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...

Yindi Liu · Xiangjun Zeng · Yiping Luo · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年8月

为抑制基于电网换相换流器的高压直流（LCC-HVDC）系统中的换相失败（CF），本文提出一种非线性电阻子模块（NRSM）拓扑结构。故障后首个工频周期内，依据特定控制逻辑，NRSM通过集成门极换流晶闸管（IGCT）将金属氧化物避雷器（MOA）接入系统，既可抑制直流侧过电流，又能辅助换相过程，有效降低对其他辅助换相装置的要求，从而完全消除CF。本文首先分析直流过电流的产生机理及其影响因素，进而阐述NRSM的工作原理与协调控制策略，并研究避雷器电压与直流过电流及熄弧角之间的关系。最后通过PSCAD仿真...

解读: 该非线性电阻子模块（NRSM）技术对阳光电源储能变流器和电网支撑产品具有重要借鉴价值。文中基于IGCT和MOA的过电流抑制方案可应用于ST系列储能变流器的直流侧保护设计，特别是在电网故障穿越场景下，通过非线性电阻快速限流可提升PowerTitan大型储能系统的故障耐受能力。该控制策略与阳光电源构网型...

Jiang Liu · Guobing Song · Maojun Deng · Yiming Ren 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月

LCL型三电平并网逆变器广泛应用于光伏发电系统，具有多个独立控制目标。本文提出一种集成分-合（I-D-Σ）控制策略，可同时实现并网电流跟踪、中点电位平衡、谐振抑制及低频共模电压抑制。针对双分-合（D-D-Σ）方法仅考虑电流与谐振抑制的不足，引入虚拟零电位点以实现中点电位控制；并提出基于全连接卷积神经网络（FC-CNN）的低频共模电压估计算法，有效解决无传感器条件下共模电压不可观测问题。所提I-D-Σ方法通过低频共模电压补偿显著降低其幅值。实验结果验证了该策略的有效性。

解读: 该I-D-Σ多目标集成控制技术对阳光电源SG系列三电平光伏逆变器及ST储能变流器具有重要应用价值。研究提出的虚拟零电位点中点平衡控制可直接优化现有三电平拓扑产品的直流侧电容电压均衡性能，延长器件寿命。基于FC-CNN的无传感器低频共模电压估计算法可降低系统成本，其共模电压抑制技术能有效减少对地漏电流...

Jingjing Li · Enhui Chu · Wei Liu · Jiaxiang Song · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月

为消除谐振直流链逆变器中的环流损耗，本文提出一种无环流损耗的高效并联谐振直流链逆变器。辅助电路换流结束后，无持续电流在主电路或辅助电路中自由循环。当母线电压为零时，无需根据负载电流设定谐振元件阈值，降低了控制难度，提升了系统可靠性。同时，抑制了谐振电感的峰值电流，减小了开关器件的电流应力，进一步降低辅助电路损耗。所有开关均实现软开关：主开关实现零电压开通与关断，辅助开关实现零电流开通与关断。实验样机验证了所提拓扑结构与调制策略的有效性。

解读: 该无环流损耗并联谐振直流链逆变器技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。其核心创新在于：1）消除环流损耗可直接提升系统效率1-2%，符合储能系统降本增效需求；2）主开关零电压开关（ZVS）和辅助开关零电流开关（ZCS）技术可降低SiC/GaN功率器件的开关损耗，延长器件...

Jian Guo · K.T. Chau · Wei Liu · Yunhe Hou 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月

多电平逆变器在大功率无线电能传输（WPT）系统中受到了越来越多的关注，但其开关损耗和电容电压平衡问题令人担忧。为解决这些问题，本文提出并实现了一种用于WPT系统的飞跨电容多电平逆变器（FCMLI）的Σ-Δ脉冲幅度调制（PMM）方法。该方法可同时实现宽范围输出电压调节和零电压开关。此外，本文还提出了一种基于令牌旋转的用于WPT的FCMLI飞跨电容电压平衡方法。该方法可平衡任意电压等级的FCMLI电容电压，同时保持较小的纹波并抵抗阶跃动态变化。文中还讨论了飞跨电容的相应参数选择。通过理论分析、计算机...

