Gahyeon Yeo · Ui-Min Choi · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年2月

可靠性已成为光伏（PV）逆变器设计中的关键因素，尤其针对功率器件和电容器等薄弱环节。直流链路电容通常以串并联形式构成电容组，需在电压等级和容值上满足系统要求。然而，电容器体积大、成本高且易失效，亟需优化其配置。同时，散热系统容量的选择直接影响逆变器的功率密度及器件可靠性。本文针对30 kW光伏系统，提出一种面向可靠性的中点钳位（NPC）逆变器设计方法，综合考虑运行工况、系统直流/交流容量比及脉宽调制策略等因素，优化电容组在寿命、成本、体积和截面积等方面的配置，并合理设计散热系统以提升功率器件可靠...

解读: 该NPC逆变器可靠性设计方法对阳光电源SG系列大功率光伏逆变器及ST储能变流器具有直接应用价值。文章提出的直流链路电容组优化配置策略，可指导阳光电源1500V高压系统中薄膜电容的串并联设计，在满足寿命目标前提下降低成本与体积。功率器件散热系统与PWM策略的协同优化思路，可应用于三电平拓扑的SiC模块...

Walid Mchara · Lazhar Manai · Mohamed Abdellatif Khalfa · Monia Raissi 等5人 · IEEE Access · 2025年1月

准确预测全球辐照度对光伏系统尤其是太阳能电动汽车的能量管理至关重要。传统模型难以捕捉辐照数据中复杂的时空依赖性，导致在多变天气条件下预测精度受限。本文提出一种融合卷积神经网络（CNN）、小波神经网络（WNN）与掩码多头注意力（MMHA）机制的新型混合框架CNN-WNN-MMHA。CNN提取局部空间特征，WNN进行频域分解以捕获多尺度变化，MMHA建模时间依赖并编码位置信息。模型在突尼斯八年实测气候数据上训练与验证，实验表明其性能显著优于LSTM、BiLSTM和CNN-LSTM等先进方法，MAPE...

解读: 该混合深度学习辐照度预测模型对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在SG系列光伏逆变器中，可优化MPPT算法的前瞻性控制，提前调整功率跟踪策略；在PowerTitan储能系统中，精准的辐照度预测可优化充放电调度策略，提升光储协同效率；在iSolarCloud智能运维平台中，该模型可增强预测性维护能力...

Sukanta Roy · Milad Behnamfar · Anjan Debnath · Arif Sarwat · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月

在商业应用中，DC/DC变换器的运行状态显著影响系统整体性能与长期可靠性。本文提出一种数据驱动的数字孪生方法，用于估计稳态下DC/DC降压变换器关键退化参数。首先，利用离线粒子群优化算法对电路级数字模型进行校准，并通过平均模型验证其稳态响应。随后，在模型中引入电感、电容及MOSFET的退化特性，生成大规模数据集，用于训练和验证随机森林机器学习模型。实验结果表明，该方法回归精度高，决定系数达0.99978，均方根误差低至4.2×10⁻⁶，并在中等功率硬件原型上验证了不同负载及MOSFET导通电阻退...

解读: 该数据驱动数字孪生技术对阳光电源ST系列储能变流器及SG光伏逆变器的DC/DC变换模块具有重要应用价值。通过随机森林模型非侵入式识别电感、电容及MOSFET导通电阻退化（R²=0.99978），可集成至iSolarCloud平台实现预测性维护，提前预警功率器件老化。该方法特别适用于工商业储能系统中B...

Irum Saba · Abdulraheem H. Alobaidi · Sultan Alghamdi · Muhammad Tariq · IEEE Access · 2025年1月

电动汽车快速普及需优化储能系统管理以提升性能、寿命和可靠性。传统ESS管理方法在实时状态估计、能量优化和预测性维护方面存在困难，导致电池利用和可持续性效率低下。本文提出先进ESS框架，集成数字孪生DT技术和双延迟深度确定性策略梯度TD3算法（源自DDPG的最先进强化学习方法）。该集成实现关键ESS状态（SOC、SOH、SOE和RUL）的精确实时估计，增强预测性维护和运营效率。所提框架促进主动电池健康监控，生成潜在故障早期预警，通过DT驱动ESS控制实现智能电池更换。通过动态调整ESS控制策略，T...

解读: 该数字孪生技术对阳光电源新能源汽车业务具有重要价值。阳光OBC车载充电机和BMS系统需要精准的电池状态估计和智能能量管理。该研究的DT-TD3框架可集成到阳光车辆能量管理系统，实现99.8%的高精度SOC/SOH估计，优化充电策略和电池寿命管理。在V2G车网互动场景下，该技术可预测电池健康状态，智能...

