Martin János Mayer · Dazhi Yangb · Dávid Markovics · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.344

摘要：集合数值天气预报（NWP）是一种生成天气预报并量化其不确定性的基本且可靠的方法。然而，将集合太阳辐照度预报转换为确定性光伏（PV）功率预报的过程涉及两个具有挑战性的特征，即复杂性和维度性。复杂性源于必须引入物理模型链和后处理工具，这两者均需要对能源气象学有深入的理解。而维度性则是因为可以自由地将各种模型链与后处理工具进行级联组合，每种工具都有多种可选方案，从而形成16种不同的转换工作流程，导致可能性成倍增加。当以某种方式引入机器学习时，情况变得更加复杂。本研究利用匈牙利五个大型公用事业级光...

解读: 该研究对阳光电源iSolarCloud智慧运维平台及SG系列逆变器功率预测算法具有重要指导意义。核心发现表明:集合NWP相比确定性预测可降低5%误差,且仅需对最终功率输出进行偏差校正,无需对辐照度预测做复杂后处理。这为简化预测模型链、优化ST储能系统充放电策略提供依据。建议在iSolarCloud平...

Yangxiao Xiang · Hongjian Lin · Henry Shu-Hung Chung · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

对于拓扑持续时间不确定的开关模式功率转换器而言，进行高精度参数识别颇具挑战，因为诸如开关时刻和拓扑转换时的电路状态变量等物理信息，对于实现这一目标至关重要。在传统的基于物理模型的解决方案中，需要额外的测量电路来弥补拓扑转换时未知物理信息的缺失，否则就必须牺牲精度。为避免使用不必要的额外硬件，本文提出了一种扩展物理信息神经网络（e - PINN），它将伪标签生成网络集成到分段物理信息神经网络中。该网络能够精确识别关键系统参数，以及每个拓扑的持续时间和拓扑转换时的系统状态。在工作于不连续导电模式（D...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于扩展物理信息神经网络（e-PINN）的参数识别技术具有显著的应用价值。该技术针对开关电源变换器在拓扑持续时间不确定情况下的参数识别难题，提出了无需额外硬件即可实现高精度识别的解决方案，这与我司在光伏逆变器和储能变流器领域的核心需求高度契合。 在实际应用层面，该技术...

Jiazhi Wang · Zeng Liu · Kaiwen Feng · Jinjun Liu · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年10月

准确的功率分配是孤岛微电网（MG）中构网型逆变器（GFMIs）的基本需求。然而，即使GFMIs的控制器相同，考虑到电路差异，暂态功率分配（TPS）性能仍然不佳。本文提出了一种公共耦合点（PCC）动态小信号模型，用于描述GFMIs之间的相互作用。基于该模型，首先推导了一种自适应暂态功率解耦（TPD）控制器，以确保良好的TPD性能并简化GFMIs的小信号模型。然后，利用自适应下垂和前馈控制推导了一种自适应TPS控制器，以确保良好的TPS性能。与传统下垂控制方法相比，所提出的方法可以补偿线路阻抗和虚拟...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于自适应下垂和前馈控制的构网型逆变器暂态功率共享技术具有重要的战略价值。该技术直接针对孤岛微电网中多台构网型逆变器（GFMI）并联运行时的核心痛点——暂态功率分配不均问题，这与阳光电源在光储微网和离网系统领域的产品需求高度契合。 技术价值方面，该方法通过公共耦合点动...

Yuzhi Chen · Chi Li · Jianwei Liu · Yifan Wu 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年5月

在基于碳化硅的电压源换流器（VSCs）中，搭配肖特基势垒二极管（SBDs）存在权衡问题。虽然肖特基势垒二极管可降低续流损耗并减轻双极传导的不利影响，但其结电容也会导致开关损耗增加。本文提出了一种以导通电阻为设计变量、旨在提高换流器效率的肖特基势垒二极管系统选择策略。以一个采用1.2 kV金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFETs）和四组1.2 kV肖特基势垒二极管的三相电压源换流器为例进行研究。在较宽的温度范围内对MOSFET/肖特基势垒二极管对的静态和开关特性进行了测量和分析。评...

解读: 该研究对阳光电源的SiC器件应用具有重要指导意义。SBD选型优化可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的功率级设计，通过合理匹配SBD导通电阻，可优化系统损耗分布，提升整机效率。特别是在1500V高压系统中，优化后的SBD可有效降低续流损耗，改善热设计裕度。这对提升产品可靠性和降低散热成...

