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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...
基于宽电压范围双向变换器与DBSCAN聚类算法的退役电池组高效快速主动均衡方法
Efficient and Fast Active Equalization Method for Retired Battery Pack Using Wide Voltage Range Bidirectional Converter and DBSCAN Clustering Algorithm
Wang Lujun · Ke Jinyang · Zhan Min · Tian Aina 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年11月
本文提出了一种基于宽电压范围双向变换器与DBSCAN聚类算法的退役电池梯次利用均衡方法。利用四开关双向变换器的宽电压及Buck-Boost特性，实现了电池能量的高效双向流动与均衡，显著提升了退役电池组的利用效率与一致性。
解读: 该技术对阳光电源的PowerTitan和PowerStack储能系统具有重要参考价值。随着储能电站规模扩大，退役电池梯次利用是降低系统全生命周期成本的关键。文章提出的宽电压范围双向变换器拓扑与DBSCAN聚类控制策略，可优化BMS的主动均衡逻辑，解决电池组内单体不一致性导致的容量损失问题。建议研发团...
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...
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...
基于轨迹优化与匹配网络集成的双模无线充电系统分析与设计
Analysis and Design of Dual-Mode Wireless Battery Charging System Based on Trajectory Optimization and Matching Network Integration
Zhan Sun · Yijie Wang · Yueshi Guan · Dianguo Xu · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月
摘要：高频兆赫兹（MHz）无线电能传输（WPT）系统因其小型化特性，在特殊应用领域具有巨大优势。然而，传统的单向阻抗压缩方法在一定程度上限制了系统的功能输出性能，例如电池充电。为此，本文提出了一种恒流（CC）/恒压（CV）双向阻抗轨迹设计方法。在此过程中，利用了双模压缩网络参数集成和器件复用机制，在不降低系统功率密度的情况下完成了CC/CV功能输出。搭建了一个40V/1A的实验样机，峰值效率达到90.4%。
解读: 从阳光电源储能系统和新能源集成解决方案的业务视角来看，这项基于轨迹优化的双模无线充电技术具有重要的战略参考价值。 该技术的核心创新在于通过双向阻抗轨迹设计实现恒流/恒压（CC/CV）充电模式的无缝切换，这与我司储能系统中电池管理的核心需求高度契合。传统单向阻抗压缩方法在功能输出上的局限性，恰恰是当...
双三相永磁同步电机单通道运行中负序电流的分析与抑制
Analysis and Suppression of Negative-Sequence Current in Single-Channel Operation of Dual Three-Phase PMSM With Zero Angle Displacement
Zekai Lyu · Shuangxia Niu · Haolan Zhan · Tao Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月
在风力发电等大功率应用中，具备两个功率转换通道的双三相永磁同步电机（PMSM）因其出色的容错能力而日益受到青睐。本文聚焦于零角位移双三相永磁同步电机的电流控制，尤其是在其中一个通道发生故障的场景下。研究了不对称互感对负序电流的影响。随后，提出了一种基于非整数滑动离散傅里叶变换的谐波控制方法，以抑制不需要的电流谐波。该方法无需额外的参数调整或数字滤波器，便于工程实施和集成。在缩比驱动系统上的实验结果验证了所提方法的有效性。
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对双三相永磁同步电机单通道运行时负序电流抑制的研究具有重要的技术参考价值。该技术虽然源于风电领域，但其核心控制思想与我司在大功率光伏逆变器、储能变流器及新能源汽车驱动系统中面临的挑战高度契合。 在技术价值层面，该研究解决的不对称互感导致的负序电流问题，与我司储能系统...
中压中频变压器绕组内部电压振荡的起因分析与抑制方法
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6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
中压中频变压器是大功率直流变换器的关键部件。然而，宽禁带半导体的超快开关速度会在中频变压器中引发电压振荡，增加一次绝缘局部放电的风险，并导致永久性击穿。现有研究主要关注端口处发生的电压振荡，但对绕组内部发生的电压振荡了解不足。本文提出了一种计算内部电压振荡的模型。与传统模型相比，该模型简单且首次考虑了铁芯的电能。据此，推导了基于物理原理的解析公式来计算电压振荡。基于该模型，分析了电压振荡、端口电压和变压器结构之间的关系。提出了振荡抑制方法并通过实验进行了验证。
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文针对中压中频变压器内部电压振荡问题的研究具有重要的战略价值。作为光伏逆变器和储能系统的核心部件，中压中频变压器在阳光电源的大功率直流变换器产品中扮演关键角色，特别是在1500V光伏系统、集中式储能变流器以及新能源并网解决方案中应用广泛。 该研究的核心价值在于解决了宽...
考虑次/超同步振荡稳定约束的风电并网容量分析
Wind Power Integration Capacity Analysis Considering Sub/Super-Synchronous Oscillation Stability Constraint
Ying Zhan · Linguang Wang · Xiaorong Xie · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年10月
风力发电并网电力系统中新兴的次/超同步振荡（SSO）问题对系统稳定性构成了巨大威胁。为了从源头上避免SSO问题，在系统规划阶段确定最大允许的风电并网容量具有重要意义。为此，本文首先提出一种模型 - 数据混合驱动的方法来构建SSO安全域（SR），该方法精度高且适用于大规模系统。然后，基于该安全域，开发了SSO概率稳定指标，以评估系统运行条件变化下的SSO风险。接着，以SSO概率指标作为稳定约束，建立机会约束规划模型以获取最大风电并网容量，并提出改进的粒子群优化算法来求解该模型。最后，将所提方法应用...
