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一种低损耗电压钳位型直流故障限流器
A Voltage-Clamping Type DC Fault Current Limiter With Low Power Losses
Junjie Zhou · Shunliang Wang · Junpeng Ma · Jiefan Bi 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
本文提出了一种低损耗电压钳位型直流故障限流器（VC-FCL）。该拓扑结构在正常工作状态下几乎无损耗，有效解决了传统限流器引入额外阻抗导致的系统损耗增加、过电压及动态性能下降等问题，在直流故障保护领域具有显著优势。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及直流微电网解决方案具有重要参考价值。直流侧故障保护是高压储能系统安全的核心，该拓扑的低损耗特性有助于提升系统整体转换效率，同时其电压钳位能力能有效保护PCS内部功率器件免受故障冲击。建议研发团队评估该拓扑在大型储能电站直流侧...
一种基于级联子模块的直流斩波器梯形调制策略
A Trapezoidal Modulation Strategy for Cascaded Submodule-Based DC Chopper Using Exclusively Half-Bridge Topology
Wentao Li · Shunliang Wang · Hao Tu · Junpeng Ma 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
本文针对海上风电直流输电系统中的级联子模块直流斩波器（DCC），提出了一种梯形调制策略。该策略旨在解决传统正弦调制在处理大规模功率盈余时，需通过子模块电容充放电提供负电压带来的局限性，优化了半桥拓扑在故障穿越期间的控制性能。
解读: 该研究针对海上风电直流输电系统的故障穿越（FRT）关键技术，对阳光电源的风电变流器及海上风电配套系统具有重要参考价值。通过优化级联子模块的调制策略，能够提升直流斩波器在极端工况下的功率处理能力与系统稳定性。建议研发团队关注该梯形调制策略在海上风电变流器直流侧过压抑制中的应用，以提升系统在弱电网或故障...
一种由压电换能器辅助实现10mV冷启动且峰值效率达82.7%的热电能量采集系统
A Thermoelectric Energy Harvesting System Assisted by a Piezoelectric Transducer Achieving 10-mV Cold-Startup and 82.7% Peak Efficiency
Tianqi Lu · Ruizhi Wang · Zhong Tang · Yiwei Zou 等13人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
本文提出了一种10mV启动电压的热电能量采集系统，利用压电发电机（PEG）作为冷启动辅助。该方案针对同时存在热能与动能的环境，通过PEG提供时钟信号实现系统启动。得益于PEG的高输出阻抗特性，该系统在极低电压下展现了优异的启动性能与转换效率。
解读: 该技术主要涉及微功率能量采集与超低电压启动电路，与阳光电源现有的兆瓦级光伏逆变器及大容量储能系统（如PowerTitan）在功率等级上差异巨大。然而，其“冷启动”与“低电压启动”的设计理念对阳光电源的iSolarCloud智能运维平台中的无线传感器节点、分布式监测终端或储能系统的BMS辅助电源设计具...
基于二维相图的混合并联变换器暂态稳定性分析
Transient Stability Analysis for Hybrid Parallel-Connected Converters by Two-Dimensional Phase Portrait
Shunliang Wang · Aobo Jiang · Junpeng Ma · Peng Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年6月
本文针对由跟网型（GFL）和构网型（GFM）变换器组成的混合并联系统，提出了一种基于二维相图的暂态同步稳定性分析方法。该方法克服了传统分析中无法清晰揭示多变换器间暂态耦合动态的局限性，为高阶非线性电力电子系统的稳定性评估提供了新视角。
解读: 随着阳光电源PowerTitan、PowerStack等储能系统及大型光伏电站中GFM与GFL混合并联场景的增加，系统暂态稳定性成为核心挑战。本文提出的二维相图分析法可有效指导阳光电源在弱电网或高比例可再生能源接入场景下的控制策略优化。建议研发团队将此方法应用于iSolarCloud的仿真模型校验，...
