Chenhang Xu · Zhixiang Zou · Xinlei Liu · Meng Huang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

由于具备诸多优势特性，构网型变流器正越来越多地被用作分布式能源与电网之间的接口。然而，在电网故障期间，它们可能会遇到暂态稳定性问题，尤其是在考虑直流母线影响时。本文建立了一个暂态能量函数，基于李雅普诺夫直接法实现了考虑直流母线影响的构网型变流器的稳定性分析，揭示了暂态失稳主要由功率不平衡和负阻尼效应引起。为解决这一问题，本文提出了一种改进的直流母线电压控制方法，以实现临时的能量存储和惯量调节，从而提高构网型变流器的暂态稳定性并避免可能出现的过电压。本文还提供了理论分析和验证，以证实该方法的有效性...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于构网型变流器暂态稳定性分析与控制设计的研究具有重要的战略价值。随着新型电力系统建设的推进，构网型逆变器正成为我司光伏逆变器和储能系统的核心技术方向，其能够主动支撑电网电压和频率，这对提升分布式能源的并网友好性至关重要。 该研究通过李雅普诺夫直接法建立的暂态能量函数...

Shuxin Zhang · Zhitao Liu · Yan Xu · Hongye Su · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2024年9月

锂离子电池健康状态估计是电池管理系统的关键环节，现有方法主要基于机理模型或数据驱动方法。本文提出一种融合机理知识与数据驱动的物理信息混合多任务学习框架，可在电池早期寿命阶段实现全生命周期老化状态估计。通过引入混合老化模式特征，融合电极级健康状态与数据驱动信息，构建电化学机理指导的多任务生成模型，用于估计固相颗粒与电解质中的Li⁺浓度动态。采用电极级状态约束训练策略，确保模型符合因果性。在三个电池数据集上验证了从电化学到单体层面的老化状态估计性能。相比传统方法，所提方法在估计精度与实时性方面均表现...

解读: 该物理信息混合多任务学习技术对阳光电源储能产品线具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统和ST系列储能变流器的BMS中，可实现电池早期寿命阶段的全生命周期老化预测，显著提升电池健康状态估计精度。通过融合电化学机理模型与数据驱动方法，能在iSolarCloud云平台实现电极级健康状态监测与...

Shanshan Gao · Yixue Zhang · Jianxing Liu · Dianguo Xu · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年8月

双有源桥（DAB）变换器具有双向功率传输和易于实现软开关的优点。对于DAB变换器而言，死区时间是避免短路和实现零电压开关（ZVS）所必需的。随着变换器对高功率密度的需求不断增加，开关频率越来越高，死区时间所占的比例也越来越大。因此，包括电磁干扰加剧和功率传输模型偏差在内的死区时间效应不容忽视。本文详细分析了基于扩展移相控制的DAB变换器的死区时间效应。提出了一种考虑寄生电容和励磁电感的改进分析模型，用以解释谐振死区时间效应并完善以往的理论。为验证理论分析的正确性，搭建了一台额定输出功率为250W...

解读: 该改进谐振死区模型对阳光电源DC-DC变换器产品具有重要应用价值。DAB拓扑广泛应用于ST储能变流器的DC-DC级联、车载OBC充电机的隔离变换以及光储充一体化系统的双向功率接口。精确的死区建模可优化ZVS软开关设计，降低开关损耗5-8%，提升SiC/GaN器件应用效益。扩展移相控制策略可改进Pow...

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...

Bi Liu · Qi Huang · Lijia Xu · Weihao Hu · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年9月

针对风电机组（WTG）并网运行中传动系统扭振在非线性和不确定性影响下引发的稳定性问题，尤其在大扰动及测量噪声条件下的挑战，本文提出一种基于自抗扰控制（ADRC）框架的非线性传动系统扭振阻尼器（DTOD）。通过微分同胚坐标变换，将非线性传动系统模型精确转化为二阶Brunovsky标准型，并采用归一化多目标频域优化方法对扩展状态观测器（ESO）和非线性状态误差反馈（NLSEF）参数进行Pareto最优整定，在增强大扰动抑制能力的同时兼顾噪声鲁棒性。该DTOD仅依赖本地测量信号，具备完全去中心化与可扩...