解读: 从阳光电源的业务布局来看，这篇论文提出的飞跨电容多电平逆变器技术及其Σ-Δ脉冲幅度调制方案具有显著的战略价值。该技术虽然针对无线电能传输系统，但其核心创新——开关损耗优化和电容电压平衡控制——与我司光伏逆变器和储能变流器的技术痛点高度契合。 首先，论文提出的零电压开关技术能够有效降低开关损耗，这对...

Jingfeng Fu · Chuan He · Tianqi Liu · Lu Nan · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年12月

作为电力系统防御的最后一道防线，主动解列在系统安全稳定中具有重要作用。本文提出一种面向韧性的解列装置优化配置方法，计及极端事件下的频率稳定性和需求响应。规划模型以最小化解列装置投资成本、切负荷成本和过剩发电成本为目标，结合孤岛连通性与系统运行约束，引入频率变化率、频率最低点/超调等频率稳定约束以保障孤岛频率安全。同时建模机组一次调频备用以减少不必要的负荷切除，并利用需求响应有效缓解解列后功率缺额，提升系统频率稳定性。该模型构建为混合整数线性规划，可由商用求解器高效求解。基于新英格兰39节点和IE...

解读: 该主动解列与频率稳定技术对阳光电源PowerTitan大型储能系统和ST系列储能变流器具有重要应用价值。文章提出的频率稳定约束（RoCoF、Nadir、超调量）可直接应用于储能系统的构网型GFM控制策略优化，提升极端故障下的孤岛运行能力。需求响应与一次调频备用建模思路可集成到iSolarCloud平...

Zhenxiang Liu · Yanbo Chen · Zhi Zhang · Jiahao Ma 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年12月

高比例可再生能源接入电网引发的稳定性问题已成为制约其消纳并威胁电力系统安全运行的关键因素。针对系统静态工作点变化导致稳定裕度剧烈波动的场景，现有理论在判别与补偿方面仍显不足。本文基于小信号稳定性分析方法，提出一种考虑变流器动态响应特性与静态工作点偏移的多并网变流器系统脆弱节点定位方法。首先建立含无源母线的频域负反馈模型，进而推导主动节点控制参数的灵敏度函数及脆弱节点量化指标，最后提出面向主动节点与无源母线的综合补偿方案。算例分析表明，该方法对提升系统稳定性设计与运行规划具有显著价值。

解读: 该脆弱节点识别与参数灵敏度分析技术对阳光电源多机并联场景具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统中，多台ST系列变流器并网时，可通过该方法识别系统薄弱环节，优化控制参数配置，提升静态工作点变化时的稳定裕度。对于集中式光伏电站的SG系列逆变器集群并网，该技术可指导构网型GFM与跟网型GFL...

Yunlong Liu · Na Ding · Yonggui Kao · Chengcheng Zhang · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月

针对T型三电平逆变器系统因内部参数扰动和外部干扰导致控制精度低的问题，本文提出一种基于Delta算子的滑模变结构控制（SMVSC）策略。Delta算子采样可统一连续与离散系统模型。首先建立系统在同步旋转坐标下的数学模型，并构造其Delta算子离散化模型；随后选取切换函数，分析到达条件，提出新型指数趋近律；进而设计两类Delta算子滑模控制器，分别适用于无不确定性和存在不确定性的情形。仿真与实验结果表明，相较于PID、模型预测及死区控制，所提策略具有更强的鲁棒性与适应性，输出电压稳态误差趋近于零，...

解读: 该Delta算子滑模变结构控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的T型三电平拓扑产品具有重要应用价值。所提出的统一连续-离散系统建模方法和新型指数趋近律，可显著提升PowerTitan大型储能系统在电网扰动和参数漂移工况下的鲁棒性，解决传统PID和MPC控制在高采样率下数值病态问题...

