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基于复变量设计的构网型逆变器功率控制
Complex Variable Design for Power Control of Grid-Forming Inverter
Xiangjun Quan · Dale Li · Zhixiang Zou · Qinran Hu 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年1月
由于耦合的高阶系统特性，构网型（GFM）逆变器的功率环路与解耦控制分析与设计较为复杂，传统方法通常采用双输入双输出模型分别设计有功与无功功率控制。本文提出一种复功率-相角（CPPA）模型，将其构建为单输入单输出系统，并在此基础上设计复功率控制器。所提控制框架通过降阶的复数传递函数统一实现有功与无功功率的解耦控制，显著提升GFM逆变器功率控制的动态性能。仿真与实验结果验证了该方法的鲁棒性与优越性。
解读: 该复变量功率控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的构网型GFM控制具有重要应用价值。所提CPPA模型将双输入双输出系统降阶为单输入单输出复数传递函数，可显著简化阳光电源储能系统的功率环路设计流程，提升有功无功解耦控制性能。该方法特别适用于弱电网场景下ST系列产品的快...
用于可重构图像处理的相变超表面
Phase-change metasurfaces for reconfigurable image processing
Tingting Liu · Jumin Qiu · Tianbao Yu · Qiegen Liu 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
光学超表面为紧凑型高速低功耗图像处理提供了新途径，但其在实际应用中仍面临成像功能不可重构的挑战。本文提出并实现了一种基于相变材料的超表面，可在可见光波段动态切换边缘检测与明场成像模式。通过调控电学和磁学Mie型共振的角色散特性，在Sb2S3非晶态下实现角度依赖的透射响应，用于高效各向同性边缘检测；在晶态下则呈现角度无关响应，实现均匀明场成像。该可重构超表面在自动驾驶系统的计算机视觉中具有重要应用前景。
解读: 该相变超表面的可重构光学处理技术对阳光电源智能运维系统具有重要启发价值。其动态切换边缘检测与明场成像的能力，可应用于iSolarCloud平台的光伏组件智能巡检：通过边缘检测模式快速识别组件热斑、裂纹等缺陷边界，明场模式则用于常规监控成像。该技术的低功耗、高速处理特性契合大型PowerTitan储能...
一种基于模态耗散能量流的混合振荡源识别方法
A Modal Dissipating Energy Flow Analysis Method for Identifying the Hybrid Oscillation Sources in Power Systems
Weiyu Wang · Yijia Cao · Yong Li · Zhenyu Li · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年9月
本文提出了一种基于模态耗散能量流（MDEF）的方法，用于识别电力系统中的混合振荡源。首先利用Koopman算子理论从量测数据构建原非线性系统的等效线性模型，并对该模型进行模态分析，以识别关键振荡模态，并将各设备的量测量分解为不同的模态分量。基于这些分量，定量计算每个设备对各关键模态的耗散能量贡献，从而准确识别不同振荡源。在改进基准系统上的案例研究验证了所提MDEF方法的有效性。
解读: 该混合振荡源识别技术对阳光电源储能系统和新能源并网产品具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统中，可用于识别多台ST系列储能变流器并联运行时的振荡源头，区分是控制参数失配还是电网侧扰动引发的次同步/超同步振荡。对于构网型GFM控制的储能系统，该方法基于Koopman算子的数据驱动特性，能...
更正：混合氢-电池储能微电网的长期能量管理：一种无需预测的协同优化框架
Corrigendum to “Long-term energy management for microgrid with hybrid hydrogen-battery energy storage: A prediction-free coordinated optimization framework”
Ning Qia · Kaidi Huang · Zhiyuan Fana · Bolun Xua · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378
本文为发表于《Applied Energy》377卷（2025年）124485号文章《混合氢-电池储能微电网的长期能量管理：一种无需预测的协同优化框架》的更正声明。本更正声明旨在解决原发表文章中存在的错误。作者已确认原文中存在数据呈现及分析结论方面的不准确之处。本次更正对相关问题进行了修正，以澄清研究结果，并确保研究工作的完整性与科学性。作者感谢学术界同仁所提供的反馈意见，并将继续致力于推动微电网能量管理领域的研究发展。
解读: 该勘误文章虽修正原文数据,但氢-电混合储能长期能量管理的免预测协调优化框架仍对阳光电源PowerTitan储能系统和ST系列PCS具有参考价值。混合储能协调控制可启发我们优化多时间尺度能量管理策略,提升iSolarCloud平台的微电网调度算法鲁棒性。免预测优化思路可降低对气象预测的依赖,增强储能系...
