Ying Wang · Ying Chen · Xianyong Xiao · Yunzhu Chen 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378

摘要 电压越限是配电网中的一个突出问题，影响电网和用户的正常运行。基于逆变器的光伏发电（PV）具备无功功率调度能力，可能成为解决该问题的有效手段，尤其是在高比例光伏渗透的电网中。然而，利用光伏改善电压质量面临三大挑战，即光伏的规划、运行以及无功功率定价问题。为此，本文提出了一种考虑无功功率能力的光伏双层规划-运行模型。本研究的主要贡献如下：首先，建立了一个上层规划模型，旨在获得最优的规划方案，以有效提升光伏投资者的经济效益和配电系统运营商的技术性能；其次，构建了一个下层运行模型，用于在多种场景下...

解读: 该双层规划-运行模型对阳光电源SG系列光伏逆变器的无功调控功能具有重要应用价值。研究验证了逆变器无功调度在高渗透率配电网中解决电压越限问题的有效性,可直接应用于SG系列逆变器的智能无功管理策略优化。其提出的无功定价机制为iSolarCloud平台开发光储协同调度功能提供理论依据,结合ST系列储能变流...

Zihe Meng · Dongyang Sun · Shuai Wang · Li Sun · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月

本文针对基于直流动态电压调节器（dc - DVR）的高压大功率储能系统（ESS），提出了一种双环连续控制集模型预测控制（CCS - MPC）方法。与传统控制方法不同，该控制方法在内、外控制环采用级联双模型预测控制。建立了储能系统的数学模型。内环模型预测控制（MPC）控制器基于电感特性方程，用于控制直流动态电压调节器的电感电流；外环模型预测控制（MPC）控制器基于电容特性方程，用于控制输出电压跟踪参考值。在该方案中，内环和外环模型预测控制控制器的参数在每个控制周期都会更新，以提高对负载变化和参数不...

解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，这项基于DC动态电压调节器（dc-DVR）的双环连续控制集模型预测控制技术具有重要的应用价值。该技术针对高压大功率储能系统的控制难题，提出了内外双环级联MPC架构，内环控制电感电流、外环控制输出电压，这与我司大型储能变流器PCS产品的控制需求高度契合。 该技术的核心...

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...

Longbing Yi · Xuefeng Zheng · Fang Zhang · Shaozhong Yue 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年5月

鉴于β - Ga₂O₃的热导率较低，有效散热对于维持其高输出功率和可靠性至关重要。本研究采用实验和数值方法，提出了一种使用热电冷却器（TEC）的β - Ga₂O₃肖特基势垒二极管（SBD）有源热管理模型。SBD产生的热量可通过热电（TE）材料的珀尔帖效应有效散发到周围环境中。实验结果表明，当TEC输入电流为6 A时，即使SBD输出功率达到25 W，管壳温度仍保持在25℃以下，与TEC关闭时相比，结温最大降低了74.5℃。当TEC输入电流为3 A时，SBD的净输出功率达到11.8 W，提升比例为3...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于热电制冷器的β-Ga2O3肖特基二极管主动热管理技术具有重要的战略意义。β-Ga2O3作为超宽禁带半导体材料，其击穿电压可达Si器件的10倍以上，理论上能够显著提升光伏逆变器和储能变流器的功率密度与效率。然而，其固有的低热导率（约为SiC的1/10）一直是制约商业化...

Peng Wang · Tiancheng Liu · Haoran Zhao · Yuexin Ma 等5人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年5月

风电场中多次发生宽带振荡事件，因此迫切需要进行小信号稳定性评估。风速和输出功率随时间变化，这导致风力发电机组（WTG）的阻抗特性和稳定性表现也随之改变。为实现准确高效的稳定性评估，本文提出一种基于分段仿射阻抗模型的稳定区域在线构建方法。首先，离线构建 WTG 的分段仿射阻抗，将其表示为运行点的函数。在在线应用过程中，利用易于测量的运行点信息快速识别阻抗。这样，阻抗计算效率显著提高，并且可以构建参数未知的 WTG 的阻抗。为了用数据驱动方法处理电网侧问题，引入基于动态模态分解的分段仿射方法来识别电...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的风电场小信号稳定域在线构建方法具有显著的技术迁移价值。虽然研究聚焦风电场，但其核心技术路径——基于分段仿射阻抗模型的稳定性评估方法——与我司光伏逆变器和储能系统面临的宽频振荡问题高度相关。 该技术的核心价值在于解决了新能源并网设备因运行工况时变导致的阻抗特性动...