解读: 该研究对阳光电源的风电变流器和储能变流器产品线具有重要参考价值。研究提出的SSO稳定性分析方法可直接应用于我司ST系列储能变流器和风电变流器的控制策略优化，特别是在大规模风电场并网场景中。通过将阻抗建模和频域扫描法集成到变流器控制系统中，可提升产品在复杂电网环境下的稳定性表现。这对完善我司构网型(G...
基于温度相关集总热模型的SiC功率模块高效结温估计
Efficient Junction Temperature Estimation of SiC Power Modules Based on Temperature-Dependent Lumped Thermal Model
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...
基于分时协同控制的九开关变换器统一电能质量调节器预测直接控制
Predictive Direct Control of Nine-Switch Converter Unified Power Quality Conditioner Based on Time-Sharing Cooperative Control
Guifeng Wang · Yunhui Jiang · Zhan Liu · Yiming Ma 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年7月
为解决传统九开关变换器统一电能质量调节器（NSC - UPQC）间接控制中存在的诸如谐波检测和锁相环（PLL）导致的响应延迟、坐标变换引起的系统耦合以及比例 - 积分（PI）控制器参数整定困难等问题，本文针对NSC - UPQC提出了一种基于分时协同控制（TSCC）的预测直接控制策略。该策略结合了NSC拓扑工作原理，引入了协同控制理念。首先，基于对NSC - UPQC系统结构和运行原理的分析，结合直接控制和有限集模型预测控制原理，在αβ坐标系下建立了UPQC预测直接控制系统的数学模型。此外，采用...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于九开关变换器统一电能质量调节器（NSC-UPQC）的预测直接控制技术具有重要的战略价值。该技术针对传统间接控制方法存在的响应延迟、系统耦合及参数整定困难等问题，提出了时分协同控制的创新方案，这与我司在光伏逆变器和储能系统领域追求高效率、高可靠性的技术路线高度契合。 ...
一种用于桌面充电的高度可调多中继无线电力传输系统的设计与分析
Design and Analysis of a Height-Adjustable Multirelay Wireless Power Transfer System for Desktop Charging
Cang Liang · Xiaohua Wang · Chaoting Wang · Mingzhe Liu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年7月
近年来，桌面无线充电技术受到广泛关注。为实现智能家居系统并解决插座带来的安全隐患，同时满足不同用户的使用偏好，本文提出一种高度可调的多中继无线电力传输系统。发射线圈嵌入墙体，桌面垂直于墙面，通过两个中继线圈调节功率传输路径及桌面高度。建立了磁耦合器的电路模型，详细分析了交叉耦合问题，并设计电路阻抗工作于感性状态，结合自动调谐辅助电路（ATAC）模块，将阻抗角固定在5°，实现近零相角与零电压开关，无需实时动态监测。实验验证了系统的有效性，最大输出功率达120 W，峰值效率为91.6%。
解读: 该高度可调多中继无线电力传输技术对阳光电源充电桩产品线具有重要应用价值。其自动调谐辅助电路（ATAC）实现近零相角与ZVS的方案，可借鉴应用于车载OBC充电机的磁耦合设计，提升功率传输效率。多中继拓扑的交叉耦合抑制方法对ST储能系统的模块化互联设计具有参考意义，可优化多变流器并联时的电磁干扰问题。固...
整数槽表面贴装永磁风力发电机短路故障后去磁扭矩脉动研究
Investigation of Post-Demagnetization Torque Ripple in Integer-Slot Surface-Mounted PM Wind Power Generators after Short-Circuit Faults
Yidong Du · Qinghuai Shi · Haolan Zhan · Zekai Lyu 等6人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年5月
本文研究了整数槽表贴式永磁（SPM）风力发电机在三相短路（3PSC）故障后的永磁体退磁转矩脉动。首先，通过对三相短路电流产生的去磁磁动势进行解析建模，分析了永磁体的退磁分布规律。研究发现，存在一条最严重的退磁线，该退磁线沿旋转方向偏离永磁体磁极轴线。退磁程度沿径向远离气隙方向以及周向两侧逐渐减小。此后，文章分别通过分析齿槽转矩和反电动势谐波来研究永磁体退磁后的转矩脉动。研究发现，在永磁体温度较低时，随着退磁程度加剧，齿槽转矩减小；而在永磁体温度较高时，齿槽转矩先减小后增大。此外，随着退磁程度加剧...
解读: 从阳光电源风电变流器和新能源发电系统业务视角来看，这项关于永磁风力发电机退磁后转矩脉动的研究具有重要的工程应用价值。 该研究深入揭示了表贴式永磁发电机在三相短路故障后的退磁机理和性能演变规律，这直接关系到我们风电变流器系统的容错设计和故障预测能力。研究发现的"最严重退磁线"分布特征以及温度依赖的转...
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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