一种结合SCR和IGBT的有源Z源直流断路器
An Active Z-Source DC Circuit Breaker Combined With SCR and IGBT
Ji Shu · Shunliang Wang · Junpeng Ma · Tianqi Liu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年10月
针对传统基于IGBT的直流断路器（DCCB）成本高昂的问题，本文提出了一种结合IGBT与SCR的有源Z源直流断路器（AZ-DCCB）。该拓扑利用SCR的低导通损耗特性与IGBT的主动关断能力，解决了SCR作为半控型器件无法主动关断的局限，为直流系统保护提供了更具成本效益的方案。
解读: 该技术对阳光电源的直流侧保护方案具有重要参考价值。在PowerTitan等大型储能系统及光伏直流汇流箱中，直流侧故障保护是核心安全环节。目前主流方案多依赖高成本IGBT，该AZ-DCCB拓扑通过SCR与IGBT的混合使用，有望在保证主动关断能力的同时显著降低系统BOM成本。建议研发团队评估该拓扑在兆...
不平衡工况下级联H桥逆变器闭环边带谐波抑制
The Closed-Loop Sideband Harmonic Suppression for CHB Inverter With Unbalanced Operation
Ning Jiao · Shunliang Wang · Junpeng Ma · Xiang Chen 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月
针对基于单极性倍频移相PWM（PS-PWM）的N单元级联H桥（CHB）逆变器，在直流电压不平衡或调制比不一致的工况下，输出电压存在畸变且谐波难以抑制的问题，本文提出了一种基于PS-PWM的闭环谐波抑制方案，有效提升了复杂工况下的电能质量。
解读: 该研究针对级联H桥（CHB）拓扑在不平衡工况下的谐波抑制问题，对阳光电源的大功率组串式逆变器及中压光伏并网解决方案具有重要参考价值。在大型地面电站中，由于光伏组串遮挡或组件老化导致的直流侧电压不平衡，常会引发输出谐波增加。该闭环控制策略可优化逆变器在非理想工况下的输出性能，提升电网适应性。建议研发团...
基于负电阻的锂离子电池储能系统电网惯量支撑等效电路模型
Negative Resistor-Based Equivalent Circuit Model of Lithium-Ion Battery Energy Storage System for Grid Inertia Support
Yunteng Dai · Qiao Peng · Tianqi Liu · Jinhao Meng 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
本文针对现有等效电路模型（ECM）无法准确表征惯量支撑工况（ISWC）下电池阻抗的问题，提出了一种基于负电阻的新型BESS等效电路模型。该模型能有效提升储能系统在电网惯量支撑应用中的建模精度与控制性能。
解读: 该研究直接服务于阳光电源PowerTitan及ST系列PCS等大容量储能产品。随着电网对构网型（Grid-Forming）技术要求的提升，储能系统需具备模拟同步发电机惯量的能力。该基于负电阻的建模方法能更精准地描述电池在动态惯量支撑下的阻抗特性，有助于优化PCS的控制算法，提升系统在弱电网环境下的稳...
一种具有小体积、低成本和直流故障阻断能力的非对称混合桥臂模块化多电平变换器
An Asymmetric Hybrid Phase-Leg Modular Multilevel Converter With Small Volume, Low Cost, and DC Fault-Blocking Capability
Rui Zhang · Shunliang Wang · Junpeng Ma · Yajie Jiang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
本文提出了一种非对称混合桥臂模块化多电平变换器（AHPL-MMC）。该拓扑旨在解决传统半桥子模块MMC（HB-MMC）在高压直流支撑电容或非标准变压器使用上的局限性，通过优化桥臂结构，在保持高功率密度和成本效益的同时，实现了直流故障阻断能力，提升了系统的可靠性与集成度。
解读: 该拓扑对于阳光电源的储能系统（如PowerTitan系列）及大型地面光伏电站的集中式逆变器具有重要参考价值。直流故障阻断能力是高压储能系统安全性的核心诉求，AHPL-MMC通过优化桥臂结构降低了电容需求，有助于进一步提升系统功率密度并降低BOM成本。建议研发团队评估该拓扑在兆瓦级储能变流器（PCS）...
