Cong Yuan · Yuhua Du · Yigeng Huangfu · Chao Gong 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年8月

分布式电推进（DEP）系统在无人机应用中优于传统集中式推进系统，但现有推进管理技术多采用集中控制，难以充分发挥其分布特性。本文提出一种面向DEP无人机的新型分布式控制方法，通过协调各推进器实现飞行速度与航向角的协同调节，即动力巡航与偏航控制。为避免失速，巡航与偏航控制在设计上充分解耦。文中给出了控制器设计细节与稳定性分析，并在控制器硬件在环（C-HIL）平台上完成实验验证。结果表明，所提方法能有效抑制超调并快速修正速度偏差，实现稳定航向调节，而无解耦机制时系统在100秒后失稳并失速。

解读: 该分布式电推进共识控制技术对阳光电源储能与充电桩产品线具有重要借鉴价值。其核心思想与PowerTitan储能系统的多模块协同控制高度契合：通过分布式共识算法实现多个PCS单元的功率均衡与解耦控制，可有效避免环流和振荡。文中提出的解耦控制策略可应用于ST系列储能变流器的有功-无功独立调节，提升构网型G...

Kaiyuan Hu · Ming Yang · Xinmei Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月

与传统的硅基器件相比，碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）展现出更优异的特性。然而，高开关速度所导致的高电压变化率（dv/dt）使其更易受到由米勒电容和共源电感引起的串扰尖峰的影响，从而增加了功率器件误触发的风险。现有的大多数方法所采用的数学模型仅考虑了米勒电容，并且采用负关断电压方法，这会增加器件的负栅源电压应力，缩短其使用寿命。本文提出了一种同时考虑米勒电容和共源电感的串扰电压数学模型，并引入了一种多级自驱动栅极驱动器来抑制正、负串扰电压。该方法采用电阻 - 电容 - 二极管和...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对SiC MOSFET多电平自驱动栅极驱动器的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，阳光电源正在大规模推进SiC功率器件的应用，以提升产品的功率密度和系统效率。 该技术的核心价值在于系统性解决了SiC MOSFET高速开关带来的串扰问题。...

Jiarui Long · Zhifang Yang · Yuming Liu · Mingxu Xiang 等5人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年8月

网络约束机组组合（UC）通常采用交流约束的线性近似以保证求解效率，但现有线性化方法难以应对机组启停导致的运行工况变化及交流可行性恢复问题，且近似精度依赖于工况与初始点的接近程度。本文提出一种基于自适应线性潮流模型的UC方法，将运行工况按机组状态、负荷水平和拓扑划分为多个区域，并引入辅助二元变量实现区域及对应最优线性模型的自适应选择。通过识别对UC精度影响显著的关键支路并仅在这些支路上应用自适应模型，有效降低计算负担。在多个标准测试系统及中国某省级电网中的验证表明，该方法显著减少支路有功/无功潮流...

解读: 该自适应线性潮流模型对阳光电源PowerTitan大型储能系统和iSolarCloud智能运维平台具有重要应用价值。在源网荷储协调优化场景中，储能系统的充放电调度需考虑电网潮流约束，该方法通过自适应区域划分和关键支路识别，可显著提升ST系列储能变流器参与电网调度的决策精度和计算效率。特别适用于省级电...

Xin Wang · Qi Guo · Chunming Tu · Liang Che 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年8月

随着可再生能源和单相负荷的大量接入，低压配电网中三相不平衡及变压器轻/重载运行问题日益突出。现有互联低压配电网（ISLDN）研究较少同时兼顾上述两类问题的综合调控。为此，本文提出一种基于四桥臂软开点（F-SOP）的综合控制策略。首先建立包含F-SOP与变压器的系统综合损耗模型，揭示不平衡度与负载率对设备效率的影响；其次，以最小化网络损耗为目标，提出计及三相不平衡约束与经济运行区间的优化调度方法，生成F-SOP的功率指令；进一步设计改进的对等控制策略，确保优化调度实施并提升系统稳定性。仿真与实验验...

解读: 该F-SOP综合控制策略对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要应用价值。文章提出的四桥臂拓扑与三相不平衡治理技术可直接应用于阳光电源储能PCS产品，提升其在分布式光伏大量接入场景下的电能质量调节能力。所提优化调度方法与改进对等控制策略可融入iSolarCloud平台，实现储能...

