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分散式新能源并网稳定性问题分析与控制方法
Analysis and Control Methods for Grid-Connected Stability of Distributed New Energy
李勇 · 常樊睿 · 彭衍建 · 王绍阳 等6人 · 高电压技术 · 2025年4月 · Vol.51
发展新能源是构建新型能源体系、实现“双碳”目标的关键战略。我国中东部及南部地区多采用分散式开发模式，但其常接入网架薄弱区域，叠加工业负荷与电力电子特性，易引发复杂稳定问题。本文从多时间尺度角度综述谐波、电压、暂态同步及频率等稳定性问题，梳理相关并网标准，分析机理成因，比较各类控制方法的原理与优劣，并结合新型储能与人工智能技术，展望未来研究方向。
解读: 该研究对阳光电源分散式并网产品具有重要指导价值。文中多时间尺度稳定性分析框架可直接应用于SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的控制策略优化：谐波抑制技术可提升弱电网下逆变器的电能质量；暂态同步稳定控制方法可增强构网型GFM控制算法的故障穿越能力；频率-电压协同控制策略可优化PowerTitan储能...
基于离散状态空间小步合成的固态变压器大步长仿真方法
A Large-Step Simulation Method for Solid State Transformers Based on Small-Step Discrete State-Space Composition
张勇 · 徐晋 · 李子润 · 汪可友 等6人 · 中国电机工程学报 · 2025年3月 · Vol.45
固态变压器（SST）在新型电力系统中的应用日益广泛，但其拓扑复杂、节点众多且开关频率高，导致电磁暂态仿真效率低下。本文提出一种基于离散状态空间小步合成的大步长仿真方法。通过建立小步长离散状态空间模型，利用小步迭代合成法构建大步长仿真模型，并引入二次等效方法降低系数矩阵维度与计算复杂度。结果表明，该方法在100 kHz开关频率下可有效减小数值积分与开关动作误差，显著提升SST仿真精度与效率。
解读: 该固态变压器仿真方法对阳光电源的储能变流器和光伏逆变器产品线具有重要应用价值。特别是在ST系列储能变流器和SG系列高频光伏逆变器的开发中,可显著提升基于SiC/GaN的高频拓扑设计效率。通过该方法可以在前期仿真阶段快速验证100kHz以上高频设计方案,为PowerTitan等大功率产品的多电平拓扑优...
高性能功率因数校正电路中线性与非线性前馈控制器的设计与实现
Design and Implementation of Linear and Nonlinear Feedforward Controllers for High-Performance Power Factor Corrected Circuits
Tian-Hua Liu · Yu-Cheng Song · Woei-Luen Chen · IET Power Electronics · 2025年2月 · Vol.18
本文研究了用于高性能功率因数校正电路的前馈控制器设计与实现，涵盖线性与非线性控制器。通过分析输入电压扰动对系统动态响应的影响，提出了相应的前馈补偿策略，以提升系统的抗干扰能力与动态性能。在线性前馈控制基础上，进一步引入非线性前馈结构，有效改善大信号工况下的稳定性与响应速度。实验结果表明，所设计的前馈控制器显著提高了功率因数、降低了输入电流畸变，并增强了系统在宽负载与输入电压变化范围内的鲁棒性。
解读: 该前馈控制技术对阳光电源功率因数校正环节具有重要应用价值。在ST储能变流器和SG光伏逆变器的AC-DC整流级，线性与非线性前馈控制可显著提升电网电压波动下的动态响应速度，降低输入电流THD至<3%，满足IEEE 1547并网标准。对车载OBC充电机，该技术可在宽输入电压范围（85-265VAC）内保...
源-机-网协同视角下电力电子并网装备同步控制方法综述
A Review of Synchronization Control Methods for Grid-Connected Power Electronic Equipment from the Source-Machine-Network Coordination Perspective
查晓明李锡林黄萌田震梁军杨刘浴霜 · 高电压技术 · 2025年4月 · Vol.51
实现“双碳”目标的关键路径之一是发展新能源发电并网，高比例电力电子并网装备接入已成为新型电力系统的主要特征。电力电子系统的同步机制由控制主导，受电源特性、设备能力与电网互联的共同影响。本文从源-机-网协同视角出发，系统梳理新能源出力特性、设备资源约束及弱电网交互对同步控制的影响，总结相应的改进控制策略与多机协同方法，揭示并网装备同步运行的内在机理，并提出兼顾多方协同的新型同步控制构建思路。
解读: 该研究从源-机-网协同角度探讨电力电子并网装备的同步控制,对阳光电源的多个产品线具有重要指导意义。特别是对ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的弱电网适应性优化,可通过改进GFM/GFL控制策略提升系统稳定性。研究成果可用于优化PowerTitan大型储能系统的多机并联控制,提高储能电站的电网支撑...
