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用于高压直流输电的低电容三相串联模块化多电平变换器及其二次谐波电压注入与高电容电压纹波技术
Low-Capacitance Three-Phase Series-Connected Modular Multilevel Converter With Second Harmonic Voltage Injection and High Capacitor Voltage Ripples for HVDC Application
Haiyu Chen · Jinjun Liu · Sixing Du · Shuyao Lv 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年7月
为显著降低储能需求，本文提出了一种具有二次谐波电压注入和高电容电压纹波的低电容三相串联模块化多电平变换器（HR SC-MMC）。通过注入二次谐波电压降低了子模块电容电压的下限，从而实现了子模块电容的重新设计与小型化。
解读: 该技术通过二次谐波注入优化了MMC子模块的电容需求，对阳光电源的集中式逆变器及未来高压大功率储能系统（如PowerTitan系列）具有参考价值。虽然目前阳光电源产品线以组串式和标准模块化储能为主，但随着大功率、高电压等级储能系统的发展，该拓扑在降低系统体积、提升功率密度方面具有潜在应用前景。建议研发...
一种具有电容电压自平衡功能的Z型模块化多电平变换器
A Novel Z-Type Modular Multilevel Converter With Capacitor Voltage Self-Balancing for Grid-Tied Applications
Tong Zheng · Congzhe Gao · Xiangdong Liu · Xiaozhong Liao 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月
模块化多电平变换器（MMC）是中高压并网应用的有效方案，但其包含大量浮动电容，电压平衡控制复杂且计算负担重。本文提出一种新型Z型MMC拓扑，通过结构优化实现电容电压自平衡，有效降低了控制系统的计算复杂度，提升了系统在并网应用中的可靠性与效率。
解读: 该研究提出的Z型MMC拓扑及其自平衡控制策略，对阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。随着光伏与储能系统向更高电压等级（如1500V甚至更高）发展，MMC拓扑的控制复杂度和计算资源消耗是制约成本与性能的关键。该技术通过拓扑创新简化了电容电压平衡控制，...
一种用于低速无传感器内置式永磁同步电机控制的新型计算高效有限位置集锁相环
A Novel Computationally Efficient Finite Position Set-Phase Locked Loop for Low-Speed Sensorless IPMSM Control
Shuo Chen · Xindong Yu · Xiang Wu · Chao Li 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月
本文提出了一种用于低速无传感器内置式永磁同步电机（IPMSM）控制的新型计算高效有限位置集锁相环（FPS-PLL）。通过基于电流响应复数运算设计的新型等效位置误差，推导出了改进的牛顿迭代公式，实现了全计算范围内的快速收敛，有效提升了低速段的控制精度与计算效率。
解读: 该技术主要应用于永磁同步电机（PMSM）的无传感器控制，属于电机驱动底层算法优化。阳光电源的业务主要聚焦于光伏逆变器、储能PCS及风电变流器，虽然核心功率变换技术与电机控制在控制理论（如PLL、PWM、观测器）上有共通之处，但该算法直接应用于阳光电源现有产品线的可能性较低。不过，该算法在计算效率上的...
一种应用于储能系统的模型预测控制双向四象限飞跨电容DC/DC变换器
A Model Predictive Controlled Bidirectional Four Quadrant Flying Capacitor DC/DC Converter Applied in Energy Storage System
Kaitao Bi · Huayang Lv · Liang Chen · Jianfei Li 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年7月
储能系统在光伏发电中对确保功率稳定至关重要。本文提出了一种飞跨电容双向Buck-Boost变换器（FCBBC），旨在使储能系统在宽直流母线电压波动条件下实现四象限运行。通过对称调制策略，该变换器可实现平滑切换。
解读: 该研究提出的FCBBC拓扑及模型预测控制策略，与阳光电源PowerTitan和PowerStack系列储能变流器（PCS）的技术演进高度契合。随着储能系统对高功率密度和宽电压范围适应性的要求提升，飞跨电容技术能有效降低开关应力并减小滤波电感体积，有助于进一步优化PowerTitan系列产品的成本与效...