Xinzhou Dong · Haozong Wang · Binshu Chen · Boliang Jin 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年1月

行波差动保护（TWDP）基于输电线路的行波传播特性，在长距离输电线路保护中具有独特优势。本文提出一种适用于高压直流（HVDC）线路的实用时域TWDP方案，并开展理论分析与现场验证。研制了名为TP-03的TWDP装置，实验室测试表明：其在±1100 kV额定电压下可耐受最高1000 Ω故障阻抗，通信延时20 ms时动作时间仍小于30 ms。2020年10月，该装置首次应用于世界最高电压（±1100 kV）、最长距离（3284 km）、最大容量（额定12100 MW）的昌吉—古泉UHVDC工程，多次...

解读: 该行波差动保护技术对阳光电源大型储能系统直流侧保护具有重要借鉴价值。PowerTitan等MW级储能系统采用1500V直流母线，面临长距离直流电缆故障检测难题，传统保护方案在高阻故障下响应慢。文中提出的时域行波分析方法可移植至储能系统PCS与电池簇间的直流链路保护，实现ms级故障定位；1000Ω高阻...

Soham Chakraborty · Sarasij Das · Utkarsh Singh · Aleksandra Lekić 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年2月

与同步发电机不同，构网型逆变器接口分布式电源（GFM IIDG）的故障响应主要取决于控制与电流限制策略，而非固有物理特性。本文系统研究了不同控制及限流方案对GFM IIDG相量域正负序阻抗特性的影响，涵盖下垂控制、虚拟同步机、虚拟振荡器等参考生成控制，以及旋转/静止坐标系下的电压控制和基于饱和、锁存、圆形、虚拟阻抗的限流策略。仿真结果表明，外环参考生成控制影响较小，而电压控制与限流方案是决定序域模型特性的关键因素，为逆变器主导电网的保护策略设计提供了理论依据。

解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan储能系统的构网型控制策略优化具有重要价值。文章系统分析了下垂控制、虚拟同步机等参考生成控制与不同限流方案对序域阻抗特性的影响，揭示了电压控制与限流策略是决定故障响应的关键因素。这为阳光电源优化GFM储能变流器的电流限幅策略（饱和、锁存、圆形限幅...

Jiaxing Ye · Mingyi Wang · Sihang Cui · Chengming Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

由具有快速开关瞬态特性的碳化硅（SiC）金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）构成的功率变换器，在高性能、高功率应用中得到了广泛使用。驱动电路中具有高开关频率的宽禁带半导体器件在快速开关瞬态过程中极易受到栅 - 源极串扰电压的影响，这可能会导致互补桥臂出现误导通和直通现象。本文提出了一种基于晶体管和无源元件的改进型串扰抑制栅 - 源极驱动拓扑，以有效抑制电压源逆变器的串扰问题。该拓扑通过在必要时将辅助电路接入或移出栅 - 源极驱动电路，在不影响碳化硅功率器件性能的前提下，确保其正常运行。此...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对SiC MOSFET相桥臂配置的改进型串扰抑制驱动拓扑技术具有重要的战略价值。作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商，我们的产品正面临着功率密度提升和效率优化的双重挑战，而SiC器件的应用是实现这一目标的关键路径。 该技术直击SiC MOSFET在高频开关应用中...

Zihan Wang · Gengyin Li · Ziyang Huang · Xiaonan Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年1月

随着波动性可再生能源发电（REGs）的高比例接入，振荡现象在全球范围内频繁出现。与传统电力系统中的低频振荡不同，以可再生能源为主导的电力系统中的振荡频率更高，涉及更多非线性因素，严重威胁着系统的稳定运行。振荡稳定控制设计的主要技术挑战在于以可再生能源为主导的电力系统具有非线性、复杂性，且难以获取其模型。为应对这一范式转变，本文提出了一种基于柯普曼算子（KO）的物理信息驱动的数据驱动振荡稳定控制（PDOS）策略，该策略具有强可解释性和高计算效率的优点。首先，基于柯普曼算子实现了非线性动态的全局线性...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于Koopman算子的物理信息驱动振荡稳定技术具有重要的战略价值。随着全球新能源渗透率持续攀升，我们在实际项目中已观察到高频振荡问题日益突出，这与传统电力系统的低频振荡特性存在本质差异，对我们的光伏逆变器和储能系统控制策略提出了新挑战。 该技术的核心价值在于通过Ko...