一种采用LC谐振电路增强功能的新型多端口混合直流断路器
A Novel Multiport Hybrid DCCB Employing an LC Resonant Circuit for Enhanced Functionality
Shunliang Wang · Jihong Zhou · Qingming Xin · Kejun Qin 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月
本文提出了一种基于晶闸管的新型多端口混合直流断路器（T-MHCB），旨在解决传统多端口混合直流断路器（M-HCB）中主断路器（MB）依赖昂贵全控型半导体器件的问题。通过引入LC谐振电路，该拓扑实现了更高效的故障电流开断，降低了系统成本，提升了多端直流电网的保护能力。
解读: 该技术主要针对直流电网的保护方案，对于阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及大型直流微电网解决方案具有参考价值。随着储能系统向高压直流侧并网发展，直流侧故障保护至关重要。该拓扑通过晶闸管替代全控型器件，有助于降低大型储能电站直流汇流侧的保护成本。建议研发团队关注其在直流...
面向宽范围短路比的构网型电压源变换器功率自同步控制
Power Self-Synchronization Control of Grid-Forming Voltage-Source Converters Against a Wide Range of Short-Circuit Ratio
Peng Wang · Junpeng Ma · Rui Zhang · Shunliang Wang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月
针对功率同步控制（PSC）在强电网下易失稳的问题，本文提出了一种功率自同步控制（PSSC）策略。该方法使电压源变换器（VSC）能够在短路比（SCR）从1到无穷大的宽范围内稳定运行，有效提升了构网型逆变器在弱电网及强电网环境下的适应能力。
解读: 该技术对阳光电源的构网型（GFM）产品线具有极高价值。目前阳光电源的PowerTitan储能系统及大型组串式逆变器正向构网型技术演进，以支撑高比例可再生能源电网。PSSC策略解决了传统控制在弱电网（如偏远光伏电站）下的稳定性瓶颈，并兼顾了强电网下的运行性能。建议研发团队将其集成至iSolarClou...
负载不平衡条件下单电压传感器级联H桥整流器直流母线电压数字采样
DC-Link Voltages Digital Sampling for Cascaded H-Bridge Rectifiers With Single Voltage Sensor Under Loads Unbalanced Condition
Yushi Yang · Junpeng Ma · Shunliang Wang · Zhong Wang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年1月
级联H桥整流器（CHBR）通常需为每个单元配置直流电压传感器以实现电容电压平衡，增加了系统成本。本文提出一种基于滑动窗口递归最小二乘法（RLS）的直流电压数字采样策略，仅需单个电压传感器即可实现多单元电压估计，有效降低了硬件成本与系统复杂性。
解读: 该技术对阳光电源的集中式逆变器及大型储能变流器（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。在多模块级联拓扑中，传感器数量的减少不仅能显著降低BOM成本，还能提升系统可靠性并简化布线。建议研发团队评估该算法在动态负载下的收敛速度与精度，探索将其应用于高压大功率PCS产品中，以优化电容电压平衡控制策...
基于移相载波脉宽调制
PSC-PWM）的单相级联H桥逆变器实时计算方法
Junpeng Ma · Xiongfei Wang · Frede Blaabjerg · Wensheng Song 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年1月
数字控制中计算延迟和占空比更新滞后会降低电力变换器的动态性能。本文提出了一种针对采用移相载波脉宽调制（PSC-PWM）的单相级联H桥（CHB）逆变器的实时计算方法，旨在消除数字计算带来的时间延迟，从而提升系统的动态响应能力。
解读: 该研究针对级联H桥（CHB）拓扑的实时控制优化，对阳光电源的高压大功率光伏逆变器及储能变流器（PCS）具有重要参考价值。CHB拓扑常用于中高压并网场景，通过消除数字计算延迟，可显著提升逆变器在弱电网环境下的动态稳定性及对电网扰动的响应速度。建议研发团队将其应用于大功率组串式逆变器或储能系统控制算法的...
基于直接多峰P-V曲线拟合的光伏系统全局灵活功率控制
Global Flexible Power Control of Photovoltaic Systems Under Partial Shading Conditions Based on Direct Multipeak P-V Curve-Fitting
Qiao Peng · Jun Yang · Xinyu Wan · Tianqi Liu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年7月
针对局部阴影条件下（PSC）光伏系统P-V曲线呈现多峰特性，导致灵活功率控制（FPC）困难的问题，本文提出了一种基于直接多峰曲线拟合的全局FPC方法。该方法通过优化的搜索跳跃策略，能够更准确、灵活地追踪光伏系统在复杂阴影环境下的最优运行点。
解读: 该研究直接针对光伏逆变器在复杂阴影环境下的核心痛点，对阳光电源的组串式逆变器（如SG系列）具有极高的应用价值。在工商业及地面光伏电站中，局部阴影常导致发电效率下降，该算法能显著提升逆变器在多峰条件下的MPPT追踪精度与响应速度。建议研发团队将其集成至iSolarCloud智能运维平台及逆变器控制固件...