Yuan Cheng · Mingli Wang · Haodan Shao · Xiaojun Liu · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月

基于差频调制的无刷双馈交流发电机（BDFA）凭借其高可靠性和灵活的励磁方式，在脉冲电容器充电电源（CCPS）系统中展现出了良好的应用潜力。与以往仅关注直流励磁下BDFA对电容器充电性能影响的研究不同，本文聚焦于分析低频交流励磁下差频调制BDFA对电容器充电的暂态特性，以实现更好的充电性能并充分发挥BDFA交流励磁的优势。此外，根据充电电流的变化状态，将该系统划分为不同的运行模式。对两种模式下的电压和电流方程进行分析，以确定发电机参数（尤其是励磁频率）对充电性能的影响。最后，在理论分析的基础上，对...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于差分调制无刷双馈交流发电机（BDFA）的快速电容充电技术具有显著的战略参考价值。该技术通过低频交流励磁实现高可靠性和灵活的激励方式，这与我司在储能系统和电力电子领域的核心技术路线高度契合。 在储能系统应用层面，脉冲电容充电技术可为我司储能变流器（PCS）的瞬态响应...

Lina Wang · Zezhuo Yuan · Junming Chang · Zaiqia Wu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月

在评估和优化半导体器件开关瞬态性能领域，解析建模方法因其简单、直观和实际适用性等优点而受到越来越多的关注。与相同功率等级的硅基功率器件相比，碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）的开关速度更快，这使得其开关瞬态过程对电路中寄生参数的影响极为敏感。这导致出现更复杂的瞬态特性，给 SiC MOSFET 开关瞬态的解析建模带来了挑战。本文综述了现有的用于分析 SiC MOSFET 与二极管对开关瞬态的解析建模方法。介绍了解析建模过程中采用的几种简化措施，并根据简化程度...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇关于SiC MOSFET开关瞬态分析建模方法的综述论文具有重要的战略参考价值。作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商，阳光电源正处于功率半导体技术从硅基向碳化硅转型的关键阶段，而精确的瞬态建模能力直接关系到产品性能优化和市场竞争力提升。 该论文系统梳理的分段线性模型...

Ahmad Ghamsari Esfahani · Mahdi Sadeghi · Ehsan Adib · Patrick Wheeler 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月

本文介绍了一种新型双开关降压直流 - 直流转换器。通过将填谷电路与耦合电感相结合，并采用交叉耦合电感技术，所提出的转换器大幅降低了输出电流纹波。这种结构不仅提高了转换器的电压增益，还减轻了二极管上的电压应力。采用双磁元件实现了双相降压机制，提高了转换器效率。此外，该转换器还具备纹波消除能力。所提出的转换器中的一个开关在零电流开关条件下导通，而另一个开关由于其漏源电压较低，开关损耗极小，这既降低了开关损耗，又减少了电容性导通损耗。本文给出了详细的分析和设计指南，以验证所提出转换器的性能。通过一个将...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项超高降压比双相Buck变换器技术在光伏和储能系统的直流变换环节具有显著应用价值。该技术通过耦合电感和谷填充电路的集成设计，实现了极低的输出电流纹波和大幅降压能力，这与我们在光伏优化器、储能PCS直流侧变换以及高压直流快充系统中的技术需求高度契合。 该技术的核心优势在于...

Wiljan Vermeer · Marck Wolleswinkel · Jos Schijffelen · Gautham Ram Chandra Mouli 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月

准谐振临界导电模式（QR-BCM）与三角电流模式（TCM）因性能优良且复杂度低，广泛应用于学术界与工业界。然而，在四开关Buck-Boost（FSBB）变换器中采用这些调制方式时，多模式运行下的开关频率不连续性带来了额外的控制挑战。本文首次实现了包含平滑模式切换的闭环变频多模式准谐振BCM控制方案。所提出的数字控制策略基于集成于控制算法中的软件中断处理机制，采用前馈模式切换技术，无需依赖高频电流检测，仅利用直流电流与高频电压测量即可实现。研制了10 kW样机，并将所提调制方案与其他三种软开关调制...

解读: 该四开关Buck-Boost变换器的三模式变频调制技术对阳光电源车载OBC充电机和储能双向变流器产品具有重要应用价值。QR-BCM与TCM调制方案实现的软开关特性可显著降低开关损耗达60%，特别适用于宽电压范围工况。该技术可直接应用于：1）电动汽车OBC充电机，在200-450V电池电压范围内实现高...

