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基于柔性交流端口固态变压器的增强型软常开点配电网互联研究
A Flexible-AC-Port Solid-State Transformer-Based Enhanced Soft Normally Open Point for Interconnecting Distribution Networks
Jianwen Zhang · Junjie Luo · Jianqiao Zhou · Jiajie Zang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
本文提出了一种基于柔性交流端口固态变压器（FACP-SST）的增强型软常开点（e-SNOP），旨在解决现有全功率变换方案成本高、体积大的问题。该方案具备灵活的功率流控制、无功补偿及直流源荷接入能力，有效提升了配电网的灵活性与集成能力。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及PCS产品线具有重要参考价值。e-SNOP本质上是一种多端口能量路由技术，与阳光电源在微电网和工商业储能应用中的多能互补需求高度契合。FACP-SST拓扑有助于优化PCS的功率密度和成本，特别是在电网侧储能与配电网柔性互联场...
面向光伏应用的10 kV/1 MW固态变压器双有源桥高效控制方案设计与实现
Design and Implementation of High Efficiency Control Scheme of Dual Active Bridge Based 10 kV/1 MW Solid State Transformer for PV Application
Tao Liu · Xu Yang · Wenjie Chen · Yang Li 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年5月
本文针对光伏系统中基于模块化多电平级联变换器（MMC）的固态变压器（SST）拓扑，重点研究了双有源桥（DAB）变换器的控制策略。鉴于光伏面板电压与功率波动范围广，DAB变换器效率易受影响，本文提出了一种高效控制方案以优化其在宽范围工况下的性能。
解读: 该研究涉及的SST技术及DAB拓扑对阳光电源的集中式逆变器及大型光伏电站解决方案具有重要参考价值。随着光伏电站向高压化、大功率化发展，基于MMC的固态变压器是实现中压并网的关键技术路径。DAB的高效控制策略可直接优化阳光电源集中式逆变器及储能变流器（PCS）内部DC-DC环节的转换效率，有助于提升系...
增强型并网固态变压器对共感涌流的保护
Enhanced Protection of Grid-Connected Solid-State Transformers Against Sympathetic Inrush Current
Saurabh Kamble · Pradyumn Chaturvedi · Ching-Jan Chen · V. B. Borghate · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年5月
现代配电系统中，固态变压器（SST）逐步取代工频变压器，但共感涌流（SIC）引发的过电流应力对半导体器件构成威胁。现有研究对SIC在SST中的影响机制尚不明确。本文建立SIC数学模型，揭示SST输入电流峰值与高频变压器电压相移角φ之间的关系，并提出一种新型相移角控制（PSAC）算法。该算法基于周期性检测二次谐波，实现对涌流的精确抑制。仿真与实验结果表明，SIC分别从12.96 A降至8.1 A、25 A降至2.5 A，有效恢复至额定水平。所提方法显著提升了SST在电网扰动下的运行韧性与可靠性。
解读: 该固态变压器共感涌流抑制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。文中提出的相移角控制算法可直接应用于双有源桥（DAB）隔离型储能变流器，通过二次谐波检测与相移角动态调节，有效抑制电网扰动引发的涌流冲击，将过电流应力降低至额定水平，显著提升SiC功率模块的可...
基于级联H桥和双有源桥固态变压器中高频变压器的主动热控制
Active Thermal Control of High-Frequency Transformers in Cascaded H-Bridge and Dual Active Bridge Based Solid State Transformer
Jianxiong Yu · Jing Sheng · Rui Lu · Heya Yang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
采用级联H桥有源前端（AFE）和双有源桥（DAB）隔离型DC-DC变换器的固态变压器（SST）在超大规模电力应用中日益受到关注。然而，AFE引起的二倍工频波动会导致高频变压器（HFT）产生额外功率损耗与温升，威胁其可靠性与寿命。本文通过解析方法推导了HFT损耗特性，提出一种基于三次谐波注入的主动热控制策略，以重构HFT电流频谱并降低绕组损耗。推导了谐波注入后的损耗解析表达式，并优化了注入谐波的幅值与相位。在2MW/10kVac输入/800Vdc输出的SST样机上进行了仿真与实验验证，结果表明，优...
