José de Arimatéia Olímpio Filho · Gabriel Lucas Bressanini · Paulo Fernando Silva · Luis De Oro Arenas 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年2月

本文提出一种利用电容电压反馈结合Parks-McClellan（PM）算法实现并网逆变器LCL滤波器谐振有源阻尼的方法。该方法可减少信号调理系统所需的传感器数量，但需引入微分环节，易放大噪声并导致不稳定。为此，设计了一种基于优化宽带有限冲激响应（FIR）滤波器的数字微分器，有效抑制噪声并降低相位延迟。文中给出了频率响应特性、系数计算方法及不同阶数影响分析，并对系统建模与电流控制器设计进行了深入研究。实验结果验证了该方法在不同电网阻抗、滤波器参数和参考指令跳变条件下均能有效抑制LCL谐振。

解读: 该LCL谐振有源阻尼技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。通过电容电压反馈结合PM算法优化的FIR数字微分器，可减少电压传感器数量，降低信号调理成本，同时有效抑制高频噪声和相位延迟。该方案特别适用于PowerTitan大型储能系统在弱电网环境下的并网稳定性优化，解决电...

Paula B. Garcia-Rosa · Rene A. Barrera-Cardenas · Giacomo Alessandri · Federico Gallorini 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年2月

本文提出一种将电能存储单元集成到波浪能转换器（WEC）硬件在环（HIL）测试平台的设计方法。WEC的功率输出通常具有低频大幅波动和远高于平均值的峰值，测试平台需复现此类特性以实现真实工况模拟。为此，电网连接容量须满足峰值需求，且需采取措施避免对邻近负载及电压质量造成干扰。引入电能存储可平抑功率波动，降低安装与运行成本。该设计方法指导如何根据测试类型与时长合理配置储能容量与技术路线。针对双HIL测试平台及三种WEC运行工况的仿真结果表明，当储能寿命短于设备日历寿命时，年利用率和加速测试程度显著影响...

解读: 该波浪能HIL测试平台的储能集成方法对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要参考价值。波浪能的低频大幅功率波动特性与光伏、风电的间歇性出力类似，文章提出的储能容量配置方法可直接应用于新能源并网场景的功率平抑设计。特别是针对峰值功率远超平均值的工况，通过储能削峰填谷降低电网连接容...

Qionglin Shi · Min Zhou · Haomiao Li · Kangli Wang 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月

液态金属电池（LMB）因其卓越的安全性和长寿命，作为一种新型储能技术受到了广泛关注。分析其老化轨迹，特别是容量骤降过程，对于理解其老化机制和实现有效的健康诊断至关重要。然而，在容量骤降之前，该电池往往缺乏明显的预警信号，这阻碍了在实际应用中对容量的准确预测和采取主动措施。为应对这一挑战，本研究提出了一种数据驱动的方法，该方法能有效量化液态金属电池的容量变化，在容量骤降发生前发出预警。首先，采用经验模态分解方法将容量数据分解为多个分量，这些分量代表了液态金属电池的不同特征。随后，应用高斯混合模型为...

解读: 该液态金属电池容量骤降预警技术对阳光电源储能产品线具有重要借鉴价值。虽然阳光电源主要采用锂电池技术路线，但其数据驱动的预测性维护方法可直接应用于PowerTitan储能系统和ST系列储能变流器。通过在iSolarCloud云平台集成充放电曲线特征参数实时监测与机器学习异常检测算法，可提前数个周期识别...

Deokyong Woo · Sungmin Kim · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月

由于 LCL 滤波器中逆变器侧电流与电网侧电流存在差异，采用逆变器侧电流反馈（ICF）配置的有源电力滤波器（APF）可能难以准确提供由非线性负载产生的谐波电流。在以低开关频率（5 kHz 及以下）运行的大容量 APF 中，LCL 滤波器的谐振频率通常设计为 2.5 kHz 及以下，这低于电网标准规定的满足谐波要求所推荐的最高 50 次（3 kHz）谐波电流次数。因此，采用 ICF 配置的大容量 APF 难以满足这些电网标准的推荐要求。为解决这一问题，本文提出了一种基于逆变器侧与电网侧电流差值传递...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对大容量LCL型有源电力滤波器的谐波电流控制技术具有重要的战略价值。在我们的光伏逆变器和储能系统产品线中，谐波抑制一直是影响电能质量和并网性能的核心技术挑战。 该论文提出的基于逆变器侧电流反馈配置的谐波参考电流修正方法，直接切中大容量电力电子设备的痛点。对于我们在工...