Huaiyuan Wang · Fajun Gao · Qifan Chen · Siqi Bu 等5人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年7月

深度学习方法广泛应用于电力系统暂态稳定性评估（TSA），但其结果缺乏可解释性且评估过程难以控制，限制了实际应用。本文提出一种失稳模式引导的模型更新方法以优化TSA模型。首先，构建基于Transformer编码器的TSA模型，通过注意力分布解释和分析预测结果；其次，引入注意力引导损失函数，针对特定失稳模式调整评估规则，提升分类精度；同时采用注意力保持损失，维持其他样本的评估能力并抑制过拟合；此外，基于注意力分布构建代表性数据集以降低更新成本。在IEEE 39节点系统与华东电网中的仿真验证了该方法的...

解读: 该失稳模式引导的暂态稳定评估技术对阳光电源PowerTitan大型储能系统和构网型控制产品具有重要应用价值。在电网侧储能场景中，ST系列储能变流器需快速判断电网扰动后的稳定性并调整控制策略，该方法基于Transformer的注意力机制可实现毫秒级稳定性预判，指导GFM控制器动态调节虚拟惯量和阻尼参数...

Maldon Patrice Goodridge · Subhash Lakshminarayana · Alessandro Zocca · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年7月

针对大量基于物联网的高功率设备（如智能电动汽车充电站）的变载攻击（LAA）可能会严重扰乱电网运行。在本研究中，我们旨在揭示可能造成严重影响的变载攻击的时空特征。这一问题颇具挑战性，因为现有的保护措施，如旨在使电力系统能够抵御单个组件故障的 $N - 1$ 安全性，在很大程度上也能使系统对负载变化具有恢复能力。因此，那些能导致网络故障的、经过精心策划注入的负载扰动可被视为“罕见事件”。为此，我们采用一种罕见事件采样方法来揭示在电力网络中时空分布的变载攻击。这种采样方法的关键优势在于能够从具有不连续...

解读: 该负载篡改攻击防护研究对阳光电源充电桩产品线具有重要安全价值。研究揭示的协调性负载攻击风险直接关联智能充电桩的并网安全性。建议在充电桩控制系统中集成异常负载检测算法，通过监测充电功率突变模式识别潜在攻击行为。可将稀有事件采样方法应用于iSolarCloud云平台，建立充电站集群的安全态势感知系统，实...

Imre Drovtar · Madis Leinakse · Kaur Tuttelberg · Jako Kilter · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年7月

现代电力系统中电源与负荷结构不断变化，系统运行日益接近稳定极限。在此背景下，评估电网电压与无功功率控制时需更加重视需求响应（DR）的潜力与方案。本文详细探讨了面向电压与无功控制的DR相关负荷建模方法，提出一种基于无功功率-电压（QV）分析的方法，用于评估负荷在接近额定电压条件下通过DR提供电压支撑的能力。研究涵盖静态与动态负荷模型等不同建模方式，并分析其对电压与无功控制的影响及局限性。结果表明，DR可有效集成于综合负荷模型中，支持现有规划模型下的无功与电压控制分析，对电网运营商和规划人员确定研究...

解读: 该需求响应负荷建模技术对阳光电源储能与电网支撑产品具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统中，可结合QV分析方法优化无功功率控制策略，提升电压支撑能力；ST系列储能变流器可基于动态负荷模型实现更精准的电压调节响应。对于构网型GFM控制技术，该研究提供的综合负荷模型可增强虚拟同步机VSG在...

Ying Pang · Xinhao Zhang · Gang Li · Man-Chung Wong 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月

本文提出一种多频谱阻抗匹配方法，将阻抗匹配技术的应用范围从线性正弦电压拓展至地质勘探电磁法中的非线性电压环境。首先分析发射机、天线与负载的阻抗特性；其次，基于不同匹配连接方式的影响，提出适用于非线性功率放大器的非线性多频谱阻抗匹配拓扑（NMIM）；进而设计优化参数及基于负载识别的控制策略以提升匹配性能；最后通过动态硬件实验验证了该方法及其控制策略的有效性。结果表明，NMIM可动态匹配天线与负载阻抗，使放大器发射电流幅值提升逾21%，功率容量利用率平均提高37%以上，较传统方法至少提升12%。

解读: 该多频谱阻抗匹配技术对阳光电源功率变换系统具有重要借鉴价值。其核心思想可应用于ST储能变流器和SG光伏逆变器的功率级优化：通过动态阻抗匹配提升功率器件利用率，降低过设计冗余。特别是在储能系统多工况运行（充放电切换、功率因数调节）和光伏逆变器宽输入电压范围工作时，该方法的负载识别与动态匹配策略可提升功...