解读: 该非线性传动系统扭振阻尼技术对阳光电源储能和风电产品线具有重要应用价值。基于ADRC的扭振抑制方法可优化ST系列储能变流器和PowerTitan系统中的机电耦合控制,提升大容量储能系统的稳定性。其抗扰性和噪声免疫特性可应用于风电变流器的传动系统控制,增强风机并网运行可靠性。该技术的去中心化特点契合阳...

Shengtao Chen · Ming Xu · Ruidong Lv · Li Sun 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年8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...

Xu Zhang · Nikolaos Iosifidis · Yifei Wu · Haiyong Wan 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月

多电飞机系统中日益提高的功率密度在飞行周期内的过流与故障工况下对电力电子器件的热管理提出了严峻挑战。本文对比研究了液态金属相变材料（PCM）、热电冷却（TEC）和热管三种热管理策略在过流条件下的响应时间尺度与热性能。结果表明，PCM响应时间为秒级，而TEC与热管可达毫秒级。三者相较传统模块均显著降低了热阻，降幅分别为35%、21%和45%。其中热管结构热阻最低，结温降低最显著，且在过流循环测试中有效减小了平均结温和结温波动，延长了器件寿命。

解读: 该过流热管理研究对阳光电源功率模块设计具有重要参考价值。热管方案热阻降低45%、毫秒级响应特性可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列大功率光伏逆变器的IGBT/SiC模块散热优化，有效应对电网故障穿越、短路保护等过流工况。相比传统风冷方案，热管技术可显著降低结温波动，延长功率器件寿命，提升Powe...

Sijie Li · Ping Yang · Fan Liu · Shungang Xu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月

针对传统光伏隔离端口架构中因额外中央变换器导致的效率损耗问题，引入差分功率处理（DPP）与串联型部分功率处理概念，提出一种光伏系统多自由度差分功率处理（MF-DPP）架构。该架构通过将辅助变换器与DPP变换器并联，并与光伏组件串联，使母线端口可直接连接特定电压需求的负载，提升系统整体效率。同时提出相应的控制算法，实现光伏组件最大功率点跟踪与DPP变换器总处理功率最小化的一致控制。实验平台验证了该架构及控制策略的有效性，结果表明在功率失配条件下系统效率显著提升。

解读: 该多自由度差分功率处理架构对阳光电源SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。MF-DPP架构通过串联型部分功率处理，仅对失配功率进行变换，可显著提升组串失配场景下的系统效率，与阳光电源现有分布式MPPT技术形成互补。该架构的辅助变换器并联拓扑可直接集成到SG系列组串式逆变器的多路MPPT设计中，减少中央...

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...

Zixiang Zhao · Jun Xu · Zhaohuan Liu · Zhongyue Zou 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2025年5月

在寒冷气候条件下，锂离子电池会出现显著的性能下降，如可用功率降低和生命周期缩短等问题。为解决这一问题，本文提出了一种基于可重构电池系统（RBS）的自加热方法。这种创新方法利用集成在RBS内的开关阵列，实现了快速升温且能量损耗低的自加热效果。此外，采用高频交流加热电流还可进一步减轻对电池的损害。本文提出了模块化三开关可重构拓扑结构，并设计了交流加热原理。同时，基于电池阻抗的频率相关特性，制定了加热策略以精确控制加热电流。实验结果证明了该方法具有高效的加热能力：电池能够在237秒内从 -30 °C加...

解读: 从阳光电源储能系统和新能源车载电源业务角度分析，这项基于可重构电池系统（RBS）的自加热技术具有显著的战略价值。该技术通过内置开关阵列实现电池自加热，在-30°C环境下237秒内升温至0°C，仅消耗6.27%标称容量，且200次加热循环后容量衰减率仅0.47%，这些性能指标对我司在寒冷地区的储能和车...