Haoxiang Xu · Zicheng Liu · Guangyu Wang · Dong Jiang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月

本文研究了深度学习模型在多相变换器功率开关器件故障诊断中的泛化能力。传统的故障诊断方法严重依赖真实世界的故障数据进行模型训练。然而，在工业环境中，多相变换器故障发生频率低，且故障实验成本高昂，导致实际故障数据极为匮乏。这一局限使得仅基于仿真数据训练的模型在实际应用中的可靠性降低。为克服这一挑战，本文提出了一种创新方法，无需依赖实验域样本即可提高跨域故障诊断效率。首先，该研究采用一种利用相电流重构的归一化预处理策略，以减小样本间的时间差异。然后，使用卷积自编码器从多相电流信号中提取深度特征。此外，...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于纯仿真数据的多相变流器故障诊断技术具有重要的应用价值。在光伏逆变器和储能变流器等核心产品中，功率开关器件的开路故障是影响系统可靠性的关键因素。该技术通过深度学习实现跨域泛化诊断，有效解决了实际故障数据稀缺这一长期困扰行业的痛点。 该方法的核心价值在于仅依靠仿真数据...

Weili Guo · Guochun Xiao · Laili Wang · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月

在大电流、高功率应用中，与分立器件相比，设计人员往往更倾向于使用半导体功率模块。引线键合功率模块是应用最为广泛的类型。引线键合功率模块内部集成了多个功率半导体芯片。该器件呈现出复杂的多物理场耦合特性，其中热量和机械应力的不均匀分布会导致电流分布不均。因此，对功率模块进行实时电流监测是提高其可靠性的有效途径。然而，传统的电流测量方法是监测功率模块的外部电流，无法实时检测流经每个功率半导体芯片的电流，且难以集成到模块内部。本文介绍了一种利用磁阻 - 罗氏线圈型混合传感器实现的键合线非接触式电流传感技...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于混合传感器的功率模块非接触式电流测量技术具有重要的应用价值。我司光伏逆变器和储能变流器产品中大量采用大功率IGBT/SiC模块，这些模块内部多芯片并联工作时的电流不均衡问题一直是影响系统可靠性和寿命的关键因素。 该技术的核心创新在于通过磁阻-罗氏线圈混合传感器实现...

Mingchao Zhou · Lei Wang · Lijun Diao · Yanbei Sha 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月

大功率变换器常采用并联多芯片绝缘栅双极型晶体管（IGBT）模块。本文提出以关断过程中栅极-辅助发射极电压的下冲（$V_{\text{ge}'\_\text{us}}$）和过冲（$V_{\text{ge}'\_\text{os}}$）作为两个新型芯片失效敏感参数，用于评估因键合线脱落导致的芯片开路失效程度。分析表明，芯片失效会显著降低上述参数，且不受工况影响。通过双脉冲实验验证，随着失效芯片数量增加，所提参数单调下降，灵敏度高且对运行条件不敏感。进一步提出基于脉冲计数的评估电路与方法，仅需脉冲模式...

解读: 该IGBT芯片失效评估技术对阳光电源功率变换产品具有重要应用价值。ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器均采用大功率多芯片IGBT模块，所提出的基于栅极电压下冲/过冲的失效检测方法，可集成至现有驱动电路实现在线监测，无需高精度ADC即可通过脉冲计数识别键合线脱落故障。该技术对工况不敏感的特性尤其适合...

Hyeon-Uk Go · Sang-Hyeok Lee · Min-Seong Kim · Guangxu Zhou 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月

三相VIENNA整流器常长期运行于低功率待机状态，此时直流输出电压波动会降低系统性能与可靠性，因此轻载下的稳定性至关重要。由于VIENNA整流器具有单向导电特性，一旦开关导通，能量即从交流侧传至直流侧。本文提出在占空比中插入带间隔的零电平信号，以降低平均能量传输，减少导通时间并保持电流正弦特性。通过设定判据电压与电网电压绝对值比较来决定零电平插入时机，并建立判据电压与电流参考值之间的函数关系，实现零电平持续时间的动态调节。该策略无需依赖直流侧电流传感器判断工作状态，具有成本低、结构简单的优势。实...