基于广义滑差频率的改进暂态动态特性虚拟同步机
VSM with improved transient dynamics based on generalized slip-frequency
Jyun Lin · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
本文通过模拟异步电机转子动力学中的滑差机制，提升构网型变流器（即虚拟同步机）的暂态稳定性。与同步电机不同，异步电机中转子与定子旋转磁场存在滑差频率，该自由度可用于调节系统频率，类似于同步电机的阻尼绕组作用。所提出的广义滑差频率控制可向系统注入暂态阻尼，并在严重故障时增大等效反馈功率，抑制功角振荡。理论分析与实验结果验证了该方法在改善小信号及大信号稳定性方面的有效性。
解读: 该广义滑差频率控制技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan大型储能系统的构网型GFM控制具有重要应用价值。通过模拟异步电机滑差机制注入暂态阻尼，可显著提升储能系统在弱电网及故障工况下的功角稳定性和抗扰动能力。该方法可直接集成到现有虚拟同步机VSG控制架构中，增强ST系列产品在高比例新能...
全球可再生能源电力发展进展：太阳能作用的追踪
Global Progress Toward Renewable Electricity: Tracking the Role of Solar (Version 5)
Nancy M. Haegel · Sarah R. Kurtz · IEEE Journal of Photovoltaics · 2025年9月
2024年，光伏发电（PV）约占全球新增发电装机容量的70%，延续了过去五年其占比持续增长的趋势。光伏发电装机量和发电量的年度增幅均保持在显著水平（分别约为32%和28%），而电网级电池储能再次实现了三位数的百分比增长（113%）。低碳能源（水电、核电、风电和太阳能）联合发电的占比超过了40%这一全新阈值。自2021年首次发表以来，这篇年度文章多方收集信息并进行系统呈现，旨在为《电气与电子工程师协会光伏期刊》（IEEE Journal of Photovoltaics）的读者提供参考。
解读: 该研究揭示光伏装机主导地位及高比例并网挑战，对阳光电源战略布局具有重要指导意义。针对电网集成难题，可优化SG系列逆变器的构网型GFM控制算法，提升弱电网适应性；针对储能配套需求，可强化PowerTitan系统与光伏的协同调度能力，通过ST系列储能变流器实现更精准的削峰填谷与频率支撑。研究强调的政策稳...
客座编辑社论：基于构网型变换器的可再生能源主导电力系统动态性能与灵活性提升专题
Guest Editorial: Special Section on Dynamic Performance and Flexibility Enhancement of RES-dominated Power Systems with Grid-forming Converters
Hassan Bevrani1Federico Milano2 · 现代电力系统通用与清洁能源学报 · 2025年1月 · Vol.1
基于逆变器的分布式发电（DG）和可再生能源（RES）被视为在经济高效获取能源的同时实现净零目标的关键手段。然而，逆变器型电源降低了系统的物理惯量并增加了不确定性。近期研究表明，DG/RES的较高渗透率可能对电网动态特性、电能质量、频率控制、电压调节及其他控制与运行问题产生负面影响，严重制约了其进一步渗透。
解读: 该专题聚焦构网型变换器在高比例可再生能源系统中的动态性能提升，与阳光电源核心技术方向高度契合。对ST系列储能变流器，GFM控制技术可增强电网支撑能力，解决低惯量问题；对SG系列光伏逆变器，可提升弱电网适应性和电压频率调节能力；对PowerTitan大型储能系统，GFM技术能实现黑启动和孤岛运行功能。...
一种高效率双输入双输出高升压DC-DC变换器
A dual-input dual-output high step-up DC-DC converter with high efficiency
Kamran Karimi · Mohammad Maalandish · Saeed Azmoon-Asmarood · Seyed Hossein Hosseini · IET Power Electronics · 2024年12月 · Vol.18
所提出的拓扑结构为具有不同输出电压的双输入双输出形式，适用于混合能源系统及电动汽车牵引电机供电。该变换器相较于其他多端口结构可在低占空比下实现高电压增益。由于无需变压器和耦合电感，显著降低了变换器的体积与制造成本。此外，功率半导体器件的平均电压应力较低。最后，通过一台250 W实验样机（效率达96.5%）验证了理论分析的正确性。
解读: 该双输入双输出高升压DC-DC变换器技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在PowerTitan储能系统中，可实现光伏+储能双输入协同供电，低占空比下达成高电压增益，优化1500V系统电压匹配。无变压器设计显著降低ST系列储能变流器体积与成本，96.5%高效率与低电压应力特性可延长SiC/GaN...