Guo Xu · Ye Liu · Junyi Huang · Li Jiang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月

本文提出一种基于耦合电感的宽增益四开关双有源桥（DAB）DC-DC变换器。该变换器通过并联变压器（含漏感）将两个Buck-Boost电感耦合，将两个直流电感、一个变压器和一个漏感集成于单一耦合电感中，减少磁性元件数量。采用脉宽调制加移相（PPS）控制实现全负载范围所有开关管的零电压开关（ZVS），并通过电压匹配控制调节桥臂电压，确保等效漏感两端电压平衡。详细分析了工作原理与ZVS实现条件，合理设计两个直流电感参数以兼顾结电容影响，实现全负载ZVS。同时对磁集成与参数设计进行了深入分析。实验研制8...

解读: 该四开关DAB变换器的磁集成技术对阳光电源储能与充电产品具有重要价值。在ST储能变流器的DC-DC环节，耦合电感方案可减少磁性元件数量，降低体积和成本；PPS控制实现的全负载ZVS特性可提升PowerTitan系统的轻载效率。在车载OBC充电机中，宽增益特性适配动力电池宽电压范围（200-450V）...

Sixian Jin · Mingzhen Wang · Yixuan Shuai · Zicheng Liu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月

针对CT扫描仪等医疗设备双电压独立调节需求,提出基于双调谐串联(DT-SS)谐振的单输入双输出(SIDO)无线电能传输系统。采用60kHz和180kHz双频同时传输,通过优化谐振电容参数实现双频运行,并采用混合非对称占空比-移相(ADC-PS)控制策略实现双输出通道解耦功率调节。ADC-PS调制引入三个自由度抑制交叉干扰。CT样机实验验证400W最大功率下峰值效率87.65%,实现48-96V主功率环和12-24V控制电路独立稳压。

解读: 该双输出解耦WPT技术对阳光电源无线充电产品线有创新启发。双频传输和ADC-PS控制策略可应用于新能源汽车多电压等级无线充电系统,如动力电池和低压电池同时充电场景。解耦控制算法对ST储能系统多端口变换器设计有参考价值,可实现储能单元和辅助电源独立功率管理。该技术对阳光电源拓展医疗和工业领域高可靠性电...

Shuhan Wang · Zheng Zhou · Zili Tang · Jinghan Xu 等6人 · Solid-State Electronics · 2025年1月 · Vol.227

高效且精确的变异建模是电路评估中的关键环节，能够复现半导体器件的实际电学行为。传统的变异建模通常包含两个步骤：首先对基本电学特性进行紧凑建模，然后对MOSFET制造过程中引入的变异源（主要是结构参数和掺杂参数）进行子模型建模。这一冗长的过程导致器件生产与快速电路分析之间存在脱节。为了提高建模效率，本文提出了一种基于机器学习的一次性包含变异的紧凑建模方法。该方法利用条件变分自编码器（cVAE），直接构建包含变异的电流响应，无需单独的子模型建模步骤，因为cVAE模型能够自动提取变异源。通过与基于BS...

解读: 该基于条件变分自编码器的一步式变异建模技术对阳光电源SiC/GaN功率器件开发具有重要价值。传统MOSFET工艺变异建模需分步进行紧凑建模和子模型构建,周期长。该方法可直接生成含工艺变异的I-V特性曲线,显著缩短ST系列PCS和SG逆变器中功率器件的SPICE仿真建模周期。特别适用于三电平拓扑中Si...

