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基于数字孪生的单相PWM整流器灰箱建模与关键参数监测
Gray-Box Modeling and Key Parameters Monitoring of Single-Phase PWM Rectifiers Based on Digital Twins
Sihui Zhang · Wensheng Song · Zhiwei Zhang · Jian Chen 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月
针对工业保密性和知识产权限制导致控制参数难以获取的问题，现有单相脉宽调制（PWM）整流器的白箱数字孪生（DT）模型在实际应用中受限。为此，本文提出一种可克服未知控制参数限制且精度更高的灰箱DT模型。该模型引入死区效应和电容等效串联电阻（ESR），提升了准确性，并更贴近实际系统运行特性，具备更全面的健康状态监测能力。基于实测动静态工况数据，模型部署于独立服务器，结合粒子群与鲸鱼优化混合算法实现关键参数精确在线监测。实验验证了模型在不同工况、参数及控制策略下的有效性，并分析了误差影响。本研究推动了非...
解读: 该灰箱数字孪生建模技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST储能变流器和车载OBC充电机中，PWM整流器是核心功率单元，该技术可在无需获取控制参数的情况下实现精确建模，特别适用于第三方设备集成场景。引入死区效应和电容ESR的建模方法可提升SiC器件应用的精度，支持iSolarCloud平台的非...
通过瞬态热表征理解短路应力下GaN HEMT位错缺陷的作用
Understanding the Role of Dislocation Defects of GaN HEMT under Short-Circuit Stress Through Transient Thermal Characterization
Xi Jiang · Yue Wu · Song Yuan · Xiangdong Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
摘要：氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）器件在高母线电压条件下承受反复短路（SC）应力后容易迅速失效。衬底界面处的位错缺陷在引发器件退化和热击穿失效方面起着关键作用。然而，短路应力下位错缺陷的形成机制及其对氮化镓高电子迁移率晶体管短路能力的影响仍不明确。本文提出一种基于瞬态热阻表征的新方法，用于监测氮化镓高电子迁移率晶体管器件内部位错缺陷的演变。同时，建立了一个热模型来阐明位错缺陷对器件热特性的影响。通过分析短路应力前后氮化镓高电子迁移率晶体管的结构函数，将先前难以察觉的缺陷累积转化...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于GaN HEMT器件短路应力下位错缺陷演化的研究具有重要的战略价值。GaN功率器件因其高开关频率、低导通损耗和高功率密度特性，正逐步成为我司光伏逆变器和储能变流器的核心功率开关选择，特别是在高压大功率应用场景中。 该研究揭示的位错缺陷累积机制直接关系到产品可靠性这...
对抗性约束学习在配电网分布式能源鲁棒调度中的应用
Adversarial Constraint Learning for Robust Dispatch of Distributed Energy Resources in Distribution Systems
Ge Chen · Hongcai Zhang · Yonghua Song · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年11月
可再生能源与负荷的波动性给配电网中分布式能源（DERs）的调度带来显著挑战，常引发不确定性导致潮流约束越限。鲁棒优化（RO）虽能有效管理此类运行风险，但非凸的交流潮流约束使其难以通过强对偶理论构建确定性等价问题。为此，本文提出对抗性约束学习方法，以生成线性代理模型用于鲁棒调度。该方法首先设计基于梯度的对抗攻击机制，识别最恶劣情况下的约束越限；预先训练“教师”模型以加速攻击过程中的梯度计算，并指导两个“学生”模型学习从候选调度决策及额定运行条件预测最恶劣越限。学生模型被重构为等效的混合整数线性规划...
解读: 该对抗性约束学习技术对阳光电源PowerTitan储能系统和ST系列储能变流器的鲁棒调度具有重要应用价值。文章提出的梯度对抗攻击机制可识别最恶劣运行场景，结合MILP代理模型实现快速在线优化，可直接应用于iSolarCloud云平台的智能调度模块，提升多储能站点协同调度的鲁棒性。该方法解决了非凸交流...
通过给体取代策略调控锌卟啉基空穴传输材料的光伏参数
Tuning the photovoltaic parameters of ZnII porphyrin-based hole-transport materials by donor substitution strategy
Xueling Zhang · Kaiyan Zhang · Minmin Chen · Peng Song 等5人 · Solar Energy · 2025年5月 · Vol.292
我们采用量子化学方法对具有前景的实验分子MDA4（以Zn II卟啉环为核心，二芳胺为给体）以及基于该分子通过给体基团取代设计的分子（命名为MDA4-Z1、MDA4-Z2和MDA4-Z3）进行了理论研究，研究内容包括几何结构、电子性质、激发态性质及空穴迁移率等。研究结果表明，所设计的分子均具有优异的光吸收性能，有利于提高分子的短路电流密度。这些分子还表现出良好的电荷转移性能。与实验分子MDA4相比，所设计分子的最大吸收峰波长均发生蓝移。分子MDA4-Z1和MDA4-Z3的溶解性与实验分子MDA4相...