Richard Reiner · Akshay G. Nambiar · Stefan Mönch · Michael Basler 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年2月

本研究提出了一种利用典型商用功率分析仪，通过电流 - 电压（I - V）测量来提取氮化镓（GaN）功率高电子迁移率晶体管（HEMT）高阶热模型的方法。该方法包括使用非线性最小二乘法求解器推导电热模型函数并将其拟合到测量数据中，从而得出高阶热模型的热参数。测量使用参数分析仪和可控热卡盘进行，并采集瞬态漏极电流响应信号。该方法用于推导 GaN 功率晶体管的五阶热福斯特（Foster）模型的热阻抗参数。福斯特模型参数在时域和频域中均有呈现，并随后转换为考尔（Cauer）模型参数。结果表明，该模型与片上...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对GaN功率HEMT器件高阶热阻抗提取的技术具有重要的工程应用价值。GaN功率器件凭借其高开关频率、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等核心产品的关键功率半导体选择。 该论文提出的热模型提取方法对我司产品开发具有三方面直接价值：首先，通...

Ning Li · Hao Yu · Stephen Finney · Paul D. Judge · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年2月

传统的电力电子长时域有限控制集模型预测控制（FCS - MPC）在实时实现方面存在两个主要问题：1）计算负担和延迟；2）对现场可编程门阵列（FPGA）等实时平台的硬件资源要求较高。为解决这些问题，研究人员提出利用模型预测控制结果作为离线训练数据来训练人工神经网络（ANN），并将其应用于实时控制器中，以替代原有的模型预测控制模型。通过这种方式，人工神经网络减轻了在线计算负担和对硬件资源的需求。本文提出了一种基于FPGA的用于长时域FCS - MPC的一维卷积神经网络（CNN）。为进一步简化网络模型...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于FPGA的一维卷积神经网络（CNN）控制技术对我们的核心产品线具有重要战略价值。该技术通过机器学习方法解决了长时域有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）在功率电子变换器中的实时实现难题，这与我们在光伏逆变器、储能变流器等产品中面临的控制性能优化需求高度契合。 技...

Ming Li · Enjun Liu · Hua Geng · Yongtao Mao 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年2月

现有并网逆变器在面对电网非线性变化时会遇到稳定性问题，当前的解决方案难以有效应对复杂的电网环境。我们提出一种基于无源性的控制策略，以提高构网型多逆变器电站的稳定性和动态性能，从而应对这些挑战。从能量重塑的角度设计的内环，确保了逆变器输出的稳定性。采用微分无源性设计的外环，显著增强了对扰动的响应能力，并在多台逆变器并联运行时无需通信即可确保功率分配和相位同步。非线性扰动观测器估计并网点的非线性扰动，并将此信息反馈到内环进行参数补偿。我们基于李雅普诺夫稳定性准则证明了整个控制器的无源性。这确保了电站...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于无源性控制的构网型多逆变器协同控制技术具有重要的战略价值。随着我司在全球光伏逆变器和储能系统市场份额的持续扩大，大规模新能源电站面临的电网稳定性问题日益凸显，该技术为解决这一核心痛点提供了系统性方案。 该技术的核心创新在于三层协同控制架构：能量重塑的内环控制确保单...

Hanwen Zhang · Haoyuan Yu · Pingyang Sun · Xiangchen Zhu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月

部分额定直流互联变换器以其高增益功率调节能力而闻名，这种能力能够有效地在直流微电网（DCMG）之间协同调节有功功率。为解决直流微电网中可再生能源的间歇性问题，将储能单元（ESU）集成到这些变换器中已成为一项更高的要求。本文提出了一种集成分布式储能单元的部分额定多端口互联变换器（PMIC）。该部分额定多端口互联变换器可控制直流线路上的浮动电压和双向并联电流，确保储能单元在低直流母线电压下运行时实现完全电气隔离。它能够调节多向功率流，并在用电高峰和低谷时段实现功率平衡。本文为部分额定多端口互联变换器...

解读: 从阳光电源直流微网和储能系统业务角度来看，这篇论文提出的部分容量多端口互联变换器（PMIC）技术具有显著的战略价值。该技术通过低容量变换器实现高增益功率调节，有效解决了直流微网中多子网间功率协同和储能集成的核心难题，与我司在分布式光伏并网、储能系统集成方面的技术路线高度契合。 技术价值方面，PMI...