基于峰值运行模式匹配的锂离子电池储能系统在线快速频率响应容量估计
Peak Operation Mode-Matching Online Fast Frequency Response Capacity Estimation for Lithium-ion Battery Energy Storage System
Shaoxin Shi · Qiao Peng · Tianqi Liu · Jinhao Meng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年12月
快速频率响应容量（FFRC）对于电池储能系统（BESS）的频率支撑性能和安全运行至关重要。传统方法无法匹配电网特定的快速频率响应（FFR）要求，导致评估保守或因估计不准确而产生惩罚。本文提出了一种适用于电池储能系统的峰值运行模式（POM）匹配在线FFRC估计方法。建立了基于弹性电阻的等效电路模型，以解决FFR - POM期间强非线性阻抗行为下的建模不准确问题。然后，开发了一种阻抗构建方法以获得连续的阻抗曲线，在此基础上通过多约束下的迭代搜索实现了在线FFRC估计。实验结果证明了所提方法在各种条件...
解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，该论文提出的峰值运行模式匹配的快速频率响应容量（FFRC）在线估算方法具有重要的工程应用价值。当前，我司储能系统在参与电网调频服务时，面临着响应能力评估不精确导致的两难困境：保守估计会降低系统经济性，而过度乐观则可能引发考核惩罚甚至安全风险。 该技术的核心创新在于针...
基于二维相图的混合并联变流器暂态稳定性分析
Transient Stability Analysis for Hybrid Parallel-Connected Converters by Two-Dimensional Phase Portrait
Shunliang Wang · Aobo Jiang · Junpeng Ma · Peng Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年6月
在进行暂态同步稳定性分析时，由跟网型（GFL）和构网型（GFM）变流器组成的混合并联系统可被表征为高阶非线性动态系统，现有方法无法对其进行清晰分析。现有方法分别对每个变流器的功角进行分析，未能阐明不同变流器之间功角的暂态耦合动态过程。为填补这一空白，本文通过保结构降维映射提出了一种二维相图方法，该方法能有效揭示 GFM 变流器和 GFL 变流器之间的交互动态。所提方法详细阐述了影响暂态稳定的四类因素。此外，通过应用二维相图揭示了限流策略对暂态稳定性的影响。最后，提供了实验结果以验证理论分析。
解读: 从阳光电源的业务角度来看，这项关于混合并联变流器暂态稳定性分析的研究具有重要的实用价值。当前，我们的光伏逆变器产品线同时涵盖跟网型（GFL）和构网型（GFM）技术路线，而在大型光伏电站和储能电站中，这两类变流器往往需要混合并联运行。该论文提出的二维相位图分析方法，为我们理解和优化这种复杂系统的暂态同...
弱电网条件下近区构网型变流器的稳定性判据
Stability Criterion for Near-Area Grid-Forming Converters Under the Weak Grid Condition
Peng Wang · Junpeng Ma · Rui Zhang · Shunliang Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
本文引入了一种简化的稳定性判据，以系统地研究构网型风力发电机（GFM - WTG）之间，尤其是同一风电场内的相互作用机制。为了阐明在相同条件和控制器参数下运行的多个GFM - WTG之间的相互作用机制，本文提出了共模和差模电流、电压及阻抗的概念，这极大地简化了稳定性判据。由于忽略了基于GFM的永磁同步发电机机侧变流器的内部动态特性，因此可将GFM - WTG简化为基于GFM的电压源逆变器（GFM - VSI），且不失一般性。该稳定性判据揭示了共模和差模电流的特性，从而能够识别导致系统不稳定的主要...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的构网型变流器稳定性判据具有重要的工程应用价值。随着公司在光伏、储能及风电领域的深度布局，构网型（Grid-Forming）技术已成为弱电网环境下保障系统稳定运行的核心解决方案。 该研究的核心贡献在于通过共模-差模分解方法，将多台构网型设备间复杂的交互机理简化...