解读: 该主动热控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。文中针对级联H桥+DAB拓扑的二倍工频波动导致的高频变压器热应力问题，提出的三次谐波注入策略可直接应用于阳光电源1500V储能系统中的隔离型DC-DC变换器设计。通过优化电流频谱降低17%绕组损耗、实现3...
评估固态变压器中冗余设计的效益：一种扩展的总拥有成本模型
Assessing the Benefits of Redundancy in Solid-State Transformers: An Extended Total Cost of Ownership Model
Antonis Stathatos · Samuel S. Queiroz · Chengmin Li · Levy F. Costa 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年12月
直流-直流固态变压器（SST）在中压应用中日益普及。其模块化结构具备实现高可靠性的潜力，但尚缺乏兼顾可靠性与最小总拥有成本的设计方法。本文提出一种包含早期失效、随机故障和老化失效的SST直流级可靠性模型，并对比了两电平全桥与三电平半桥两种子模块结构。同时，建立了涵盖安装、运行、维修及停机成本的总拥有成本解析表达式，并以冗余子模块数量为变量构建优化问题。案例分析表明，尽管初始投资增加，冗余设计可显著降低全生命周期总成本，且停机成本与故障恢复速度对设计决策影响显著。
解读: 该SST冗余设计与TCO优化方法对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究提出的三电平半桥与两电平全桥对比分析，可直接指导阳光电源三电平拓扑的冗余配置优化，在保证高可靠性前提下平衡初始投资与全生命周期成本。其涵盖早期失效、随机故障和老化失效的可靠性模型，可完...
500kVA混合固态变压器的设计、分析与实现
Design, Analysis and Implementation of a 500kVA Hybrid Solid State Transformer
Sanjay Rajendran · Alex Qin Huang · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
混合固态变压器（HSST）结合了鲁棒且经济的工频变压器（LFT）与部分功率等级、可调控且响应迅速的固态变压器（SST）。现有研究多集中于通过辅助工频绕组或变压器实现隔离的混合变压器（HT），使其与FACTS装置界限模糊。本文通过20kV/500kVA HSST的案例研究，提出并分析一种基于单级双有源桥（DAB）SST的HSST系统，结合仿真分析阐述其丰富的控制能力，显著提升电网运行灵活性。所研制的20kV HSST硬件样机已通过测试，验证了多种控制功能，最高效率达98.4%。
解读: 该500kVA混合固态变压器技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。其单级DAB拓扑结合工频变压器的混合架构，可为20kV中压储能系统提供高效隔离方案，98.4%的峰值效率与阳光电源高效率目标一致。该技术的部分功率处理特性可降低功率器件成本，其丰富的控制能...
降低导通损耗的软开关固态变压器
Soft-Switching Solid-State Transformer With Reduced Conduction Loss
Liran Zheng · Rajendra Prasad Kandula · Deepak Divan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年5月
固态变压器（SST）在光伏、风电、储能及电动汽车快充等领域应用前景广阔。传统三级式SST（级联整流器+DAB变换器）存在无源器件体积大、效率低等问题。本文提出一种新型软开关SST拓扑，旨在通过优化开关策略降低导通损耗，提升系统整体功率密度与转换效率。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有高度战略价值。首先，SST拓扑优化直接赋能PowerTitan及PowerStack系列储能PCS，通过降低DAB级损耗，可显著提升系统能效并减小散热器体积，从而提高整机功率密度。其次，在电动汽车快充领域，该软开关技术能有效提升充电桩的转换效率，降低运营成本。建议研发团...