解读: 该VIENNA整流器轻载优化技术对阳光电源车载OBC充电机和充电桩产品线具有直接应用价值。充电设备常处于待机或小功率充电状态，该区间控制策略通过动态零电平插入将轻载纹波率降至0-2%，无需额外电流传感器即可实现成本优化。技术可移植至ST储能变流器的双向AC/DC环节，改善储能系统待机损耗和电压稳定性...

Bo Tian · Ningbo Wang · Lu Liu · Yuanxin Lin 等8人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.288

摘要 不同的控制策略对农业光伏（PV）系统的整体性能具有显著影响。本研究采用人工神经网络（ANN）算法对数值天气预报（NWP）模型的太阳辐照度预测结果进行修正，并提出了以实现最优农作物产量和最优发电量为目标的创新性控制策略。结合法国的一个农业光伏项目，研究了不同控制策略下农业光伏系统的发电量、作物产量以及土地当量比（LER）。结果表明，与传统的太阳跟踪控制策略相比，最优产量控制策略的年发电量减少23%，LER值平均下降10%。而最优发电量控制策略相较于传统太阳跟踪控制策略，最高可实现单日发电增益...

解读: 该农光互补控制策略研究对阳光电源SG系列光伏逆变器及iSolarCloud平台具有重要应用价值。文中基于ANN算法的辐照预测与动态控制策略,可集成至我司MPPT优化算法中,实现发电与农业产出的智能平衡。研究显示优化发电策略可提升15.6%年发电量,验证了智能控制的经济性。建议将该多目标优化思路融入i...

Zhi-Ping Huanga1 · Hui-Lib1 · Wei-Ze Wang · Hu Li 等8人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.285

Sb2(S,Se)3是一种具有广阔前景的光伏材料，因其带隙可调、热稳定性高以及具备低成本制备潜力。然而，通过近距离升华法（CSS）制备的薄膜通常存在较多缺陷，从而降低器件效率。本研究引入锂（Li）掺杂以改善晶体质量、载流子浓度和电导率。通过熔盐处理将锂掺入升华源中，成功制备出均匀的Li-Sb2(S,Se)3薄膜。所制备的ITO/CdS/Li-Sb2(S,Se)3/PbS/碳基太阳能电池实现了6.18%的功率转换效率，显著优于未掺杂器件。本研究进一步系统分析了材料的光电性能，结果表明，锂掺杂能有效...

解读: 该Li掺杂Sb2(S,Se)3薄膜技术通过优化载流子浓度和能级匹配,将光伏转换效率提升至6.18%,为阳光电源SG系列光伏逆变器的上游组件技术提供创新思路。其降低非辐射复合、改善载流子提取的机制,可启发我司MPPT算法优化和弱光响应改进。碱金属掺杂提升薄膜导电性的方法,对PowerTitan储能系统...

Jiajun Han · Na Sun · Xinyi Pei · Rui Wang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年4月

我们展示了垂直结构的NiO/β -Ga₂O₃ p - n异质结二极管（HJDs），其击穿电压（VBR）高达3000 V，比导通电阻（Ron,sp）低至3.12 mΩ·cm²，由此得到的巴利加品质因数（FOM）为2.88 GW/cm²。具体而言，引入了一种通过注入轻质量氦原子形成的高效低损伤边缘终端（ET），以抑制HJDs p - n结处的高电场，从而将器件的VBR从1330 V提高到3000 V。对反向泄漏机制进行了拟合和分析，揭示了氦注入器件中不同的击穿机制。仿真结果证实，氦注入边缘终端能够有...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于β-Ga2O3材料的3 kV垂直p-n异质结二极管技术具有重要的战略意义。该器件实现了3000V击穿电压和3.12 mΩ·cm²的超低导通电阻，其2.88 GW/cm²的Baliga品质因数远超传统硅基器件，这对我们在光伏逆变器和储能系统中追求的高效率、高功率密度目...