SiC功率MOSFET中单粒子烧毁的热动力学
Thermal Dynamic of Single-Event Burnout in SiC Power MOSFETs
Yiping Xiao · Chaoming Liu · Leshan Qiu · Mingzheng Wang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年11月
单粒子烧毁（SEB）在碳化硅（SiC）金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）应用于航空航天环境时对其构成了重大威胁，通过离子诱发的热失控效应导致器件永久性功能失效以及系统层面的风险。然而，目前对于详细的热响应过程和触发机制仍缺乏充分的了解。在本研究中，采用了一种新颖的限流方法来研究SiC MOSFET的SEB损伤演化过程和机制。实验结果表明，SEB事件可分为三个不同阶段：首先是p - n结处的初始损伤，随后损伤转移至源极金属/SiC拐角处，在此处晶格共晶引发p - n结退化加剧，最后当n ...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于SiC功率MOSFET单粒子烧毁（SEB）的研究具有重要的技术参考价值。尽管该研究聚焦于航空航天环境下的辐射效应，但其揭示的热失控机理对我们在地面应用中提升SiC器件可靠性同样具有启发意义。 当前，阳光电源在光伏逆变器和储能变流器中已大规模应用SiC功率器件，以实...
考虑数字采样过程的构网型逆变器混合导纳模型
Hybrid Admittance Model for Grid-Forming Inverters Considering Digital Sampling Process
Shunliang Wang · Yalong Chen · Hao Tu · Junpeng Ma 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年12月
针对构网型逆变器，其数字控制中的采样过程将电流电压信号转换为离散域。忽略该过程的连续域导纳模型精度降低，可能导致错误的稳定性判断。为此，本文提出一种考虑数字采样过程的混合导纳建模方法，综合了采样物理特性、控制器的离散性及逆变器被控对象的连续性，提升了模型精度，适用于逆变器-电网系统的稳定性分析。采用零阶保持器的传递函数采样等效于其阶跃不变Z变换，避免了采样引起的无穷级数问题。相比现有模型，所提方法在奈奎斯特频率附近及更高频段仍保持高精度。仿真与硬件在环实验验证了该方法的有效性。
解读: 该混合导纳建模方法对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的构网型GFM控制具有重要应用价值。当前ST储能系统在弱电网并网时，数字控制采样延迟导致的高频振荡问题影响系统稳定性。该方法通过零阶保持器的阶跃不变Z变换精确建模采样过程，可提升奈奎斯特频率附近的导纳模型精度，优化ST系...
面向韧性的考虑频率稳定约束与需求响应的主动解列装置优化配置
Resilience-Oriented Optimal Allocation of Splitting Devices for Intentional Controlled Islanding Considering Frequency Stability Constraints and Demand Response
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...
三端混合直流输电系统的精确连续无功功率控制
Accurate and Continuous Reactive Power Control of Three-Terminal Hybrid DC Transmission System
Shunliang Wang · Qinger Cheng · Boyang Shangguan · Junpeng Ma 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2024年11月
混合高压直流输电（HVDC）可避免基于电网换相换流器（LCC-HVDC）的换相失败及基于模块化多电平换流器（MMC-HVDC）的高成本问题。然而，LCC无功功率不可控导致混合HVDC控制性能不及MMC-HVDC。为此，本文建立了包含交流与直流侧动态特性的三端混合HVDC系统数学模型，揭示了无功功率、交流母线电压与三站控制变量间的定量关系，提出一种利用换流站自调节能力实现无功功率与交流电压连续精确控制的协调策略。通过电容器组协调运行维持直流电压稳定，并引入误差反馈与gamma-kick提升控制精度...
解读: 该混合HVDC无功功率精确控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究中的协调控制策略可借鉴至储能系统的并网控制：1）多端协调控制思想可应用于大型储能电站多PCS并联运行的无功功率分配与电压支撑；2）误差反馈与连续控制方法可提升储能变流器GFL模式下的...
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