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NPC-DAB变换器的高性能边界控制：多轨迹自然开关面推导与实现
High-Performance Boundary Control for NPC-DAB Converters: Multitrajectory Natural Switching Surface Derivation and Implementation
Lanbo Dai · Huiqing Wen · Yong Yang · Peichao Xu 等11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月
NPC-DAB变换器在中高压应用中备受关注。本文针对其稳态效率、直流偏置消除、动态响应、恒功率负载稳定性及中点电压平衡（MVB）等核心挑战，提出了一种高性能边界控制策略，通过推导多轨迹自然开关面，实现了变换器的高效与快速动态控制。
解读: 该技术对阳光电源的储能业务（如PowerTitan、PowerStack系列）具有重要价值。NPC-DAB拓扑是中高压储能变流器（PCS）的核心，该研究提出的边界控制策略能显著提升PCS在复杂电网环境下的动态响应速度和中点电压平衡能力，有助于优化储能系统的功率密度与转换效率。建议研发团队关注该多轨迹...
单片双向开关的物理结构、特性及应用：全面综述
Physical Structure, Characteristics, and Applications of Monolithic Bidirectional Switches: A Comprehensive Review
Guangyu Wang · Huiqing Wen · Wen Liu · Fan Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
双向开关（BiSs）具有优异的特性，在导通期间允许双向电流流动，关断时能够承受双向电压。然而，传统的双向开关通常由单向分立器件组合实现，例如两个有源器件和两个二极管的串联与反并联连接。由于导通状态下的电压偏移，这些传统双向开关的器件尺寸相对较大，且存在较大的导通损耗。随着碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）等宽禁带（WBG）半导体材料的普及，迫切需要设计出导通压降更低、导通损耗更小、器件尺寸更小，从而功率密度更高的双向开关。因此，通过将多个功率晶体管集成到单个芯片中，基于宽禁带半导体材料的单片式双...
解读: 单片式双向开关（MBS）技术对阳光电源在光伏逆变器、储能系统等核心产品领域具有重要战略价值。该技术基于SiC和GaN等宽禁带半导体材料，通过将多个功率晶体管集成于单一芯片，能够显著降低导通压降和传导损耗，这直接契合我司提升系统效率和功率密度的技术路线。 从业务应用角度看，MBS技术在我司三大核心领...
一种用于稳定含恒功率负载的三相四线三电平光伏-储能微电网运行的新型虚拟阻抗补偿算法
Novel Virtual Impedance Compensation Algorithm for Operation Stabilization of 3P4L3L PV-BES Microgrids With Constant Power Loads
Yi Zhu · Huiqing Wen · Yong Yang · Caifeng Wen 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年1月
本文提出一种包含光伏阵列、电池储能系统和恒功率负载的混合微电网系统，采用三相四线三电平拓扑作为主功率接口。随着恒功率负载渗透率的提高，系统运行稳定性面临严峻挑战。为此，本文提出虚拟阻抗补偿方法以抑制由恒功率负载引发的不稳定与振荡问题。首先建立主功率接口（特别是三相四线三电平变换器与恒功率负载）的小信号模型，并基于奈奎斯特判据分析级联系统的稳定性。随后提出两种补偿策略，并通过稳定性裕度对比其性能。实验结果验证了所提方法的有效性，表明虚拟阻抗补偿可有效提升高比例恒功率负载下微电网的稳定性。
解读: 该虚拟阻抗补偿技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。文中针对三相四线三电平拓扑的恒功率负载稳定性问题，与阳光电源三电平储能变流器架构高度契合。在光储微电网场景中，充电桩、数据中心等恒功率负载占比提升会引发负阻抗失稳，该补偿算法可集成至ST储能系统的控制策...