解读: 该卟啉基空穴传输材料研究对阳光电源SG系列光伏逆变器具有重要参考价值。MDA4-Z3分子展现的高空穴迁移率和优异光吸收特性,可启发组件端材料优化,提升光电转换效率和短路电流密度。其蓝移吸收特性有助于拓宽光谱响应范围,配合MPPT算法可实现更精准的最大功率点跟踪。该分子设计的供体取代策略为提升光伏系统...
基于逆变器资源控制特性的单端故障定位方法用于低频输电系统
Single-Ended Fault Location Method Based on Control Characteristics of Inverter-Based Resources for Low-Frequency Transmission System
Jiaheng Jiang · Guobing Song · Chenhao Zhang · Wenbin Cao 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年12月 · Vol.41
针对海上风电接入的低频输电系统（LFTS），提出一种融合逆变器源特性与序网方程的单端故障定位新方法，将故障距离与电阻辨识建模为带约束优化问题。PSCAD验证显示定位误差<4%，耐受故障电阻达300Ω。
解读: 该方法直击海上风电柔直/低频送出场景下双端全IGBT化系统的故障精确定位痛点，对阳光电源风电变流器及ST系列PCS在深远海项目中的高可靠保护具有重要价值。建议将该算法嵌入iSolarCloud智能运维平台，结合PowerTitan储能系统协同实现故障快速隔离与黑启动支撑，并适配于公司构网型（GFM）...
系统强度约束下的构网型储能规划在可再生能源电力系统中的应用
System Strength Constrained Grid-Forming Energy Storage Planning in Renewable Power Systems
Yun Liu · Yue Chen · Huanhai Xin · Jingzhe Tu 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年11月
随着基于逆变器的可再生能源逐步替代同步发电机，现代电力系统的系统强度显著下降，可能引发小信号稳定性问题。构网型换流器储能系统虽在提升系统强度方面具有灵活性和有效性，但其规划阶段的经济性与系统强度支撑能力协同优化仍缺乏研究。本文提出一种考虑系统强度约束的构网型储能优化规划方法，以实现期望的小信号稳定裕度。基于广义短路比框架，量化储能容量与位置对系统强度的影响，并构建含特征值约束的选址定容优化模型。考虑有无候选站点数量限制两种场景，设计基于二次支撑函数的迭代优化算法求解。在改进的IEEE 39节点和...
解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的构网型GFM控制技术具有重要应用价值。文中提出的基于广义短路比的储能选址定容优化方法，可直接应用于阳光电源储能系统规划方案设计，通过量化储能容量与位置对系统强度的贡献，优化PowerTitan在弱电网场景下的配置策略。特征值约束的...
基于误差的主动抗扰功率控制在大型风力机变桨执行器性能退化故障下的应用
Error-Based Active Disturbance Rejection Power Control for Large-Scale Wind Turbines Under Pitch Actuator Performance Degradation Failure
Ziyang Chen · Tingna Shi · Yanfei Cao · Peng Song · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年6月
针对大型风力发电系统在变桨执行器性能退化与多重干扰耦合作用下恒功率控制的难题，本文提出一种基于误差的主动抗扰容错控制策略（E-ADRC）。该方法采用双环复合控制结构，包含抗扰跟踪环与容错补偿环。改进的E-ADRC算法显著提升了对低频风扰动的抑制能力；容错环利用桨距角残差生成独立补偿信号，有效抑制执行器故障引起的转速跟踪偏差与气动不平衡。硬件在环实验验证了该策略在提升功率稳定性、降低结构疲劳损伤方面的优越性。
解读: 该研究提出的基于误差的主动抗扰控制策略(E-ADRC)对阳光电源的储能与风电产品线具有重要参考价值。首先，E-ADRC的双环复合控制结构可优化ST系列储能变流器的功率稳定性控制，特别是在电网波动工况下的响应特性。其次，该方法在执行器故障容错方面的创新,可应用于PowerTitan大型储能系统的关键部...