Shan Jiang · Ye Zhu · Tianyi Xu · Xiongfei Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月

虚拟惯量在构网型（GFM）变流器的频率响应中起着关键作用。较小的惯量系数在电网故障期间提供的惯量功率不足以抵抗频率变化。相比之下，较大的惯量系数可使GFM变流器模拟同步发电机的动态响应，但在极端频率事件（例如，频率从47 Hz扰动到52 Hz或相位跳变高达<inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><tex-math notati...

解读: 从阳光电源构网型逆变器产品线角度分析，该论文提出的频域惯量设计方法具有重要的工程应用价值。随着新能源渗透率提升，构网型（GFM）变流器正成为我司光储一体化系统的核心技术方向，而合成惯量的优化设计直接关系到产品在弱电网和微电网场景下的稳定性表现。 该研究揭示了传统固定惯量设计的本质矛盾：小惯量系数无...

Xianghao Mo · Daniel Ríos Linares · Regina Ramos · Miroslav Vasić · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年2月

提出采用时域有限差分(FDTD)方法的新型体素法用于功率变换器实时三维温度映射。该方法通过数字孪生(DT)提供功率变换器瞬态热行为,为功率变换器健康管理提供先进温度监测解决方案。核心特征是从物理设计到热仿真对功率变换器及其元件进行数字化。采用自适应网格技术应对FDTD计算需求,显著减少功率变换器热仿真所需资源。为确保实时监测在嵌入式系统上实现DT,分析DSP与FPGA适用性,结论是FPGA因热求解器并行化和SoC平台数据管理协同而理想。实验验证所提方法精度误差不高于5%。

解读: 该可嵌入数字孪生温度监测技术对阳光电源功率变换器健康管理有重要创新价值。体素FDTD方法可应用于ST储能变流器和SG光伏逆变器的实时热监测,实现精准温度预测和故障预警。FPGA实现的自适应网格DT对PowerTitan大型储能系统的在线热管理有借鉴意义,可优化散热设计并延长器件寿命。该技术对阳光电源...

Cheng Li · Chuan Xie · Guangda Ma · Chao Peng 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年2月

单逆变器侧电流反馈（ICF）LCL型并网逆变器（GFLI）因过流保护便捷和成本低而在工业中广泛应用，但在电网电压畸变及电网阻抗变化导致谐振频率超过fs/6时，存在注入电流质量差和振荡风险。为此，本文提出一种仅需单ICF的虚拟电网侧电流控制（VGCC）方案，并结合重复控制器（RC）以提升电流质量并满足并网标准。通过微分器获取电容电流构建虚拟电网侧电流，采用电容电压前馈有源阻尼（CVF-AD）实现输出导纳重塑，并在无源性约束下整定控制器参数。所提方案在无需增加硬件成本的前提下，兼顾高电流质量和接近奈...

解读: 该单电流传感器LCL滤波控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。虚拟电网侧电流控制方案可直接应用于工商业光伏和电网侧储能系统，在弱电网和电网阻抗波动场景下，通过电容电压前馈有源阻尼实现输出导纳重塑，有效抑制LCL谐振并提升注入电流质量，满足严格并网标准。该方案在保持...

Zhengchao Yan · Baidong Peng · Jipan Wang · Bo Liang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年2月

本文提出了一种面向自主水下航行器（AUV）的水下无线电力传输（WPT）系统，旨在减小轴向错位的影响。设计并分析了多绕组螺线管发射线圈，以提高对轴向错位的容忍度。通过对所提出的磁耦合结构进行优化，仿真与实验结果表明，其互感在大范围轴向错位下仍保持稳定。搭建了基于该磁耦合结构的水下WPT实验平台，验证了理论与仿真分析。当轴向错位达到100 mm线圈宽度的80%时，输出功率波动率低于6%，输出功率基本稳定；在错位从0增至80 mm时，系统效率维持在89.4%～90.4%，输出功率为454～481 W。

解读: 该水下无线电力传输技术对阳光电源新能源汽车充电桩产品线具有重要借鉴价值。其多绕组螺线管结构实现的80%错位容忍度和89.4%~90.4%高效率传输，可直接应用于动态无线充电场景，解决车辆停靠位置偏差问题。该磁耦合优化设计方法可迁移至ST储能系统的模块化连接方案，提升储能柜间无线通信与辅助供电的可靠性...