Wei Liu · Jun Jiang · Yue Wang · Junzhe Zhang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月

随着功率密度提升，新一代宽禁带功率半导体模块向更高电压发展，但其封装绝缘可靠性面临高温密闭环境下的绝缘老化挑战。本文构建了包含直接键合铜基板与硅凝胶的简化模块测试模型，通过25°C–175°C温度范围及不同蚀刻间距下的局部放电试验，系统研究温度对绝缘劣化机制的影响。结果表明，局部放电起始电压随温度升高显著下降，且在75°C以上呈上升趋势；放电幅值先增后减。硅凝胶内微小气隙缺陷的热膨胀是影响绝缘性能的关键因素。通过建立比例气隙缺陷模型，仿真分析了电热耦合作用下的电场与空间电荷分布，验证了绝缘缺陷机...

解读: 该研究对阳光电源SiC/GaN宽禁带器件应用具有重要指导意义。ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器在高功率密度设计中广泛采用SiC模块，工作温度可达150°C以上，封装绝缘可靠性直接影响系统寿命。研究揭示的硅凝胶微气隙热膨胀机制为功率模块封装设计提供理论依据，可优化DBC基板蚀刻间距设计和灌封工艺...

Ancheng Liu · Yipei Wang · Taeho Kwon · Sung-Jun Park · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

在光伏并网应用中，通常采用并网变流器与电网相连，以实现直流/交流转换和功率流控制。如何提高电力设备的并网电流质量，使注入电网的谐波含量尽可能少，已成为光伏并网应用领域的一个热门研究课题。通过分析并网过程中并网谐波电流产生的原因，提出了一种两段式高性能并网逆变器拓扑结构。该结构通过最简单的闭环控制使主逆变器的电压基本与电网电压相等。由于辅助逆变器的电压灵敏度较低，利用辅助逆变器进行并网电压补偿和功率流并网控制，可提高并网电流质量。制作并测试了一台3.3千瓦的并网逆变器系统样机，实验结果验证了理论分...

解读: 从阳光电源光伏并网逆变器业务视角来看，这篇论文提出的两段式高性能并网拓扑结构具有重要的技术参考价值。该方案通过主逆变器和辅助逆变器的协同工作，针对性地解决了并网谐波电流这一行业痛点问题。 该技术的核心创新在于功能解耦设计：主逆变器通过简化的闭环控制实现与电网电压的基本匹配，而辅助逆变器则专注于并网...

Yuerong Yang · Shunjiang Lin · Shiyuan Chen · Mingbo Liu 等5人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年6月

基于随机微分代数方程（SDAEs）描述电力系统在随机连续扰动下的动态行为。传统数值方法需大量样本计算状态变量的概率分布，计算成本高。本文提出一种非采样时域仿真（NSTDS）框架，可直接求解暂态过程中各时刻状态变量的概率分布，显著提升计算效率。该框架采用具有更高收敛阶的Milstein-Euler预测校正迭代格式，并结合L^p空间对偶定理，提出一种避免维度灾难的随机变量函数概率分布计算方法，适用于大规模系统。在改进的IEEE 39节点和118节点系统上的算例验证了所提方法在暂态稳定性评估中的高精度...

解读: 该非采样时域仿真框架对阳光电源储能系统和新能源并网产品具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统中，可用于评估随机功率波动（风光出力、负荷变化）下的暂态稳定性，优化构网型GFM控制参数设计。相比传统蒙特卡洛方法，该框架通过直接求解概率分布显著提升计算效率，适用于大规模储能电站的实时稳定性评...

Xinru Li · Xufu Ren · Zhichao Luo · Borong Hu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年7月

在功率磁元件中，气隙可防止磁芯饱和，但离散气隙会加剧边缘效应，增加绕组与铁芯损耗。高功率应用中因材料电磁性能限制，难以实现无气隙设计。本文采用新型纳米晶片状带材（NFR）构建高频变压器的无气隙磁芯，在数百kHz下兼具适宜的磁导率与饱和磁密，显著提升功率密度。实验在5.5 kW、100 kHz双有源桥变换器中对比了铁氧体与传统纳米晶变压器，NFR变压器效率最高，绕组损耗分别降低33.2%和67.1%，总损耗测量误差小于6.1%。

解读: 该纳米晶片状带材无气隙变压器技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的高频隔离变压器设计具有重要价值。在100kHz开关频率下，NFR材料可实现无气隙设计，绕组损耗降低33-67%，直接提升PowerTitan储能系统和1500V光伏系统的功率密度与效率。该技术特别适用于双有源桥DAB拓...