Guanyu Lu · Ke Ma · Yuli Feng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月

对功率半导体器件绝缘栅双极型晶体管进行在线结温（$T_j$）估计对于可靠性评估和提升至关重要。通常情况下，可以利用预先校准的结温与负载电流下的导通态集电极 - 发射极电压（$V_{ce}$）之间的相关性来在线计算$T_j$。然而，校准过程中器件内部的不均匀温度分布与运行过程中的情况不同。器件内部的不均匀热分布和芯片的自热效应会导致使用预先校准的$T_j$ - $V_{ce}$相关性进行估计时出现显著误差，因为互连线上的电压降会有所不同。本文提出了一种在器件脉冲宽度调制运行下校准$T_j$ - $...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项IGBT结温在线监测技术具有重要的战略价值。IGBT作为光伏逆变器和储能变流器的核心功率器件，其可靠性直接影响系统的整体性能和寿命。当前阳光电源的逆变器产品在高温、高湿等严苛环境下运行时，IGBT的热管理是制约系统可靠性的关键因素之一。 该论文提出的创新校准方法解决了...

Antonis Stathatos · Samuel S. Queiroz · Chengmin Li · Levy F. Costa 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年9月

直流-直流固态变压器（SST）在中压应用中日益普及。其模块化结构具备实现高可靠性的潜力，但尚缺乏兼顾可靠性与最小总拥有成本的设计方法。本文提出一种包含早期失效、随机故障和老化失效的SST直流级可靠性模型，并对比了两电平全桥与三电平半桥两种子模块结构。同时，建立了涵盖安装、运行、维修及停机成本的总拥有成本解析表达式，并以冗余子模块数量为变量构建优化问题。案例分析表明，尽管初始投资增加，冗余设计可显著降低全生命周期总成本，且停机成本与故障恢复速度对设计决策影响显著。

解读: 该SST冗余设计与TCO优化方法对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究提出的三电平半桥与两电平全桥对比分析，可直接指导阳光电源三电平拓扑的冗余配置优化，在保证高可靠性前提下平衡初始投资与全生命周期成本。其涵盖早期失效、随机故障和老化失效的可靠性模型，可完...

Yousef N. Abdelaziz · Khaled H. Ahmed · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年7月

相较于传统交流系统，海上风电场直流汇集系统可显著降低重量与体积。其中，串并联结构虽效率较高，但因直流-直流变换器位于风电机组串联支路前端，易受直流短路故障影响而可靠性较低。本文提出一种新型串联隔离并联风电场（SIP-WF）架构，通过为每组串联风电机组配置隔离型直流-直流变换器，实现固有直流故障阻断能力，无需外部直流断路器。各风机仅采用无源整流器，保证了系统高效率。针对不同风况下的最大功率点跟踪问题，提出两种集中式控制策略，实现单变换器对多风机的协调控制。MATLAB/Simulink仿真验证了所...

解读: 该串联隔离并联架构对阳光电源的储能与光伏产品线具有重要参考价值。其中隔离型DC-DC变换器的固有故障阻断特性可应用于ST系列储能变流器和PowerTitan系统,提升大规模储能场站的可靠性。文中提出的集中式MPPT控制策略可优化SG系列组串式逆变器的能量采集效率。同时,该架构采用SiC器件与无源整流...

Jose Luis Munoz-Pincheira · Lautaro Salazar · Felipe Sanhueza · Armin Lüer-Villagr · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.341

摘要 本研究分析了风能与太阳能之间的时间互补性对带储能的独立混合可再生能源系统（HRES）最优设计的影响。研究在GNU Octave中开发了一个采用固定随机种子的遗传算法模型，以确保结果的可重复性并实现不同情景之间的比较。目标是在满足由电力供应缺失概率（LPSP）定义的可靠性约束条件下，最小化净现值成本（NPC）。在不同互补性水平下评估了恒定和可变负荷曲线，结果表明其影响依赖于负荷类型。此外，对LPSP、电池成本和折现率进行了敏感性分析，揭示了这些参数如何影响最优系统配置。结果表明，在可靠性要求...

解读: 该研究对阳光电源混合储能系统具有重要指导意义。风光互补性优化可直接应用于ST系列储能变流器与SG光伏逆变器的协同配置策略,通过遗传算法优化LPSP可靠性指标,支撑PowerTitan储能系统容量设计。研究中的NPC成本优化模型可集成至iSolarCloud平台,实现分布式发电项目的智能规划与预测性运...