基于单级SR-DAB的双向AC/DC变换器简单高精度控制
Control of Single-Stage SR-DAB-Based Bidirectional AC/DC Converter With Simplicity and High Accuracy
Daorong Lu · Chang Zhu · Zhangyi Wang · Jianyang Chen 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年7月
本文提出了一种用于基于串联谐振双有源桥（SR-DAB）的单级AC/DC变换器的新型控制策略，结合了扩展移相与变频调制。基于基波分析法（FHA），提出了一种简单的内/外移相及开关频率控制算法，旨在实现功率因数校正（PFC）、近最小槽路电流及零电压开关，从而提升系统效率与控制精度。
解读: 该技术对阳光电源的储能变流器（PCS）及户用光储一体机产品线具有重要参考价值。单级SR-DAB拓扑通过减少功率变换级数，能显著提升系统功率密度并降低成本，这与阳光电源PowerStack及户用储能系统追求高效率、小型化的趋势高度契合。文中提出的变频与移相混合控制策略，有助于优化储能系统在宽电压范围下...
一种具有混合自适应死区控制和峰值延迟控制的高效GaN驱动器
A High-Efficient GaN Driver With Hybrid Adaptive Dead-Time Control and Peak Delay Control for Synchronous Buck Converter
Yilun Cai · Dan Ye · Wenzhao Lv · Zhuojun Chen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年1月
本文提出了一种适用于1-10 MHz开关频率的GaN驱动器，旨在实现高效可靠的功率转换。通过采用数字延迟粗调与模拟延迟微调相结合的混合自适应死区控制技术，有效解决了高频下死区时间与效率之间的权衡问题，显著提升了同步Buck变换器的性能。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器及小型化储能系统（如PowerStack）具有重要参考价值。随着功率密度要求的提升，高频化是逆变器小型化的关键，而GaN器件的驱动技术是实现高频高效的核心瓶颈。该混合死区控制方案能有效降低GaN器件在高频开关下的损耗，提升整机效率。建议研发团队关注该驱动架构在轻量化、...
一种用于高温应用、低热应力的SiC功率模块双面冷却无键合线封装结构
A Low-Thermal-Stress Double-Sided Cooling Wire-Bondless Package Structure of SiC Power Modules for High-Temperature Applications
Baihan Liu · Cai Chen · Jianwei Lv · Shuangxi Zhu 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
为发挥碳化硅（SiC）的高温耐受优势，传统封装结构已难以满足需求。本文提出一种双面冷却（DSC）无键合线封装结构，消除了传统封装中可靠性薄弱的键合线，并具备低寄生电感和优异的热性能，为高温功率模块设计提供了新方案。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有重大战略意义。在组串式逆变器和PowerTitan系列储能PCS中，SiC器件的应用已成为提升功率密度和效率的关键。该双面冷却无键合线封装技术能显著降低寄生电感，有效抑制开关过电压，并提升模块在高温环境下的可靠性。建议研发团队关注此封装工艺在下一代高功率密度光伏逆变器...
一种用于光伏系统接入中压直流电网的新型容错拓扑结构
A Novel Fault-Tolerant Topology for MVDC Grids Interface of Photovoltaic Generation Systems
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...
用于SiC功率MOSFET的低压GaN HEMT栅极驱动器设计以降低开关损耗及提供栅极保护
Gate Driver Design for SiC Power MOSFETs With a Low-Voltage GaN HEMT for Switching Loss Reduction and Gate Protection
Ji Shu · Jiahui Sun · Zheyang Zheng · Kevin J. Chen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
本文针对SiC MOSFET栅极回路寄生电感引起的误导通、栅极过压及开关速度受限等问题，提出了一种采用低压GaN HEMT进行米勒钳位的单极性栅极驱动电路设计，旨在优化开关性能并增强栅极保护能力。
解读: 随着阳光电源在光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统中大规模应用SiC MOSFET以提升功率密度和效率，栅极驱动电路的可靠性与开关性能至关重要。该研究提出的GaN HEMT米勒钳位技术，能有效抑制SiC器件在高频开关下的误导通风险，并优化开关损耗。建议研发团队在下一代高功率...
