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基于高频谐波调制的高速通信电力变换器
Real-Time and High-Speed Talkative Power Converter Based on High-Frequency Harmonic Modulation
Yueyin Wang · Wu Chen · Zhan Shen · Song Hu 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年1月
高效隔离型DC-DC变换器需在隔离侧间建立信息链路以优化性能。Talkative Power Converter (TPC) 技术提供了一种经济高效的通信方案，但现有技术易受功率噪声干扰，且传输延迟较高。本文提出一种基于高频谐波调制的新型TPC方法，实现了实时高速通信，显著提升了功率变换器的控制性能与响应速度。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及组串式光伏逆变器中的隔离型DC-DC电路具有重要参考价值。在储能PCS中，隔离侧的高速通信对于实现更精准的功率分配、电池组均衡及故障快速响应至关重要。通过采用高频谐波调制技术，可省去额外的通信隔离器件，从而降低硬件成本并提升...
单相MMC电池储能系统可变直流母线电压调节以减少额外充电吞吐量
Variable DC-Link Voltage Regulation of Single-Phase MMC Battery Energy-Storage System for Reducing Additional Charge Throughput
Zhan Ma · Feng Gao · Chenghui Zhang · Wei Li 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年12月
基于模块化多电平变换器（MMC）的电池储能系统可灵活管理集成在子模块中的电池组。该方案允许电池组直接或通过小电容连接至后端半桥电路，从而省去额外的DC-DC变换器以降低成本和体积。然而，交流纹波会导致显著的额外充电吞吐量，本文提出一种可变直流母线电压调节策略以缓解该问题。
解读: 该研究针对MMC架构在储能系统中的应用，通过优化直流母线电压控制来减少电池的额外充放电循环，这对提升储能系统（如PowerTitan系列）的电池寿命和系统效率具有重要参考价值。阳光电源的储能PCS产品线目前正向更高功率密度和更优成本控制方向演进，MMC拓扑在大型储能系统中的应用潜力巨大。建议研发团队...
宽频率范围三电平中点钳位逆变器的混合改进载波PWM策略
Hybrid Improved Carrier-Based PWM Strategy for Three-Level Neutral-Point-Clamped Inverter With Wide Frequency Range
Zhan Gao · Qiongxuan Ge · Yaohua Li · Lu Zhao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
针对变频系统中三电平中点钳位（NPC）逆变器宽频率范围运行的特点，本文提出了一种混合改进的载波PWM策略。该策略分别针对低调制指数的低频区和低载波比的高频区进行了优化，解决了传统载波PWM在这些工况下性能受限的问题，有效提升了逆变器的输出质量与运行效率。
解读: 该技术对阳光电源的集中式光伏逆变器及大型风电变流器产品线具有重要参考价值。阳光电源的大功率逆变器广泛采用三电平NPC拓扑，在弱电网或宽频率波动工况下，该混合PWM策略能显著优化低频段的谐波性能及高频段的开关损耗。建议研发团队将其引入iSolarCloud智能运维平台的控制算法库中，通过优化调制策略提...
用于功率器件并联芯片电流测量的离散静电屏蔽PCB罗氏线圈阵列
PCB Rogowski Coil Array With Discrete Electrostatic Shielding for Current Measurement of Paralleled Chips in Power Devices
Yongfan Zhan · Ganyu Feng · Jia Wan · Xuebao Li 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
本文提出了一种PCB罗氏线圈阵列，用于测量功率器件内部并联芯片的电流，从而实现对功率器件运行状态和失效行为的监测。针对传统连续静电屏蔽无法抑制电感耦合干扰的问题，本文设计了离散静电屏蔽结构，有效提升了测量精度，为功率模块的内部电流分布研究提供了技术手段。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan储能系统中的功率模块设计具有重要参考价值。随着SiC和IGBT模块并联应用日益广泛，芯片间的电流均衡直接影响模块寿命与可靠性。通过集成该罗氏线圈阵列，研发团队可精确获取模块内部电流分布，优化驱动电路与布局，从而提升iSolarCloud平台的故障诊...
基于故障后重构算法的L型和LCL型滤波并网单相逆变器功率管开路故障诊断
L- and LCL-Filtered Grid-Tied Single-Phase Inverter Transistor Open-Circuit Fault Diagnosis Based on Post-Fault Reconfiguration Algorithms
Zhan Li · Borong Wang · Yini Ren · Jun Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年10月
本文提出了一种基于平均模型和故障后重构算法的单相双向并网逆变器功率管开路故障诊断方法。通过比较桥臂极间电压偏差与阈值来检测故障，并进一步定位故障功率管。该方法旨在提升逆变器在故障发生后的可靠性与运行稳定性。
解读: 该研究直接关联阳光电源的核心业务——光伏逆变器及储能变流器（PCS）的可靠性设计。对于户用光伏逆变器和小型储能系统，功率管开路故障诊断是提升产品全生命周期可靠性、降低运维成本的关键技术。通过引入故障后重构算法，阳光电源可在不增加额外硬件成本的前提下，提升产品的容错运行能力，增强iSolarCloud...