输出功率为5 W且在60 ℃老化下寿命超过20000小时的GaN基蓝色激光二极管
GaN-based blue laser diodes with output power of 5 W and lifetime over 20 000 h aged at 60 ℃
Lei Hu1Siyi Huang1Zhi Liu1Tengfeng Duan1Si Wu1Dan Wang1Hui Yang2Jun Wang3Jianping Liu4 · 半导体学报 · 2025年1月 · Vol.46
1995年和1996年，在实现p型掺杂、材料质量提升及高亮度GaN基LED突破后，GaN基激光二极管（LDs）的受激辐射与激射现象相继被报道。然而，其实现高输出功率、高电光转换效率及长寿命经历了较长时间。直至2019年，日亚公司报道了具备上述性能的蓝光LDs，推动了GaN基蓝色激光二极管在多个领域的广泛应用。
解读: 该高功率长寿命GaN基蓝色激光二极管技术对阳光电源功率器件应用具有重要参考价值。虽然研究聚焦激光二极管，但其GaN材料高温可靠性验证（60℃老化20000小时）和高功率密度设计理念可借鉴至功率电子领域。对于ST系列储能变流器和SG光伏逆变器中的GaN功率器件应用，该研究揭示的材料稳定性机制和热管理方...
基于HfO₂氧化物的可调谐铁电性能：铝掺杂与底电极的作用
Tunable Ferroelectric Properties of HfO₂-Based Oxides: Role of Aluminum Doping and Bottom Electrodes
Changhyeon Han · Ki Ryun Kwon · Soi Jeong · Been Kwak 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2024年12月
研究了Al掺杂浓度及不同底电极对HfxZr₁₋ₓO₂（HZO）材料结晶性、铁电性、储能密度（ESD）和氧缺陷的影响。结果表明，这些性能变化与氧空位（VO）形成及四方相（t相）的稳定密切相关。较高Al浓度有助于增强t相稳定性，抑制向正交相（o相）转变，且该效应与底电极结构协同作用，显著调控HZO材料性能。研究为通过精确调控掺杂浓度与电极材料优化铁电器件提供了重要依据。
解读: 该HfO₂基铁电材料研究对阳光电源储能系统具有前瞻性应用价值。铁电材料的高储能密度特性可应用于ST系列储能变流器和PowerTitan系统的直流侧电容优化，通过Al掺杂调控实现更高能量密度和温度稳定性。氧空位调控机制为功率模块中SiC/GaN器件的栅极介质层优化提供理论依据，可提升器件开关特性和可靠...
高温高频关态应力对AlGaN/GaN HEMT器件陷阱演化的影响
Effect of the High-Temperature and High-Frequency Off-State Stresses on the Evolution of Traps in AlGaN/GaN HEMTs
Fengyi Li · Juan Xue · Xu Hou · Aoran Fan 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年9月
本文通过光电联合测量技术，研究了器件陷阱在高温、高频关态电应力下的演变过程及其精确位置。瞬态电流分析揭示了四种不同类型陷阱的存在。具有微秒级时间常数的陷阱在高温应力下呈现出显著的演变。高温条件还会导致表面态陷阱出现预填充现象，从而使器件的开态电流持续减小。实验结果将有助于优化器件性能。
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于GaN HEMT器件陷阱演化机制的研究具有重要的战略意义。GaN功率器件凭借其高开关频率、低损耗特性，已成为我们新一代光伏逆变器和储能变流器的核心技术路径。该研究通过光电联合测量技术揭示了器件在高温高频断态应力下的陷阱演化规律，直接关系到产品的长期可靠性。 研究发...
容错开关单元飞跨电容钳位电流源逆变器
Fault-Tolerant Switching-Cell Flying Capacitor Clamped Current Source Inverter
Faramarz Faraji · Honnyong Cha · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月
飞跨电容钳位电流源逆变器(FC³SI)具有模块化和可扩展特性。然而易受开路故障(OCF)影响,严重危及系统可靠性。为解决这一重大局限,提出改进拓扑容错开关单元FC³SI(FT-SCFC³SI)。该拓扑采用移相脉宽调制(PS-PWM)方法容忍所有功率器件同时和频繁开路故障,同时保持飞跨电容自然电压平衡。与多个现有CSC不同,该逆变器无需多个直流源和/或电感。进行容错分析并通过实验室测试验证。
解读: 该容错飞跨电容电流源逆变器技术对阳光电源高可靠性逆变器设计有重要参考价值。FT-SCFC³SI开路故障容错能力可应用于ST储能变流器和SG光伏逆变器,提高系统可靠性和可用性。PS-PWM容错控制策略对阳光电源逆变器在严苛环境下的容错设计有借鉴意义。模块化可扩展特性对PowerTitan大型储能系统的...
