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基于高频纹波电流视角的固态变压器混合直流链路寿命延长与ESR监测集成设计
Integrated Design for Lifetime Extension and ESR Monitoring of Hybrid DC Link in Solid-State Transformer From the Perspective of High-Frequency Ripple Current
Jinxiao Wei · Hao Feng · Li Ran · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
混合直流链路电容在固态变压器（SST）等级联两级系统中起关键作用，需承受宽频谱纹波电流带来的老化应力。本文提出了一种将寿命延长设计与状态监测（CM）相结合的技术，通过优化设计减轻电容应力，并实现等效串联电阻（ESR）的实时监测，从而提升系统整体可靠性。
解读: 该研究对于阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及大功率光伏逆变器具有重要参考价值。储能变流器（PCS）在处理高频纹波电流时，直流侧电容是影响系统寿命的薄弱环节。本文提出的ESR监测与寿命延长设计方法，可直接应用于阳光电源PCS产品的可靠性设计与预防性维护，通过算法集成在...
基于不同工况的直流-直流固态变压器模块化多电平变换器分析与评估
Analysis and Evaluation of Modular Multilevel Converters for DC–DC Solid-State Transformer Based on Different Operating Conditions
Lei Zhang · Jiangchao Qin · Youhui Qiu · Keyou Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月
本文针对基于模块化多电平变换器（MMC）的固态变压器（SST），系统分析了运行频率、交流链路电压波形、子模块数量及调制方法对MMC损耗与体积的影响。研究旨在填补当前对MMC设计参数综合评估的空白，为高功率密度电力电子变换器的优化设计提供理论依据。
解读: MMC技术在阳光电源的高压大功率储能系统（如PowerTitan系列）及未来直流输电应用中具有重要潜力。该研究对MMC损耗与体积的权衡分析，直接指导了高压储能变流器（PCS）的模块化设计优化。通过优化子模块数量与调制策略，可有效提升PCS的功率密度并降低散热成本。建议研发团队关注文中关于交流链路电压...
基于公共高频母线的级联多电平固态变压器及其纹波与不平衡功率解耦通道
Common High-Frequency Bus-Based Cascaded Multilevel Solid-State Transformer With Ripple and Unbalance Power Decoupling Channel
Jiaxun Teng · Zemin Bu · Xiaofeng Sun · Huanshuai Fu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年8月
本文提出了一种新型三端口级联多电平固态变压器（CM-SST）。该拓扑基于通过高频链路（HFL）互联的模块化多电平变换器子模块，形成了解耦通道及低压直流端口。公共高频母线设计通过复用技术有效减少了二次侧全桥的数量，并实现了纹波与不平衡功率的解耦控制。
解读: 该技术在多端口能量变换与功率解耦方面的创新，对阳光电源的PowerTitan系列大型储能系统及高压光伏并网技术具有重要参考价值。其公共高频母线设计有助于提升功率密度并降低变换器复杂性，特别是在处理储能系统多支路功率不平衡问题时，该拓扑提供的解耦通道能有效优化系统效率。建议研发团队关注该拓扑在兆瓦级储...
用于微电网应用的基于级联H桥多电平逆变器的新型三相固态变压器功率与电压平衡控制
Power and Voltage Balance Control of a Novel Three-Phase Solid-State Transformer Using Multilevel Cascaded H-Bridge Inverters for Microgrid Applications
Liang Wang · Donglai Zhang · Yi Wang · Bin Wu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年4月
本文提出了一种基于级联H桥多电平逆变器（CHMI）的固态变压器（SST）拓扑及其功率与电压平衡控制方案。为降低控制器负载并简化调制算法，针对双有源桥（DAB）级设计了一种主从控制（MSC）策略，由主控制器统一执行控制与调制计算。
解读: 该技术涉及的级联H桥多电平拓扑与DAB级联结构，与阳光电源的高压大功率储能系统（如PowerTitan系列）及中压并网技术高度相关。主从控制策略（MSC）在多模块并联或串联场景下能有效降低计算复杂度，对提升大型储能PCS的控制效率和系统稳定性具有参考价值。建议研发团队关注该拓扑在构网型储能（Grid...
基于电流型串联谐振变换器和15kV SiC MOSFET的7.2kV单级固态变压器
7.2-kV Single-Stage Solid-State Transformer Based on the Current-Fed Series Resonant Converter and 15-kV SiC mosfets
Qianlai Zhu · Li Wang · Alex Q. Huang · Kristen Booth 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年2月
本文提出了一种新型两电平单级直接AC-AC变换器，旨在利用15kV SiC MOSFET实现7.2kV中压固态变压器（SST）。通过提出电流型串联谐振变换器（CFSRC）拓扑，有效解决了中压AC-AC变换器在宽电压和负载范围内实现高压MOSFET零电压开关（ZVS）的技术挑战。
解读: 该研究聚焦于高压SiC器件在固态变压器中的应用，对阳光电源的电力电子技术储备具有前瞻性参考价值。虽然目前阳光电源的主流产品（如组串式逆变器、PowerTitan储能系统）多采用低压或中压IGBT/SiC模块，但随着电网接入电压等级的提升及中压直挂式储能/光伏系统的探索，该拓扑中关于高压SiC驱动及Z...