一种具有ZCS和电流整形能力的高变比模块化多电平谐振DC/DC变换器
A Quasi-Square-Wave Modular Multilevel Resonant DC/DC Converter With ZCS and Current-Shaping Capacity for High Step-Ratio Application
Haozhe Jin · Wu Chen · Shuai Shao · Liangcai Shu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年1月
本文提出了一种用于直流电网互联的高变比模块化多电平谐振DC/DC变换器。该拓扑在低压侧采用两个全桥并联，高压侧采用两个子模块串联，通过谐振网络实现了零电流开关（ZCS）和电流整形能力，有效解决了低压直流与中压直流母线互联的高变比转换需求。
解读: 该技术在高压直流输电及大型储能系统领域具有重要应用潜力。阳光电源的PowerTitan系列液冷储能系统及大型集中式光伏/储能PCS，在面对更高电压等级的直流母线接入时，对高效率、高功率密度的DC/DC变换器有迫切需求。该拓扑的模块化设计和ZCS特性有助于降低开关损耗，提升系统整体效率。建议研发团队关...
一种基于Qdesat转移检测且具有鲁棒dv/dt抗扰性的高压SiC MOSFET超快短路保护方案
An Ultrafast Short-Circuit Protection for High-Voltage SiC MOSFETs Based on Qdesat-Transfer Detection With Robust dv/dt Noise Immunity
Qiling Chen · Hong Zhang · Dingkun Ma · Tianshu Yuan 等11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
本文提出了一种针对高压（>3.3 kV）SiC MOSFET的超快短路保护（SCP）方案。通过引入基于Qdesat转移的传感机制，该方案在面对高dv/dt噪声时表现出极强的抗扰性。该方法利用高dv/dt期间转移的Qdesat间接检测漏源电压降幅，从而判断MOSFET是否处于正常导通状态。
解读: 该技术对于阳光电源的高压功率变换产品至关重要。随着公司在大型地面光伏电站及高压储能系统（如PowerTitan系列）中逐步引入更高电压等级的SiC器件，短路保护的响应速度与抗干扰能力直接决定了系统的可靠性。该方案提出的Qdesat转移检测技术能有效解决高压SiC器件在高频开关下的误触发问题，建议研发...
基于双光束同步激发的钒掺杂4H-SiC光电导开关中的均匀电流密度与热分布
Uniform Current Density and Thermal Distribution in Vanadium-Doped 4H-SiC PCSS Based on Dual-Beam Synchronous Excitation
Shengtao Chen · Ming Xu · Ruidong Lv · Li Sun 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年10月
缓解电流拥挤现象和提高热分布均匀性对于碳化硅光电导开关（SiC PCSS）的高功率应用具有重要意义。通过改变532 nm脉冲激光束的光路，研究了垂直电极结构的掺钒4H - SiC PCSS的瞬态输出特性。此外，建立了多物理场耦合模型，以模拟PCSS导通期间内部的电流密度和发热分布。结果表明，双脉冲激光束（双光束）同步激发显著降低了电极 - 半导体 - 绝缘体三相点处的峰值电流密度和温度，促进了这些参数在衬底内更均匀的分布，且不会影响PCSS的瞬态输出特性。
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于碳化硅光导开关（SiC PCSS）的研究具有重要的技术参考价值。碳化硅作为第三代半导体材料，已在我们的光伏逆变器和储能变流器中得到广泛应用，而该研究探索的光导开关技术代表了功率器件的另一发展方向。 该论文提出的双光束同步激发技术，通过优化电流密度和热分布均匀性，有...
面向可调容量差异抑制的电池储能系统分布式均衡分组功率控制
Distributed Balanced Grouping Power Control for Battery Energy Storage Systems to Mitigate Adjustable Capacity Discrepancy
Yang Yu · Boxiao Wang · Menglu Li · Tingyan Lv 等5人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年4月 · Vol.40
针对电池储能系统（BESS）中电池组间可调容量差异（ACD）导致响应慢、精度低等问题，本文提出基于二部图分组的分布式功率控制策略，构建ACD评估模型，设计新型分组分配机制，并改进二部共识算法（IBCA）以压缩通信延迟、提升迭代速度与SOC均衡性。仿真与实验验证其有效性。
解读: 该研究高度契合阳光电源ST系列PCS及PowerTitan大型储能系统的多簇协同控制需求，尤其适用于多PACK并联场景下的功率动态均衡与SOC一致性管理。IBCA算法可嵌入iSolarCloud智能运维平台实现边缘侧实时协同控制，提升PowerStack系统在调峰调频工况下的响应精度与寿命。建议在下...
