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用于具有任意气隙的PCB和铜箔磁性元件的二维解析铜损模型
2-D Analytical Copper Loss Model for PCB and Copper Foil Magnetics With Arbitrary Air Gaps
Zheyuan Yu · Xu Yang · Yuhang Xu · Qingyuan Gao 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年11月
铜损建模与优化是磁性元件设计的基础。本文通过求解二维扩散方程和拉普拉斯方程,提出了一种适用于具有任意气隙的PCB电感和变压器的二维解析铜损模型。该模型将铜损电阻解耦为趋肤效应电阻、邻近效应电阻和边缘效应电阻,有效解决了气隙磁场不均匀导致的损耗计算难题。
解读: 该研究对于阳光电源的高功率密度产品设计具有重要价值。在组串式逆变器和PowerStack储能变流器中,磁性元件(电感/变压器)的体积和效率是核心竞争力。通过该解析模型,研发团队可在设计阶段快速评估PCB绕组及气隙边缘效应带来的损耗,从而优化磁芯结构与绕组布局,提升整机效率并降低温升。这对于实现高频化...
宽输入电压范围下LCC-LCC补偿IPT系统的统一双时间尺度建模与混合ZVS调制
Unified Two-Time-Scale Modeling and Hybrid ZVS Modulation of LCC–LCC Compensated IPT System With Wide Input Voltage Range
Kai He · Fei Gao · Xin Liu · Ying Jiang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年11月
针对分布式能源与感应电能传输(IPT)系统级联时因频率差异导致的建模困难,本文提出了一种包含快、慢时间尺度状态变量的统一双时间尺度模型(TTSM)。该模型在宽输入电压范围内具有高精度和高效率,并结合混合零电压开关(ZVS)调制策略,优化了系统动态性能。
解读: 该研究提出的双时间尺度建模方法对于阳光电源的电动汽车充电桩及无线充电业务具有重要参考价值。在宽电压输入场景下,该建模方法能显著提升变换器的控制精度与动态响应速度。对于PowerStack等储能系统中的DC-DC变换环节,采用此类混合ZVS调制策略可有效降低开关损耗,提升系统整体效率。建议研发团队关注...
一种具有空间节省耦合结构的新型混合无线电能传输系统设计与分析
Design and Analysis of a New Hybrid Wireless Power Transfer System With a Space-Saving Coupler Structure
Xingran Gao · Chunhua Liu · Hong Zhou · Wenshan Hu 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年5月
本文提出了一种新型混合无线电能传输(HWPT)系统,通过将感应式(IPT)线圈嵌入金属框架内,将电容耦合板简化为单框架结构,实现了紧凑的耦合器设计,有效节省了空间并提升了功率传输密度。
解读: 该技术通过集成化设计提升了无线电能传输的功率密度,对阳光电源的电动汽车充电桩业务具有前瞻性参考价值。随着大功率无线充电技术的演进,这种紧凑型耦合器结构有助于优化充电桩的体积与成本。建议研发团队关注该拓扑在未来高功率密度充电模块中的应用潜力,特别是针对电动汽车无线充电场景,探索其与现有充电桩产品线在功...
一种用于三相准两级Buck型整流器的带零序电压注入的载波基两相钳位DPWM策略
A Carrier-Based Two-Phase-Clamped DPWM Strategy With Zero-Sequence Voltage Injection for Three-Phase Quasi-Two-Stage Buck-Type Rectifiers
Junzhong Xu · Thiago Batista Soeiro · Yang Wu · Fei Gao 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月
三相Buck型整流器具备降压AC-DC转换功能,是380V以上电网接入的电动汽车充电桩及通信系统的理想方案。传统级联式Boost+Buck架构存在效率瓶颈,本文提出一种新型载波基两相钳位DPWM策略,通过注入零序电压优化开关损耗,提升系统效率与功率密度。
解读: 该技术主要应用于电动汽车充电桩领域,通过优化Buck型整流器的调制策略,可显著降低开关损耗并提升功率密度。阳光电源的充电桩产品线(如直流快充桩)正向高效率、小型化方向发展,该拓扑及控制策略能有效提升整机转换效率,降低散热成本。建议研发团队评估该两相钳位DPWM策略在现有充电模块中的可行性,以进一步增...