Kushan Choksi · Masayuki Hijikata · Abdul Basit Mirza · Austin Zhou 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月

功率电子变换器中元器件的退化严重威胁系统可靠性，其退化行为与单个元件健康状态密切相关，可能引发连锁效应，导致系统寿命缩短或故障。本文提出一种基于多时间尺度数字孪生的运行状态监测方法，结合改进的伪启发式健康监测与基于模式识别的故障监测，并在升压变换器中进行验证。该方法利用上管开关/二极管电压和电感电流实现更精确的健康状态估计与快速故障检测。由于导通电阻R_ds,ON与电感串联电阻R_L退化对电感电流和输出电压影响相似，单独监测难度大。本文全面分析多种故障类型...

解读: 该多时间尺度数字孪生技术对阳光电源ST储能变流器和SG光伏逆变器的可靠性提升具有重要价值。文中针对SiC器件Rds,ON退化与电感ESR退化的解耦监测方法，可直接应用于阳光电源SiC功率模块的健康管理。基于器件脉动电压特征模式的故障检测算法，不依赖传感器完整性，可增强iSolarCloud平台的预测...

Rongkun Wang · Minxuan Liao · Liming Song · Xinhua Guo 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年3月

三电平T型逆变器因损耗低、谐波小而广泛应用，但开关器件增多导致故障率上升，影响可靠性。本文通过分析单相单管开路故障下的电压矢量轨迹，结合矢量旋转与叠加，获得双管开路故障的电压矢量轨迹畸变特征，并推导其与故障位置的关系。提出一种基于轨迹畸变特征的诊断方法：利用畸变角度定位故障相，结合平均电压Park矢量变换提取相电压均值归一化值和直轴电压均值误差两个特征量，实现故障开关精确定位。采用自适应阈值，诊断时间0.05～0.55个基波周期，复杂度低、速度快，可识别同相单/双管故障，降低负载敏感性与误诊率。

解读: 该三电平T型逆变器开路故障诊断技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列大功率光伏逆变器具有重要应用价值。基于电压矢量轨迹畸变特征的诊断方法，诊断时间仅0.05～0.55个基波周期，可快速识别同相单/双管故障，显著提升PowerTitan等大型储能系统的可靠性。该方法采用自适应阈值、复杂度低，适合集...

Mitra Nabian Dehaghani · Tarmo Korõtko · Argo Rosin · IEEE Access · 2025年1月

分布式发电DG、可再生能源RES和功率电子变换器集成到配电系统DS引入显著电能质量PQ挑战，如电压波动、谐波畸变和暂态。这些问题可破坏电力系统可靠性和稳定性，使解决这些问题以确保一致弹性供电至关重要，特别是随着RES采用持续增长。虽然先前综述探索人工智能AI在PQ管理中的应用，但大多数局限于特定AI技术或针对性PQ问题如谐波。然而本综述提供跨广泛PQ应用的AI方法综合综述，涵盖检测、分类和改善，同时考虑每种情况下解决的特定PQ问题。通过采用集成方法，本综述识别关键研究空白，特别是利用AI控制RE...

解读: 该AI电能质量管理综述对阳光电源光伏逆变器和储能变流器的电能质量改善功能有重要参考价值。阳光SG系列逆变器和PowerTitan储能系统需要先进的谐波抑制和电能质量控制能力。AI方法在PQ检测、分类和改善中的应用可集成到阳光产品控制算法中。该综述识别的研究空白——利用AI控制RES功率变换器进行PQ...

Letícia Carneiro de Souza · Victoria Dala Pegorara Souto · Arismar Cerqueira Sodré · IEEE Access · 2025年1月

随着无线通信网络的快速发展，对高速数据传输和低延迟连接的需求日益增长。面向第六代（6G）网络的发展，亟需创新的电力分配解决方案。光纤供电（PoF）技术因其通过光纤传输电能的潜力而成为研究热点。本文综述了PoF在6G网络中的应用前景，重点探讨其与射频光纤（RoF）技术的融合，实现数据与电力的同步传输。文章分析了PoF系统的核心原理、关键组件及性能指标，并系统评述了当前技术进展与应用场景。同时，指出了射频与光纤供电（RPoF）系统在传输效率、光纤设计、可扩展性、安全性及可靠性等方面的主要挑战。最后，...

解读: 该RPoF光电融合技术对阳光电源分布式能源系统具有重要启发价值。其光纤同步传输数据与电力的理念，可应用于PowerTitan大型储能系统的分布式BMS通信架构，解决高压储能柜内电磁干扰问题，提升iSolarCloud云平台数据采集的可靠性。PoF的高效能量传输机制可借鉴至SG系列光伏逆变器的MPPT...