开关电容模块化多电平固态变压器中同步变压器的参数影响分析与优化设计方法
Parameters Influences Analysis and Optimization Design Method for Synchronous Transformer of Switched-Capacitor MMC-SST
Zemin Bu · Jiang Wang · Xin Li · Xiaofeng Sun · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年3月
在基于开关电容的模块化多电平固态变压器（MMC-SST）方案中，开关电容电路在功率传输、电气隔离、电压钳位及低频纹波解耦方面起关键作用。本文研究了同步变压器的分布参数对开关电容电路运行性能的影响，并提出了相应的参数优化设计方法，以提升系统整体效率与稳定性。
解读: 该研究涉及的MMC-SST拓扑及开关电容技术，对阳光电源的高压大功率储能系统（如PowerTitan系列）及中压并网技术具有重要参考价值。通过优化同步变压器设计，可有效提升PCS的功率密度和转换效率，并改善低频纹波抑制能力。建议研发团队关注该拓扑在直流侧电压钳位及电气隔离方面的应用，以进一步优化大容...
两级式固态变压器子模块内部电流应力的可靠性导向路由
Reliability-Oriented Routing of Internal Current Stress in the Two-Stage SST Submodule
Jinxiao Wei · Hongyu Lin · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年1月
功率路由技术是平衡模块化变换器（如固态变压器SST）剩余寿命的有效手段，但现有研究缺乏对单个两级子模块内部应力分布的考量。本文提出了一种通过重新分配直流母线电容二次谐波电流，从而平衡子模块内部应力的方法，旨在提升变换器的整体可靠性。
解读: 该研究关注模块化变换器内部应力均衡与寿命管理，对阳光电源的PowerTitan及PowerStack等大型储能系统（PCS）具有重要参考价值。随着储能系统向高压、大功率模块化方向发展，子模块间的应力均衡直接影响整机寿命。该技术可优化PCS内部功率模块的电流分配策略，降低电容等关键薄弱环节的应力，从而...
面向固态变压器接口多功率转换系统的通信独立型功率平衡控制
Communication-Independent Power Balance Control for Solid State Transformer Interfaced Multiple Power Conversion Systems
Jintong Nie · Liqiang Yuan · Wusong Wen · Renzhi Duan 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年4月
本文提出了一种无需通信的协同功率平衡控制策略，涵盖了光伏逆变器、电池储能系统及其与固态变压器（SST）协作的自主模式切换控制方法。该多功率转换系统集成了内部直流公共耦合点（PCC）和外部交流PCC，实现了在无通信链路下的稳定运行与功率分配。
解读: 该研究提出的无通信功率平衡策略对阳光电源的PowerTitan和PowerStack系列储能系统具有重要参考价值。在复杂的微电网或弱电网应用场景中，通信延迟或故障往往影响系统稳定性，该技术能增强系统在极端工况下的鲁棒性。特别是对于光储一体化系统，通过直流PCC实现光伏与储能的自主协调，可优化系统架构...
基于级联Vienna前端的固态变压器增强型容错运行策略
Enhanced Fault-Tolerant Operation Strategy for Cascaded Vienna Front-End Based Solid-State Transformer
Lin Zhu · Chushan Li · Huan Yang · Wuhua Li 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月
基于Vienna单元的固态变压器（SST）具有器件数量少、功率密度高等优势，适用于超级充电站及数据中心不间断电源。然而，SST中大量的开关器件增加了故障风险。本文提出了一种增强型容错运行策略，通过优化旁路逻辑，在降低额外硬件成本的同时提升了系统的可靠性。
解读: 该研究关注的固态变压器（SST）技术与阳光电源的超级充电站及数据中心储能业务高度契合。Vienna整流拓扑在提升功率密度方面具有显著优势，而其提出的容错策略对于提升阳光电源PowerTitan系列储能系统及大功率充电桩在极端工况下的可靠性具有重要参考价值。建议研发团队关注该容错控制逻辑，以优化现有P...