Michael Walter · Mark-M. Bakran · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年1月

本研究的核心目标是提高一款设计用于在 400 V 直流母线电压下运行的牵引混合开关逆变器的效率。这一目标通过将分立的 650 V 硅绝缘栅双极型晶体管（Si - IGBT）和续流二极管与 650 V 碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管（SiC - MOSFET）进行并联组合来实现。本研究提出了一种创新方法，即引入额外的电感，将 SiC - MOSFET 半桥与 IGBT/硅二极管半桥解耦。这种解耦方法有效降低了有源 SiC - MOSFET 的开通损耗和无源硅二极管的关断损耗，与非解耦配置相比，...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于电感解耦的硅基IGBT与碳化硅MOSFET混合逆变器技术具有重要的应用价值和战略意义。 该技术通过在SiC-MOSFET半桥与IGBT/Si二极管半桥之间引入解耦电感，有效降低了SiC-MOSFET的开通损耗和硅二极管的关断损耗，这与我们在光伏逆变器和储能变流器产...

Jiajie Xiao · Peiqiang Li · Zhiyu Mao · Chunming Tu · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年2月

本文提出一种分层协调控制策略，以提升储能系统（ESS）在二次频率调节（SFR）中的整体性能。该策略包含系统层、ESS运行层和协调控制层。系统层建立多区域互联系统的频率响应模型，通过功率分配因子的灵敏度分析揭示ESS与常规机组在SFR中时序性、调节深度及作用机理，并提出基于灵敏度的自适应功率分配策略，在减轻ESS功率负担的同时改善SFR效果并维持荷电状态（SOC）。ESS运行层采用单调充放电策略，将ESS功能解耦以降低频繁启停导致的寿命衰减。协调控制层结合功率预测与ESS运行状态，提出基于双输入模...

解读: 该分层协调控制策略对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统在电网调频应用中具有重要价值。其自适应功率分配策略可优化ST储能系统的AGC响应逻辑，通过灵敏度分析动态调整储能与火电机组的功率分担比例，降低储能系统频繁充放电压力，延长电池寿命。单调充放电策略与双输入模糊控制的SOC优...

Zhe Liu · Hao Yub · Xuanyu Liub · Chonghao Zhang 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401

随着可用于可再生能源部署的土地资源日益稀缺，公路填方边坡为土地高效利用的可再生能源整合提供了创新解决方案。本研究提出一种基于高分辨率数字高程模型（DEM）的可扩展、高精度方法，用于识别适宜建设光伏系统的边坡，并从物理、地理和技术三个维度评估江西省内此类场地的太阳能潜力。研究构建了一个融合地理、技术与政策因素的经济分析框架，以投资回收期为核心指标，在不同资本成本和补贴情景下评估项目的可行性。研究结果表明，基于边坡的太阳能资源在空间和季节上均表现出显著异质性，高潜力区域主要集中于江西省南部。尽管出于...

解读: 该研究揭示江西高速公路边坡光伏潜力达12.3GW装机量,为阳光电源SG系列组串式逆变器提供重要应用场景。边坡地形复杂、遮挡多变的特点,恰需我司1500V系统的多路MPPT优化技术应对局部阴影。研究强调的空间异质性和季节波动,可通过配置ST系列储能PCS及PowerTitan系统实现削峰填谷。建议开发...

Yousef N. Abdelaziz · Khaled H. Ahmed · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年7月

相较于传统交流系统，海上风电场直流汇集系统可显著降低重量与体积。其中，串并联结构虽效率较高，但因直流-直流变换器位于风电机组串联支路前端，易受直流短路故障影响而可靠性较低。本文提出一种新型串联隔离并联风电场（SIP-WF）架构，通过为每组串联风电机组配置隔离型直流-直流变换器，实现固有直流故障阻断能力，无需外部直流断路器。各风机仅采用无源整流器，保证了系统高效率。针对不同风况下的最大功率点跟踪问题，提出两种集中式控制策略，实现单变换器对多风机的协调控制。MATLAB/Simulink仿真验证了所...

解读: 该串联隔离并联架构对阳光电源的储能与光伏产品线具有重要参考价值。其中隔离型DC-DC变换器的固有故障阻断特性可应用于ST系列储能变流器和PowerTitan系统,提升大规模储能场站的可靠性。文中提出的集中式MPPT控制策略可优化SG系列组串式逆变器的能量采集效率。同时,该架构采用SiC器件与无源整流...