MMC-HVDC电网直流故障保护算法：故障分析、方法论、实验验证及未来趋势
DC Fault Protection Algorithms of MMC-HVDC Grids: Fault Analysis, Methodologies, Experimental Validations, and Future Trends
Wang Xiang · Saizhao Yang · Grain Philip Adam · Haobo Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年10月
本文综述了模块化多电平换流器（MMC）型高压直流电网的直流故障保护技术。针对直流线路故障，分析了故障特性及保护原理，探讨了超高速故障检测方法，并对现有保护策略进行了总结与实验验证，为提升直流电网运行可靠性提供了技术参考。
解读: 该文章探讨的MMC-HVDC直流故障保护技术与阳光电源的电力电子核心技术高度相关。虽然阳光电源目前主营业务集中在光伏逆变器和储能系统（如PowerTitan、PowerStack），但随着公司在大型储能电站及构网型技术（GFM）领域的深入，直流侧故障穿越与保护机制是提升系统稳定性的关键。MMC技术原...
基于二极管整流器-MMC枢纽的大型海上风电场交直流混合汇集与高压直流输电系统
DR-MMC Hub Based Hybrid AC/DC Collection and HVDC Transmission System for Large-scale Offshore Wind Farms
Wang XiangMingrui YangJinyu Wen · 现代电力系统通用与清洁能源学报 · 2025年4月 · Vol.1
传统海上风电场并网系统通常采用交流电缆将电能汇集至模块化多电平换流器（MMC）平台，再通过高压直流（HVDC）输送到陆上电网。然而，随着风电场规模扩大，交流汇集电缆和海上MMC平台成本显著增加。本文提出一种基于二极管整流器-MMC枢纽的交直流混合汇集与HVDC输电系统，邻近风机采用交流汇集，远距离风机采用直流汇集，电能汇合后送至海上DR-MMC枢纽平台。文中阐述了系统拓扑、运行原理、容量设计方法及控制启动策略，并与传统MMC-HVDC系统进行了经济性对比。最后通过PSCAD/EMTDC仿真验证了...
解读: 该DR-MMC枢纽技术对阳光电源的大型储能和海上风电产品线具有重要参考价值。其混合汇集方案可启发ST系列储能变流器的多机并联拓扑优化,特别是在大规模储能电站的交直流混合组网方面。DR-MMC的简化拓扑结构与阳光电源三电平技术相契合,有助于降低海上平台成本。该方案的分级启动控制策略也可用于PowerT...
一种利用串联电容提高智能电网无线传感器磁场能量采集器功率的有效方法
An Effective Power Improving Method of Magnetic Field Energy Harvesters Using a Series-Connected Capacitor for Wireless Sensors in Smart Grids
Yong Li · Na Duan · Zhaowei Liu · Xianglin Wen 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年7月
磁场能量采集器（MFEH）功率密度低限制了其应用。传统增加磁芯体积的方法无法有效提升功率密度且增加了输电线路负担。本文深入研究发现，通过引入最优串联电容，可显著提升MFEH的输出功率密度，为智能电网中的无线传感器供电提供了一种高效解决方案。
解读: 该技术主要针对输电线路侧的微能量采集，与阳光电源的核心业务（逆变器、储能系统）在功率等级和应用场景上有较大差异。然而，该研究中关于通过电路参数优化（如串联电容）提升能量转换效率的思路，可借鉴于阳光电源iSolarCloud智能运维平台中传感器节点的自供电设计，或在大型电站运维中为无线监测终端提供更优...
一种基于D-Q坐标系概念的单相PFC环路增益新模型
A Novel Loop Gain Model of a Single-Phase PFC Based on the D-Q Frame Concept
Qing Lin · Bo Wen · Rolando Burgos · Xiong Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年11月
针对现有单相PFC变换器准静态环路增益模型精度不足及应用受限的问题，本文提出了一种基于d-q坐标系概念的电压环路增益新模型。该模型能更准确地描述小信号稳定性及负载瞬态动态特性，为单相PFC系统的控制设计提供了更精确的理论支撑。
解读: 该研究提出的d-q坐标系环路建模方法，对于提升阳光电源户用光伏逆变器及电动汽车充电桩中单相PFC级的控制精度具有重要参考价值。目前户用逆变器和充电桩对动态响应和稳定性要求极高，该模型有助于优化电压环设计，提升系统在负载突变时的瞬态性能，减少输出电压纹波。建议研发团队将其应用于iSolarCloud智...
