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光伏、储能、直流与灵活性系统的多端口协同控制策略及平滑运行模式切换
Multi-Port Collaborative Control Strategy With Smooth Operational Transitions for Photovoltaics, Energy Storage, Direct Current, and Flexibility System
Yun Zhang · Tong Li · Xiaodong Liu · Zhen Huang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
光伏、储能、直流与柔性（PEDF）系统需要对分布式光伏单元、分布式储能单元、直流配电单元和交流电网进行协调控制，以高效地为各类负载供电。本文基于双极直流母线架构设计了一种 PEDF 协同系统，同时考虑了端口特性、电压增益和控制复杂度等因素。此外，为防止传统协同控制在模式和控制回路转换过程中可能出现的潜在振荡，本文提出了一种具有平稳运行转换功能的多端口协同控制策略。最后，仿真和实验结果通过在各种工况下实现稳定的多端口运行和平稳的运行转换，验证了所提策略的可行性和有效性。
解读: 从阳光电源业务发展角度看，该论文提出的PEDF多端口协同控制策略与公司在光储一体化、微电网解决方案等核心业务方向高度契合。论文基于双极直流母线架构实现光伏、储能、直流配电与交流电网的协同控制，这与阳光电源正在推进的"光储充放"一体化系统具有显著的技术共性。 该技术的核心价值在于解决了传统多端口系统...
高压无变压器电池储能系统的自适应最优SOC平衡控制
Self-Adaptive and Optimal SOC Balancing Control for High Voltage Transformerless Battery Energy Storage System
Xiqi Wu · Rui Li · Chao Huang · Hui Li 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年4月
荷电状态（SOC）均衡对于高压无变压器（HVT）电池储能系统（BESS）充分利用其全部能量容量具有重要意义。然而，传统方法在选择合适的均衡系数时面临挑战，保守的参数会导致均衡速度不足，而取值过大则会导致电池过流和子模块过调制。为克服这一挑战，本文通过理论分析揭示了过流和过调制的机理，并推导了对应四种临界边界条件的四个最大系数。因此，本文提出了一种具有自适应均衡系数的最优SOC均衡控制方法，该方法具有自适应性。35kV/25MW/50MWh的实验结果验证了所提控制方法的有效性，并将其性能与保守方法...
解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，该论文提出的自适应SOC平衡控制技术具有重要的工程应用价值。当前公司在高压级联储能系统（如PowerTitan系列）中，SOC均衡一直是影响系统容量利用率和循环寿命的核心技术难点。 该技术的创新在于突破了传统均衡控制中平衡系数选择的两难困境。过去我们的工程实践中，保...
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...
基于自适应观测器非线性控制方案的交错式多电平升压变换器接口高功率直流微电网大信号稳定性研究
Large-Signal Stabilization of Interleaved Multilevel Boost Converter Interfaced High-Power DC Microgrid Using an Adaptive Observer-Based Nonlinear Control Scheme
Wentao Jiang · Zhishuang Wang · Xiangke Li · Rui Ma 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年7月
交错式多电平升压变换器（IMBC）凭借低电流纹波和高电压增益优势，成为连接低压能源与直流微电网母线的理想拓扑。针对直流微电网中恒功率负载（CPL）带来的系统失稳风险，本文提出了一种基于自适应观测器的非线性控制方案，有效提升了IMBC接口直流微电网的大信号稳定性。
解读: 该研究针对高功率直流微电网中的IMBC拓扑及恒功率负载稳定性问题，对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及光储一体化直流耦合方案具有重要参考价值。随着直流微电网应用增多，CPL带来的负阻抗特性易引发系统振荡，该文提出的非线性控制与自适应观测器方案，可优化PCS在弱电网或...
面向光伏应用的10 kV/1 MW固态变压器双有源桥高效控制方案设计与实现
Design and Implementation of High Efficiency Control Scheme of Dual Active Bridge Based 10 kV/1 MW Solid State Transformer for PV Application
Tao Liu · Xu Yang · Wenjie Chen · Yang Li 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年5月
本文针对光伏系统中基于模块化多电平级联变换器（MMC）的固态变压器（SST）拓扑，重点研究了双有源桥（DAB）变换器的控制策略。鉴于光伏面板电压与功率波动范围广，DAB变换器效率易受影响，本文提出了一种高效控制方案以优化其在宽范围工况下的性能。
解读: 该研究涉及的SST技术及DAB拓扑对阳光电源的集中式逆变器及大型光伏电站解决方案具有重要参考价值。随着光伏电站向高压化、大功率化发展，基于MMC的固态变压器是实现中压并网的关键技术路径。DAB的高效控制策略可直接优化阳光电源集中式逆变器及储能变流器（PCS）内部DC-DC环节的转换效率，有助于提升系...