Yizheng Tang · Cao Zhan · Lingyu Zhu · Weicheng Wang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年9月

碳化硅（SiC）功率模块在高温下性能优于传统硅器件，其热特性受材料温度依赖性显著影响。基于电热耦合的结温估算因迭代中频繁更新温度相关参数而效率低下。本文提出一种高效的多芯片SiC功率模块结温估算方法，构建了包含温度相关参数的非线性状态空间方程的三维集总热模型（LTM）。利用有限元仿真获得的动态热响应曲线，结合自适应粒子群优化（APSO）算法精确辨识非线性热参数。采用梯形规则-二阶后向微分（TR-BDF2）法分两阶段求解，兼顾稳定性与计算效率，计算速度较传统龙格-库塔法提升1948倍，误差控制在约...

解读: 该SiC功率模块高效结温估算技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中，SiC器件已广泛应用于提升功率密度和效率，精准的结温估算可优化热管理设计，提升系统可靠性。TR-BDF2算法相比传统方法计算速度提升近2000倍，可集成至iSolarCloud智能运维平...

Muhannad J. Alshareef · IEEE Access · 2025年1月

为在多变光照条件下高效提取光伏阵列最大功率，本文提出一种结合音乐椅算法（MCA）与分数阶开路电压（FOCV）的混合型最大功率点跟踪（MPPT）方法。该方法仅采用单一决策变量，简化控制流程，显著缩短动态响应时间。相较于传统FOCV方法在跟踪精度与输出功率上的局限，所提方法在MATLAB/SIMULINK平台下经渐变、正弦及实际光照条件验证，可在0.08秒内快速收敛，效率高达99.8%，稳态振荡明显降低，整体效率提升近7%。研究还系统比较了现有MPPT技术在控制变量、复杂度、跟踪速度与效率等方面的性...

解读: 该改进型FOCV-MPPT方法对阳光电源SG系列光伏逆变器和ST储能变流器的MPPT算法优化具有重要参考价值。其0.08秒快速收敛特性和99.8%跟踪效率可直接应用于SG系列组串式逆变器的多路MPPT控制器，特别适合应对云层遮挡等快速光照变化场景。单一决策变量的简化控制流程可降低DSP运算负荷，为S...

Peng Xue · Pooya Davari · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

本文提出了一种碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）的温度相关瞬态模型。将 SiC MOSFET 的开关瞬态过程分为四个阶段。在每个阶段，对 MOSFET 及其体二极管的工作情况进行分析，并得到相应的等效电路。分析表明，$C_{gd}\times dV_{ds}/dt$ 和 $L_{s}\times dI_{d}/dt$ 引起的负反馈机制、SiC MOSFET 体二极管 N 基区的过剩电荷抽取以及开关瞬态时的动态转移特性是关键的物理特性。同时分析了低端 MOSF...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项SiC MOSFET温度依赖瞬态模型研究具有重要的工程应用价值。作为功率变换核心器件，SiC MOSFET已广泛应用于我司的光伏逆变器、储能变流器等产品中，其开关特性直接影响系统效率、可靠性和功率密度。 该模型的核心价值在于精确刻画了半桥电路中SiC MOSFET的开...

Wenhao Yang · Yuyin Sun · Mengnan Qi · Shikai Sun 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年8月

本研究提出了一种基于高精度人工神经网络（ANN）的碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）建模框架，该框架在较宽的温度范围（27 °C - 500 °C）内实现了误差小于1.2%的高精度建模。所开发的模型可对碳化硅集成电路进行可靠的SPICE仿真，有助于高温模拟电路的设计和实验验证。采用pMOS电流源负载的单级共源（CS）放大器在500 °C时的最大低频增益达到25.5 dB，而两级放大器在500 °C时可实现52.5 dB的增益，单位增益带宽（UGBW）为220...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于人工神经网络的SiC MOSFET建模技术具有重要的战略价值。该研究实现了27°C至500°C宽温度范围内误差小于1.2%的高精度器件模型，为极端环境下的功率电子应用提供了可靠的设计工具。 对于光伏逆变器和储能系统而言，该技术的核心价值体现在三个层面：首先，高温工...