基于有源整流的无线电能传输系统双边LCL零电压软开关控制策略
Bidirectional LCL-Based Zero-Voltage Soft-Switching Control Strategy for Wireless Power Transfer Systems with Active Rectifier
李争 · 于治昊 · 高世豪 · 唐明磊 等5人 · 电工技术学报 · 2025年1月 · Vol.40
针对无线电能传输系统中高效运行与精确稳压的需求，提出一种无需额外DC-DC变换器和谐振元件的双边LCL移相控制策略。通过调节逆变器与有源整流器的内外移相角，实现恒压输出及所有开关管的零电压开通。分析系统功率损耗，确定最大效率下内移相角的约束关系，并据此求取实现零电压软开关的最小外移相角。引入功率角作为中间变量，结合压控振荡器实现频率同步，简化控制结构并提升精度。实验搭建50 W样机，在耦合系数k=0.31时最高效率达93.8%，验证了该策略的有效性。
解读: 该双边LCL零电压软开关控制策略对阳光电源的车载充电和储能产品具有重要参考价值。其主要优势在于:(1)无需额外DC-DC变换器,可简化OBC充电机的拓扑结构,降低成本;(2)通过移相控制实现ZVS软开关,可提升ST系列储能变流器的效率;(3)创新的功率角控制方法可用于优化PowerTitan储能系统...
量子功率脉冲组合调制实现宽电压增益DAB变换器全负载范围ZVS
Quantum Power Pulse Combination Modulation to Achieve Full Load Range ZVS of DAB Converters in Wide Voltage Gain
作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
零电压开关（ZVS）对于降低双有源桥（DAB）变换器的开关损耗至关重要。传统的 DAB 移相控制受开关结电容的影响，存在固有的非 ZVS 区域。本文提出一种量子功率脉冲组合调制方法来填补非 ZVS 间隙，该方法通过一系列具有整数周期的功率或无功率脉冲来调节功率。在无功率期间，一个桥臂产生零电平电压，因此通过调节另一个桥臂的占空比，电感电流可以表现为可控的励磁电流，从而实现两个相邻周期之间的无缝过渡。所提出的方法使 DAB 工作在断续连续电流模式下，并在轻载和宽电压增益区域（尤其是接近单位增益时）...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项量子功率脉冲组合调制技术对我们的储能变流器和光伏逆变器产品线具有重要的应用价值。双有源桥（DAB）变换器是我们储能系统中DC-DC变换的核心拓扑，该技术针对传统移相控制在轻载和宽电压增益范围内难以实现全范围零电压开关（ZVS）的痛点，提出了创新性解决方案。 该技术的核...
基于深度生成模型的区域能源系统频率安全能量与备用调度
Deep generative model-based energy and reserve scheduling for frequency security management of regional integrated energy systems
Tengxi Zhang · Ruifeng Shi · Sijiang Maa · Qian Lic 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.344
摘要 随着风能和太阳能等波动性可再生能源渗透率的不断提高，由于物理惯性降低和运行不确定性增加，区域能源系统的频率安全管理发生了根本性变化。这些变化导致系统频率动态特性在日内出现显著波动，从而对依赖预安排备用容量的传统频率调节方法提出了挑战。为应对这一挑战，本文提出一种融合深度生成学习技术的分散式频率调节方案，旨在维持区域电力系统在不确定性条件下的频率安全并实现经济高效运行。所提出的方法协调多种调节资源，并采用一种带有并行分类器的改进型生成对抗网络，用于评估动态变化的频率调节需求与预设备用能力之间...
解读: 该深度生成模型驱动的频率安全管理技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。论文提出的分散式调频方案与阳光电源PowerTitan储能系统及VSG虚拟同步机技术高度契合,可优化ST系列PCS的一次调频响应策略。通过GAN网络动态评估调频需求与备用容量匹配度,能提升iSolarCloud平台的预测性维护能...
