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一种新型直流多脉冲集成舰船供电系统及基于变压器非整数匝比偏差的性能分析
A New DC Multipulse Integrated Shipboard Power Supply System and Performance Analysis Referring to Transformer Noninteger Turns Ratio Deviation
Bonan An · Yong Li · Bin Xie · Hua Xiao 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
本文提出了一种基于磁集成多脉冲整流变压器（MI-MPCT）的新型直流多脉冲集成舰船供电系统（dc-MISPSS）。该系统旨在通过优化变压器设计，在减小体积、提升电能质量的同时，有效抑制舰船电力系统的振动与噪声，为下一代舰船电力推进与供电架构提供技术支撑。
解读: 该研究聚焦于高功率密度、低噪声的磁集成多脉冲整流技术，主要应用于舰船等特殊工业场景。虽然阳光电源目前的核心业务集中在光伏、储能及风电领域，但该文提出的磁集成技术与多脉冲整流方案在提升大功率变流器功率密度、降低谐波污染方面具有参考价值。对于阳光电源的集中式逆变器或大型储能变流器（PowerTitan系...
基于正向输出电压幅值梯度的输入串联输出并联(ISOP)逆变器系统全模块化控制策略
A Fully Modular Control Strategy for Input-Series Output-Parallel (ISOP) Inverter System Based on Positive Output-Voltage-Amplitude Gradient
Wu Chen · Xiaojian Jiang · Wu Cao · Jianfeng Zhao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年4月
本文提出了一种用于输入串联输出并联(ISOP)逆变器系统的全模块化控制策略，旨在确保各组成逆变器之间输入电压与输出电流的均衡分配。相比于限制系统模块性的集中式控制及依赖通信的分布式控制，该策略通过正向输出电压幅值梯度实现了高效的均压均流控制。
解读: 该研究提出的ISOP全模块化控制策略对阳光电源的组串式逆变器及大型储能PCS产品具有重要参考价值。在多模块并联或串联架构中，该策略能有效解决电压应力均衡与电流分配问题，提升系统整体的可靠性与功率密度。对于阳光电源的PowerTitan等大功率储能系统，采用此类无需复杂通信的模块化控制，可简化系统架构...
基于球形解码算法的三相两电平四桥臂并网变换器模型预测控制
Model Predictive Control of a Three-Phase Two-Level Four-Leg Grid-Connected Converter Based on Sphere Decoding Method
Bo Long · Tianxu Cao · Wenting Fang · Kil To Chong 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月
为优化四桥臂并网变换器的开关频率与电流跟踪性能，本文应用有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）。该方法通过球形解码算法优化代价函数，在考虑电网电流、滤波电容电压及变换器侧电流跟踪的同时，有效平衡了开关频率与控制精度。
解读: 该研究针对四桥臂拓扑的MPC控制算法，对阳光电源的组串式逆变器及储能变流器（PCS）具有重要参考价值。四桥臂结构常用于不平衡负载或特殊电网环境下的并网应用，通过球形解码算法优化FCS-MPC，可显著降低计算复杂度，提升系统动态响应速度。建议研发团队关注该算法在PowerTitan等大功率储能PCS中...
电容式电能传输中实现恒压输出、零相位角及最小耦合电压的电路设计方法
A Circuit Design Method for Constant Voltage Output With Zero Phase Angle and Minimum Coupler Voltages in Capacitive Power Transfer
Xuan Wei · Xiangwei Shen · Jiashu Song · Zirui Yao 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年3月
本文针对高功率、大空气间隙的电容式电能传输（CPT）应用，推导了实现负载无关恒压输出、零相位角（ZPA）及最小化耦合器电压应力的设计条件。研究旨在通过优化自由度，提升CPT系统的传输效率与可靠性。
解读: 该研究探讨的电容式电能传输（CPT）技术作为一种非接触式能量传输手段，在阳光电源的电动汽车充电桩业务中具有潜在的前瞻性应用价值。虽然目前主流充电桩以传导式为主，但CPT技术在未来无线充电领域可作为技术储备。此外，该文中关于最小化电压应力和恒压输出的电路设计方法，对于提升电力电子变换器的功率密度和可靠...