一种基于电流路径跟踪的T型逆变器开路故障诊断电压矢量残差估计方法
A Voltage Vector Residual Estimation Method Based on Current Path Tracking for T-Type Inverter Open-Circuit Fault Diagnosis
Borong Wang · Zhan Li · Zhihong Bai · Philip T. Krein 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年12月
本文提出一种基于电流路径跟踪的故障诊断方法，通过电流路径状态关联逆变器在正常与异常工况下的设备状态及运行模式。基于图论构建节点路径模型，并应用于T型逆变器拓扑。该模型能有效反映健康及故障状态下的系统转换，为电力电子变换器的可靠性监测提供新思路。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高价值。T型逆变器拓扑广泛应用于阳光电源的组串式光伏逆变器及部分储能变流器（PCS）中。通过引入基于图论的电流路径跟踪诊断方法，可显著提升逆变器在复杂工况下的开路故障检测精度，减少误报，从而提升iSolarCloud智能运维平台的故障预警能力。建议研发团队将此算法集成...
中压中频变压器绕组内电压振荡的起源分析与抑制方法
Origin Analysis and Mitigation Method of Voltage Oscillation Occurred Inside the Winding of Medium-Voltage Medium-Frequency Transformer
Yueyin Wang · Wu Chen · Zhan Shen · Xiao Yu 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
中压中频变压器是高功率直流变换器的核心部件。宽禁带半导体的高速开关特性会在变压器内部诱发电压振荡，增加主绝缘局部放电风险，甚至导致永久性击穿。本文旨在分析此类振荡的产生机理，并提出相应的抑制策略，以提升电力电子变换器的可靠性。
解读: 该研究直接关联阳光电源PowerTitan和PowerStack等大功率储能系统中的隔离型DC-DC变换环节。随着SiC等宽禁带器件在PCS中的广泛应用，高频开关带来的电压振荡与绝缘应力问题日益突出。本文提出的振荡抑制方法对于优化高压储能变流器的变压器设计、提升系统长期运行的绝缘可靠性具有重要指导意...
基于平均桥臂极间电压和误差自适应阈值的并网三相电压源逆变器功率管开路故障诊断
Fast Transistor Open-Circuit Faults Diagnosis in Grid-Tied Three-Phase VSIs Based on Average Bridge Arm Pole-to-Pole Voltages and Error-Adaptive Thresholds
Zhan Li · Hao Ma · Zhihong Bai · Yuxi Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年9月
本文提出了一种基于模型的并网三相电压源逆变器（VSI）单管及多管开路故障诊断方法。该方法利用闭环控制中现有的信号，通过计算平均桥臂极间电压并结合误差自适应阈值进行故障判断，无需额外传感器，易于嵌入现有控制系统。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（组串式逆变器、集中式逆变器及储能变流器PCS）具有极高的应用价值。逆变器作为电力电子系统的核心，其功率器件的可靠性直接影响电站运维成本。该方法无需增加额外硬件成本，仅通过软件算法优化即可实现故障的快速定位，能显著提升iSolarCloud智能运维平台的故障预警与诊断精度...
一种针对仅配备两个电流传感器的并网三相逆变器中IGBT故障与电流传感器故障的快速诊断方法
A Fast Diagnosis Method for Both IGBT Faults and Current Sensor Faults in Grid-Tied Three-Phase Inverters With Two Current Sensors
Zhan Li · Pat Wheeler · Alan Watson · Alessandro Costabeber 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年5月
本文针对仅使用两个电流传感器的三相三线制并网逆变器，提出了一种能够同时诊断IGBT开路故障和电流传感器故障的新方法。该方法解决了在传感器数量受限或传感器失效场景下，无法同时实现功率器件与传感系统故障监测的技术难题，提升了逆变系统的运行可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器（如SG系列）和集中式逆变器具有重要应用价值。在追求高功率密度和成本优化的设计中，减少电流传感器数量是趋势，但会增加故障诊断难度。本文提出的双重故障诊断算法可直接集成至iSolarCloud智能运维平台或逆变器底层控制固件中，有效提升设备在复杂工况下的自诊断能力，降低运...