面向功率密度和效率提升的氮化镓基DC-DC变换器设计优化
Design Optimization for Enhancing the Power Density and Efficiency for GaN-Based DC–DC Converter
作者未知 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月
本文提出了一种用于提高基于氮化镓（GaN）的直流 - 直流转换器效率和功率密度的优化策略，该策略适用于具有宽输入电压范围调节需求的不同应用场景。该优化方案采用空心电感，并实施可变开关频率调制方法，以使氮化镓晶体管实现零电压开关导通，从而在频率调整方面提供更大的灵活性，并改善热管理。此外，针对基于交错式升降压氮化镓晶体管的直流 - 直流转换器，引入了一个专门的热模型，该模型考虑了自然对流散热器的存在。最后，通过对实验室原型进行测试，将理论探讨转化为实际应用。该原型实现了高效率（约 99%），在配备...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于GaN器件的DC-DC变换器优化技术具有显著的战略价值。该技术实现的99%高效率和17.5kW/L功率密度指标，直接契合我们在光伏逆变器和储能系统领域对高功率密度、高效率的核心追求。 在光伏应用场景中，该技术的宽输入电压范围（110-450V）特性尤为关键。这可有...
一种动态两阶段栅极驱动器以释放GaN HEMT的快速开关潜力
A Dynamic Two-Stage Gate Driver for Unlocking the Fast-Switching Potential of GaN HEMT
Ji Shu · Jiahui Sun · Xinke Wu · Kevin J. Chen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
主流肖特基型 p - GaN 栅极高电子迁移率晶体管（HEMT）的栅极端子，由于其安全工作的栅极电压裕量较窄，在快速开关瞬态过程中特别容易受到栅极电压振铃的影响。在这项工作中，提出了一种具有扩展栅极电压裕量和抑制栅极回路振荡/振铃的新型栅极驱动电路。该新设计基于一种动态两阶段导通过程，由一个 GaN 横向场效应整流器（L - FER） - 电阻对实现，该对可以根据实时栅极电压自适应地调整栅极充电速度，在初始导通阶段实现快速充电，而在栅极接近完全导通时实现缓慢充电。后一阶段有效地抑制了栅极回路振荡...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对GaN HEMT的动态两级栅极驱动技术具有重要的战略价值。该技术通过GaN横向场效应整流器与电阻对的自适应组合，实现了栅极电压的动态调控，既保证了快速开关又避免了栅极过应力，这直接契合我司在高功率密度逆变器和储能变流器领域的核心技术需求。 在光伏逆变器应用中，Ga...
Omni 3D：支持无处不在供电、信号与时钟的BEOL兼容三维逻辑
Omni 3D: BEOL-Compatible 3-D Logic With Omnipresent Power, Signal, and Clock
Suhyeong Choi · Carlo Gilardi · Paul Gutwin · Robert M. Radway 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年2月
本文介绍了 Omni 3D——一种由与后段制程（BEOL）兼容的晶体管自然实现的三维堆叠器件架构。Omni 3D 将金属层与三维堆叠的 n 沟道场效应晶体管（nFET）和 p 沟道场效应晶体管（pFET）交错排列。因此，信号和电源布线层能够从各个方向细粒度地访问场效应晶体管（FET）有源区，从而最大限度地提高了三维标准单元设计的灵活性。这与背面电源分配网络（BSPDN）、互补场效应晶体管（CFET）和堆叠场效应晶体管等方法形成了鲜明对比。重要的是，Omni 3D 的布线灵活性分别通过用于单元间和...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，Omni 3D三维集成芯片架构技术为我们的核心产品带来了重要的性能提升机遇。该技术通过后端工艺兼容的三维晶体管堆叠，实现了2倍能效延迟积（EDP）改进和1.5倍面积缩减，这对光伏逆变器和储能系统的功率控制芯片具有直接价值。 在光伏逆变器领域，我们的MPPT算法、并网控制和...
氧化硅与氢终端金刚石p沟道的集成用于常关型高压金刚石功率器件
Integration of Oxidized Silicon- and Hydrogen- Terminated Diamond p-Channels for Normally-Off High-Voltage Diamond Power Devices
作者未知 · IEEE Electron Device Letters · 2025年1月
表面附近具有致密二维空穴气（2DHG）p 型导电层的氢终端（C - H）金刚石金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）呈现出典型的常开工作特性和高击穿电压（<inline - formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex - math notation="LaTeX">${V}_{\text {BR}}$ </tex -...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项金刚石功率器件技术代表了超宽禁带半导体在高压电力电子领域的重要突破，与公司在光伏逆变器、储能变流器等核心产品的技术演进方向高度契合。 该研究通过创新的C-H/C-Si-O/C-H混合沟道结构，成功解决了金刚石MOSFET常关型器件耐压能力不足的关键瓶颈。实现-8.6V...