Lei Gao · Jing Lyu · Xin Zong · Xu Cai 等5人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年5月

随着可再生能源的大规模接入，现代电力系统宽频振荡风险显著增加。然而，可再生能源单元的黑/灰箱特性限制了其稳定性的有效分析。尽管阻抗测量或矢量拟合方法理论上可揭示模型特性，但在实时在线评估中面临挑战。为此，本文提出一种数据驱动与知识驱动相结合的方法，实现可再生能源并网系统的实时振荡稳定性评估。首先，采用数据驱动方法构建基于人工神经网络的宽频阻抗辨识模型；其次，结合场站拓扑与运行工况，在线获取可再生能源电站的宽频阻抗；进而，基于阻抗数据提出适用于复杂系统的在线稳定性评估方法。最后，通过中国某实际系统...

解读: 该宽频振荡稳定性在线评估技术对阳光电源PowerTitan储能系统和SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。文章提出的神经网络阻抗辨识方法可集成至iSolarCloud平台，实现ST储能变流器和光伏逆变器在不同工况下的实时阻抗特性监测，有效预警次同步/超同步振荡风险。该数据驱动与知识驱动融合的评估框架可...

Kushan Choksi · Masayuki Hijikata · Abdul Basit Mirza · Austin Zhou 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月

功率电子变换器中元器件的退化严重威胁系统可靠性，其退化行为与单个元件健康状态密切相关，可能引发连锁效应，导致系统寿命缩短或故障。本文提出一种基于多时间尺度数字孪生的运行状态监测方法，结合改进的伪启发式健康监测与基于模式识别的故障监测，并在升压变换器中进行验证。该方法利用上管开关/二极管电压和电感电流实现更精确的健康状态估计与快速故障检测。由于导通电阻R_ds,ON与电感串联电阻R_L退化对电感电流和输出电压影响相似，单独监测难度大。本文全面分析多种故障类型...

解读: 该多时间尺度数字孪生技术对阳光电源ST储能变流器和SG光伏逆变器的可靠性提升具有重要价值。文中针对SiC器件Rds,ON退化与电感ESR退化的解耦监测方法，可直接应用于阳光电源SiC功率模块的健康管理。基于器件脉动电压特征模式的故障检测算法，不依赖传感器完整性，可增强iSolarCloud平台的预测...

Shekhar Bhawal · Himanshu Patel · Kamalesh Hatua · Subhashish Bhattacharya · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月

提出一种用于两级式固态变压器（SST）的闭环控制架构与准方波调制方法，通过反馈公共直流母线电压实现闭环调节，无需DC-DC级串联谐振变换器的频率控制。该控制可从低压侧实现，降低隔离要求。输入串联输出并联模块化结构结合谐振运行特性，自然平衡各AC-DC单元的直流链电压。AC-DC级主要采用Si-IGBT，仅电压源变换器（VSC）使用SiC-MOSFET，降低器件成本。调制策略利用自然均压条件，使IGBT单元在工频开关，减小损耗；VSC以40 kHz高频切换，等效高开关频率，支持低频谐波抑制与瞬态功...

解读: 该准方波调制的SST闭环控制技术对阳光电源储能与充电产品线具有重要应用价值。其输入串联输出并联的模块化架构与ST系列储能变流器的中高压直挂方案高度契合，可简化隔离设计降低成本。Si-IGBT与SiC-MOSFET混合应用策略为PowerTitan大型储能系统的功率模块设计提供优化思路：工频级采用低成...

Omolbanin Taqavi · Pengzhao Song · Alexandre J. Bourgault · Ze Li 等6人 · IEEE Access · 2025年1月

高性能电机设计需要电磁、机械和热多物理域的复杂集成。本文提出逆变器驱动牵引感应电机的半解析多物理场评估框架。集成电磁模型评估转子定子电流、牵引特性和气隙磁通密度；振声模型预测电磁力引起的噪声振动；三维节点网络热模型捕获瞬态温度分布。这些高效模型无缝集成统一框架，支持精确高效分析和优化工具集成。在封闭感应电机原型上验证，经有限元分析和实验测试确认，为电机多物理场性能评估提供新方法，适用于各类应用和机型。

解读: 该多物理场仿真技术是阳光电源电机驱动产品开发的关键工具。阳光在新能源汽车电机控制器领域需要类似的电磁-热-振动耦合分析能力。该框架可集成到阳光电机驱动系统设计流程，优化PWM调制策略，降低电磁噪声和振动。结合阳光SiC器件应用经验，该技术可提升电机系统效率至96%以上，延长电机寿命，增强NVH性能。...