堆叠式低惯性变换器或固态变压器：电压平衡的建模与模型预测优先级切换控制
Stacked Low-Inertia Converter or Solid-State Transformer: Modeling and Model Predictive Priority-Shifting Control for Voltage Balance
Liran Zheng · Rajendra Prasad Kandula · Karthik Kandasamy · Deepak Divan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月
本文针对堆叠式低惯性变换器（SLIC）或级联减容直流母线固态变压器（SST）的控制难题，提出了一种新型模型预测优先级切换（MPPS）控制策略。该方法结合隐式调制器与离散时间大信号模型，有效实现了直流母线电压平衡与稳压控制，特别适用于采用小电容、无电解电容设计的低惯性变换器系统。
解读: 该技术对阳光电源的PowerTitan及ST系列储能变流器（PCS）具有重要参考价值。随着储能系统向高功率密度、长寿命（去电解电容化）方向发展，直流母线电压平衡与快速响应控制成为核心技术瓶颈。MPPS控制策略能有效提升多电平拓扑在动态负载下的稳定性，减少对大容量电容的依赖，从而提升系统可靠性与功率密...
集成低压直流微网、储能与可再生能源至中压直流电网的电流源型固态直流变压器
Current-Source Solid-State DC Transformer Integrating LVDC Microgrid, Energy Storage, and Renewable Energy Into MVDC Grid
Liran Zheng · Rajendra Prasad Kandula · Deepak Divan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年1月
本文提出了一种电流源型固态直流变压器（SST），旨在将低压直流微网、风力发电、光伏发电及储能系统高效集成至中压直流配电网。该方案为风光储电站的中压直流汇集系统提供了一种极具吸引力的接口解决方案。
解读: 该技术对阳光电源的PowerTitan/PowerStack储能系统及大型光伏电站解决方案具有重要参考价值。随着直流配电网（MVDC）趋势的发展，传统的交流汇集方案正向直流汇集演进。本文提出的电流源型SST拓扑可优化光储系统的直流耦合效率，减少多级变换损耗。建议研发团队关注该拓扑在高压直流侧的软开关...
基于模块化多电平变换器的快速充电站架构分析、局限性与机遇
Analysis, Limitations, and Opportunities of Modular Multilevel Converter-Based Architectures in Fast Charging Stations Infrastructures
Luis Camurca · Thiago Pereira · Felix Hoffmann · Marco Liserre · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年9月
随着快速及超快充电站（FCS/UFCS）渗透率提升，直接接入中压（MV）电网成为降低体积、损耗及成本的有效途径。本文探讨了利用固态变压器（SST）替代传统工频变压器加低压整流器的方案，重点分析了模块化多电平变换器（MMC）在其中的架构优势、技术局限及未来发展机遇。
解读: 该研究探讨的中压接入技术与阳光电源的电动汽车充电桩及储能业务高度相关。随着超快充需求增长，基于MMC架构的固态变压器技术可显著提升充电站的功率密度与电网适应性。建议研发团队关注该拓扑在阳光电源大功率充电桩及PowerTitan储能系统中的应用潜力，特别是在高压直流母线架构下的模块化设计，以优化系统效...
固态变压器子模块电容减容的磁分支缓冲通道及磁模型分析
The Magnetic Branch Snubber Channel and Magnetic Model Analysis for SM Capacitor Reduction of SST
Yuzhuo Pan · Chen Yang · Jiaxun Teng · Wei Zhao 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年6月
针对基于级联H桥的固态变压器（SST），其隔离级采用四有源桥（QAB）结构，本文提出了一种具有零谐波阻抗/磁通的磁分支缓冲通道方案。该创新方案为二倍频纹波电流（SFRC）提供了低阻抗路径，可替代传统的大电容缓冲支路，有效降低子模块电容需求，提升功率密度。
解读: 该技术对于阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及大功率PCS产品具有重要参考价值。在储能变流器中，直流侧二倍频纹波电流通常限制了电容寿命与功率密度，该磁分支缓冲方案通过磁集成技术替代大容量电容，有助于减小系统体积、延长电容寿命并提升整体可靠性。建议研发团队评估该磁集成拓...
基于准方波调制的中压级固态变压器公共直流母线电压闭环控制
Closed-Loop Control of Common DC-Link Voltage of Solid-State Transformer from Medium Voltage Stage Using Quasi-Square-Wave Modulation
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...