SPWM激励下电感集成三相三维卷铁心变压器的建模与优化设计
Modeling and Optimal Design of Inductor-Integrated Three-Phase 3-D Wound Core Transformer Under SPWM Excitation
Beichao Yang · Ruitian Wang · Fei Xiao · Xinsheng Zhang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年5月
本文针对隔离型直流/交流应用,研究了三维卷铁心变压器(3-D-WCT)的建模与优化设计。相比叠片铁心,3-D-WCT具有磁路对称、振动小等优势。文章基于Jiles-Atherton模型建立了非线性磁路模型,旨在优化变压器设计以提升系统效率与功率密度。
解读: 该研究对阳光电源的组串式逆变器及储能变流器(PCS)具有重要参考价值。在PowerTitan等大功率储能系统及高功率密度光伏逆变器中,变压器/电感集成设计是减小体积、降低损耗的关键。3-D卷铁心技术带来的磁路对称性和低振动特性,有助于提升产品在复杂工况下的电磁兼容性(EMC)和可靠性。建议研发团队关...
海上风电场汇集与并网用隔离型高增益高压DC/DC变换器分析与比较
Analysis and Comparison of Isolated High-Gain High-Voltage DC/DC Converters for Offshore Wind Farm Collection and Integration
Yanan Ye · Xiaotian Zhang · Chong Gao · Xianwei Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年7月
随着海上风能的快速发展,两级升压高压直流(HVdc)输电因其低成本和高效率成为优选方案。本文重点研究了将海上风电汇集网的中压(MV)升压至输电网高压(HV)所需的直流/直流(DC/DC)变换器,分析并比较了不同拓扑结构在海上风电场景下的性能表现。
解读: 该研究聚焦于海上风电直流汇集与输电技术,与阳光电源的风电变流器及大型储能系统业务高度相关。随着海上风电向深远海发展,直流输电架构将成为主流,高增益DC/DC变换器是实现风机侧中压直流汇集的核心。建议研发团队关注文中提及的高效率、高功率密度拓扑,这不仅能优化阳光电源海上风电变流器的系统架构,还可为未来...
基于互感耦合的多芯片SiC功率模块动态均流方法
A Dynamic Current Sharing Method for Multichip SiC Power Modules Based on Mutual Couplings
Xun Liu · Erping Deng · Xu Gao · Yifan Song 等10人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2026年1月 · Vol.16
多芯片SiC功率模块因寄生电感失配导致动态电流不均衡,引发局部过热并影响长期可靠性。本文提出考虑互感耦合的设计准则与均流方法,结合响应面分析优化布局,将动态电流不均衡度从98%降至5%,并通过仿真与实验验证。
解读: 该研究直接支撑阳光电源在高功率密度组串式逆变器(如SG320HX)、ST系列储能变流器及PowerTitan系统中对SiC功率模块的可靠性设计。互感耦合建模与布局优化可显著提升SiC模块在高频开关下的动态均流能力,降低热应力,延长模块寿命。建议在下一代1500V+高压平台产品中导入该布局设计方法,并...
具有有源中继线圈的大规模空间无线电力传输新型发射器
A Novel Type of Transmitter With A-R Coil for Large-Scale Spatial Wireless Power Transfer
Yujie Zhai · Yang Li · Qingxin Yang · Lihua Zhu 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年9月
由于无线电力传输WPT系统中电磁场在大规模空间内的快速衰减特性,难以实现空间尺度跨越以满足当前物联网和自动仓库等无人室内场景中多负载电子设备供电的紧迫需求。为解决该问题,本文提出一种具有有源中继线圈的新型发射结构,用于实现大规模3D空间内任意位置和数量负载的功率传输。首先确保发射器在空间天花板和地板上相邻平面线圈的绕组方向不同以增加磁场密度,同时保证空间区域同侧磁场纵向方向相同以扩展磁通路径和空间传输尺度。通过实验研究,在1.8×1.4×2.0米空间内分散在不同位置的12个负载灯泡全部点亮,总效...