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...

Zhen Chen · Weijie Liu · Tangbin Xia · Ershun Pan · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年10月

锂离子电池储能系统（ESS）在新型储能累计装机容量中占据大部分份额。储能系统的一致性会显著影响其性能和效率。因此，对储能系统进行准确的一致性评估对于运维管理至关重要。本文提出了一个评估电池组一致性并识别不一致电池包的综合框架。首先，通过近似低秩表示（ALRR）从充放电电压曲线中学习低维特征表示，该方法既能实现降维，又能在低维子空间中保留空间结构关系。其次，利用冯·米塞斯 - 费舍尔分布和最优表示构建了基于超球体集中度的电池组一致性评估指标。第三，通过卡方统计量的假设检验快速识别出存在电压异常的不...

解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，这项基于近似低秩表示和超球集中度的锂电池一致性评估技术具有重要的工程应用价值。 在储能系统运维层面，该技术直接切中当前行业痛点。阳光电源的PowerStack、PowerTitan等大型储能产品中，单个系统包含数千甚至上万节电池单体，电池组一致性问题直接影响系统效率...

Junliang Liu · Xiong Du · Yiting Zhao · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年11月

弱电网下风电与光伏电站并网易引发稳定性问题。并网逆变器作为关键接口，其锁相环（PLL）控制器被证实对系统稳定性有显著影响。本文建立基于复变量的PLL小信号模型，分析其引入的附加扰动分量对稳定性的影响。研究发现，PLL会向控制回路注入额外扰动，降低系统阻尼。为此，提出一种注入反向扰动分量以抵消该不利影响的控制策略，有效提升了系统稳定性。相比降低PLL带宽等传统方法，所提策略兼具良好动态性能。仿真与实验结果验证了该方法的有效性。

解读: 该PLL扰动抑制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器在弱电网并网场景具有重要应用价值。当前阳光电源产品在高阻抗电网下面临稳定性挑战，传统降低PLL带宽方案会牺牲动态响应性能。该研究提出的反向扰动注入策略可直接集成到现有GFL跟网型控制架构中，在保持快速动态响应的同时提升系统阻尼，特别...

Xinguo Zhang · Kang Yue · Haoyu Wang · Junrui Liang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年5月

铝电解电容的老化会导致电容值下降，影响开关电源的安全运行。本文提出一种高精度的降压变换器在线电容监测方法，无需特定电路工作条件，亦无需在时域内建模复杂电路动态。考虑测量误差，文章从数学上证明电容估计误差最小时具有最大灵敏度。通过向开关占空比注入特定频率的小信号扰动，在不中断系统正常运行的前提下获取电容估计所需信息。为实现最优估计灵敏度，选取基于电容估计传递函数的特征频率作为注入频率，并比较不同传递函数候选方案以最小化估计误差。仿真与硬件实验验证了在特征注入频率下可实现最佳参数灵敏度，且电容值能被...

解读: 该在线电容监测技术对阳光电源储能与光伏产品线具有重要应用价值。ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的DC-Link电容是关键薄弱环节，传统离线检测需停机维护。该方法通过占空比注入小信号扰动，在不中断系统运行前提下实现电容实时监测，可直接集成到阳光电源现有DSP/FPGA控制平台。特征频率优化选择策...

Zhongguan Wang · Jiachen Liu · Li Guo · Xiaodi Zang 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年7月

可再生能源在电力系统中的渗透率不断提高，这使得风电场提供频率支撑成为必要。考虑到风力发电机组（WTs）的复杂协调以及频率响应的时变特性，有必要评估风电场的一次频率调节（PFR）能力并构建可行区域。为应对基于物理的方法中参数不完整以及现有数据驱动方法可解释性不足的挑战，本文提出了一种用于风电场的基于数据驱动的状态空间映射方法，以构建下垂系数和惯性系数的可行区域，并通过迭代方案确定最优系数。基于库普曼算子理论（KOT），将一次频率调节的非线性模型转化为线性升维形式，从而可以利用测量数据进行实时评估。...