用于DAB变换器的深度强化学习辅助混合五变量调制方案以降低RMS电流并扩展ZVS运行范围
Deep Reinforcement Learning Assisted Hybrid Five-Variable Modulation Scheme for DAB Converters to Reduce RMS Current and Expand ZVS Operation
Zhichen Feng · Huiqing Wen · Xu Han · Qinglei Bu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年7月
为提升双有源桥（DAB）变换器的转换效率，本文提出了一种结合深度强化学习（DRL）的混合五变量（HFV）调制策略。利用深度确定性策略梯度（DDPG）算法训练智能体，旨在降低均方根（RMS）电流并实现零电压开关（ZVS），从而优化变换器性能。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及光储一体化产品线具有重要价值。DAB变换器是储能变流器（PCS）的核心拓扑，通过引入深度强化学习优化五变量调制，可显著降低PCS在宽电压范围下的损耗，提升系统全工况转换效率。建议研发团队关注该算法在嵌入式DSP/FPGA上的...
一种用于移动桌面充电且具有恒流恒压输出的可切换双频LCC-S-S补偿三线圈无线电能传输系统
A Switchable Dual-Frequency LCC-S-S Compensated Three-Coil WPT System for Mobile Desktop Charging With Constant Current and Constant Voltage Outputs
Haibing Wen · Jiayuan Li · Kehan Zhang · Peng Wang 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月
本文提出了一种用于移动桌面充电的三线圈无线电能传输（WPT）系统。针对电池充电过程中等效电阻变化的问题，该系统采用可切换双频LCC-S-S补偿网络，实现了恒流（CC）和恒压（CV）输出模式的灵活切换，有效提升了传输距离与充电效率，满足了移动设备充电的实际需求。
解读: 该技术主要涉及无线电能传输（WPT）领域，与阳光电源现有的电动汽车充电桩业务具有一定的技术关联性。虽然目前阳光电源充电桩以有线快充为主，但随着未来无线充电技术在电动汽车及移动储能设备中的应用潜力增加，该研究中关于LCC补偿网络及多模式输出控制的拓扑设计，可为公司在未来无线充电桩产品的研发储备上提供参...
低温预应力下p-GaN HEMT中陷阱解冻引起的阈值电压不稳定性
Trap Thawing-Induced Threshold Voltage Instability in p-GaN HEMTs at Cryogenic Temperatures During Pre-Stress
Chuan Song · Wen Yang · Weijian Wang · Jianlang Liao 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年8月
本文研究了低温下 p - 氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）中的预应力，揭示了陷阱解冻效应：被冻结的空穴陷阱从高能电子处获取能量，导致其解冻并引起阈值电压（VTH）正向漂移。预应力激活了额外的空穴陷阱，这导致了由普尔 - 弗兰克尔（PF）发射引起的栅极泄漏电流（IGSS）。通过对栅极泄漏电流、电容深能级瞬态谱（C - DLTS）进行分析以及开展 TCAD 仿真，以确定其潜在机制。我们的研究结果完善了低温下陷阱的整体行为，为 p - GaN HEMT 在超导系统和空间电子学等广泛低温应...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于p-GaN HEMTs在极低温环境下阈值电压不稳定性的研究具有重要的前瞻性意义。GaN基功率器件凭借其高频、高效、高功率密度的特性，已成为我司新一代光伏逆变器和储能变流器的核心技术方向。该研究揭示的"陷阱解冻效应"及其导致的阈值电压漂移机制，为我们在极端工况下的产品...