用于缓解可调容量差异的分布式均衡分组功率控制
Distributed Balanced Grouping Power Control for Battery Energy Storage Systems to Mitigate Adjustable Capacity Discrepancy
Yang Yu · Boxiao Wang · Menglu Li · Tingyan Lv 等5人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年4月
摘要：电池储能系统（BESS）的传统分组控制策略常常面临可调容量差异（ACD）问题，同时存在运行速度和精度降低的情况，尤其是在存在延迟的环境中。为应对这些挑战，本文提出了一种基于二分分组的电池储能系统分布式分组功率控制策略。首先，分析了电池储能系统中电池组（BG）可调容量差异的成因。建立了可调容量差异评估模型，以研究电池组之间的有限竞争关系，并引入了一种新的电池储能系统分组分配机制。其次，采用归一化变换矩阵，将二分一致性算法（BCA）应用于功率控制。通过对拉普拉斯矩阵进行改进，以压缩延迟并提高迭...
解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，该论文提出的分布式平衡分组功率控制策略具有重要的工程应用价值。当前我司大规模储能系统普遍采用多组电池并联运行架构，论文所指出的"可调容量差异"(ACD)问题在实际项目中确实存在——不同电池组因老化程度、温度分布、初始荷电状态差异导致的可用容量不均衡，会直接影响系统整体...
基于三相四桥臂逆变器的开关磁阻电机有限控制集模型预测转矩控制
Finite Control Set Model Predictive Torque Control of Switched Reluctance Motor Based on Three-Phase Four-Leg Inverter
Dexu Lv · Wen Ding · Yangfan Wang · Kai Wang 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年4月
本文提出一种基于三相四桥臂逆变器的有限控制集模型预测转矩控制（FCS MPTC）方案，以抑制转矩脉动并减少换相区域初始阶段的电流急剧下降。首先，分析了三相四桥臂拓扑的工作模式，并根据开关磁阻电机（SRM）在该拓扑上的运行情况进行扇区划分。然后，利用勒-于伊（Le - Huy）模型和候选电压矢量推导了单相导通区域的电流和转矩预测模型。所提出的FCS MPTC方案利用换相阶段两相电流相等的特性，解决了换相区域相电压预测困难的问题，实现了全周期FCS MPTC。此外，为在确保抑制转矩脉动的同时减轻计算...
解读: 从阳光电源业务视角来看，这项基于三相四桥臂逆变器的开关磁阻电机有限集模型预测转矩控制技术具有重要的战略参考价值。该技术通过优化控制策略实现转矩脉动抑制和换相区电流控制，其核心思路与我司在光伏逆变器和储能变流器领域追求的高效率、低谐波控制目标高度契合。 从技术迁移角度分析，该论文提出的预测控制算法和...
通过用户侧数据篡改对耦合电-交通网络的网络攻击
Cyberattack on Coupled Power-Transportation Networks via User-side Data Falsifications
Si Lv · Sheng Chen · Qiuwei Wu · Zhinong Wei 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年9月
先进信息通信技术的应用使电力与交通系统面临网络攻击风险。现有研究多关注网络设备层面的脆弱性，而忽视了用户侧的潜在威胁。本文揭示了一种通过篡改用户侧数据来破坏电-交通耦合系统运行的攻击策略。攻击者可入侵导航应用，伪造路径与充电站推荐，诱导交通与充电流分布，引发系统不安全运行。本文将攻击决策建模为二元变量，并通过互补约束松弛为连续变量，将原混合整数问题转化为带互补约束的数学规划（MPCC），进而设计带有反馈机制的增强迭代松弛算法，有效识别并修正非光滑松弛，提升收敛质量。数值实验验证了用户侧网络漏洞对...