宽带合并元件约瑟夫森参量放大器
Broadband merged-element Josephson parametric amplifier
Yuting Sun · Hefei National Laboratory · Xianke Li · Qingyu Wang 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
宽带量子极限放大器对量子信息处理至关重要，但其设计与制备仍面临挑战。本文提出一种宽带合并元件约瑟夫森参量放大器，将并联离散电容直接集成于约瑟夫森结中。该设计消除了分立电容的缺陷，简化了制备工艺，降低了对高精度光刻设备的需求，并兼容标准超导量子比特制备流程。实验结果显示，在500 MHz带宽内增益达15 dB，平均饱和功率为−116 dBm，噪声性能接近量子极限。该放大器结构鲁棒、易于实现，有望广泛应用于超导量子信息与量子计算领域。
解读: 该宽带约瑟夫森参量放大器技术虽属量子计算领域，但其核心设计理念对阳光电源功率器件与控制技术具有启发价值。其宽带低噪声放大特性可借鉴至ST储能变流器的微弱信号检测电路，提升电网谐波与故障信号的识别精度；合并元件设计简化制备工艺的思路，可应用于SiC/GaN功率模块的集成化设计，降低寄生参数影响，提高开...
关于功率耗散在FDSOI纳米线FET器件击穿后行为中的作用
On the role of power dissipation in the Post-BD behavior of FDSOI NanoWire FETs
R.Goya · A.Crespo-Yepe · M.Port · R.Rodrigue 等5人 · Solid-State Electronics · 2025年1月 · Vol.230
介电击穿（Dielectric Breakdown）与栅介质的渐进性老化相关，一直是CMOS器件中最严重的失效机制之一。随着器件尺寸的不断缩小，新的器件结构和/或材料被引入，因此有必要在这些新结构中从器件乃至电路层面评估击穿（BD）的影响。本文采用被测器件所消耗的能量和功率作为关键参数，对采用高k栅介质的大规模缩放FDSOI纳米线晶体管中的介电击穿及击穿后行为进行了表征。实验结果表明，在传统介电击穿之外，器件完整性还出现了新的有害效应。
解读: 该FDSOI纳米线FET介质击穿研究对阳光电源功率器件可靠性设计具有重要参考价值。研究揭示的击穿后功率耗散机制可应用于ST系列PCS和SG逆变器中SiC/GaN器件的热管理优化,通过能量耗散监测实现器件退化预警。该机理可集成至iSolarCloud平台的预测性维护算法,提升储能系统PowerTita...
任意激励波形下精确的磁芯损耗测量
Accurate Magnetic Core Losses Measurement Under Arbitrary Excitation Waveforms
Stefano Cabizza · Giorgio Spiazzi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年7月
精确的铁损测量对于磁路设计以及高效、高功率密度变换器的开发至关重要。本文介绍了一种新颖的方法，该方法利用快速傅里叶变换，与已证实的用于变压器铁损测量的部分抵消概念相结合。与广泛使用的双绕组方法不同，所提出的方法能完美消除被测变压器的无功电压，无论激励波形的类型和参考空心变压器的设计如何，都能实现精确的铁损测量。通过在100至500 kHz频率范围内对N97材料分别进行正弦和矩形激励测试，对该方法进行了实验验证。
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于快速傅里叶变换的磁芯损耗精确测量技术具有重要的工程应用价值。在光伏逆变器和储能变流器等核心产品中，高频变压器和电感是关键的磁性元件，其损耗特性直接影响系统效率和功率密度。该技术能够在任意激励波形下实现精确的磁芯损耗测量，这对于我们产品的磁性元件优化设计至关重要。 ...
基于逆变器资源主导电网中单相接地故障行为的解析
Behavior of Single-Line-Ground Faults in Inverter-Based Resource Dominated Grids Explained
Zhixin Miao · Lingling Fan · Normann Fischer · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年6月
保护工程师发现，在高比例逆变器型电源接入的系统中，利用相电流或序电流难以准确识别单相接地（SLG）故障的故障相。电磁暂态（EMT）仿真研究表明，逆变器型电源的初始运行状态显著影响SLG故障期间的相电流响应。本文通过序分量进行定量分析，发现故障前工况决定了电网与逆变器贡献电流的相对相位关系，并进而决定SLG故障下哪一相电流幅值最大。该结论得到了EMT仿真结果的验证。
解读: 该研究揭示的逆变器型电源SLG故障特性对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的保护策略优化具有重要价值。研究指出故障前运行工况决定故障电流相位关系，这为PowerTitan大型储能系统和光伏电站的故障相识别算法改进提供理论依据。建议在构网型GFM和跟网型GFL控制策略中嵌入故障前工况监测模...
