统中，可实现IGBT/SiC模块的亚毫秒级短路开路故障检测，提升系统安全性并降低灾难性失效风险。在SG系列光伏逆变器的1500V高压系统中，无需额外传感器即可基于现有电流电压信号实现...

Chong Zhang · Chun Gan · Hongzhe Wang · Haotian Ren 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月

针对单相开路故障，开绕组永磁同步电机驱动系统虽具备容错能力，但基频零序电流与三次反电动势相互作用，引发显著转矩脉动，且故障相电流衰减后原有相电流重构策略失效。为此，本文提出一种新型转矩脉动抑制方法，通过注入单一频率谐波电流协同调控多个高阶转矩谐波，实现多谐波优化。同时改进相电流重构策略，兼容故障后运行及转矩脉动优化。实验验证了该方案的有效性与可行性。

解读: 该开绕组永磁同步电机容错控制技术对阳光电源新能源汽车产品线具有重要应用价值。研究提出的单相开路故障下多谐波转矩脉动优化方法，可直接应用于电机驱动系统和车载OBC充电机的容错设计，通过注入单一频率谐波电流协同抑制多阶转矩谐波，提升故障工况下的运行平稳性。改进的相电流重构策略可增强阳光电源电机控制器的故...

Shuxin Song · Kaiqi Sun · Ke-Jun Li · Yuqing Dong 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年6月

随着可再生能源发电的快速发展，电力系统中电力电子设备的占比持续增加，其运行状态呈现出复杂多变的特征。为满足各种运行要求并持续提供稳定的运行条件，在以可再生能源为主导的电力系统中，可再生能源变流器必须具备三项关键功能，即工作于跟网控制（GFL）模式、工作于构网控制（GFM）模式以及实现GFL和GFM之间的无扰动切换。为应对上述控制挑战，本文创新性地提出了一种改进的混合比例控制策略。与现有的控制策略切换方法不同，该改进的混合比例控制策略通过计算虚拟电流和虚拟电压，使两个控制回路在同一工作点均以闭环方...

解读: 该混合比控制策略对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。当前阳光电源储能产品需在弱电网环境下切换GFM/GFL模式以适应电网强度变化，该技术的动态权重调节与反馈补偿机制可直接应用于ST2236UX等储能变流器的控制算法优化，解决模式切换时的功率振荡问题。对于S...

Yonggui Zhai · Rui Wang · Hongguang Wang · Meng Cao 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年7月

本研究提出了一种通过集成介电材料来抑制航天器用高功率微波器件中二次电子倍增效应的方法。利用CST微波工作室对电磁场进行数值分析，同时通过自主开发的三维粒子模拟（PIC）代码准确预测二次电子倍增阈值。系统研究了介电材料的几何参数和材料特性对二次电子倍增的影响。仿真结果表明，当介电材料的宽度与平行板或矩形波导的宽度相匹配时，增加介电材料的厚度和相对介电常数会增强射频（RF）电场的幅度，同时二次电子倍增阈值降低。相反，当介电材料的宽度小于波导宽度时，射频电场幅度降低，导致二次电子倍增阈值升高。值得注意...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文虽聚焦于航天领域微波器件的多载子倍增效应抑制，但其核心技术原理对我司高功率电力电子设备具有重要借鉴价值。多载子倍增现象本质上是高频高压环境下的电子雪崩效应，这与光伏逆变器、储能变流器等产品在大功率开关过程中面临的局部放电和绝缘击穿挑战存在物理机制上的相似性。 该研究...

Qingju Luo · Jizhong Zhu · Di Zhang · Haohao Zhu 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.392

摘要 集成电-气系统（IEGS）的协调运行可带来显著的经济与环境效益。本文采用非凸的交流（AC）电力潮流模型和动态气体模型，以精确刻画IEGS的物理特性，并提出一种改进的分解-协调内点法（IDIPM），用于高效求解非凸IEGS调度问题的分布式优化。不同于传统的分布式算法，分解-协调内点法（DIPM）在数学上等价于集中式内点法（CIPM），从而保证了非凸分布式优化问题的局部收敛性。本文通过修正牛顿矩阵，并引入舒尔补（Schur complement）与矩阵分解技术对DIPM进行改进，使所提IDIP...

解读: 该电-气综合能源系统分布式优化技术对阳光电源多能互补解决方案具有重要价值。其非凸AC潮流建模与改进内点法可应用于ST系列储能变流器与SG逆变器的协同调度,特别是在工业园区多能源场景中,通过分布式优化算法实现光伏-储能-燃气发电的经济调度。该方法较传统集中式算法效率提升4倍,可集成至iSolarClo...