多应力下高频变压器绝缘的相互作用分析与寿命建模
Interactions Analysis and Life Modeling for High-Frequency Transformers Insulation Under Multistress
Zhaoxin Wang · Xing Wei · Filipe Faria da Silva · Henrik Sørensen 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
高频变压器（HFT）是固态变压器（SST）的核心组件。准确预测其剩余寿命对保障系统可靠性至关重要。本文研究了HFT绝缘在PWM高频电压与高温多重应力下的老化机理，旨在解决复杂工况下绝缘失效预测的难题，为电力电子设备的长期稳定运行提供理论支撑。
解读: 高频变压器是阳光电源储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及组串式逆变器中DC-DC变换环节的关键磁性元件。随着功率密度提升，高频PWM电压与热应力的耦合作用成为影响产品寿命的瓶颈。本文提出的多应力寿命建模方法，可指导阳光电源研发团队优化磁性元件的绝缘设计与选型，提升iSola...
固态变压器电磁侧信道噪声入侵研究
Electromagnetic Side-Channel Noise Intrusion on Solid-State Transformer
Mateo D. Roig Greidanus · Silvanus D'Silva · Shantanu Gupta · Debotrinya Sur 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
本文深入探讨了电磁侧信道噪声入侵（EM-SNI）对固态变压器（SST）电压传感器的影响。研究表明，攻击者无需与电力电子硬件或测量反馈电路进行电气接触，仅需小型天线即可实施攻击，对电力电子系统的测量精度与运行安全性构成潜在威胁。
解读: 随着阳光电源PowerTitan储能系统及组串式逆变器向高功率密度、高集成度发展，电力电子系统的电磁兼容性（EMC）与信息安全至关重要。本文揭示的非接触式电磁干扰攻击手段，提醒我们在产品设计阶段需强化传感器采样电路的电磁屏蔽与抗干扰设计。建议在iSolarCloud智能运维平台中增加针对异常采样数据...
多端口模块化固态变压器中用于子模块电容优化的功率波动传递设计与控制
Design and Control of Power Fluctuation Delivery for Cell Capacitance Optimization in Multiport Modular Solid-State Transformers
Jianqiao Zhou · Jianwen Zhang · Jiacheng Wang · Jiajie Zang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月
本文研究了基于模块化多电平变换器（MMC）的固态变压器（SST）。通过将MMC子模块与双有源桥（DAB）模块耦合，构建多端口SST以实现交直流混合配电。文章重点探讨了功率波动传递策略，旨在优化子模块电容设计，提升系统功率密度与效率。
解读: 该研究涉及的MMC拓扑及DAB模块化技术，与阳光电源的PowerTitan系列大型储能系统及集中式光伏逆变器的高压化趋势高度相关。通过优化功率波动传递来降低子模块电容需求，有助于进一步提升产品功率密度并降低成本。建议研发团队关注该控制策略在多端口电力电子变压器中的应用，这对于未来构建高压直流接入的光...
基于工频切换级联H桥单元的自然电容平衡串联谐振固态变压器
Solid-State Transformer Based on Naturally Cell Balanced Series Resonant Converter With Cascaded H-Bridge Cells Switched at Grid Frequency
Shekhar Bhawal · Himanshu Patel · Kamalesh Hatua · Krishna Vasudevan 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年7月
本文提出了一种用于三级（中压、隔离DC/DC、低压）固态变压器（SST）系统的闭环控制架构及中压级调制技术。该方案在控制简易性、半导体损耗及成本方面表现优异，通过工频切换级联H桥单元实现了自然电容平衡，有效提升了系统的整体性能。
解读: 该技术对阳光电源的中高压光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。级联H桥（CHB）拓扑在直接接入中压电网的应用中极具潜力，通过工频切换降低开关损耗，有助于提升大型集中式逆变器及储能变流器的效率与功率密度。建议研发团队关注该自然电容平衡技术，以简化中压级联系统的控制复杂...
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