Jinsong Zhao · Yunpeng Zhang · Huidong Hou · Yuwei Yue 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月

液压驱动下肢外骨骼机器人（HDLLER）是一种助力运动装置，可帮助穿戴者提高承重能力并减轻疲劳。然而，HDLLER 是一个非线性系统，关节之间存在强耦合以及参数摄动问题，这会影响其轨迹跟踪性能。本文聚焦于一种有效的解耦控制算法。首先，通过反馈线性化将 HDLLER 的强耦合非线性系统从严格反馈形式转换为规范形式，从而避免反步方法的微分爆炸问题。为了重构变换后系统的状态变量和非线性项，采用了自抗扰控制（ADRC）最重要的组成部分——扩张状态观测器（ESO）。然后，设计了基于 ESO 的反步控制器，...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的自抗扰控制与反步法结合的解耦控制算法，虽然应用于液压驱动外骨骼机器人领域，但其核心技术理念与我们在新能源系统控制中面临的挑战高度契合。 在光伏逆变器和储能系统领域，我们同样面临多变量强耦合、非线性动态响应以及参数不确定性等控制难题。该论文通过反馈线性化将严格...

Zhenping Guo · Xiaowen Su · Kai Sun · Byungkwon Park 等5人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年7月

在复杂网络系统研究中，通常基于无向图模型进行特征分析。然而，在电力系统连锁故障分析中，故障间的相互作用具有方向性，需引入有向图以刻画故障传播路径。为此，本文提出一种随机交互图模型及其特征分析方法。通过定义并分析随机交互矩阵的特征值模式（其模为1、0或介于两者之间），可识别局部或大范围的故障传播模式及关键参与元件。利用特征向量识别广泛传播模式中的关键组件，并降低其故障概率，从而有效抑制连锁故障。在NPCC 140节点系统上的仿真数据验证了所提模型与策略的有效性。

解读: 该随机交互图与特征分析技术对阳光电源大型储能系统和微电网产品具有重要应用价值。在PowerTitan储能系统集成中，可建立储能单元、PCS变流器、升压变压器间的故障传播有向图模型，通过特征值分析识别关键薄弱环节，优化冗余配置策略。对于多机并联的ST系列储能变流器，该方法可量化单机故障向系统扩散的风险...

You Zhou · Junyao Liu · Zhi Chen · Guanghui Yang 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年6月

轴向磁通永磁同步电机（AFPMSM）具有结构紧凑、转矩密度高的优势，适用于电动自行车直驱系统。然而，其复杂的三维磁路与散热难题制约了效率提升。本文提出一种采用Halbach永磁阵列的轴向磁通电机（H-AFPMSM），利用自屏蔽磁化特性，在保持高转矩密度的同时显著降低损耗与温升。通过有限元分析与5kW满载样机实验表明，相较于传统径向磁通电机，H-AFPMSM转矩密度提升30%；相比表面式永磁电机，绕组温升降低40°C，且全速域效率提高5%∼10%。

解读: 该Halbach阵列轴向磁通电机技术对阳光电源新能源汽车驱动系统具有重要借鉴价值。其30%转矩密度提升和40°C温升降低特性，可直接应用于充电桩散热受限场景下的风冷电机设计。自屏蔽磁化特性减少的涡流损耗，与阳光电源SiC功率器件低损耗理念契合，可优化车载OBC和电机驱动系统的功率密度。三维磁路有限元...

Dongok Moon · Changkyu Bai · Anyeol Jung · Minsung Kim · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年6月

在移相全桥（PSFB）变换器中，每个桥臂上的开关由互补的脉冲宽度调制（PWM）信号驱动，并实现零电压开关（ZVS）。然而，PSFB 变换器不可避免地会出现超前桥臂和滞后桥臂开关损耗不平衡的问题。本文提出一种分裂互补调制方法，用于平衡 PSFB 变换器超前桥臂和滞后桥臂的开关损耗。该分裂互补调制方法使每个桥臂在每个开关周期内交替充当超前桥臂和滞后桥臂。在轻载时，滞后桥臂开关的零电压开通通常需要额外的死区时间。在分裂互补调制下，由于超前桥臂和滞后桥臂的角色在每个开关周期都会转换，因此在滞后桥臂开关开...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对移相全桥（PSFB）变换器的分裂互补调制技术具有显著的应用价值。PSFB拓扑广泛应用于我司的储能变流器、光伏逆变器的DC-DC变换级以及电动汽车充电模块中，该技术直接针对行业痛点——超前桥臂与滞后桥臂间的开关损耗不平衡问题。 该技术的核心价值在于通过每个开关周期交...