Zhixian Liao · Binbin Li · Yijia Yuan · Yingzong Jiao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月

本文提出了一种适用于大规模光伏应用中压（MV）直流汇集并可实现部分交流电源整合的隔离型三端口功率路由器（TP - PR）。通过集成变压器将模块化多电平变换器（MMC）与晶闸管阀相结合，不仅降低了中压直流侧安装的半导体容量，还消除了对中压侧子模块（SM）电容的需求。特别地，MMC利用高频电流进行中压直流功率传输，有效降低了对子模块电容的要求。此外，晶闸管的低导通压降以及零电压开关和零电流开关技术，确保了TP - PR具有较低的转换损耗。与传统的隔离型三端口拓扑相比，TP - PR可使半导体成本降低...

解读: 从阳光电源大型地面光伏电站和集中式逆变器业务角度看，这项隔离型三端口功率路由器技术具有重要的战略价值。该技术针对中压直流汇集的大规模光伏应用场景，与阳光电源正在布局的1500V+系统乃至更高电压等级的技术路线高度契合。 技术优势方面，通过将模块化多电平换流器（MMC）与晶闸管阀结合，该方案在半导体...

Shuting Yang · Liuyi Yang · Wei Zhang · Kexin Bi 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.327

摘要 电制氨（PtA）系统在能源储存方面具有多项优势，有助于实现碳中和排放的转型。然而，可再生能源的波动性和间歇性常常导致电力供应与化工生产之间出现时空不匹配的问题。本研究提出了一种将响应面方法与混合整数非线性规划相结合的优化调度框架。响应面模型中提供了描述哈伯-博世工艺的显式公式，这些公式结构简洁、保真度高，有助于确保系统的最优性能。在优化过程中，根据可再生电力、电能及氢气的供给与利用情况对生产能力进行分配。该框架突破了传统单负载生产模型的限制，有效减少了弃电现象，并应对了可再生能源的间歇性问...

解读: 该Power-to-Ammonia优化调度技术对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。研究中的多负荷运行策略与混合整数非线性规划方法,可应用于ST系列PCS及PowerTitan储能系统的能量管理优化,有效解决新能源波动性问题,将弃电率降至0.4%。响应面建模方法可集成至iSolarCloud平台,实现...

Xiaoqiang Jiang · Feifei Cao · Hongda Shi · Kai Zhu 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378

摘要 本研究分析了一种具有多自由度并采用刚性船体封装设计的摆式波浪能转换装置，该设计增强了装置的鲁棒性并延长了其使用寿命。本文提出了垂直轴参数摆的动力学方程，并引入了“规定激励模型”的概念。该模型可用于在设计初期以极低的成本评估摆的性能。通过摄动法对该模型进行了数学近似推导。由该近似得到的最大线性阻尼为数值模型提供了参考值，从而减少了优化过程中所需的仿真计算量。本文对比了通过数学近似与数值模拟两种方法对摆的功率输出进行评估的结果，表明数学近似方法在比较不同摆的性能时具有可靠性。最后，一个案例研究...

解读: 该摆式波浪能转换器的参数激励建模与摄动法优化技术,对阳光电源海上储能系统具有重要借鉴价值。其多自由度动力学建模方法可应用于ST系列PCS在海上漂浮光伏场景的振动适应性设计,数学近似模型可降低PowerTitan海洋型储能系统的早期仿真成本。质心优化安装策略启发海上集装箱式ESS的配重布局设计,提升系...

Qifan Chen · Siqi Bu · Xin Zhang · Shijun Yi 等5人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年7月

概率化振荡稳定性分析（POSA）是评估含不确定性电力系统振荡失稳风险的重要工具。传统基于特征值的POSA主要关注特定低频点的振荡，难以有效识别宽频振荡风险。为此，本文提出一种基于谱阻抗的POSA方法，结合累积量法与新兴的频率响应梯度阻抗稳定性判据（FRGISC）。首先建模风速等不确定变量的概率分布，再获取系统在特定运行点的谱阻抗，并利用FRGISC计算阻抗稳定裕度，避免特征值求解。随后通过累积量法推导裕度与振荡频率的概率密度函数和累积分布函数。最后提出综合累积分布曲线谱图，实现宽频振荡风险与失稳...

解读: 该基于谱阻抗的概率化宽频振荡稳定性分析技术对阳光电源储能与新能源并网产品具有重要应用价值。针对ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统，该方法可有效评估风光储混合系统中宽频振荡风险（2-50Hz及以上），避免传统特征值法的计算复杂性。频率响应梯度阻抗稳定性判据（FRGISC）可直接集成到...