Fangwei Xu · Kai Guo · Chuan Wang · Jing Huang 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年6月

现有电压暂降频率（VSF）估计方法未充分考虑污秽等级、雷电等级、风区等级和鸟害等级等多种线路特征因素对短路故障的影响，导致估算结果与实际存在较大偏差。实际上，电压暂降主要源于输电线路的瞬时短路故障，而此类故障同时受环境特征因素（如雷电、风区等级）和线路固有特征因素（如线路长度、运行年限）共同影响。为此，本文提出一种融合多特征因素的线路故障模型以提高VSF估计精度。该方法包括三步：首先采用随机森林算法计算线路故障概率，其次基于自适应核密度估计（AKDE）确定故障位置分布，最后利用故障点法估算VSF...

解读: 该电压暂降频率估计方法对阳光电源的储能和光伏产品线具有重要应用价值。通过融合多重环境特征因素的故障预测模型,可提升ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的电网适应性。具体应用包括:(1)优化储能PCS的电网故障穿越(LVRT)控制策略;(2)提高光伏逆变器的电网故障预判能力,实现主动防护;(3)为i...

Yunxin Liu · Liangzhong Yao · Siyang Liao · Jian Xu 等5人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年3月

高比例可再生能源电力系统的主要特征之一是其正逐渐演变为高比例电压源换流器（VSCs）电力系统。由于电压源换流器存在电流限制，其无功调节范围受限，从而大幅削弱了有效无功备用，降低了静态电压稳定性。本文首先考虑电流限制，分析了电压源换流器的有功 - 无功（PQ）调节特性。通过建立单台电压源换流器并网系统的PQ特性解析模型，分析了不同电压源换流器渗透率下系统无功备用的变化以及系统静态电压稳定的演化规律。在此基础上，根据所提出的各电源母线无功支撑灵敏度，提出了优化确定各电源母线电压和有效无功备用的方法，...

解读: 该研究对阳光电源的VSC类产品静态电压稳定性优化具有重要指导意义。基于Q-V灵敏度的控制策略可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的电压支撑功能优化，特别是在大规模新能源电站中。研究成果可用于完善阳光电源构网型GFM控制算法，提升PowerTitan等大型储能系统的电网支撑能力。通过优化...

Xia Wu1Chenyang Huang1Xiuxing Xu1Jun Wang1Xinwang Yao1Yanfang Liu2Xiujuan Wang1Chunyan Wu1Linbao Luo1 · 半导体学报 · 2025年1月 · Vol.46

本研究通过射频反应磁控溅射法制备了垂直结构SnO/β-Ga2O3异质结二极管（HJD）。利用X射线光电子能谱测得β-Ga2O3与SnO的价带和导带偏移分别为2.65 eV和0.75 eV，呈现Ⅱ型能带对齐。相较于肖特基势垒二极管（SBD），HJD表现出相当的比导通电阻（2.8 mΩ·cm²）和更低的反向漏电流，实现1675 V的击穿电压和1.0 GW/cm²的功率优值，展现出优异的反向阻断特性及高质量异质界面。Silvaco TCAD模拟表明，SnO层有效缓解了阳极边缘电场集中，揭示其在β-Ga...

解读: 该SnO/β-Ga2O3异质结功率器件技术对阳光电源功率半导体应用具有前瞻价值。其1675V击穿电压、2.8mΩ·cm²低导通电阻和1.0GW/cm²功率优值，可应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的高压功率模块设计。相比传统SiC器件，β-Ga2O3超宽禁带特性（~4.8eV）可支撑更高耐...

Xu Liu · Tianze Zhao · Daliang Jin · Chenyang Xia · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年10月

在无线功率传输（WPT）系统中，不同工况下互感和负载电阻的变化对输出性能稳定性构成挑战。针对线圈偏移与负载变化导致的参数波动，本文提出一种基于可控开关器件的LCC-LCC/S系统参数辨识方法与效率优化策略。通过引入可控开关，系统可在LCC-LCC与LCC-S拓扑间动态切换，实现互感与负载电阻的联合辨识，无需副边测量、频率调制或复杂通信，降低了系统复杂度。基于辨识结果设计动态拓扑切换策略，可优化传输效率或输出功率。实验结果表明，该方法参数辨识平均精度超过95%，且在负载与偏移变化下显著提升系统综合...