解读: 该大规模空间WPT发射器研究对阳光电源拓展无线供电应用场景有重要参考价值。有源中继线圈实现1.8×1.4×2.0米大空间覆盖和12个负载80%总效率的性能可应用于阳光电源在智能仓储、智能工厂和智能家居等物联网场景的无线供电解决方案。天花板和地板线圈配合设计增强磁场密度和扩展传输尺度的技术思路可借鉴用...
基于物理的锂离子电池电化学模型参数辨识及其双种群优化方法
Physics-based parameter identification of an electrochemical model for lithium-ion batteries with two-population optimization method
Aina Tian · Kailang Dong · Xiao-Guang Yang · Yuqin Wang 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378
摘要 伪二维(P2D)模型因其基于物理原理的高精度,在电池管理系统中展现出日益广阔的应用前景。然而,由于难以准确辨识多个参数,且常出现求解不收敛的问题,限制了其实际应用效果。传统的数据驱动型P2D模型参数辨识方法虽然先进,但通常需要大量数据,且缺乏必要的物理机理洞察,容易导致过拟合。为应对上述挑战,本研究首先开展参数敏感性分析,以确定各类参数辨识的最佳条件;进而提出一种双种群多目标优化算法,高效地筛选出非劣解参数集。该算法的独特之处在于引入非收敛种群,以增强狼群种群的更新过程,从而提升参数辨识的...
解读: 该P2D模型参数辨识技术对阳光电源储能系统具有重要价值。通过双种群优化算法精确识别23个电池参数,可显著提升ST系列PCS和PowerTitan储能系统的BMS精度,动态工况下电压预测误差控制在9mV以内。该物理驱动方法可增强iSolarCloud平台的电池健康状态评估和预测性维护能力,避免纯数据驱...
基于无励磁涌流合闸角区间的LCC-HVDC换流变压器选相合闸策略
A Phase Selection Closing Strategy for LCC-HVDC Converter Transformers Based on the No-Inrush Current Closing Angle Interval
Jiatai Gao · Zhanlong Zhang · Yu Yang · Xichen Pei 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年12月
换流变压器投运时产生的励磁涌流严重威胁系统稳定性。现有合闸策略在交流断路器操作分散且剩磁测量不准时难以有效抑制涌流。本文首先分析换流变压器空载投运时的磁链特性,量化预插电阻对涌流的抑制效果,提出无励磁涌流合闸角区间计算方法,将原有单点合闸角扩展为区间。进而提出基于该区间的LCC-HVDC换流变压器选相合闸策略。基于PSCAD/EMTDC的仿真结果表明,该方法在断路器操作偏差±2 ms、剩磁偏差±1.0 p.u.下仍可有效抑制涌流,具有强鲁棒性。
解读: 该无励磁涌流抑制技术对阳光电源大型储能系统PowerTitan和ST系列储能变流器具有重要应用价值。储能系统并网时隔离变压器的励磁涌流问题同样威胁系统稳定性,文中提出的合闸角区间计算方法和选相合闸策略可直接应用于储能变压器投运控制。该方法在断路器操作偏差±2ms、剩磁偏差±1.0p.u.下仍保持强鲁...
多兆赫谐振感应式无线功率传输的设计考虑
Design Considerations for Multimegahertz Resonant Inductive Power Transfer
Lei Gu · Victor Gao · Aobo Yang · Tuofei Chen 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
兆赫频率下的感应式无线功率传输有望实现紧凑且低成本的电力传输。然而,由于高频电路对寄生参数敏感,此类系统在直流-直流效率上普遍低于传统低频系统。本文系统分析了串联-串联、串联-并联、并联-串联和并联-并联等补偿拓扑的权衡,并提出在多兆赫设计中考虑半导体器件寄生参数以提升传输效率的方法。通过构建三套300 W的系统验证所提方法,交流-交流效率均超96%。最终实现6.78 MHz、1.7 kW输出、直流-直流效率达95.7%的原型系统。
解读: 该多兆赫无线功率传输技术对阳光电源新能源汽车产品线具有重要应用价值。文中提出的6.78MHz高频谐振技术可直接应用于车载OBC充电机和无线充电桩开发,实现95.7%直流效率的紧凑型无线充电方案。四种补偿拓扑的系统分析及寄生参数优化方法,可指导阳光电源在SiC/GaN高频器件应用中降低开关损耗。该技术...