Jingbo Han · Guoliang Li · Chong Zhu · Yansong Wang 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.393

摘要 以LiMnxNiyCozO2（NMC）为正极材料的能量型电池因其优异的能量密度特性，被广泛应用于电动汽车（EV）中。随着高功率应用场景的不断增加，研究能量型电池在高倍率放电条件下的老化机理，并对老化现象进行定量分析，已成为一项至关重要的任务。本研究首先在1C、2C和3C三种放电倍率下开展了加速老化实验，并结合多种宏观与微观测试技术，对电池老化的物理过程进行了系统深入的分析。结果表明，正极集流体溶解、铝元素在负极的沉积以及正极颗粒的破裂是导致容量衰减的主要原因。此外，通过将改进的巴特勒-伏尔...

解读: 该研究揭示的高倍率放电老化机制对阳光电源储能系统具有重要价值。针对正极集流体溶解、颗粒破裂等衰减机理,可优化PowerTitan储能系统的BMS热管理策略和充放电曲线设计。所建立的电化学-热-老化耦合模型可集成至iSolarCloud平台,实现全生命周期SOH精准预测和预防性维护。对ST系列PCS的...

Guojin Si · Tangbin Xi · Dong Wang · Nagi Gebraeel 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.379

摘要 风能持续成为增长最快的可再生能源来源，其中海上风电的开发在全球范围内发挥着关键作用。然而，一个重要的挑战是海上风电港口容量不足，可能导致安装和维护计划的延误。现有的运维（OAM）框架通常忽略了港口和船舶可用性受限所带来的约束，主要关注资源无限制条件下对维护调度的影响。为解决这一问题，本文提出一种新颖的以资源为中心的维护策略（RCMS），该策略纳入了多种资源条件对机会性维护调度及多类型船舶路径规划的影响。与传统的以设备健康状态为中心的维护策略不同，RCMS通过量化动态风速变化带来的机会来优化...

解读: 该资源中心维护策略对阳光电源海上风电储能系统(PowerTitan/ST系列PCS)具有重要借鉴价值。文中基于气象预测的动态调度优化思路可应用于iSolarCloud平台,通过整合风-光-储多资源协同调度,优化储能系统充放电策略与运维计划。特别是多端口协同调度方法可启发分布式储能集群的灵活资源配置,...

Huakang Tanga · Honglei Wang · Chengjiang Lia · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 高原风能发电在减少碳排放方面具有巨大潜力；然而，与其他可再生能源相比，其经济性仍需进一步提升。作为提高其经济可行性的有效途径，维护策略优化旨在降低单位千瓦时的维护成本并延长设备使用寿命。本文提出了一种考虑退化状态的高原风力发电机多目标维护决策优化模型。该模型包含以下三个方面：i）结合基于时间与基于状态的方法，对高原风力发电机的维护过程进行建模；ii）考虑复杂环境下随时间变化的维护成本；iii）采用多目标优化方法，寻找满足维护需求的最优策略。模型所考虑的复杂性主要包括：各设备状态运行持续时间...

解读: 该高原风电时变成本建模与维护优化技术对阳光电源风电变流器及智能运维平台具有重要借鉴价值。研究中的状态退化建模方法可应用于SG系列风电变流器的预测性维护,结合iSolarCloud平台实现设备全生命周期健康管理。多目标优化策略可降低24.07%维护成本并延长11.58%设备寿命,为阳光电源在高原等复杂...

Jiale Zhou · Haichen Liu · Xiwen Xu · Yao Wang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月

固态断路器（SSCB）被视为直流配电系统中具有变革潜力的技术，但在交流系统中的研究与应用较少，主要受限于与成熟机械断路器的竞争。本文提出一种集成软启动器、接触器、断路器及热继电器功能的三相SSCB，适用于电机控制中心（MCC）。重点探讨其电流保护、软启动与接触器功能，给出380 V/63 A SSCB的关键设计，包括半导体器件、压敏电阻（MOV）、缓冲电路与散热器选型，并分析MOV寿命。在200 A下验证了故障保护性能。提出新型软启动与软关断策略，关断时机由电网电压锁相环（PLL）相位决定，无需...

解读: 该SiC MOSFET固态断路器技术对阳光电源储能与充电桩产品线具有重要应用价值。其集成软启动、接触器、断路器多功能的设计理念可直接应用于PowerTitan储能系统的电池簇保护与并网控制，替代传统机械接触器，提升响应速度至微秒级。新型软启动/软关断策略基于PLL相位控制、无需电流传感器的特点，可优...