一种具有新型无感升压前端的无刷直流电机换相转矩脉动抑制策略
Commutation Torque Ripple Suppression Strategy for Brushless DC Motors With a Novel Noninductive Boost Front End
Guokai Jiang · Changliang Xia · Wei Chen · Tingna Shi 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年5月
本文提出了一种仅由二极管、MOSFET和直流母线电容组成的无感升压前端。该电路无需额外电感，利用电机定子电感实现母线电压提升，从而有效降低了直流母线电压受限对换相转矩脉动抑制的影响，并提出了一种统一的换相转矩脉动抑制策略。
解读: 该文献提出的无感升压拓扑主要针对无刷直流电机驱动，与阳光电源的核心业务（光伏逆变器、储能PCS、风电变流器）存在技术差异。然而，其利用定子电感实现升压的电路简化思路，对于阳光电源在电动汽车充电桩或小型辅助电源模块的降本增效具有一定的参考价值。虽然该技术不直接应用于兆瓦级光储系统，但其在功率密度优化和...
基于阶跃加前馈控制的LLC变换器同步整流导通优化增强方案
An Enhanced Adaptive Synchronous Rectification With Turn-ON Optimization for LLC Converters Based on Stepwise-Plus-Feedforward Control
Long Pei · Lixin Jia · Laili Wang · Lie Zhao 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年11月
同步整流（SR）是LLC谐振变换器实现高效率设计的关键。主流的自适应直接电压检测法（ADVS-SR）受变压器寄生电容及SR开关输出电容影响，易出现误导通。本文提出一种基于阶跃加前馈控制的增强型自适应同步整流方案，通过优化导通时序，有效提升了LLC变换器在宽负载范围下的效率与可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有极高价值。LLC拓扑广泛应用于阳光电源的户用光伏逆变器（如iHome系列）、储能变流器（PCS，如ST系列及PowerStack）以及电动汽车充电桩的DC-DC级。通过采用该增强型同步整流控制策略，可以显著降低LLC变换器在轻载及重载工况下的开关损耗，提升整机效率，并...
基于超局部模型的PMSM双电压矢量有限控制集无模型预测电流控制
Finite Control Set Model-Free Predictive Current Control of PMSM With Two Voltage Vectors Based on Ultralocal Model
Zheng Sun · Yongting Deng · Jianli Wang · Tian Yang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年1月
本文提出了一种基于超局部模型的无模型预测电流控制（MFPCC）方法，旨在解决传统FCS-MFPCC中电流预测延迟和畸变的问题。通过引入双电压矢量策略，该方法消除了电机参数失配的影响，显著提升了永磁同步电机（PMSM）的电流跟踪性能和系统鲁棒性。
解读: 该技术对阳光电源的电机驱动类产品（如风电变流器）及储能PCS中的电机控制算法优化具有重要参考价值。通过引入超局部模型和双电压矢量策略，可有效降低对电机参数精确度的依赖，提升系统在复杂工况下的动态响应速度和电流控制精度。建议研发团队在风电变流器及高性能工业驱动产品的控制策略中引入该无模型预测控制算法，...
利用趋肤效应的双平行电流迹线宽带隧道磁阻电流传感器
Wideband Tunneling Magnetoresistance Current Sensor With Dual-Parallel Current Trace Utilizing the Skin Effect
Jieqiang Gao · Wei Su · Mengmeng Guan · Jiaming Liu 等12人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
在高集成度电力电子变换器中，非接触式宽带电流传感器对监测运行状态至关重要。本文针对高频下PCB走线趋肤效应对磁场分布的影响，提出了一种利用趋肤效应的双平行电流迹线隧道磁阻（TMR）电流传感器设计，旨在优化传感器的频率响应特性。
解读: 该研究针对电力电子变换器中的高频电流传感技术，对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan储能系统具有重要参考价值。随着功率密度提升和开关频率增加，电流检测的精度与带宽直接影响控制系统的动态响应及保护策略。该传感器方案有助于优化逆变器及PCS内部的电流采样布局，提升在高频工况下的监测准确性。建议研...
利用纳米增强相变材料集成功率模块的风力发电机组部件应力管理
Stress Management of Wind Turbine Components Using a Nano-Enhanced Phase Change Material Integrated Power Module
Xu Zhang · Haiyong Wan · Nikolaos Iosifidis · Borong Hu 等12人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年11月
海上风电机组受波动风况和恶劣海洋环境影响，面临严重的机械与热应力挑战。由于电力电子系统热惯性较低，且频繁的变桨动作加剧了应力波动，本文提出了一种集成纳米增强相变材料的功率模块封装方法，旨在提升风电变流器在极端工况下的热稳定性与可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的风电变流器业务具有重要参考价值。海上风电环境复杂，变流器功率模块的散热与热循环寿命是核心痛点。引入纳米增强相变材料（NEPCM）能显著提升模块的热惯性，平抑瞬态热冲击，从而延长IGBT等核心器件的寿命，降低运维成本。建议研发团队评估该封装技术在阳光电源大功率风电变流器中的应用可行性...