基于RRAM的单器件实现向量乘法与多比特存储的超高面积效率方案
RRAM-Based Single Device for Vector Multiplication and Multibit Storage With Ultrahigh Area Efficiency
Yang Shen · Zhoujie Pan · Mengge Jin · Jintian Gao 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2024年12月
针对冯·诺依曼架构在速度与功耗方面的瓶颈,存内计算成为一种有前景的解决方案。该技术通常依赖由阻变存储器(RRAM)构成的存储单元阵列,利用其多阻态特性可提升数据存储密度。然而,RRAM普遍存在可靠性不足及长程循环特性难以优化的问题。本文提出一种新型三维RRAM器件,兼具2比特向量乘法与多比特存储功能。通过分析与SPICE仿真验证了其可行性,该器件无需写入验证过程,显著提升了面积效率、存储密度与运算速度。相较于传统用于向量乘法的CMOS电路,所需器件数量减少93.75%,为未来存内计算提供了新路径...
解读: 该RRAM存内计算技术对阳光电源储能系统的智能控制器具有重要应用价值。PowerTitan等大型储能系统需处理海量电池管理数据和实时功率调度计算,传统架构存在功耗与响应速度瓶颈。该技术通过单器件实现向量乘法运算,器件数量减少93.75%,可直接应用于ST系列储能变流器的BMS芯片和iSolarClo...
基于光伏过度配置和电池储能的中国东北地区企业级太阳能功率预测
Firm Solar Power Forecasting With Photovoltaic Overbuilding and Battery Storage in Northeastern China
Qi Gao · Dazhi Yang · Guoming Yang · Hao Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年6月
由于太阳辐照度具有间歇性和多变性,光伏发电伴随着高度的不确定性,使其不可调度。为克服这一固有局限,本研究首先考虑采用物理模型链,以提高从天气预报到光伏发电功率预测的转换精度。然后,结合电池储能与新颖的超量建设及主动限电策略,开发出一种可靠(即无误差)的功率预测方法,从原理上讲,该方法可向电网输送有效可调度的太阳能电力。从优化角度出发,引入可靠预测溢价作为目标函数,以衡量实现可靠预测所需的额外成本。利用中国东北地区所有主要城市的相关数据进行了案例研究。研究发现,在中国东北地区,可靠预测溢价范围为1...
解读: 该研究的光伏过配置与储能协同优化技术对阳光电源ST系列储能系统和SG系列逆变器具有重要应用价值。针对东北地区高纬度、冬季辐照弱的特点,研究提出的容量配比优化方法可直接应用于PowerTitan储能系统的容量设计,通过动态调度策略平抑功率波动,提升电网友好性。该技术可增强iSolarCloud平台的功...
基于动态惩罚系数分布式ADMM方法的D2D网络能效功率控制
Energy-Efficient Power Control in D2D Networks: A Distributed ADMM Approach With Dynamic Penalty Coefficient
Yuting Huang · Xiaozheng Gao · Minwei Shi · Neng Ye 等5人 · IEEE Transactions on Vehicular Technology · 2025年1月
由于物联网(IoT)设备的爆炸式增长,设备到设备(D2D)通信在未来网络中发挥着重要作用。移动设备数量的激增要求更高的数据传输速率和资源利用效率。为满足这些需求,开发有效的功率控制算法对于提高网络性能和降低能耗至关重要。在这项工作中,我们提出了一种基于交替方向乘子法(ADMM)算法和逐次凸近似(SCA)算法相结合的分布式功率控制方案。为了实现能效最大化,通过SCA将原问题分解为多个凸子问题,并利用ADMM的分布式优化方法求解每个子问题,从而使问题的求解更加高效。特别地,还提出了一种动态惩罚系数策...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这篇论文提出的分布式能效优化算法具有显著的应用价值。随着光伏电站、储能系统和微电网规模的不断扩大,海量智能设备间的高效通信与协同控制已成为系统优化的关键瓶颈。 该技术的核心价值在于通过ADMM与SCA算法的结合,实现了分布式架构下的能效最优化。这与阳光电源大型光伏电站中数...