Wen Gao · Kaishun Xiahou · Yang Liu · Zhigang Li 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年2月

针对基于电压源换流器的多端直流系统（VSC-MTDC）并网的低惯量海上风电场（OWFs）所面临的暂态频率与电压稳定性问题，提出一种基于非线性扰动观测器与漏斗控制的暂态频率-电压支撑（PFTFVS）策略。该策略通过改进观测器的扰动估计能力与漏斗控制器的自适应特性，提升系统的暂态支撑能力及抗干扰性能。方案包含三部分：风电机组的自适应暂态频率与转速控制、利用直流电容储能特性的换流站频率支撑控制，以及基于快速功率调节能力的换流站电压支撑控制。仿真验证了所提策略的有效性与鲁棒性。

解读: 该暂态频率-电压支撑策略对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。文章提出的扰动观测器与漏斗控制方法可直接应用于构网型GFM控制技术优化，提升储能系统在弱电网下的暂态支撑能力。其直流电容储能特性的频率支撑控制思路可借鉴至SG系列光伏逆变器的直流侧能量管理，增强光...

Szymon Stoczko · Marcin Szewczyk · Waldemar Chmielak · Radosław Szreder 等5人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年2月

本文提出一种用于测量真空断路器开断后击穿电压特性的试验电路。该电路结合IEC 62271-101标准中的合成试验电路大电流部分与Rabus型高压部分，前者模拟过零后的实际电流条件，后者施加高压以获取击穿电压特性。通过调节大电流部分可反映影响灭弧室物理状态的实际开断电流条件。以一款商用12 kV/1250 A/31.5 kA真空断路器为例，测量击穿电压随时间的变化，并结合触头行程曲线转换为触头开距函数，使结果可适用于具有相同灭弧室特性但操动机构不同的断路器。

解读: 该真空断路器击穿电压特性测量技术对阳光电源中压储能系统具有重要应用价值。在PowerTitan等大型储能系统中，中压真空断路器是关键保护设备，其开断后的介质恢复特性直接影响系统可靠性。该研究提出的击穿电压-触头开距特性测量方法，可用于优化ST系列储能变流器的中压开关柜设计，特别是在短路故障开断后的重...

Yi Zhang · E. Zhang · Haomiao Li · Min Zhou 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月

电池技术在大规模储能系统中至关重要，因其灵活性和高效率而备受重视。在众多电池选项中，液态金属电池（LMBs）凭借低成本、长寿命、高安全性和大容量等优势，在储能领域展现出了极具前景的应用潜力。外部短路（ESC）作为一种常见的滥用形式，有可能引发更为严重的内部短路（ISC）。然而，目前大多数关于液态金属电池的研究尚未深入探讨其潜在的触发机制。本文通过电极形态分析揭示了该触发机制，并通过多物理场模型模拟进行了验证。在外部短路过程中，不均匀的电流密度会导致锂的不规则沉积，最终会导致阳极和阴极接触，即发生...

解读: 该液态金属电池短路机理研究对阳光电源PowerTitan大型储能系统的安全设计具有重要参考价值。虽然阳光电源主流储能系统采用锂电池技术，但研究揭示的外短路诱发内短路的动态演化机制——局部过热导致电流分布失衡、界面扰动增长形成短路通道——对ST系列储能变流器的多层次保护策略设计具有启发意义。可应用于优...

Erinç Altıntaş · Işık Çadırcı · Özgül Salor · M. Cengiz Taplamacıoğlu · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月

本文评估了利用电池储能系统（BESS）减少电网中多个电弧炉（EAF）运行在互联线路上造成的非计划功率流动的各种策略。研究使用了土耳其电网的数据，为该问题提出了切实可行的解决方案。土耳其电网通过三条超高压（EHV）输电线路与欧洲输电系统运营商网络（ENTSO - E）同步相连。由于存在大量直接由输电系统层面供电的间歇性负荷，如电弧炉，互联线路会出现非计划功率偏差，导致区域控制误差（ACE）性能下降。因此，输电系统运营商（TSO）在实施自动发电控制（AGC）时需要额外的自动频率恢复备用（aFRR）容...

解读: 该研究针对电弧炉等冲击性负荷引起的功率波动问题，与阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的应用场景高度契合。文中提出的基于预测的协同控制策略可直接应用于工业园区储能解决方案，优化ST储能系统的功率响应算法，提升对ms级功率波动的抑制能力。该技术对阳光电源构网型GFM控制策略具有...