使用乙基肼甲酸盐抑制二价锡氧化以实现高性能全钙钛矿叠层太阳能电池
Minimizing tin(Ⅱ)oxidation using ethylhydrazine oxalate for high-performance all-perovskite tandem solar cells
Jianhua Zhang1Xufeng Liao1Weisheng Li1Yutian Tian1Qinyang Huang1Yitong Ji1Guotang Hu2Qingguo Du3Wenchao Huang1Donghoe Kim4Yi-Bing Cheng5Jinhui Tong1 · 半导体学报 · 2025年5月 · Vol.46
全钙钛矿叠层太阳能电池（ATSCs）有望突破传统单结器件的Shockley-Queisser效率极限。然而，作为其关键子电池的锡铅混合钙钛矿太阳能电池（PSCs）性能与稳定性仍显著落后于纯铅基器件，主要受限于钙钛矿快速结晶及Sn²⁺易氧化导致的粗糙形貌和p型自掺杂。本文在钙钛矿界面引入乙基肼甲酸盐（EDO），有效抑制Sn²⁺氧化并提升结晶质量。经EDO修饰的锡铅PSCs实现了21.96%的光电转换效率，且重现性优异。进一步将EDO用于叠层电池中的锡铅子电池界面钝化，获得了27.58%的高效ATS...
解读: 该全钙钛矿叠层电池技术对阳光电源光伏产品线具有前瞻性价值。27.58%的叠层电池效率突破单结极限，为SG系列逆变器未来适配高效率组件提供技术储备。EDO抑制Sn²⁺氧化提升稳定性的思路，可借鉴至PowerTitan储能系统的电芯界面钝化设计，延长循环寿命。叠层电池的宽光谱吸收特性需要MPPT算法优化...
一种采用堆叠MOSFET驱动技术的单电感双输出变换器，用于实现低静态电流和交叉调节
A Single-Inductor Dual-Output Converter With the Stacked mosfet Driving Technique for Low Quiescent Current and Cross Regulation
Hsin Chen · Chao-Jen Huang · Chun-Chieh Kuo · Li-Chi Lin 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年3月
本文提出了一种堆叠MOSFET驱动（SMD）技术，旨在解决低压器件在构建堆叠结构时面临的瞬态响应差或占用面积大的问题。该技术利用自稳定特性有效驱动功率级，显著降低了开关节点的噪声，从而实现了低静态电流和优异的交叉调节性能。
解读: 该技术主要针对集成电路层面的驱动优化，对阳光电源的户用光伏逆变器及储能系统（如PowerStack）中的辅助电源模块（Auxiliary Power Supply）具有参考价值。在追求高功率密度和低待机功耗的趋势下，该SMD技术可提升辅助电源的转换效率并降低EMI噪声，有助于优化小型化功率模块的设计...
开关电容电路的拓扑、应用领域、建模与控制方法综述
Review of Topologies, Application Areas, Modeling, and Control Methods for Switched Capacitor Circuits
Ting Yang · Lei Yang · Bin Wu · Liangzong He 等16人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年4月
本文综述了开关电容（SC）电路在低功率至高功率领域的广泛应用，涵盖集成电路电源、可穿戴设备、数据中心及电动汽车等场景。文章详细探讨了SC拓扑在DC-DC转换、DC-AC逆变、AC-DC整流及AC-AC转换中的应用、建模方法及控制策略。
解读: 开关电容（SC）技术在提升功率密度和效率方面具有显著潜力，对阳光电源的产品线具有重要参考价值。在电动汽车充电桩领域，SC拓扑可优化DC-DC模块的体积与效率；在储能系统（如PowerTitan系列）及户用逆变器中，该技术可作为辅助电路提升变换效率或实现更紧凑的功率模块设计。建议研发团队关注SC电路在...
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...