基于磁耦合的变压器在线频率响应曲线测量系统现场实验
Field Experiments on a Magnetic-Coupling-Based Online Frequency Response Curve Measurement System for the Online Monitoring of Power Transformers
Yangchun Cheng · Shirui Gao · Ziyan Liang · Sen Yang 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年7月
在线频率响应分析(FRA)有望实现运行中电力变压器绕组变形缺陷的诊断,但目前缺乏针对在线频率响应曲线检测方法的现场实验研究。本文构建了一套磁耦合式在线FRA测量系统,并在两台运行中的电力变压器上开展应用。介绍了该系统的原理、技术流程、关键要求、结构性能及现场实验结果。通过与离线测量的频率响应曲线对比,验证了在线FRA的可行性。系统不影响变压器安全,部分情况下可带电安装。在500 A负载电流干扰下,信号干扰抑制比达100倍,可测数十微伏至数毫伏级FRA电流。实测在线曲线与离线曲线的谐振频率基本一致...
解读: 该磁耦合在线FRA技术对阳光电源储能变压器及光伏升压变压器的状态监测具有重要价值。在PowerTitan大型储能系统和光伏电站中,变压器是关键设备,传统离线检测需停机造成经济损失。该技术可集成到iSolarCloud智能运维平台,实现ST系列储能变流器配套变压器的带电监测,通过频率响应曲线分析及时发...
面向高功率微波源的Fe-β-Ga2O3光电导半导体器件输出特性测试
Test on the Output Characteristics of Fe-β-Ga2O3 Photoconductive Semiconductor Device Toward High-Power Microwave Sources
Tianjiao Shen · Langning Wang · Ting He · Li'Ao Yang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年5月
我们聚焦于用于高功率微波源应用的 Fe - β - Ga₂O₃ 光电导半导体器件(PCSD)。我们测试并分析了该器件的输出特性,包括其暗态电阻(10¹³ Ω)、暗态耐压(31.6 kV)、光电导输出和高频响应。当受到半高宽(FWHM)均为 10 ns 的 532 nm 和 1064 nm 单脉冲激光照射时,Fe - β - Ga₂O₃ 光电导半导体器件以线性模式工作。在 532 nm 激光照射下的峰值电压输出是 1064 nm 激光照射下的 18 倍。然而,其光响应度相对较低,最高值仅达到 10...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项Fe-β-Ga2O3光导半导体器件研究虽然主要面向高功率微波源应用,但其核心技术特性对我们在光伏逆变器和储能系统中的功率半导体器件应用具有一定参考价值。 该器件展现出的超高暗态电阻(10¹³Ω)和31.6kV耐压能力,反映了β-Ga2O3材料在宽禁带半导体领域的潜力。...
基于轻量级实现的约束分支搜索拓扑识别流计算方法
Constrained Branching Search for Topology Identification Stream Computing With Lightweight Implementation
Zhuoheng Wang · Jie Gao · Qiushi Cui · Yang Weng · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年12月
准确的拓扑感知对低压配电网(LVDN)稳定性至关重要。传统基于阻抗的拓扑恢复方法常因阻抗数据不准确而难以保证精度。针对传感器数据质量不佳的问题,本文提出一种面向辐射型LVDN的流式计算框架下的约束分支搜索拓扑识别方法。该方法利用基于物理模型的节点连接约束恢复网络结构,并引入插件式光伏接入位置的数学模型。设计了轻量级流计算系统CommuniDispatch,并结合拉丁超立方采样递归边界搜索(LHS-RBS)算法显著提升计算效率。实验验证了该方法在拓扑识别精度、抗数据质量问题鲁棒性、光伏定位能力及计...