面向标签噪声鲁棒的时序分类方法：基于自监督标签校正
Label-Noise-Resistant Time-Series Classification With Self-Supervised Label Correction
Yimeng He · Zidong Wang · Weibo Liu · Jingzhong Fang 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2025年11月 · Vol.22
工业系统可靠运行依赖精准的故障分类，但历史数据常含标签噪声，导致模型性能下降。本文提出LNRTSC方法，结合注意力机制编码器、局部一致性驱动的标签置信度评估及两阶段自监督增强（重建损失+改进对比损失），在TEP和SEU-gearbox数据集上显著提升噪声标签下的分类精度。
解读: 该方法可直接赋能阳光电源iSolarCloud智能运维平台及ST系列PCS、PowerTitan储能系统的故障早期识别与分类能力，尤其适用于光伏电站逆变器异常（如MPPT失效、IGBT过热）、储能BMS误报等标签不一致场景。建议将LNRTSC嵌入边缘侧轻量化模型，部署于组串式逆变器本地AI模块或Po...
考虑互感耦合的Cu-Clip互连并联SiC MOSFET动态电流均衡解析与优化策略
Analytical and Optimal Strategy of Dynamic Current Balancing for Paralleled SiC MOSFETs With Cu-Clip Interconnection Considering Mutual Coupled Inductances
Xun Liu · Kun Ma · Yameng Sun · Yifan Song 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年4月
为提升碳化硅（SiC）功率模块的电气性能与可靠性，本文研究采用Cu-Clip替代传统Al引线的技术方案。针对Cu-Clip互连结构中并联SiC MOSFET因布局不对称引入的互感耦合效应，建立了精确的电磁耦合模型，提出一种动态电流均衡的解析分析方法，并进一步设计最优布局优化策略，有效抑制并联支路间的电流不均，提高模块整体性能与热稳定性。
解读: 该研究对阳光电源高功率密度产品的设计具有重要指导意义。Cu-Clip互连技术可显著提升SiC MOSFET模块的电流均衡性和散热性能,适用于ST系列储能变流器、SG系列光伏逆变器等大功率产品。特别是在PowerTitan等MW级储能系统中,优化后的SiC模块布局可有效降低开关损耗、提高功率密度,并通...
基于深度学习与遥感的城市土地分类对光伏潜力的分析
PV potential analysis through deep learning and remote sensing-based urban land classification
Hongjun Tan · Zhiling Guo · Yuntian Chen · Haoran Zhang 等7人 · Applied Energy · 2025年6月 · Vol.387
城市土地在商业、居住、草地及其他行政分区中的利用情况将影响可再生能源基础设施（如光伏板）的可用安装面积。将土地利用类型纳入光伏潜力评估对于优化空间配置、贴近能源需求中心以及提升系统效率至关重要。为解决以往研究忽视城市土地利用问题的局限性，本文提出一个融合遥感数据与深度学习方法的框架，实现八类细粒度和三类粗粒度的土地利用分类。该框架针对每种土地利用类型计算其可安装光伏系统的面积，并结合2023年年均太阳辐照量评估其发电潜力。案例研究表明，德国海尔布隆（Heilbronn）地区的土地适合地面光伏安装...
解读: 该研究基于深度学习和遥感数据的城市土地分类与光伏潜力评估框架,对阳光电源SG系列逆变器和iSolarCloud平台具有重要应用价值。通过精细化土地利用分类(商业、住宅、未利用地等),可优化地面光伏与屋顶光伏的配置策略。研究中不同地类的单位面积发电潜力差异,可指导阳光电源1500V系统和MPPT优化技...
跟网型与构网型变流器并存电力系统的混合频域建模与稳定性分析
Hybrid Frequency-domain Modeling and Stability Analysis for Power Systems with Grid-following and Grid-forming Converters
Ni Liu1Hong Wang1Weihua Zhou2Jie Song3Yiting Zhang1Eduardo Prieto-Araujo3Zhe Chen4 · 现代电力系统通用与清洁能源学报 · 2025年1月 · Vol.1
随着可再生能源装机容量的增加，电网对并网变流器的控制要求日益多样化，系统稳定性分析复杂度上升。本文通过多种频域模型揭示其差异，阐明将自稳定变流器传递函数假设为无右半平面（RHP）极点的局限性。讨论了跟网型（GFL）与构网型（GFM）变流器频域建模的适用性，建议含理想源的GFM变流器应采用P/Q-θ/V导纳模型而非V-I阻抗模型，并通过两个案例验证其合理性。提出一种适用于多GFL与GFM变流器共存系统的混合频域建模框架及稳定性判据，该判据在应用奈奎斯特判据时无需检查非无源子系统的RHP极点数，简化...