解读: 该研究揭示的用户侧数据篡改攻击对阳光电源充电桩业务具有重要安全警示价值。攻击者可通过伪造导航推荐诱导充电流分布失衡，直接威胁充电站运营安全。建议在充电桩产品中集成多维度异常检测机制：1）在充电桩控制器中部署实时负荷预测模型，识别异常充电请求聚集；2）结合iSolarCloud云平台构建区域充电流监控...
采用二倍频电压注入与高电容电压纹波的低电容三相串联模块化多电平变换器用于高压直流输电
Low-Capacitance Three-Phase Series-Connected Modular Multilevel Converter With Second Harmonic Voltage Injection and High Capacitor Voltage Ripples for HVDC Application
Haiyu Chen · Jinjun Liu · Sixing Du · Shuyao Lv 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月
为显著降低储能需求，本文提出一种注入二次谐波电压且电容电压纹波较大的低电容三相串联模块化多电平换流器（HR SC - MMC）。通过注入二次谐波电压降低了电容电压下限。基于这一新的下限，可以重新设计子模块电容，通过允许较大电容电压纹波运行实现电容值的大幅降低。略微降低电容电压的直流分量以保持电容电压峰值不变。本文介绍了控制和设计方法，以确保子模块电容电压在整个运行范围内都大于下限值。对比结果表明，HR SC - MMC 有效减小了换流阀体积和成本，避免了总功率损耗的大幅增加，且保持了开关安装容量...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项低电容三相串联模块化多电平换流器技术具有重要的战略价值。该技术通过二次谐波电压注入和高电容电压纹波运行，显著降低了储能需求，这与我们在光伏逆变器和储能系统领域追求高功率密度、低成本的技术路线高度契合。 在高压直流输电应用场景中，该技术实现了阀组体积和成本的有效降低，同...
p-GaN栅极HEMT在高功率微波辐照下的退化行为与机理分析
Analysis of Degradation Behavior and Mechanism of p-GaN Gate HEMT Under High-Power Microwave Irradiation
Mingen Lv · Jing Xiao · Ming Tao · Yijun Shi 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年6月
本研究对p型氮化镓（GaN）栅高电子迁移率晶体管（HEMT）在高功率微波（HPM）辐照下的电学特性退化行为进行了研究。基于1/f噪声方法对p-GaN栅HEMT在HPM辐照前后进行了陷阱分析。实验结果表明，HPM辐照下p-GaN栅HEMT的阈值电压明显低于未辐照的新器件，亚阈值摆幅大于新器件。栅极漏电流的最大变化量增大了一个数量级。随着HPM功率和辐照时间的增加，p-GaN栅HEMT器件的退化现象愈发严重。1/f噪声测试结果显示，HPM辐照下p-GaN栅HEMT的输入参考平带谱噪声密度增加了一倍。...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于p-GaN栅极HEMT器件在高功率微波辐照下退化机理的研究具有重要的工程应用价值。作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商，阳光电源的核心产品大量采用GaN基功率器件以实现高效率、高功率密度的电能转换。 该研究揭示的关键问题直接关系到我们产品的可靠性设计。研究发现...
基于加速湿热老化试验的TOPCon组件寿命预测
Lifetime Prediction of TOPCon Modules Based on Accelerated Damp Heat Life Tests
Junwei Duan · Lixia Yang · Hao Jiang · Ruirui Lv 等13人 · IEEE Journal of Photovoltaics · 2026年1月 · Vol.16
本文提出融合改进Peck模型与Sigmoid退化函数的加速老化模型，结合粒子群优化标定参数，精准预测TOPCon组件在湿热、HAST及mPCT下的功率衰减（RMSE=0.7%）。揭示DH退化主因是栅线腐蚀导致FF下降，并证实POE封装较EVA可延长服役寿命23年。
解读: 该研究直接支撑阳光电源TOPCon兼容型组串式逆变器（如SG3125HV）及iSolarCloud智能运维平台的长期可靠性设计与质保策略优化。POE封装寿命优势为阳光电源PowerTitan储能系统配套光伏侧提供更高匹配可靠性；建议在海南等高湿地区项目中优先推荐POE封装组件+SG逆变器组合，并将模...
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