Thore Pruss · Karsten Mülle · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.395

随着向可再生能源的转型，对高效、长期储能解决方案的需求日益增加。本研究评估了一种可逆式双极膜燃料电池——一种能够在燃料电池模式和电解槽模式下运行的集成化系统——其中平衡部件（Balance of Plant, BOP）的可靠性和安全性。采用故障树分析法识别潜在故障及其发生概率，并利用失效模式与影响分析法评估故障后果并提出相应的缓解策略。结果表明，在燃料电池模式下，系统的平均无故障时间（MTTF）为1700小时，而在电解槽模式下略低，为1540小时。氢气压缩机被识别为最易发生故障的部件，主要归因于...

解读: 该可逆燃料电池BOP可靠性研究对阳光电源储能系统具有重要借鉴意义。研究揭示氢压缩机为最易失效部件(MTTF仅1540-1700h),冗余设计增益有限(仅8%)且可能因复杂度增加反向作用,这为ST系列PCS及PowerTitan储能系统的冗余配置策略提供参考。FMEA强调应优先维护保护膜电极组件的关键...

Harrison P. Lee · Nelson E. Sepúlveda-Ramos · Jeffrey W. Teng · John D. Cressler · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年2月

本研究对硅锗异质结双极晶体管（SiGe HBT）共源共栅放大器单元的可靠性和性能特性进行了研究。具体而言，本研究探讨了在共源共栅电路的共基极级中使用为实现最大性能而缩放的晶体管和为提高击穿电压而缩放的晶体管之间的权衡。对共源共栅结构的直流工作极限、小信号和大信号性能以及电气可靠性进行了研究。通过仿真和测量来确定如何最小化每种器件类型的性能权衡并最大化其可靠性提升。研究表明，高性能（HP）和中等击穿（MB）共源共栅电路之间的峰值单位截止频率（$f_T$）差异远小于单个器件之间的差异，并且将集电极 ...

解读: 从阳光电源功率变换系统的技术需求来看，这项关于SiGe HBT cascode放大器单元的研究具有重要的参考价值。在光伏逆变器和储能变流器的高频功率转换环节中，功率放大器件的性能与可靠性平衡一直是核心技术挑战。 该研究揭示的cascode结构优化策略对我们的产品设计具有启发意义。论文证实通过优化偏...

Xiang Yang · Xinghua Liu · Tianyang Zhao · Zhonggang Yin 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年12月

基于铁路的移动储能（RMES）为提升电力系统韧性提供了有效手段。本文提出扩展的时间-空间网络（TSN）模型，刻画飓风对铁路运输网络的影响。针对输电线路与铁路在灾害中随机故障的扩散性不确定性，构建两阶段鲁棒优化模型，协调电力系统与铁路网联合运行，最小化最恶劣场景下的运行成本。第一阶段决策机组启停与RMES预置位置，第二阶段基于实际不确定性调整RMES充放电行为以恢复负荷。设计并验证了一种改进的嵌套列与约束生成（N-C&CG）算法，在IEEE RTS系统与6节点铁路网耦合案例中表明，所提RMES策略...

解读: 该铁路移动储能鲁棒调度技术对阳光电源PowerTitan大型储能系统和ST系列储能变流器具有重要应用价值。文章提出的两阶段鲁棒优化框架可直接应用于阳光电源移动储能解决方案，通过时间-空间网络模型优化储能系统在极端天气下的预部署策略与实时调度，提升电网韧性。扩散性不确定性建模方法可集成到iSolarC...

Jun Ho Ku · Sri Harini Rajendran · Ashutosh Sharma · Jae Pil Jung · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0

激光焊接通过局部加热和更短的加工时间，相较于微机电系统封装中的回流焊工艺，能够减少热损伤并提高微型LED的连接可靠性。本研究探讨了在激光辅助键合过程中使用第8型（2–8 µm）Sn–3.0Ag–0.5Cu焊膏所形成的微型LED焊点的微观结构、力学性能及老化特性。在激光束功率为47–57 W范围内可实现有效键合，其中Cu6Sn5金属间化合物（IMC）厚度从47 W时的2.2 ± 0.58 μm增加至57 W时的2.6 ± 0.3 μm。在125 °C下进行等温老化后，57 W焊接接头的IMC厚度在...

解读: 该激光焊接微结构优化技术对阳光电源功率器件封装具有重要借鉴价值。ST系列储能变流器和SG逆变器中大量使用Mini-LED显示及功率模块,激光焊接可替代传统回流焊,减少热损伤并提升键合可靠性。研究揭示的激光功率-IMC厚度-剪切强度关联机制,可指导SiC/GaN器件封装工艺优化,特别是在125°C高温...