一种实现200MHz包络跟踪带宽用于5G新空口功率放大器的2.7W交流耦合混合电源调制器
A 2.7 W AC-Coupled Hybrid Supply Modulator Achieving 200 MHz Envelope-Tracking Bandwidth for 5G New Radio Power Amplifier
Peng Xu · Xueli Zhang · Peng Cao · Tingting Wei 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年6月
包络跟踪技术是提升射频功率放大器（PA）效率的有效手段。本文提出了一种用于5G新空口PA的宽带混合包络跟踪电源调制器（ETSM）。为在保持高效率的同时实现200MHz的宽包络跟踪带宽，该研究采用了具有精确频率补偿和增强驱动能力的线性放大器。
解读: 该技术主要应用于高频射频通信领域，与阳光电源的核心业务（光伏、储能、风电）在应用场景上存在较大差异。然而，其核心技术点——“高频高效混合电源调制”及“宽带功率变换”对于阳光电源的功率电子研发具有参考价值。特别是随着iSolarCloud智能运维平台对无线通信模块性能要求的提升，以及未来在微型逆变器或...
提高电磁暂态仿真中插值算法精度：基于帕德逼近与开关定理的方法
Improving Accuracy of Interpolation Algorithm in EMT Simulation: A Padé Approximation and Switching Theorem Based Approach
Yang Cao · Wei Gu · Mingwang Xu · Fei Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年10月
随着可再生能源和电力电子设备在电力系统中日益普及，电力系统的特性如今由电力电子技术所塑造，这给电磁暂态（EMT）仿真中使用的加速算法带来了新的挑战。在此背景下，本文提炼了插值算法的五个关键技术要点，并提出了一种改进的插值算法。具体而言，采用帕德近似并将其与数值积分方法相结合，建立离散模型以提高精度和稳定性。利用开关定理进行重新初始化，这进一步降低了开关误差，并能更真实地反映开关暂态过程。此外，通过李雅普诺夫稳定性分析从理论上证明了该算法的稳定性。使用改进的插值算法，能够在保持高仿真效率和稳定性的...
解读: 该EMT仿真插值算法对阳光电源电力电子产品开发具有重要价值。在ST储能变流器和SG光伏逆变器设计阶段，高精度EMT仿真可准确预测高频开关暂态、谐波特性及并网交互行为，优化SiC/GaN器件开关策略与死区时间设计。对于构网型GFM控制器开发，精确的暂态仿真能验证虚拟惯量响应与故障穿越性能。在电动汽车O...
谐波保持型平均值模型用于电磁暂态仿真中的换流器
Harmonic-Preserved Average-Value Model for Converters in Electromagnetic Transient Simulation
Yang Cao · Wei Gu · Mingwang Xu · Fei Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年12月 · Vol.41
针对传统平均值模型忽略开关谐波导致暂态与谐波动态精度不足的问题，本文提出谐波保持型平均值模型（HP-AVM），在保持计算高效性的同时，实现接近开关函数模型的谐波精度，适用于整流器、逆变器和斩波器等多种拓扑。
解读: 该HP-AVM方法可显著提升阳光电源组串式逆变器、ST系列PCS及PowerTitan储能系统在弱电网/谐波敏感场景下的暂态仿真精度与控制器设计可靠性。尤其适用于iSolarCloud平台中基于模型的谐波预警、LVRT/HVRT策略验证及构网型GFM模式下的谐波交互分析。建议在新一代1500V+高压...
集成Ca(OH)₂/CaO热化学储能与超临界CO₂循环的卡诺电池系统用于长期储能及住宅供热
A Carnot battery system integrating ca(OH)2/CaO thermochemical energy storage and supercritical CO2 cycles for long-term energy storage and residential heat supply
Huawei Liu · Yongqing Zhang · Qianghui Xu · Wei Han 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 长期储能与高效率的卡诺电池系统对未来碳中和能源体系的发展至关重要。本文提出一种集成CaO/Ca(OH)₂热化学储能、超临界CO₂布雷顿发电与热泵循环以及部分工业余热的卡诺电池系统。该系统通过有效转换热能、化学能与电能，不仅能够利用过剩电力，还可提供住宅供暖，并实现按需向电网再生电力。基于差分进化算法与HEATSEP框架，构建了多层次优化工作流程，以优化传热过程与运行条件，从而获得能量方面最优的系统构型。优化后的系统表现出优异的性能指标，能量效率达到49.19%，㶲效率为40.48%，往返效...