线性与方形元胞SiC MOSFET单粒子响应对比研究
Comparison of the Single-Event Response for SiC MOSFETs With Linear and Square Cells
Xiaoping Dong · Qian Xu · Yao Ma · Mingmin Huang 等13人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2026年1月 · Vol.73
本文对比了方形与线性元胞结构SiC MOSFET在1443 MeV ¹⁸¹Ta离子辐照下的单粒子效应（SEE）敏感性。发现方形元胞因p-base/n⁻结尖角引发电流聚集和强电热耦合，更易失效；线性元胞电流分布更均匀，抗辐射能力更强。提出圆形电极方形元胞结构，在维持低导通电阻的同时缓解电流拥挤。
解读: 该研究对阳光电源面向航天、深空及高可靠性场景的功率器件选型具有重要参考价值。SiC MOSFET是ST系列PCS、PowerTitan储能系统及组串式逆变器核心开关器件，其抗辐射鲁棒性直接影响极端环境（如低轨卫星供电、空间站能源系统）下设备寿命与故障率。建议在下一代高可靠性光伏/储能变流器中优先采用...
具有分段延伸p型GaN栅极结构的常关型AlGaN/GaN HEMT的电学与光学表征
Electrical and Optical Characterization of a Normally-Off AlGaN/GaN HEMT With a Segmented-Extended p-GaN Gate Structure
Xinyue Dai · Qimeng Jiang · Baikui Li · Haiyang Li 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年8月
本文提出了一种分段扩展 p - GaN（SEP）栅极结构，并将其应用于 p - GaN/AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管（HEMT）中。与传统的 p - GaN HEMT 相比，SEP - HEMT 具有以下特点：1）关态泄漏电流降低，击穿电压提高，这归因于扩展 p - GaN（EP）区域实现了电场分布的优化；2）分段架构抑制了寄生效应，从而改善了动态特性。通过脉冲 I - V 测量研究了器件的动态行为，结果表明，在评估的结构中，SEP - HEMT 的动态退化最小。电致发光（EL）表征显...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项分段延伸p-GaN栅极结构的GaN HEMT技术具有重要的战略价值。作为光伏逆变器和储能变流器的核心功率器件，常关型（Normally-Off）GaN器件是实现高效率、高功率密度系统的关键突破点。 该技术的核心价值体现在三个维度：首先，降低的关态漏电流和提升的击穿电压...
基于LPV建模与鲁棒控制的CPT系统输出电压波动抑制方法
Output Voltage Fluctuation Mitigation of CPT based on LPV Modeling and Robust Control
Gang Yang · Zhifan Li · Pan Sun · Xusheng Wu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
本文研究了一种基于线性参数变化（LPV）模型的电容式无线功率传输（CPT）系统输出电压波动抑制方法，该系统采用串联Buck变换器并在互电容变化条件下运行。利用LPV模型描述输入电压波动下Buck变换器的动态特性，并结合归一化既约因子（NCF）方法设计鲁棒控制器，以保证系统稳定性和动态性能。实验结果表明，所提方法在不同扰动频率和负载条件下均能实现快速电压调节并维持输出电压稳定，验证了控制策略的鲁棒性与适应性，为提升CPT系统性能提供了可靠解决方案。
解读: 该LPV鲁棒控制技术对阳光电源储能与充电产品具有重要应用价值。文中针对输入电压波动的Buck变换器控制策略可直接应用于ST系列储能变流器的DC/DC环节，提升电网波动下的母线电压稳定性；LPV建模方法能有效处理储能系统SOC变化、温度漂移等参数时变特性，增强PowerTitan系统的全工况适应性。对...
面向孤岛多母线微电网的分布式多母线电压调节与自适应无功功率分配控制
Distributed Control for Multibus Voltage Regulation and Adaptive Reactive Power Sharing in Islanded Microgrids
Lei Huang · Wei Sun · Weitao Li · Qiyue Li 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年10月 · Vol.73
针对孤岛多母线微电网中母线电压越限与分布式电源无功功率分配失配问题，提出一种基于动态极值一致性算法与分布式观测器的协同控制策略，实现全母线电压约束内调节与自适应无功功率共享，并通过HIL与Simulink验证其有效性。
解读: 该研究高度契合阳光电源在构网型微电网场景下的核心需求，尤其适用于PowerTitan大型储能系统及ST系列PCS在孤岛光储微电网中的电压/无功协同调控。其分布式一致性算法可嵌入iSolarCloud智能平台实现多站点协同，提升光储一体化系统在离网、黑启动及弱电网场景下的电压支撑能力；建议在Power...