考虑转子侧电流限制的构网型双馈异步发电机暂态建模与故障后稳定性分析
Transient Modeling and Postfault Stability Analysis of GFM-DFIG Considering Rotor-Side Current Limitation
Ling Zhan · Bin Hu · Han Li · Zhijian Zhao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
本文建立了包含电压控制器动态特性的限流型电网形成模式双馈感应发电机（GFM - DFIG）暂态模型。基于正常运行和电流限制之间的切换逻辑，揭示了饱和电流角度对系统暂态性能的影响。理论分析和实验结果表明，故障清除后，GFM - DFIG呈现出三种不同的暂态行为，包括电流限制解除、高频振荡以及保持饱和锁定，这些行为为限流参数的选择提供了指导。
解读: 从阳光电源新能源业务布局来看，这项关于构网型双馈风电机组（GFM-DFIG）暂态建模与故障后稳定性分析的研究具有重要的技术参考价值。尽管研究对象聚焦风电领域，但其核心技术原理与我司在构网型逆变器（GFM）技术路线上的发展方向高度契合。 该论文揭示的电流限幅条件下电压控制器动态特性，对我司储能系统和...
耦合寄生电感矩阵对角化及碳化硅功率模块动态均流等效建模
Diagonalisation of Coupled Parasitic Inductance Matrix and Equivalent Modelling for SiC Power Modules During Dynamic Current Sharing
Xiaofeng Yang · Xuebao Li · Yongfan Zhan · Li Zhang 等8人 · IET Power Electronics · 2026年2月 · Vol.19
本文提出基于电路等效原理的耦合寄生电感矩阵（CPIM）解耦方法，通过矩阵对角化求解等效寄生电感（EPI），建立寄生电感网络模型，并结合芯片开关状态分析动态均流特性；验证了4芯片与6芯片并联模块EPI模型的理论与实验精度。
解读: 该研究直接支撑阳光电源SiC基组串式逆变器（如SG3125HV系列）及ST系列储能PCS中高功率密度、高频开关下的芯片级动态均流设计。精准EPI建模可优化功率模块布局与叠层母排设计，降低换流振荡与电压过冲，提升系统可靠性与EMI性能。建议在PowerTitan液冷储能系统及下一代户用/工商业逆变器平...
一种降低电流总谐波畸变的模块化多电平变换器-电池储能系统扩展电平模型预测控制方法
An Extended-Level Model Predictive Control Method With Reduced Current THD for Modular Multilevel Converter-Battery Energy Storage System
Zhan Liu · Quangen Li · Jiawei Fu · Hua Zhou 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年3月
模块化多电平变换器-电池储能系统（MMC-BESS）有助于提升电网可靠性，但其模型预测控制（MPC）面临计算量大、输出电流质量不佳及权重因子选取困难等问题。本文提出一种扩展电平MPC方法，在负载MPC阶段直接计算输出电压参考值，并通过逐步优化确定输出电平，采用优化电流误差面积的代价函数以降低电流总谐波畸变（THD）。每控制周期计算复杂度恒为5，与子模块数量无关。针对环流控制设计两种策略，并采用独立代价函数避免权重因子整定，将荷电状态（SoC）平衡反馈引入环流参考实现相间与桥臂间SoC均衡。仿真与...
解读: 该扩展电平MPC方法对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。其核心优势在于：1）计算复杂度恒定为5且与子模块数量无关，可显著降低控制器成本，适合大规模MMC-BESS部署；2）通过优化电流误差面积降低THD，可提升ST储能变流器并网电能质量，满足严格的电网谐波...
数字孪生驱动的高可靠性电力电子系统特刊主编寄语
Guest Editorial Special Issue on Digital Twin Driven High-Reliability Power Electronic Systems
Jiangbiao He · Paolo Mattavelli · Fernando Briz · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
为满足全球零排放可持续能源发展需求，交通和公用电力等行业正经历快速变革，电力电子在电动汽车、电动船舶、飞机、太阳能/风能发电和储能等众多功率转换系统中发挥支柱作用。然而电力电子可靠性尚未受到足够重视，特别是在安全关键应用中可靠性应是首要设计优先级。工业4.0和5.0着重互联性、自动化、智能和实时状态监测，数字在线预防性维护和优化至关重要。数字孪生是物理系统的数字复制品，可准确预测和反映物理系统的实时健康状况，通过物理组件与数字孪生模型间的实时双向数据流实现。该特刊发表10篇文章涵盖数字孪生参数估...
解读: 该数字孪生特刊与阳光电源智能运维战略高度契合。特刊涵盖的Buck/Boost变换器数字孪生参数估计、五电平ANPC逆变器故障诊断和SiC MOSFET模块电-热-机械建模与阳光iSolarCloud平台的智能诊断和预测性维护功能发展方向一致。数字孪生技术在直流电容、电感、开关管寄生电阻实时估计方面的...
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