解读: 该卡诺电池系统结合热化学储能与超临界CO2循环,对阳光电源长时储能技术具有重要启示。其71.52%往返效率和热电联供模式可应用于ST系列储能系统优化,特别是工业园区场景。超临界CO2循环的高效能量转换理念可借鉴至PowerTitan液冷系统热管理设计。多级优化算法框架对iSolarCloud平台的储...
一种基于状态变量消去的EMTP型恒定导纳等效建模方法
A State Variables Elimination-Based EMTP-Type Constant Admittance Equivalent Modeling Method for Power Electronic Converters
Mingwang Xu · Wei Gu · Yang Cao · Shuaixian Chen 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年2月
随着大量电力电子设备接入电网，电磁暂态（EMT）仿真技术对电网安全稳定运行至关重要。本文提出一种基于状态变量消去的EMTP型恒定导纳等效建模方法，采用“网络-节点电压-历史电流源”三层架构，通过矩阵分裂和引入输出方程构建低阶等效节点电压方程。该方法具有恒定导纳矩阵、保留内部动态特性、建模流程简洁、计算复杂度低等优点，相较于经典节点消去法更具通用性，适用于模块化电气设备。通过与离线EMT仿真及实验结果对比，验证了该方法在多种工况下均具备高精度与高效率。
解读: 该EMTP型恒定导纳等效建模方法对阳光电源储能与光伏产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统开发中，该方法可显著提升EMT仿真效率，通过状态变量消去技术降低计算复杂度，加速多机并联系统的暂态特性分析。对于SG系列光伏逆变器，该建模方法可优化1500V系统的电磁兼...
基于Kolmogorov-Arnold网络的跟网型与构网型电力电子系统阻抗辨识
Kolmogorov-Arnold Network Based Impedance Identification of Power Electronic Systems with Grid Following and Grid Forming Control
Cao Shen · Fei Zhang · Wei Gu · Tao Chen 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
阻抗模型正被用于电力电子系统的稳定性分析。由于难以获取详细的控制器信息，因此很难推导解析阻抗模型。本文针对采用跟网型和构网型控制的并网变流器系统，提出了一种基于柯尔莫哥洛夫 - 阿诺尔德网络（KAN）和物理信息的阻抗识别方法。利用柯尔莫哥洛夫 - 阿诺尔德表示定理，所提出的两层 KAN 用可学习的单变量样条函数取代了固定的神经元权重，从而与具有相当精度的多层感知器相比，以更少的可训练参数和更浅的网络深度实现了通用逼近。通过实时数字仿真器中采用双馈感应发电机变流器的风电场验证了所提方法的有效性，并...
解读: 从阳光电源的业务角度来看，这项基于Kolmogorov-Arnold网络（KAN）的阻抗识别技术具有重要的战略价值。当前，阳光电源的光伏逆变器、储能系统在大规模并网场景中面临日益复杂的稳定性挑战，特别是在构网型（Grid-Forming）和跟网型（Grid-Following）控制模式共存的新型电力...
一种具有A稳定性的通用无接口延迟实时仿真方法用于电力电子变换器
A General Interface-Free Delayed Real-Time Simulation Method with A-Stability for Power Electronic Converters
Mingwang Xu · Wei Gu · Xiaodong Yuan · Huachun Han 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年5月
电力电子变换器固有的复杂拓扑结构、众多非线性开关器件以及高频特性给实时仿真带来了巨大挑战。本文提出了一种具有 A 稳定性的通用无接口延迟实时仿真方法。引入半步显式解析解来修正接口处受控源的值，克服了传统解析解计算负担大的局限。此外，该方法实现了变换器的并行求解和导纳恒定，与现有技术相比，既具有 A 稳定性，又无接口时延。通过搭建物理原型，并在 OP4610 上进行多种场景的硬件在环（HIL）仿真，验证了所提方法的有效性。
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项无接口延迟实时仿真技术具有重要的战略价值。该方法通过半步显式解析解修正受控源数值，实现了功率电子变换器的并行求解和恒定导纳特性，同时具备A稳定性和零接口时延，这直接契合了我司在光伏逆变器、储能变流器等核心产品研发中对高精度实时仿真的迫切需求。 在产品开发层面，该技术可...