1100 V、600 A/cm² 4H-SiC 横向IGBT
1100-V, 600-A/cm2 4H-SiC Lateral IGBT on N-Sub/N-Epi Stack With P-Top Protected Lightly Doped Drift Region
Jie Ma · Mengyao Zhao · Tianchun Nie · Yong Gu 等12人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年12月 · Vol.47
本文报道了一种基于N型衬底/N型外延结构的1100 V 4H-SiC横向IGBT，采用P型顶层保护轻掺杂漂移区，实现600 A/cm²高电流密度；低掺杂增强电导调制效应，P-top缓解栅极拐角电场集中，结合场限环提升垂直击穿电压，达到同类SiC横向器件最优BV-Iₛₐₜ折衷。
解读: 该SiC横向IGBT在高压、高电流密度和低导通损耗方面取得突破，可提升阳光电源组串式逆变器（如SG系列）和ST系列储能PCS中高频开关模块的效率与功率密度。尤其适用于高功率密度、紧凑型单面散热设计场景。建议在下一代1500V+组串逆变器及PowerStack液冷储能变流器中开展SiC IGBT模块替...
考虑荷电状态分区的储能最优配置及其一次调频性能研究
Optimal Energy Storage Configuration for Primary Frequency Regulation Performance Considering State of Charge Partitioning
Jiacheng Li · Yixiang Huang · Xun Dou · Shunjiang Wang 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年4月
随着可再生能源在电力系统中占比不断提升，其出力的间歇性与不确定性对电网频率稳定性造成影响。为此，本文提出一种考虑荷电状态（SOC）分区及调频性能匹配的多类型储能配置方法。首先，采用变分模态分解（VMD）方法对自动发电控制（AGC）信号进行分解与重构，并结合锂离子电池与飞轮储能的充放电特性，将不同频率成分分配至相应的储能系统。其次，构建了考虑SOC分区的多类型储能容量优化配置模型，以储能全寿命周期规划成本最小为目标函数。基于华北某地区实际数据，在不同场景下进行案例分析，验证了所提方法的有效性。结果...
解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan储能系统的调频应用具有重要价值。SOC分区策略可直接应用于ESS集成方案的能量管理系统，通过VMD信号分解实现锂电池与飞轮混合储能的协调控制，优化ST2000/ST2500变流器的功率分配策略。该方法与阳光电源构网型GFM控制技术结合，可提升储...
具有部分功率处理功能的三端口混合变压器用于可再生能源与储能集成
A Three-Port Hybrid Transformer With Partial Power Processing Function for Renewables and Energy Storage Integration
Huan Guo · Chen Li · Ruiyuan Huang · Yinghua Ye · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年9月
将储能系统（ESS）与可再生能源相结合可以平滑功率流并减轻对电网的影响。本文提出了一种具有部分功率处理（PPP）功能和变换器单元复用特性的新型混合变压器（HT）用于这种集成。文中讨论了其运行原理，如转换模式、运行范围和控制策略等。分析了诸如单元功率额定值和端口容量、处理功率比和效率等性能指标。与典型的两级配置相比，为获得规定的端口容量所需的总单元功率额定值显著降低，从而降低了成本。同时，储能系统端口的效率和最大转换容量均得到提高。通过计算、仿真和实验并进行对比，验证了这些改进效果。
解读: 从阳光电源储能系统集成业务角度分析，这项三端口混合变压器技术具有显著的战略价值。该技术通过部分功率处理（PPP）机制和变流器单元复用，为解决新能源并网与储能协同的核心痛点提供了创新路径。 在技术价值层面，该方案相比传统两级拓扑架构实现了三重突破：首先，单位功率等级的大幅降低直接转化为系统成本优势，...
基于高分辨率航拍影像的表后分布式光伏面板分类识别与估算
Classified Identification and Estimation of Behind-the-Meter Distributed Photovoltaic Panels Using High-Resolution Aerial Imagery
Kangping Li · Mingkai Gong · Zhenghui Li · Chunyi Huang · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年4月
户用分布式光伏装机量的持续增长给配电网的运行带来了巨大挑战。利用高分辨率航空影像识别分布式光伏是一种很有前景且低成本的提高分布式光伏可见性的方法。现有研究通常建立统一的识别模型，在实际应用中，该模型无法对不同类型的分布式光伏实现令人满意的识别效果。为此，本文提出一种分类识别与估算方法，以准确获取广域范围内已安装光伏板的位置和规模。首先，采用 K 均值算法对不同规模和安装场景下的光伏板图像进行聚类。针对每个聚类，使用 U-net 构建识别模型，并采用焦点损失函数，以更好地识别微小尺寸的光伏板。其次...