解读: 该混合频域建模方法对阳光电源ST系列储能变流器与SG系列光伏逆变器的协同稳定性分析具有重要价值。文章提出的P/Q-θ/V导纳模型可直接应用于PowerTitan储能系统的构网型控制优化，解决传统V-I阻抗模型在含理想源GFM变流器建模中的局限性。所提混合频域稳定性判据无需检查RHP极点，可显著简化光...
通过光谱椭偏仪和外量子效率监测不同有机空穴传输层窄带隙钙钛矿太阳能电池的降解行为与载流子收集损失
Monitoring degradation and carrier collection losses of narrow bandgap perovskite solar cells with different organic hole transport layers by spectroscopic ellipsometry and external quantum efficiency
Marie Solange Tumusang · Lei Chen · Madan K.Mainal · Bailey M.Fry 等9人 · Solar Energy · 2025年3月 · Vol.288
摘要 窄带隙有机-无机铅卤钙钛矿由于具有低成本、易于合成以及高效率等优势，在光伏领域受到了广泛关注。为了实现商业化应用，选择合适的电荷传输层并评估器件的稳定性与优化至关重要。本文利用光谱椭偏仪测量技术，研究了在环境空气中老化的、分别采用聚(3,4-亚乙二氧基噻吩):聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT:PSS）、聚[3-(6-羧己基)噻吩-2,5-二基]（P3CT）和聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]（PTAA）作为空穴传输层（HTLs）的封装型窄带隙锡-铅钙钛矿太阳能电池的降解行为。结果表...
解读: 该窄带隙钙钛矿电池载流子收集损耗研究对阳光电源SG系列光伏逆变器MPPT优化具有重要参考价值。研究揭示P3CT和PEDOT:PSS空穴传输层可实现90%载流子收集效率,比PTAA高8%,转换效率提升2.6-4.8%。这为阳光电源开发高效率光伏组件匹配算法、优化前端接触界面损耗监测提供理论依据,可应用...
高频无线电力传输技术特刊主编寄语
Guest Editorial Special Issue on High-Frequency Wireless Power Transfer Technology
Fei Lu · Grant Covic · Shu Yuen Ron Hui · Fernando Briz · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
无线电力传输WPT技术在交通电气化、电网、消费电子、医疗和太空等众多新兴应用中日益关键。其非接触特性在脏污或超洁净、高温、水下、地下和外太空等恶劣环境条件下具有优势。当前WPT系统性能与开关频率、耦合度、初次级磁元件伏安需求和组件质量密切相关，这些是功率容量、功率密度和效率的关键决定因素。为提升WPT技术运行安全性和可靠性，抑制和消除高频磁场引起的电磁干扰EMI和电动势EMF问题至关重要。该特刊从74篇投稿中录用31篇，涵盖高频谐振变换器技术、高频电磁场约束与发射抑制、抗失调与传输距离增强、高频...
解读: 该高频WPT特刊对阳光电源无线充电技术发展有全面指导价值。特刊涵盖的多MHz IPT系统、SiC全桥逆变器和三相高频IPT系统与阳光新能源汽车OBC无线充电模块的技术路线一致。高频电磁场约束和EMI/EMF抑制技术为阳光无线充电产品满足安全标准提供了解决方案。抗失调和传输距离增强技术（圆柱螺线管耦合...
客座编辑特刊：面向零排放电动交通的电机驱动先进技术
Guest Editorial Special Issue on Advanced Technologies of Motor Drives for Zero-Emission E-Mobility
Yunwei Ryan Li · Wei Hua · Luca Zarri · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
为实现《巴黎协定》将全球温升控制在2°C以内的目标，电动交通（e-mobility）迅速发展。然而，其电机驱动系统所耗电能仍部分来自化石能源，因此提升驱动系统能效成为实现净零排放的关键。本期特刊聚焦电机驱动在新材料、谐波抑制、电磁干扰抑制、智能控制、故障容错、能量管理及系统设计等方面的前沿进展，收录43篇高质量论文，涵盖提高能效的多种技术路径，推动电动交通可持续发展。
解读: 该特刊聚焦的电机驱动先进技术对阳光电源新能源汽车产品线具有直接应用价值。其中SiC/GaN器件应用、三电平拓扑技术可直接优化车载OBC充电机和电机驱动系统的功率密度与效率；PWM控制、SVPWM及模型预测控制MPC等智能控制算法可提升电机驱动精度和动态响应；谐波抑制与EMI抑制技术可改善充电桩的电能...
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