解读: 该拓扑识别技术对阳光电源iSolarCloud智能运维平台和ST储能系统具有重要应用价值。在低压配电网场景中,准确的拓扑感知是实现分布式光伏和储能系统协同控制的基础。该方法的轻量级流计算框架可集成至iSolarCloud平台,实时监测SG系列逆变器接入位置和网络拓扑变化,提升智能诊断精度。对于Pow...
基于动态事件触发的隐私保护型二次控制实现交流微电网频率/电压恢复与最优功率分配
Dynamic Event-Triggered-Based Privacy-Preserving Secondary Control for AC Microgrids With Optimal Power Allocation via State Decomposition
Sunhua Huang · Qingde Wang · Linyun Xiong · Yang Zhou 等8人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年10月 · Vol.62
针对孤岛交流微电网中传统一致性控制导致分布式电源隐私信息泄露问题,本文提出动态事件触发隐私保护一致性算法(DETPPCA),通过自适应触发机制减少通信频次,并结合状态分解方法保护初始状态隐私,在实现频率/电压恢复与经济性功率分配的同时,无需三级控制器。
解读: 该研究对阳光电源PowerTitan、ST系列储能变流器(PCS)及iSolarCloud微网协同控制系统具有重要参考价值:其动态事件触发机制可降低PCS集群间通信负荷,提升iSolarCloud平台在光储微网中的隐私安全与实时性;状态分解思想可融入构网型(GFM)逆变器的分布式协同控制策略,增强组...
评估多样化可再生能源发电单元频率支撑能力的统一方法
A Unified Method for Assessing Frequency Support Capability of Diverse Renewable Power Generation Units
Guang Hu · Yongheng Yang · Huanhai Xin · Linbin Huang 等7人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年7月 · Vol.17
本文提出基于阻抗测量的统一传递函数结构(UTFS)模型,无需详细厂商模型或事件后数据,即可量化可再生能源单元的有效惯量、阻尼和一次调频能力,并解析推导系统级频率指标(最低频率、RoCoF、稳态偏差),经仿真与省级电网实测数据验证。
解读: 该方法高度契合阳光电源ST系列PCS、PowerTitan及构网型光储逆变器在新型电力系统中提供主动频率支撑的需求。UTFS框架可直接嵌入iSolarCloud平台,实现对组串式逆变器、储能变流器的在线FSC评估与协同调频策略优化,支撑其在青海、新疆等弱电网区域的GFM模式应用,建议在下一代Powe...
分布式预定义时间控制在时滞与输入饱和电力系统中的应用
Distributed Predefined-Time Control for Power System With Time Delay and Input Saturation
Sunhua Huang · Linyun Xiong · Yang Zhou · Fei Gao 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年5月
本文提出了一种分布式分数阶预定义时间滑模控制器(DFOPTSMC),用于调节外部储能装置,以提高存在时滞和输入饱和的电力系统的暂态稳定性。时滞会恶化电力系统的性能,甚至导致系统不稳定。基于阿斯特恩变换定理,将存在通信时滞的电力系统模型转换为无延迟模型。同时,在实际电力系统中,外部储能装置的输出需要受到限制。为此,提出了饱和补偿系统以弥补外部储能装置输入饱和的影响。因此,提出了一种考虑通信时滞和输入饱和的DFOPTSMC来调节储能装置,该控制器具有快速响应能力和较强的调节能力,可提高电力系统的暂态...
解读: 该分布式预定义时间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。DFOPTSMC方法可直接应用于储能系统的功率调节控制,解决电网通信时滞和功率器件饱和限制问题,提升暂态稳定性。其预定义时间收敛特性可优化现有VSG虚拟同步机控制策略,实现更快速的频率响应和更强...
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