解读: 从阳光电源的业务视角看，这项基于数据驱动状态空间映射的风电场频率调节技术具有重要的战略参考价值。随着我国"双碳"目标推进，新能源渗透率持续提升，电网对风光储系统的一次调频能力提出了更高要求。该论文提出的下垂-惯量系数可行域评估方法，为解决新能源参与电网频率支撑这一核心问题提供了新思路。 该技术的核...

Jiahao Liu · Cheng Wang · Tianshu Bi · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年9月

除了第一部分讨论的惯性中心（COI）频率动态外，采用电网跟随型（GFL）变流器的电力系统中的空间频率差异也至关重要。第二部分重新探讨了GFL变流器对空间频率差异的影响。基于第一部分定义的接口状态变量和等效频率，本文提出了一个扩展的频率分割器（FD）公式。建立了网络节点频率与同步发电机（SG）转子频率和GFL等效频率之间的映射关系。结果表明，GFL变流器的叠加贡献取决于GFL变流器与频率观测节点之间的电气距离以及系统潮流条件，而不依赖于系统运行状态假设。此外，本文首次探讨了支路电流的频率映射问题。...

解读: 该研究揭示的GFL变流器导致系统频率空间差异问题，对阳光电源ST储能系统和SG光伏逆变器产品具有重要指导意义。研究表明高比例GFL接入会削弱频率耦合、加剧区域频率差异，这启发阳光电源：1）在PowerTitan大型储能系统中优化GFL控制参数设计，增强频率支撑能力；2）在分布式光伏场景推广构网型GF...

Jikeng Lin · Zihang Zeng · Lingjie Liu · Guangyuan Zhu 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年6月

为降低两阶段鲁棒机组组合模型调度方案的保守性，本文提出一种考虑风电出力不确定性的新型多状态不确定性集（MSUS）。该集合通过在不确定区间内引入多个离散状态值，提升不确定性建模分辨率，并结合嵌入多组转移约束的转移指标限制极端波动。状态值与转移指标通过分位数回归与马尔可夫链分析确定，有效排除低概率场景，显著降低保守性。为加速求解，本文还提出改进的不精确列与约束生成（II-C&CG）方法，采用自适应容差与精细回溯策略，在保证有限收敛的同时大幅缩短计算时间。算例验证了所提方法的有效性与优势。

解读: 该研究提出的多状态不确定性建模方法对阳光电源的储能调度系统具有重要参考价值。可直接应用于PowerTitan大型储能系统的智能调度优化,通过引入多状态不确定性集和转移约束,提升系统对新能源波动的适应性。具体可优化ST系列储能变流器的调度策略,降低储能调度保守性,提高经济效益。同时该方法也可集成到iS...

Mingi Oh · Liming Liu · Hongrae Kim · Iqbal Husain · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月

辅助谐振换流极（ARCP）逆变器因开关损耗低、dv/dt小从而电磁干扰（EMI）低，适用于电动汽车（EV）和电动垂直起降飞行器（eVTOL）。然而，传统调制方法在轻载时导致辅助开关导通损耗显著，限制了其应用。本文提出一种新型双有源调制策略，有效降低辅助支路导通损耗，显著提升ARCP逆变器全负载范围内的效率。该方法在仿真与实验中分别实现了定时时序与变时时序控制，实验结果表明，相比传统调制效率最高提升1.4%，且在低功率下仍保持优越效率，拓展了ARCP在电动交通系统中的应用前景。

解读: 该ARCP软开关技术对阳光电源电动汽车驱动系统和车载OBC充电机具有重要应用价值。双有源调制策略通过降低辅助支路导通损耗，在轻载工况下效率提升1.4%，直接契合电动汽车城市工况下的低功率运行需求。技术可应用于：1）车载OBC充电机，优化待机和小功率充电效率；2）电机驱动控制器，提升低扭矩工况能效；3...