IGBT单元结构在过载工况下的优化研究
A Review on Cell Structure Optimization of IGBT Under Overload Condition
Ke Wang · Lin Liang · Ziyang Zhang · Zhongqi Guo 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2026年1月 · Vol.73
随着高比例可再生能源并网，构网型变流器备受关注。电网扰动引发的电压暂降会导致其IGBT过流，威胁系统安全。本文综述了提升IGBT过载能力的单元结构优化技术，聚焦于导通压降与关断损耗的折衷优化，并分析了原理、实现方法及局限性。
解读: 该文直接支撑阳光电源ST系列PCS、PowerTitan及组串式逆变器中高压大电流IGBT模块的可靠性设计。在构网型（GFM）应用及LVRT/HVRT工况下，优化后的IGBT单元结构可显著提升短时过载耐受能力（如120%额定电流持续10s），降低热失效风险。建议在下一代ST5000/6300PCS及...
基于三相四桥臂逆变器的开关磁阻电机有限控制集模型预测转矩控制
Finite Control Set Model Predictive Torque Control of Switched Reluctance Motor Based on Three-Phase Four-Leg Inverter
Dexu Lv · Wen Ding · Yangfan Wang · Kai Wang 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年4月
本文提出一种基于三相四桥臂逆变器的有限控制集模型预测转矩控制（FCS MPTC）方案，以抑制转矩脉动并减少换相区域初始阶段的电流急剧下降。首先，分析了三相四桥臂拓扑的工作模式，并根据开关磁阻电机（SRM）在该拓扑上的运行情况进行扇区划分。然后，利用勒-于伊（Le - Huy）模型和候选电压矢量推导了单相导通区域的电流和转矩预测模型。所提出的FCS MPTC方案利用换相阶段两相电流相等的特性，解决了换相区域相电压预测困难的问题，实现了全周期FCS MPTC。此外，为在确保抑制转矩脉动的同时减轻计算...
解读: 从阳光电源业务视角来看，这项基于三相四桥臂逆变器的开关磁阻电机有限集模型预测转矩控制技术具有重要的战略参考价值。该技术通过优化控制策略实现转矩脉动抑制和换相区电流控制，其核心思路与我司在光伏逆变器和储能变流器领域追求的高效率、低谐波控制目标高度契合。 从技术迁移角度分析，该论文提出的预测控制算法和...
总电离剂量辐射引起的p-GaN栅极HEMTs漏电流退化
Total-Ionizing-Dose Radiation-Induced Leakage Current Degradation in p-GaN Gate HEMTs
Zhao Wang · Xin Zhou · Qingchen Jiang · Zhengyuan Peng 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年1月
本研究对 p - GaN 栅高电子迁移率晶体管（HEMT）中总电离剂量（TID）辐射诱发的漏极泄漏电流（ ${I} _{\text {off}}$ ）退化现象进行了研究。辐射诱发的 ${I} _{\text {off}}$ 退化主要由源极电流和衬底电流决定，并揭示了辐射损伤机制。辐射产生的空穴被捕获在栅极下方的 GaN 沟道以及缓冲层/过渡层界面附近，这会降低电子注入的能垒并增大 ${I} _{\text {off}}$ 。在辐射和高电场的共同作用下，缓冲层中会产生电子陷阱，这会提高缓冲层中电子...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于p-GaN栅极HEMT器件抗总电离剂量辐射性能的研究具有重要的战略参考价值。GaN基HEMT器件因其高频、高效、耐高温特性，正逐步成为光伏逆变器和储能变流器中功率转换模块的核心器件，直接影响系统的转换效率和可靠性。 该研究揭示的辐射损伤机制对我司产品在特殊应用场景...
参数优化与新型双电机耦合扭矩矢量驱动系统的多模式运行
Parameter optimization and multi-mode operation of a novel dual-motor coupling torque vectoring drive system for electric vehicles
Changyang Guan · Junnian Wang · Tianhui Zheng · Qikai Wang 等6人 · Applied Energy · 2025年7月 · Vol.389
摘要 近十年来，电动汽车（EVs）发展迅速，近年来对高性能电动汽车的研发尤为关注。然而，电驱动系统在驱动性能与效率之间的矛盾尚未得到充分解决。为提供一种潜在的解决方案，本文通过探索双电机驱动单元中可能最优的动力耦合构型，提出了一种新型双电机耦合扭矩矢量驱动系统（DCTVD）。相应地，基于DCTVD的多模式运行能力，本文提出并详细讨论了一种参数优化方法、驱动模式切换控制策略以及扭矩矢量控制策略。在应用上述方法与策略后，通过仿真验证了DCTVD的节能潜力。典型行驶工况循环测试结果表明，相较于传统的单...