Lingfeng Tang · Haipeng Xi · Yongguan Wang · Zhanbo Xu · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.388

摘要 商业建筑中的供暖、通风与空调（HVAC）系统可作为灵活性资源，促进可再生能源在电力系统中的集成。然而，冷水机组复杂的运行特性以及水循环与空气循环耦合下的多区域热动态特性导致HVAC系统控制模型复杂度高，限制了其运行灵活性的充分挖掘。为解决该问题，本文提出一种融合物理感知深度学习的模型预测控制（MPC）方法，以实现面向需求响应的深度灵活商业建筑HVAC系统控制。首先，采用具有高逼近能力的深度学习模型捕捉冷水机组的运行特性，并结合物理约束模块以保证运行约束的满足；多区域热动态则利用基于先验建筑...

解读: 该物理感知深度学习MPC技术对阳光电源工商业储能系统具有重要应用价值。论文中HVAC柔性调控思路可迁移至ST系列PCS的需求响应场景:利用深度学习建模复杂负荷特性,结合物理约束保证设备安全运行;图卷积网络建模多区域热动态的方法,可借鉴用于PowerTitan多簇电池热管理协同优化;混合整数线性化嵌入...

Zimin Yang · Xiaosheng Peng · Xiaobin Zhang · Guoyuan Qin 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年5月

区域风电场低功率输出事件的准确预测对电力系统的电网调度至关重要。然而，传统的风电预测方法主要侧重于提高整体预测精度，因此很少单独讨论风电低功率输出事件。本文提出了一种创新的区域风电场日前低功率输出事件预测方法，该方法利用特征频谱，结合扩张因果卷积（DCC）和挤压 - 激励（SE）改进的ShuffleNet网络。首先，将时间序列区域特征转换为频谱图像，在特征创建和选择后，引入并讨论了三种可能的特征排列方式。其次，提出了DCC - SE - ShuffleNet轻量级深度学习神经网络作为低功率输出事...

解读: 该研究的深度学习预测方法对阳光电源的新能源发电及储能产品具有重要应用价值。特征谱分析与轻量级深度学习模型可集成到ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的控制系统中,提升功率预测精度。具体应用包括:(1)优化储能系统的充放电调度策略,提高PowerTitan等大型储能系统的经济性;(2)改进光伏/风电...

Yunwei Ryan Li · Wei Hua · Luca Zarri · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月

为实现《巴黎协定》将全球温升控制在2°C以内的目标，电动交通（e-mobility）迅速发展。然而，其电机驱动系统所耗电能仍部分来自化石能源，因此提升驱动系统能效成为实现净零排放的关键。本期特刊聚焦电机驱动在新材料、谐波抑制、电磁干扰抑制、智能控制、故障容错、能量管理及系统设计等方面的前沿进展，收录43篇高质量论文，涵盖提高能效的多种技术路径，推动电动交通可持续发展。

解读: 该特刊聚焦的电机驱动先进技术对阳光电源新能源汽车产品线具有直接应用价值。其中SiC/GaN器件应用、三电平拓扑技术可直接优化车载OBC充电机和电机驱动系统的功率密度与效率；PWM控制、SVPWM及模型预测控制MPC等智能控制算法可提升电机驱动精度和动态响应；谐波抑制与EMI抑制技术可改善充电桩的电能...

Zhanpeng Xiang · Zhongzhen Wang · Jiawei Yu · Ji Li · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.295

摘要 聚光光伏系统（CPVs）通过将阳光聚焦到太阳能电池上来发电。提高聚光比可以在环境辐射不足时维持系统的高功率输出。对于有效面积为1 cm²的太阳能电池，室外实验中的聚光比通常不超过1,000×。本研究开发了一种新型超高压聚光光伏系统（UHCPV），能够承受高达2,500×的太阳聚光比。系统中引入了光导装置以改善光斑的均匀性。采用微通道液冷散热器和离心风扇分别对电池的上表面和下表面进行冷却。通过数值模拟和室外实验研究验证了光导装置和冷却模块的有效性。结果表明，在900×聚光比下，与仅使用微通道...

解读: 该超高倍聚光光伏技术(2500×倍率)对阳光电源SG系列逆变器及热管理系统具有重要参考价值。研究中的微通道液冷+离心风扇双面散热方案,可借鉴至大功率PV逆变器及ST系列储能变流器的功率器件散热设计,特别是SiC/GaN器件在高功率密度应用中的温控优化。导光管提升光斑均匀性的思路,可启发MPPT算法在...