面向碳化硅电流源逆变器的过电压保护方案
Over-voltage Protection Scheme for SiC-based Current Source Inverters
Sneha Narasimhan · Subhashish Bhattacharya · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
电流源逆变器（CSI）因其具备四象限运行、短路保护能力以及直流链路无需电解电容等固有优势，常用于大功率中压场合。宽禁带（WBG）器件的兴起推动了CSI在中压固态变压器、电动汽车、牵引系统及可再生能源系统中的重新应用。然而，直流链路电感电流突变引发的过电压问题严重影响系统可靠性，尤其在快速开关器件下需在数微秒内完成保护。本文分析现有过电压保护（OVP）方案的局限性，提出两种可在三相上实现更低钳位电压的OVP方案，并确保系统电压不超额定值。基于SiC MOSFET和二极管搭建了3.3 kV CSI实...
解读: 该SiC电流源逆变器过电压保护技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器中，CSI拓扑的四象限运行和短路保护能力可提升系统可靠性，所提OVP方案能有效抑制直流侧电感电流突变引发的过电压，保障SiC器件安全运行。在PowerTitan大型储能系统中，无电解电容的直流链路设计可延长系...
一种100 kW、60 kHz高效率松耦合谐振双有源桥变换器的设计与验证
Design and Validation of a 100 kW, 60 kHz, High Efficiency, Loosely-Coupled-Resonant Dual-Active-Bridge Converter
Jaehong Lee · Dong-Uk Kim · Sungmin Kim · Seung-Hwan Lee · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月
提出了一种新型松耦合谐振双有源桥（LCR-DAB）变换器，采用高频变压器实现电能无线传输，原副边可分离数厘米以满足中压固态变压器系统的高压隔离需求。研究了其输入阻抗、零电压开关范围、输出功率及效率随工作频率与移相角的变化特性，提出了高效且参数鲁棒的最优工作频率，并给出了适用于LCR-DAB的松耦合线圈设计准则。实验搭建了1 kV、100 kW、60 kHz的样机平台，在3 cm气隙下测得线圈间效率达99%，端到端直流效率为97.3%，并验证了系统的参数鲁棒性与绝缘性能。
解读: 该LCR-DAB技术对阳光电源中高压储能系统具有重要应用价值。100kW/60kHz高频变压器实现的3cm气隙无线电能传输，可直接应用于PowerTitan大型储能系统的中压固态变压器（SST）模块，解决高压隔离与模块化设计难题。97.3%的端到端效率与99%的线圈效率，可提升ST系列储能变流器在1...
基于级联半桥概念的固态变压器LLC谐振DC-DC变换器优化设计
Optimal Design of a LLC Resonant DC-DC Converter Based on the Stacked Half-Bridge Concept for Solid-State Transformer
Samuel S. Queiroz · Levy F. Costa · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年6月
本文研究了两级固态变压器（SST）系统的直流/直流（DC/DC）级，该系统采用模块化方法实现，由多个电力电子积木（PEBB）以输入串联、输出并联（ISOP）的方式排列组成。每个PEBB基于一个作为直流变压器运行的 LLC 谐振变换器。本研究对模块化 DC/DC 级进行了深入分析，评估了将两电平（2L）变换器和堆叠半桥（HB）变换器作为 PEBB 的情况。本文提出了模块化 DC/DC 级的首个多目标设计方法，并对堆叠 HB 解决方案和 2L 解决方案进行了对比研究。此外，还论证并量化了堆叠 HB ...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文所提出的基于堆叠半桥拓扑的LLC谐振DC-DC转换器技术，对我们在固态变压器（SST）和高压储能系统领域具有重要的参考价值。 该研究采用模块化功率电子构建块（PEBB）的输入串联-输出并联（ISOP）架构，这与我们在大功率储能变流器和光伏逆变器中追求的模块化、可扩...