解读: 该双电机耦合扭矩矢量驱动技术对阳光电源电动汽车动力系统产品线具有重要借鉴价值。其多模式运行与参数优化方法可应用于我司电机驱动控制器开发,通过模式切换策略提升驱动效率10-15%。扭矩矢量控制算法可集成至充电桩与车载OBC系统的功率分配优化中。多物理场耦合仿真方法论与我司PowerTitan储能系统的...
宽禁带无重金属量子点用于蓝光发光二极管
Wide-bandgap and heavy-metal-free quantum dots for blue light-emitting diodes
Xin Gu1Wen-Long Fei1Bao-Quan Sun1Ya-Kun Wang1Liang-Sheng Liao2 · 半导体学报 · 2025年4月 · Vol.46
胶体量子点（CQDs）因其优异的光电特性，如高色纯度、稳定性、高光致发光量子产率（PLQY）、窄发射谱带及溶液加工便利性而备受关注。自1994年量子点发光二极管（QLEDs）问世以来，尽管取得显著进展，但蓝光QLED在效率与寿命方面仍落后于红光和绿光器件。基于镉/铅的量子点存在毒性问题，推动了无重金属量子点的发展，如Ⅱ-Ⅵ族（ZnSe基）、Ⅲ-Ⅴ族（InP、GaN基）及碳点（CDs）。本文综述了量子点的关键特性与发展历程、合成方法、表面配体作用及核/壳结构设计要点，并展望了蓝光QLED面临的挑战...
解读: 该宽禁带无重金属量子点技术对阳光电源产品显示系统具有潜在价值。虽然文章聚焦蓝光LED显示领域，但其核心的GaN基量子点材料与阳光电源功率器件中应用的GaN功率半导体存在材料体系关联。量子点的表面配体工程、核壳结构设计思路可为SiC/GaN功率模块的界面优化提供借鉴。此外，该技术在ST储能系统、SG逆...
一种具有定量消纳保障的动态不确定性集鲁棒调度方法
A Quantitative Accommodation Guaranteed Robust Scheduling Method for Renewable Power System With Dynamic Uncertainty Set
Lianyong Zuo · Shengshi Wang · Jiakun Fang · Yong Sun 等9人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年7月 · Vol.17
针对风电出力波动性带来的系统消纳挑战，本文提出基于动态不确定性集（DUS）的鲁棒调度方法，并定义随机消纳率（SAR）指标量化消纳能力；引入隐式仿射策略保障非预见性，嵌入SAR约束实现定量消纳保障，在多规模系统中验证其优越性。
解读: 该研究提出的动态不确定性建模与SAR量化保障机制，可直接赋能阳光电源ST系列PCS及PowerTitan储能系统的智能调度策略，提升风光储联合电站对风电波动的主动适应能力。建议将DUS-SAR框架集成至iSolarCloud平台的日前-日内协同优化模块，增强构网型PCS在弱电网下的调峰调频鲁棒性，并...
大型海上风电场的交直流混合汇集与高压直流输电拓扑
Hybrid AC/DC Collection and HVDC Transmission Topology for Large-scale Offshore Wind Farms
Wang Xiang1Rui Tu1Mingyu Han2Jinyu Wen1 · 中国电机工程学会热电联产 · 2025年7月 · Vol.45
传统海上风电并网系统采用33kV或66kV交流电缆汇集电能，结合高压直流输电技术将电力送至陆上电网，但在风电场容量增大时存在集电系统和海上平台成本高的问题。本文提出一种适用于大规模海上风电并网的交直流混合汇集与高压直流输电方案，邻近换流站的风电机组采用交流汇集，其余采用直流汇集，两者共同接入具备三端口交-直-直混合枢纽的海上换流平台。详细介绍了系统结构、运行原理、控制策略及参数设计，并与传统交流汇集方案进行了经济性对比分析。研究表明，该方案可降低海上换流站的运行容量与功率损耗，提升整体经济性。最...