解读: 该LCC-LCC/S无线功率传输参数辨识与优化技术对阳光电源新能源汽车充电产品线具有重要应用价值。其可控开关动态拓扑切换方案可直接应用于无线充电桩产品，解决车辆停靠偏移与电池SOC变化导致的互感和负载波动问题。无需副边通信的参数辨识方法可简化车-桩通信架构，降低系统成本。95%以上的辨识精度结合效率...

Aihua Tang · Zikang Wu · Yuchen Xu · Kailong Liu 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2024年12月

实现对电池异常的全面、准确检测对于电池管理系统至关重要。然而，电气结构的复杂性和有限的计算资源往往给直接的车载诊断带来巨大挑战。本文提出了一种部署在云平台上的多功能电池异常诊断方法，满足异常检测、定位和分类的需求。首先，该方法从放电电压中提取四个异常特征以指示电池异常。利用这些特征，通过风险筛查过程将车辆分为高、中、低风险类别。其次，在离线阶段利用这些分类和先前的异常标签来训练异常分类器。然后，通过专门开发的电压累积差分均值模型进一步细分故障类型，细化预警信息。最后，利用25辆真实车辆的数据对所...

解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，这项基于云平台的锂电池异常检测技术具有重要的应用价值和借鉴意义。该技术通过提取放电电压的四个异常特征，实现了对电池异常的检测、定位和分类，在25辆实车数据验证中达到98%以上的检测准确率，展现出较高的技术成熟度。 对于阳光电源的储能系统产品线而言，该技术方案提供了三...

Jun Liu · She Chen · Feng Wang · Dengfeng Zhu 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年6月

随着电力系统容量增大，电力变压器常承受多次不同强度的短路冲击，现有评估方法难以准确预测其累积效应，影响运维决策。本文构建双柱三绕组模型变压器，采用WELDINST软件及中日变压器技术委员会推荐方法进行短路耐受能力理论评估，并开展不同电流比的短路冲击实验，研究径向与轴向失稳下的累积效应。结果表明，不同方法在不同失稳模式下预测精度差异显著，中国技术委员会方法在轴向失稳下表现更优，WELDINST在径向失稳下更佳，实验平均偏差分别为19.75%和8.92%。当电流比超过70%时，累积效应显著。建立了阻...

解读: 该研究对阳光电源的大功率变压器应用具有重要参考价值。研究成果可应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的变压器设计与运维。通过短路耐受能力评估方法和累积变形识别技术，可提升产品的以下方面：1)优化变压器设计裕度，提高产品可靠性；2)通过振动特征实时监测变压器健康状态，完善iSolarCloud平...

Fei Xu · Yuxiang Ren · Ming Xue · Zhixin Chen 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月

无线电力传输（WPT）系统中常因负载变化和位置偏移导致输出功率波动。为此，本文提出一种新型控制策略，可在负载及耦合系数大幅变化时实现恒定功率（CP）输出。该系统采用双LCC（DLCC）补偿拓扑，副边补偿电感与半主动整流器（SAR）及开关控制电容（SCC）串联。通过提出的参数协同调节策略，调节副边等效负载阻抗，使系统始终工作于谐振状态并实现恒功率输出。所提控制方法还可确保所有开关器件实现零电压开关（ZVS），显著降低开关损耗，提升系统整体效率。实验样机结果表明，在负载与耦合系数变化超过50%时，输...

解读: 该LCC-LCC补偿WPT恒功率控制技术对阳光电源新能源汽车充电产品线具有重要应用价值。文中提出的副边半主动整流器（SAR）与开关控制电容（SCC）协同调节策略，可直接应用于无线充电桩产品开发，解决车辆停放偏移导致的耦合系数变化（±50%）及不同车型电池负载差异带来的功率波动问题。所提ZVS软开关技...