Saleh Irandoust · Turaj Amraee · Mohammadreza Toulabi · Alireza Ashouri-Zadeh · IEEE Transactions on Power Delivery · 2024年12月

严重扰动下一次频率控制不足需依赖有效的低频减载（UFLS）措施以防止系统崩溃。可再生能源并网导致系统惯性下降，给频率调控带来挑战。本文提出一种适用于高比例风电接入系统的优化多阶段UFLS方案，涵盖基础负荷与峰值负荷两种运行工况，并考虑多种故障场景及风电渗透率水平。该方案假设风电机组配备辅助控制器以提供虚拟惯性响应，参与系统频率调节。采用遗传算法优化UFLS整定值，并通过MATLAB与DIgSILENT/PowerFactory联合仿真验证。结果表明，风电机组参与频率响应显著提升UFLS性能，减少...

解读: 该研究对阳光电源储能与风电变流产品的频率响应控制具有重要参考价值。研究提出的虚拟惯性响应方案可直接应用于ST系列储能变流器和风电变流器的GFM控制策略优化，提升系统频率支撑能力。特别是在PowerTitan大型储能系统中，可基于此开发多阶段自适应UFLS控制算法，实现储能系统与风机的协同调频。这对提...

Zhan Liu · Quangen Li · Jiawei Fu · Hua Zhou 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年3月

模块化多电平变换器-电池储能系统（MMC-BESS）有助于提升电网可靠性，但其模型预测控制（MPC）面临计算量大、输出电流质量不佳及权重因子选取困难等问题。本文提出一种扩展电平MPC方法，在负载MPC阶段直接计算输出电压参考值，并通过逐步优化确定输出电平，采用优化电流误差面积的代价函数以降低电流总谐波畸变（THD）。每控制周期计算复杂度恒为5，与子模块数量无关。针对环流控制设计两种策略，并采用独立代价函数避免权重因子整定，将荷电状态（SoC）平衡反馈引入环流参考实现相间与桥臂间SoC均衡。仿真与...

解读: 该扩展电平MPC方法对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。其核心优势在于：1）计算复杂度恒定为5且与子模块数量无关，可显著降低控制器成本，适合大规模MMC-BESS部署；2）通过优化电流误差面积降低THD，可提升ST储能变流器并网电能质量，满足严格的电网谐波...

Minh-Quang Ngo · Duc-Manh Dang · Quang-Huy Nguyen · Khuong-Duy Le 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月

在高频三角电流模式TCM下运行的交错多相双向DC-DC变换器中，实现零电压开关ZVS和管理电流不平衡对系统可靠性和鲁棒性至关重要。为满足这些要求，被动电流平衡仅使用单个低速电流传感器和电流控制环路提供了经济高效的解决方案。然而其性能对相参数失配（如栅极驱动延迟偏差和相电感差异）敏感，可能导致电流不平衡和ZVS失效。虽然完美电流平衡并非严格要求，但保持ZVS至关重要，因为失去ZVS会导致大量开关损耗和热应力。本文提出一种在被动平衡固有的最坏情况失配条件下确保ZVS的设计方法。该方法允许可接受限度内...

解读: 该交错多相双向DC-DC变换器ZVS设计研究对阳光电源储能变流器可靠性提升有重要参考价值。在39.5%相电流偏差下仍保持ZVS的鲁棒性设计方法与阳光ST系列储能变流器在大批量生产中面临的元件参数分散性高度契合。被动电流平衡使用单电流传感器降低成本的方案可应用于阳光PowerTitan储能系统的双向D...

Du Wen · François Marécha · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401

摘要 能源系统的脱碳需要大规模整合可再生能源，但其波动性对系统可靠性以及长期储能提出了挑战。电力转气体技术通过将过剩电能转化为气态燃料，提供了一种有前景的解决方案。然而，现有研究通常忽略了系统中的碳循环过程以及天然气基础设施作为储能介质的潜力。本研究提出并评估了一种集成的可再生电力转气体与混合燃气管网系统，通过对管道进行改造以实现CH₄与CO₂的共注入，并利用基于膜的气体分离技术建立动态碳循环。该系统通过结合混合整数线性规划（MILP）优化框架与准动态燃气管网模型进行建模，能够同时捕捉运行特性与...

解读: 该混合气网储能技术为阳光电源PowerTitan储能系统提供长周期储能互补方案。P2G电制气技术可消纳光伏逆变器SG系列的弃电,通过CH4/CO2混输管网实现季节性储能。其MILP优化框架可借鉴至ST系列PCS的多能源协调控制,结合iSolarCloud平台实现电-气-碳三网耦合的智能调度。30%C...