基于开关电容的阻抗源四桥臂逆变器及其漏电流抑制与电压增益提升
Switched-Capacitor Impedance-Source Four-Leg Inverter with Leakage Current Suppression and Enhanced Voltage Gain
Duc-Tri Do · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
本文提出一种基于开关电容技术的阻抗源四桥臂逆变器（SC-IS4LI），可实现共模电压恒定并有效抑制漏电流。通过引入直通状态的空间矢量调制（SVM）方法，获得高升压能力，并在高调制指数下改善输出电压质量。该拓扑还具有器件低电压应力的优点。文中详细分析了工作原理并提出了闭环控制策略，同时与现有阻抗源逆变器拓扑进行了对比研究。仿真与实验结果验证了所提SC-IS4LI的有效性。
解读: 该开关电容阻抗源四桥臂逆变器技术对阳光电源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。其恒定共模电压设计可有效解决光伏系统中的漏电流问题，提升系统安全性和效率，特别适用于无变压器型逆变器方案。高升压能力和低器件电压应力特性可优化PowerTitan储能系统的直流侧电压设计，降低电池串联数...
固态量子点光源的未来角色
Future roles of solid-state quantum dot light sources
Heming Huang · Omar Alkhazragi · Di Liang · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
本文强调了固态量子点（QD）光源在经典与量子应用中的关键作用，尤其聚焦其与硅光子学的集成，以推动未来光网络和量子技术的发展。量子点激光器因其低阈值电流、温度稳定性、低噪声光放大及增强的相干性，被视为可扩展量子系统的核心组件，有助于优化芯片架构、缩小模块尺寸并提升信道密度。文章还探讨了量子点激光器与硅光子学在频率梳生成中的协同效应，提升了光网络的效率与可扩展性，并分析了基于量子点的单光子源在产生纠缠光子和偏振光子方面的能力及其对量子技术进步的推动作用。
解读: 该量子点光源技术虽聚焦量子通信领域，但其硅光子集成理念对阳光电源功率器件通信层具有启发价值。量子点激光器的低阈值、温度稳定性及高相干性特性，可借鉴应用于ST储能系统和SG逆变器的光纤通信模块优化，提升iSolarCloud平台的数据传输可靠性。频率梳技术在密集波分复用中的应用，可为大型PowerTi...
关于金刚石异质结器件的展望
A perspective on diamond heterojunction devices
Ruoying Zhang · United Kingdom · Nianhua Peng · Haitao Ye · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127
在5G、电动汽车和量子技术快速发展的背景下，对更高速、高效且耐用电子器件的需求激增，促使研究人员探索突破传统半导体材料（如硅、GaN和SiC）极限的新体系。金刚石因其卓越的热导率、极高的硬度和宽禁带特性，成为极具潜力的候选材料。结合先进的异质结结构，金刚石基异质结器件在超高速功率电子、下一代量子计算及高频射频系统等领域展现出革命性应用前景。本文综述了该领域的重要进展与挑战。
解读: 金刚石异质结器件的超高热导率和宽禁带特性对阳光电源功率器件升级具有前瞻价值。在ST系列储能变流器和SG光伏逆变器中，当前采用的SiC/GaN器件已接近材料极限，金刚石器件可突破更高功率密度和开关频率瓶颈。其卓越散热性能可优化PowerTitan大型储能系统的热管理设计，减小冷却系统体积。在电动汽车O...
基于事件触发的分布式滑模控制用于含非理想源的直流微电网
Event-Triggered Distributed Sliding Mode Control for DC Microgrids With Imperfect Sources
Lei Liu · Yijing Wang · Zhicheng Zhang · Zhiqiang Zuo · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2024年9月
本文针对由多个并联升压变换器构成的直流微电网，在有限通信带宽条件下提出了一种事件触发的分布式滑模控制（SMC）方案。通过摒弃理想电压源假设，将多个升压变换器建模为非理想电压源，并利用滑模控制有效处理其不确定性。设计了有限时间分布式控制框架，实现快速收敛、低稳态误差的电压调节与功率均分。进一步引入事件触发机制，降低高负载任务下的通信带宽开销。仿真与实验结果验证了该方法在节省带宽和抑制扰动方面的有效性。
解读: 该事件触发分布式滑模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。在多模块并联的储能系统中，非理想电压源建模更贴近实际工况，滑模控制可有效应对电池SOC差异、内阻变化等不确定性。事件触发机制可显著降低CAN/以太网通信负载，提升系统可靠性。有限时间收敛特性能...
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