模块化固态变压器宽输入局部电源及变频自适应导通时间调制器
Wide Input Local Power Supply with Variable Frequency Adaptive On-time Modulator for Modular Solid State Transformer
Pranit Pawar · Wensong Yu · Cam Pham · Ali Shahabi 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
针对模块化固态变压器(SST)局部电源(LPS)面临的宽输入电压、开关节点、元件数量、尺寸、成本和复杂度挑战,提出宽输入(200-2100V)3.3kV SiC基LPS方案。采用独特变频自适应导通时间调制器应对宽输入电压,配合钳位门控电路处理开关节点、成本和电压均衡。理论分析证明调制器能实现鲁棒宽输入运行、降低复杂度并有效处理输入电压和负载扰动。实验验证LPS在200-2100V输入、2-20W输出范围产生稳定12V输出,具有可靠启停行为并将开关节点减至一个。
解读: 该宽输入SiC局部电源技术对阳光电源固态变压器和高压变换器产品有重要应用价值。变频自适应调制器设计可应用于ST储能变流器的宽电压输入辅助电源,提高适应性和可靠性。3.3kV SiC器件应用经验对阳光电源1500V光伏系统和高压储能系统的SiC技术推广有借鉴意义。单开关节点简化方案对PowerTita...
开发一种利用超临界CO₂作为冷却介质的新型电池热管理系统
Developing a novel battery thermal management system utilizing supercritical CO2 as the cooling medium
Morteza Khoshvaght Aliabadi · Parvaneh Ghodrati · Yong Tae Kang · Applied Energy · 2025年3月 · Vol.381
摘要 本研究首次提出将超临界二氧化碳（sCO₂）作为圆柱形锂离子电池用电池热管理系统（BTMS）中的冷却剂，并对其性能进行了全面评估，与传统冷却剂进行了对比分析。采用经过验证的基于计算流体动力学（CFD）的数值方法，系统研究了冷却单元数量、几何参数以及冷却条件等关键因素的影响。湍流模拟采用SST k-ω模型，sCO₂随温度和压力变化的物性参数通过美国国家标准与技术研究院（NIST）REFPROP程序获取，覆盖指定的压力与温度范围。结果表明，将冷却单元数量从1个增加到3个时，电池模块的最大温差降低...
解读: 该超临界CO2电池热管理技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。相比传统冷却介质,sCO2可将传热系数提升2.69-9.97倍,压降降低1.47-14.52倍,显著降低系统能耗。可应用于PowerTitan等大型储能系统和ST系列PCS的热管理优化,特别适合高功率密度场景。该技术无需冷却液回收系统,...
振荡水柱装置在全尺寸波浪水槽中的数值模拟与几何研究及萨沃尼乌斯涡轮插入的影响
Numerical modeling and geometrical investigation of oscillating water column device into a full-scale wave flume and considering savonius turbine insertion
Andrei Luis Garcia Santos · Cesare Biserni · Igor Almeidada Ros · Rafael Adriano Alves Camargo Gonçalves 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年12月 · Vol.346
本文旨在建立一种计算方法，用于模拟连接至波浪水槽的全尺寸振荡水柱（OWC）装置，并考虑在呼出/吸入管道中安装萨沃尼乌斯涡轮的情况。该模型用于提出关于装置设计的建议，并分析其对性能指标的影响，例如涡轮功率和可用气动功率（P<sub>turbRMS</sub> 和 P<sub>pneuRMS</sub>）以及性能系数（C<sub>PRMS</sub>）。几何结构的研究采用构型定律（constructal design）进行指导。本研究考虑了湍流、不可压缩、多相（空气和水）流动，以模拟波浪水槽中波浪与...
解读: 该振荡水柱波浪能转换技术对阳光电源储能系统具有借鉴价值。研究中的构造设计法优化几何参数、多相流VOF建模、k-ω SST湍流控制等方法,可应用于ST系列PCS的热管理优化和PowerTitan储能系统的流体冷却设计。其功率系数优化思路(C_PRMS=0.2727)与我司MPPT算法、GFM/GFL控...
防风屏障高度和孔隙率对光伏阵列积尘及发电效率的影响
Effects of wind barrier height and porosity on dust deposition and power generation efficiency of photovoltaic arrays
Xinxin Gao · Zhiling Yang · Simukoko James · Solar Energy · 2025年9月 · Vol.298
摘要 近年来，光伏（PV）技术作为一种清洁、可持续的能源形式得到了广泛应用。然而，灰尘颗粒在光伏组件表面的沉积会显著降低其发电效率。防风屏障已被证实能够有效抑制积尘，从而提升光伏面板的性能。然而，以往的研究大多局限于二维条件，仅关注单个光伏面板上的积尘情况，未能充分反映实际光伏阵列中的气流动力学特性与阵列效应，且在很大程度上忽视了防风屏障孔隙率对积尘的影响。本研究探讨了在考虑粉尘颗粒粒径、防风屏障高度和孔隙率变化条件下，防风屏障对光伏阵列积尘过程与特征的影响。采用计算流体动力学（CFD）方法，利...
解读: 该研究对阳光电源光伏系统优化具有重要价值。针对沙漠/戈壁等高尘环境电站,建议在SG系列逆变器系统设计中融合防风屏障优化方案:2.5米高度、50%孔隙率可使细颗粒沉积降低55.66%,百日后发电效率损失从38.25%降至23.85%。可结合iSolarCloud平台的灰尘监测数据,为首排组件(效率损失...
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