Zhiwei Xue · K.T. Chau · Wei Liu · Ying Fan 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年6月

无线电机在安装灵活性和无电缆特性方面具有显著优势，但要实现无线运动，接收端不可避免地需要多个功率半导体和电子元件。此外，由于在实现无线无速度传感器通信方面存在技术障碍，电机速度信息难以获取。为解决这些问题，本文新提出了一种具有高度集成的无线电能、驱动和数据传输（WPD²T）功能的新型无线超声波电机（USM）系统。创新之处在于，所提出的WPD²T系统利用USM固有的电容特性，仅通过带有串联电感的高度集成磁耦合器（IMC）同时实现无线电能传输、无线驱动控制和无传感器速度信息通信，从而大大简化了系统结...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项无线超声波电机的集成化功率、驱动与数据传输技术（WPD²T）虽然主要面向生物医疗微型机器人等小型化应用场景，但其核心创新理念对我们在新能源领域的技术演进具有重要启示价值。 该技术的核心亮点在于利用超声波电机的固有电容特性，通过高度集成的磁耦合器实现无线功率传输、驱动控...

Devesh Umesh Sarkar · Tapan Prakash · Sri Niwas Singh · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年6月

电力需求的急剧增长导致了传统电网的结构变化。现代电力系统包含先进的装置和设备，这使得维持可靠、安全的电力供应颇具挑战。低频振荡（LFO）是现代电力系统中一个显著的现象。为防止功角失稳，需要对这些振荡进行有效抑制。电力系统稳定器（PSS）通常用于解决这一问题。然而，传统的PSS在现代电网中无法有效抑制低频振荡。因此，本文采用混合深度学习方法，设计了一种将分数阶比例积分微分（FO - PID）控制器与传统PSS相结合的控制器。将卷积神经网络（CNN）和长短期记忆网络（LSTM）集成在一起形成CNN ...

解读: 该分数阶PID-PSS技术对阳光电源构网型储能系统具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统并网运行中，低频振荡抑制是关键技术难点。文章提出的混合深度学习自适应参数整定方法，可直接应用于ST系列储能变流器的虚拟同步机VSG控制策略优化，通过分数阶控制器提升系统阻尼特性。该技术对阳光电源GF...

Yuerong Yang · Shunjiang Lin · Shiyuan Chen · Mingbo Liu 等5人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年6月

基于随机微分代数方程（SDAEs）描述电力系统在随机连续扰动下的动态行为。传统数值方法需大量样本计算状态变量的概率分布，计算成本高。本文提出一种非采样时域仿真（NSTDS）框架，可直接求解暂态过程中各时刻状态变量的概率分布，显著提升计算效率。该框架采用具有更高收敛阶的Milstein-Euler预测校正迭代格式，并结合L^p空间对偶定理，提出一种避免维度灾难的随机变量函数概率分布计算方法，适用于大规模系统。在改进的IEEE 39节点和118节点系统上的算例验证了所提方法在暂态稳定性评估中的高精度...

解读: 该非采样时域仿真框架对阳光电源储能系统和新能源并网产品具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统中，可用于评估随机功率波动（风光出力、负荷变化）下的暂态稳定性，优化构网型GFM控制参数设计。相比传统蒙特卡洛方法，该框架通过直接求解概率分布显著提升计算效率，适用于大规模储能电站的实时稳定性评...

Chenhan Xiao · Yizheng Liao · Yang Weng · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年6月

近期研究进展表明，利用电压和功率数据等传感器测量值来识别配电网中的线路故障是有效的。然而，这些测量值可能会将电力用户的敏感信息（如家庭居住情况和经济状况）泄露给对手，从而无意中给电力用户带来隐私风险。为保护原始数据不直接暴露给第三方对手，本文提出了一种新颖的分布式数据加密方案。通过研究高斯差分隐私，证明了该加密策略的差分隐私属性，从而验证了其有效性。鉴于原始数据加密可能会影响故障检测的有效性，本文通过研究线路故障前后数据分布之间的库尔贝克 - 莱布勒散度来分析性能下降情况。通过这种分析，我们可以...

解读: 该隐私保护线路断电检测技术对阳光电源的储能和光伏产品线具有重要应用价值。可集成至ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的控制系统中,通过安全多方计算实现分布式设备间的数据协同分析。这将增强iSolarCloud平台的智能运维能力,在保护用户数据隐私的同时提升故障诊断效率。特别是在大型储能电站和工商业...