解读: 该航拍影像识别技术对阳光电源iSolarCloud智能运维平台具有重要应用价值。通过深度学习自动识别表后分布式光伏装置，可为SG系列逆变器的区域部署规划提供精准数据支撑，优化MPPT算法在复杂遮挡场景下的适配性。容量估算功能可辅助PowerTitan储能系统进行区域级配置优化，实现源网荷储协同调度。...
基于分层主动控制的构网型能源路由器在工业微电网中的应用
Hierarchical Proactive Control Based Grid-Forming Energy Router for Industrial Microgrid
Zixuan Zheng · Shijie Li · Chunjun Huang · Yunzhu Chen 等6人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年12月
能源路由器为工业微电网中可再生能源的收集提供了一种可行的选择，并确保了可靠的电力供应。本文提出了一种多功能的并网型能源路由器（GFMER），并配套了一种分层主动控制方法。下层控制器负责处理光伏（PV）系统、电池储能单元（BESU）和直流/交流变流器之间的协调策略。在这一层，提出了一种优化的多目标下垂控制机制，以主动调节交流电网侧的电压不平衡和偏差。同时，上层控制用于维持直流母线电压，并设计了一种新型的功率分配模块，以增强对电网的动态暂态支撑能力。通过MATLAB/Simulink和硬件在环（HI...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的分层主动控制型构网能量路由器技术，与公司在光储融合及工业微网领域的战略布局高度契合，具有显著的技术借鉴价值。 该技术的核心创新在于分层控制架构和多目标优化下垂控制机制。下层控制实现了光伏系统、储能单元与DC/AC变换器的协调管理，这与阳光电源现有的光储一体机...
考虑储能和需求响应的物联网智慧能源枢纽能量管理
Energy Management Considering Energy Storage and Demand Response for Smart Energy Hub in Internet of Things
Jinyong Lei · Changcheng Zhou · Xiaolin Li · Andi Huang 等6人 · IEEE Access · 2020年2月
本文提出能源系统中智慧能源枢纽SEH与用户间交互的能源优化管理方法。系统中还考虑物联网IoT和储能。首先构建SEH和用户模型，然后讨论储能影响下的利润模型。接下来应用Stackelberg博弈模型，其中SEH作为领导者用户为跟随者。提出双层算法求解问题。最后研究案例验证方法正确性。结果表明该方法可用于综合能源系统的有效能量管理，IoT在信息交换中发挥重要作用。
解读: 该智慧能源枢纽管理技术对阳光电源综合能源服务解决方案有重要应用价值。阳光PowerTitan储能系统可作为能源枢纽核心设备，协调多能源供需。Stackelberg博弈模型的领导者-跟随者机制可应用于阳光虚拟电厂的分层优化控制。双层算法对阳光iSolarCloud平台的多目标优化有借鉴意义。IoT信息...
基于可迁移代理模型与多目标优化的高效LDMOS设计
Efficient LDMOS Design via Transferable Surrogate Models and Multi-Objective Optimization
Hongyu Tang · Chenggang Xu · Xiaoyun Huang · Yuxuan Zhu 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年9月
优化横向双扩散金属氧化物半导体（LDMOS）性能需要在硅极限约束下平衡击穿电压（BV）和比导通电阻（ $\text {R}_{\text {on},\text {sp}}$ ）。传统的基于技术计算机辅助设计（TCAD）的器件设计在处理大参数空间时耗时且效率低下。本文提出了一种机器学习（ML）辅助框架，该框架将初始和微调后的深度神经网络（DNN）替代模型与多目标粒子群优化（MOPSO）相结合。微调后的DNN仅使用小数据集就能适应非重叠的扩展设计空间，同时在MOPSO过程中选择性地应用这两个替代模型...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于机器学习的LDMOS优化技术具有重要的战略价值。LDMOS（横向双扩散金属氧化物半导体）器件是光伏逆变器和储能变流器中功率转换电路的核心元件，其击穿电压与导通电阻的平衡直接影响系统的效率、可靠性和成本。 该技术的核心创新在于利用深度神经网络替代传统TCAD仿真，将...
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