Shihong Jing · Yun Zhang · Tong Li · Zhen Huang · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月

电动飞机是未来航空工业的重要发展方向，但受限于储能装置的能量密度、功率密度及可靠性。电池-超级电容混合电源系统是一种有前景的解决方案。针对传统半主动式系统中高频与低频分界不明确、超级电容荷电状态频繁触达阈值及母线电压控制不足等问题，本文提出一种具备荷电状态自恢复与直流母线电压辅助调节功能的功率分配方法。该方法利用二阶滤波器特性实现瞬态后荷电状态自恢复，并构建电流外环-电压内环控制回路，实现母线电压辅助调节与支撑。所提方法提升了系统运行连续性，避免了频繁模式切换，增强了安全性。实验结果验证了该控制...

解读: 该电池-超级电容混合功率分配技术对阳光电源储能与充电业务具有重要应用价值。文中提出的SOC自恢复与母线电压辅助调节策略可直接应用于ST系列储能变流器的功率管理模块，通过二阶滤波器实现高低频功率解耦，优化PowerTitan储能系统中电池与超级电容的协同控制，延长电池寿命并提升瞬态响应能力。电流外环-...

Yizhan Zhuang · Yiming Zhang · Xiaoying Chen · Hongxi Zhu 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月

独立输入、输出串联型直流 - 直流变换器能够在不借助低压直流（LVDC）母线的情况下，将光伏（PV）能源汇集到中压直流（MVDC）电网中，从而降低一次功率损耗和硬件成本。然而，在这种串联结构中，部分低压端口发生短路故障会导致整个系统失效，而中压端口发生短路故障则容易损坏设备。本文提出一种新的容错结构，可有效解决上述问题。在低压故障期间，连接在相邻子模块（SM）之间的 LC 支路能够传输能量并维持故障模块的电容电压，以确保系统持续稳定运行。当中压故障发生时，容错结构被闭锁，子模块电容反向接入故障电...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对中压直流（MVDC）光伏并网系统的容错拓扑技术具有重要的战略价值。该技术通过输入独立、输出串联的DC-DC变换器直接将光伏能量汇集到MVDC电网，省去了传统低压直流母线环节，这与我们在大型光伏电站和工商业储能系统中追求的高效率、低成本目标高度契合。 该技术的核心创...

Ziyin Wang · Zhenchao Li · Yan Zhang · Jia Shu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

单相逆变器系统本质上会出现二次谐波纹波功率，必须对其进行抑制，以最大程度减少其对系统的不利影响。一种有效的纹波功率解耦技术是向直流分裂电容注入互补纹波电压。通过利用分裂电容之间的能量差，纹波功率得到有效补偿，同时互补的电容电压可维持稳定的直流母线电压。本文提出了一个统一模型，阐明了基于直流分裂电容的功率解耦方法的内部物理机制。基于该模型推导出了四种不同的方法，揭示了双向功率流的必要性，并解释了为何之前的某些方法仅能实现部分纹波功率解耦。此外，综合考虑电容需求、半导体应力和系统体积等因素对这些方法...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于直流分裂电容的纹波功率解耦技术对我们的单相光伏逆变器和储能系统产品线具有重要应用价值。单相系统固有的二次谐波纹波功率一直是影响系统可靠性和效率的关键问题，特别是在户用光伏和小型储能领域，这个问题尤为突出。 该研究提出的统一建模方法揭示了四种不同解耦方案的物理机制，...

Ruizhi Wang · Jun Jiang · Chaoyue Zhang · Xiaohan Li 等5人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年4月

局部放电（PD）检测对保障电力变压器安全运行至关重要。光纤传感器（OFS）因其抗电磁干扰、本质安全及适合嵌入式安装等优势，在PD检测中展现出良好应用前景。本文提出一种微型光纤探头（MOFP），尺寸紧凑（直径10 mm，高度4.9 mm），在保证高灵敏度的同时便于嵌入安装。采用外差干涉解调结构提升系统稳定性，优化系统参数组合使信噪比（SNR）提高24.7 dB。实验表明，该OFS在固体和油中传播的超声信号检测信噪比较传统PZT（R15α）分别提升62%和223.3%。现场应用中，OFS成功嵌入变压...

解读: 该微光纤局部放电检测技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。PowerTitan大型储能系统中的隔离变压器和升压变压器是关键设备，局部放电会导致绝缘劣化甚至故障。该技术的抗电磁干扰特性可克服储能变流器高频开关（尤其是SiC器件应用）产生的强电磁环境干扰，微型探头（直径10mm）便于嵌入ST系列储能变...