Muhammad Zarkab Farooqi · Bhim Singh · Bijaya Ketan Panigrahi · Rohit Kumar · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月

单相 AC - DC 功率变换器面临着由功率不平衡导致的二倍电网频率功率纹波（TGFPR）挑战，这需要使用大容量直流侧电容器。有源功率解耦电路（APDC），通常为降压、升压或升降压变换器，常用于单级和两级 AC - DC 变换器中以解决 TGFPR 问题。本文提出了一种用于单级和两级 AC - DC 变换器中 APDC 的新型混合连续和临界导通模式（HyCCM）调制技术，以应对减轻 TGFPR 的挑战。与传统的软开关技术（如临界导通模式（CrCM））不同，CrCM 由于传导损耗、绕组损耗和磁芯损...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项混合调制有源功率解耦技术具有重要的应用价值。在单相光伏逆变器和储能变流器中，二倍工频功率脉动一直是制约系统小型化和可靠性提升的关键瓶颈。传统方案依赖大容量电解电容来吸收功率脉动，但这类元件寿命短、体积大，直接影响产品的功率密度和长期可靠性。 该论文提出的HyCCM调制...

Atif Iqbal · Sheetal Deshmukh · Shirazul Islam · Mousa Marzband 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月

电力系统中的电压偏差问题，尤其是在重载和轻载条件下，已成为一个备受关注的重要问题。为解决这一问题，可利用光伏（PV）电源将电压偏差补偿至规定范围内。现有的控制方案，如P - Q - V下垂控制和网络激励自适应PQ法，存在不协调的问题，可能导致系统过载和压力过大。为满足这一需求，本文提出了一种集中式监控电压控制器（CSVC），以最小化各母线处的电压偏差。CSVC利用广域测量系统（WAMS）获取母线电压信息。基于所获取的电压偏差，CSVC为分布式光伏电源的各个本地控制器分配参考有功和无功功率信号。通...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项集中式协调电压控制技术（CSVC）与我们在分布式光伏并网和智能电网解决方案领域的战略布局高度契合。该技术通过广域测量系统（WAMS）实现多个光伏电源的协调控制，有效解决了传统P-Q-V下垂控制等非协调方案导致的系统应力不均问题，这对我们的光伏逆变器产品升级具有重要参考价...

Li Wang · Ningting Zhou · Yi Shu · Xiangjun Zeng 等6人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年2月

摘要：可再生能源，特别是光伏发电大规模接入电网，逐渐削弱了电网强度。针对这一挑战，本文提出了一种具有电网跟随（GFL）/电网形成（GFM）控制结构的光伏储能系统新型切换控制方法。利用积分器和状态跟随法，实现了这两种控制模式之间的平滑切换控制策略，确保了系统在不同电网强度下的稳定运行。通过采用库拉托莫模型和盆地稳定性方法，划定了GFM控制下微电网的参数稳定域，并基于短路比确定了切换边界。此外，考虑到电网故障时光伏储能系统稳定运行的要求，提出了一种具有负序电流抑制策略的故障穿越控制方法，该方法能有效...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项双模式切换控制技术对我们的光储一体化系统具有重要战略价值。该技术通过GFL（跟网型）/GFM（构网型）的灵活切换，直接解决了当前高比例新能源接入导致电网强度减弱的核心痛点，这与我们在全球市场推广的1+X模块化逆变器和液冷储能系统的应用场景高度契合。 技术层面上，该方案...

Nathan Baeckeland · Diptak Pal · Gab-Su Seo · Brian Johnson 等5人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年2月

本文提出了一种基于能量函数的直接方法，用于评估构网型（GFM）逆变器的大信号稳定性，该方法利用了所有相关控制层和物理层动态的等效电路表示。建模与分析框架涵盖了三种不同的一次控制、标准的电流内环 - 电压外环级联控制架构、输出 <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><tex-math notation="LaTeX">$LCL...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于能量函数的构网型逆变器大信号稳定性分析技术具有重要的战略价值。随着新能源渗透率不断提升，电网对逆变器的构网能力提出更高要求，阳光电源作为全球领先的逆变器供应商，亟需突破传统小信号分析的局限性，应对电网大扰动场景下的稳定性挑战。 该论文提出的等效电路模型方法具有显著...