解读: 该交直流混合汇集技术对阳光电源的海上风电和储能产品线具有重要应用价值。其中三端口交-直-直混合枢纽的设计理念可用于优化ST系列储能变流器的多端口拓扑结构,提升大规模储能电站的系统效率。同时,该技术的直流汇集方案对PowerTitan储能系统的DC耦合架构具有借鉴意义,有助于降低系统成本并提高功率密度...
考虑通信延时的远距离MMC-HVDC系统接入水电的电网惯量支撑
Grid Inertia Support of Long-Distance MMC-HVDC System Integrating Hydropower Considering Communication Delay
Junjie Lin · Wang Xiang · Haobo Zhang · Zhu Guo 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年12月 · Vol.41
本文研究远距离MMC-HVDC系统在接入大规模水电时对受端电网的惯量支撑能力，提出送端MMC惯量增强控制策略，兼顾水电机组与MMC电容能量，并建立分段常数近似法评估时变惯量性能，仿真验证了其有效性。
解读: 该研究对阳光电源PowerTitan、ST系列PCS等构网型储能系统在弱电网/远距离输电场景下的惯量模拟与快速响应控制具有重要参考价值。文中提出的通信延时补偿型惯量增强控制可迁移至PCS的VSG或GFM算法中，提升其在新能源基地外送通道中的系统支撑能力。建议在PowerTitan新一代固件中集成类似...
基于字典序优化方法的T型三相三电平逆变器容错序列模型预测控制
Tolerant Sequential Model Predictive Control Based on Lexicographic Optimization Method for T-Type Three-Phase Three-Level Inverters
Shengwei Chen · Yong Yang · Rong Chen · Jiefeng Hu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
由于中性点（NP）电压的存在，三电平逆变器的控制本质上已成为一个多目标优化问题（MOOP），该问题需要为负载提供稳定的输出电压，同时维持中性点电压。传统上，这个多目标优化问题通过加权因子转化为单目标优化问题。然而，由于两个控制目标的物理量纲通常不同，根据特定理论选择合适的加权因子以获得令人满意的性能颇具挑战。为解决这一问题，本文提出了一种采用字典序优化方法的容错顺序模型预测控制（TSMPC）。该方法针对输出电压和中性点电压建立了两个不同的层次，根据控制目标的重要性对其进行排序，以评估所有电压矢量...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于词典优化方法的容错序贯模型预测控制技术对我们的三电平逆变器产品具有重要应用价值。T型三电平拓扑是我们光伏逆变器和储能变流器的核心技术架构，而中点电位平衡控制一直是制约系统性能和可靠性的关键技术瓶颈。 该技术的核心创新在于摒弃了传统加权因子方法，采用分层优先级策略处...
面向效率提升的双有源桥DC-DC变换器六自由度调制方案及深度强化学习优化
Six-Control Degree-of-Freedom Modulation Scheme for DAB DC–DC Converters to Enhance Efficiency With the Aid of Deep Reinforcement Learning
Zhichen Feng · Huiqing Wen · Xu Han · Guangyu Wang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月 · Vol.14
本文提出一种六自由度（6-DoF）调制策略，结合深度确定性策略梯度（DDPG）强化学习算法，优化DAB变换器控制变量，降低rms电流与损耗，提升ZVS性能与整机效率，尤其在重载下效果显著，并通过实验验证。
解读: 该DRL-6DoF控制技术可直接赋能阳光电源ST系列储能变流器（PCS）及PowerTitan液冷储能系统中的双向DAB隔离级，提升宽负载范围下的转换效率与动态响应。建议在新一代高功率密度PCS中集成该AI驱动调制策略，替代传统相移+移相组合控制，增强光储/储充系统的能效竞争力；同时可拓展至组串式逆...
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