基于Zr0.75Hf0.25O2/Al2O3复合势垒的铁电隧道结
Ferroelectric tunnel junction based on Zr0.75Hf0.25O2/Al2O3 composite barrier
Yating Cao · Jingchao Xiao · Haoxin Qiao · Wei Zhang · Applied Physics Letters · 2025年2月 · Vol.126
具有可调谐穿隧电阻效应的铁电隧道结（FTJ）在新型非易失性存储器中具有重要应用前景。本研究制备了6 nm厚、Zr:Hf=3:1的Hf掺杂ZrO2（ZHO）铁电薄膜，其剩余极化达30 μC/cm²，并引入1 nm Al2O3介质层构建Pt/ZHO/Al2O3/W结构FTJ以抑制漏电流。器件实现了超过7000的穿隧电阻比，性能优于已报道的其他铪基/锆基FTJ。在100 ns脉冲写入下，器件表现出多态稳定性、10⁴ s以上保持特性及超过5×10⁴次的耐久性，且在0.2 V下获得8 A/cm²的较高读取...
解读: 该铁电隧道结技术对阳光电源储能系统和电动汽车产品具有前瞻性价值。其7000倍穿隧电阻比、10⁴s数据保持及5×10⁴次耐久性，可应用于ST系列储能变流器的参数存储模块和车载OBC的配置记忆单元，替代传统EEPROM实现更快速的状态保存与恢复。100ns写入速度适配PowerTitan系统的实时工况记...
基于不对称半周期谐振直流断路器的低电弧熄灭应力设计
Asymmetric Half-Cycle Based Resonant DC Circuit Breaker With Low Arc-Extinguishing Stress
Bei Zhang · Xiangyu Zhang · Xiayu Cao · Wei Li 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年10月 · Vol.73
本文提出一种不对称半周期谐振直流断路器（AH-RCB），通过高频段加速电流上升以减小电容体积与成本，低频段降低机械开关电流应力以提升开断可靠性。12 kV样机验证显示：同等电容下开断能力提升59%，相同开断需求下成本降低30%。
解读: 该AH-RCB技术可显著提升高压直流侧故障保护性能，尤其适用于阳光电源PowerTitan大型储能系统及ST系列PCS的直流侧快速分断需求，增强构网型储能系统在直流故障下的鲁棒性。建议在新一代1500V+高压储能变流器中集成该拓扑，替代传统机械+晶闸管混合方案，降低系统体积与维护成本；同时可延伸至光...
基于准电流源逆变器的高速无刷直流电机无传感器启动及换相误差补偿策略
Sensorless Starting and Commutation Error Compensation Strategy for High-Speed Brushless DC Motors Based on Quasi-Current Source Inverter
Yanfei Cao · Jiawei Li · Shenxiao Zheng · Wei Chen 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年3月
针对高速无刷直流电机（BLDCM）无传感器启动过程中因速度估计偏差导致换相错误的问题，本文提出一种基于准电流源逆变器（QCSI）的恒流升频加速启动方法。该方法通过控制电感电流保持恒定，使电机以恒定转矩加速，并设计加速步数以实现电机的自同步运行切换。此外，针对QCSI驱动的高速无刷直流电机，提出一种考虑电压钳位的换相误差补偿策略。该策略计算由二极管电压钳位引起的相位超前角，完善换相误差来源，提高换相误差模型的精度，从而获得更准确的换相误差补偿角。实验结果表明，所提出的启动方法可实现电机可靠的三段式...
解读: 该无传感器启动与换相误差补偿技术对阳光电源储能与充电桩产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器的风机冷却系统中，准电流源逆变器拓扑可降低高速BLDCM驱动成本，滑模观测器结合虚拟电阻的反电动势估算方法可提升无位置传感器控制精度，减少换相误差导致的转矩脉动与噪声。该技术同样适用于充电桩散热风机及P...
河北省典型沿海风电项目生命周期碳排放核算
Life cycle carbon emission accounting of a typical coastal wind power generation project in Hebei Province, China
Wei Gao · Mengyao Han · Lijuan Chen · Chao Ai 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.324
摘要 在传统能源结构向全生命周期零碳排放的可再生能源转型背景下，风力发电是一种典型的基于可再生能源的发电形式，风电项目的生命周期碳排放已成为全球关注的焦点。由于风能的波动性和随机性直接影响风电项目的碳排放，因此准确预测其在服役期间的碳排放量及环境影响具有较大难度。本文以中国秦皇岛市的沿海风电场为研究案例，在不考虑风机间尾流效应的情况下，构建了考虑风况影响的预测型全生命周期碳排放核算体系，围绕整个生命周期建立了减排指标体系，并将风电的减排能力与传统火电工程进行了对比分析。结果表明，该风电项目的净碳...
解读: 该研究对阳光电源风电配套储能系统具有重要参考价值。研究揭示风电全生命周期碳减排潜力达71.47%,但风能波动性影响碳排放精准预测。阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统可通过平抑风电波动,提升发电稳定性,优化碳减排效益。结合iSolarCloud平台的预测性维护功能,可建立风储协同的全...
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