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基于复用变换器的单级隔离型光伏-电池-混合级联并网系统
Single-Stage Isolated PV-Battery-Hybrid (PVBH) Cascaded Grid-Connected System Based on Multiplexing Converter
Jingyue Wang · Di Zhu · Chuang Liu · Zhongchen Pei 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年2月
光伏-电池-混合（PVBH）级联变换器具有模块化、组件级最大功率点跟踪及无功率波动输出等优势，已成为一种有前景的能源集成方案。然而，在夜间重负载时段，因无光伏输入，该变换器处于闲置状态，导致利用率降低。本文提出一种在闲置状态下复用变换器的PVBH级联并网系统，可灵活切换为储能电站模式，为电网提供有功频率与电压支撑，无需额外配置储能变换器，从而提升配电网资产利用率。介绍了系统结构与子模块工作原理，给出了“PVBH并网模式”与“储能电站模式”的切换条件，并设计了相应控制策略。通过10 kV/3 MW...
解读: 该单级隔离PVBH复用变换器技术对阳光电源ST储能系统与SG光伏逆变器融合方案具有重要价值。核心创新在于通过模式切换实现设备复用：白天光伏并网模式下实现组件级MPPT，夜间自动切换为储能电站模式提供调频调压服务，显著提升资产利用率。该技术可直接应用于阳光电源PowerTitan储能系统的PCS设计优...
返回比矩阵重构方法在并网逆变器中的应用：原理、物理机理与参数设计
Return Ratio Matrix Reconstruction Approach for Grid-Connected Inverters: Principle, Physical Insights, and Parameter Design
Yuhang Chen · Xinbo Ruan · Yuying He · Yiran Yan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
弱电网下并网逆变器的稳定性可通过回比矩阵进行分析，回比矩阵为逆变器输出导纳与电网导纳之比。由于提供电网电流参考的功率控制环和锁相环（PLL）具有不对称性，回比矩阵为非奇异矩阵，有两个非零的无理特征值，这给稳定性分析和参数设计带来了挑战。为解决这一问题，本文提出了回比矩阵重构方法，将非奇异回比矩阵重构为仅有一个非零特征值的奇异矩阵。在此基础上，揭示了功率控制环和锁相环的参数设计顺序，并给出了分步参数设计方法。最后，在实验室对一台10 kVA三相LCL并网逆变器样机进行了测试，实验结果验证了采用重构...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于并网逆变器回报比矩阵重构的研究具有重要的工程应用价值。当前，我们的光伏逆变器和储能变流器产品在弱电网环境下的稳定运行面临严峻挑战，特别是在偏远地区的光伏电站和工商业储能项目中，电网阻抗较大导致的振荡问题时有发生。 该论文提出的矩阵重构方法针对性地解决了功率控制环和...
基于多抽头参数可重构耦合结构与离散铁氧体桥的双向长距离感应电能传输系统
A Bidirectional Long-Range IPT System Based on Multitap Parameter Reconfigurable Coupling Structure With Discrete Ferrite Bridge
Peng Gu · Xingzhen Guo · Yunrui Hao · Dongsheng Yang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月
提出一种基于改造110-kV支柱绝缘子的光伏-储能结合米级感应电能传输（IPT）系统，实现双向能量流动。设计离散铁氧体桥（DFB）以提升耦合系数，分析其附加铁损及对绝缘性能的影响。为降低光照强度波动对光伏系统的影响，提出多抽头自耦线圈结构，通过切换原副边抽头调节系统直流电压变比。构建双向三阶段IPT系统样机，总长1.66 m，实验验证系统最大效率达88.9%。
解读: 该双向长距离IPT技术对阳光电源储能与充电业务具有重要应用价值。多抽头参数可重构结构可应用于ST系列储能变流器的宽电压范围适配，通过动态调节耦合参数应对光储系统直流母线电压波动，提升PowerTitan储能系统在光伏波动工况下的稳定性。离散铁氧体桥设计可借鉴至电动汽车无线充电桩产品，优化耦合系数与铁...
一种应用于高功率密度DC-DC变换器系统的快速电压均衡动态优先级因子环路
A Dynamic Priority Factor Loop for Fast Voltage Equalization Applied to High Power Density DC–DC Converter System
Rui Zhang · Honghua Xu · Yibo Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年1月
本文提出了一种应用于10kV/100kW高功率密度光伏DC-DC变换器系统的快速输出电压均衡控制策略。该系统中的变换器模块采用双动态优先级因子环路，以实现模块间电压不一致时的快速响应，并引入软启动电路对输出电容进行预充，有效解决了升压过程中的浪涌电流问题。
解读: 该技术对阳光电源的高压组串式逆变器及大型光伏电站直流汇流方案具有重要参考价值。随着光伏系统向高压化（1500V及以上）发展，模块化DC-DC变换器的电压均衡与浪涌抑制是提升系统可靠性的关键。文中提出的动态优先级因子环路可优化多模块并联/串联架构下的动态均压性能，有助于提升阳光电源组串式逆变器在复杂工...
采用MeV级JFET注入和高效终端结构的高性能10-kV额定175-mΩ 4H-SiC MOSFET
High-Performance 10-kV-Rated, 175-mΩ 4H-SiC MOSFETs With MeV JFET Implantation and Efficient Termination
Lingxu Kong · Sizhe Chen · Na Ren · Manyi Ji 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年6月
本文介绍了高性能 10 kV 额定、175 mΩ 4H - SiC 金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）的成功研发。该器件的结型场效应晶体管（JFET）设计宽度为 0.8 - 1.2 μm，有源区面积为 0.67 cm²，芯片尺寸为 1 cm²。该器件采用了总长度为 350 μm 的三区结终端扩展（3 - JTE）结构，展现出超过 12 kV 的卓越阻断性能。高压碳化硅（SiC）MOSFET 设计中的一个关键挑战是平衡缩小 JFET 宽度（$W_{JFET}$）——这对于降低...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项10kV级SiC MOSFET技术突破具有重要的战略价值。该器件实现了175mΩ的超低导通电阻和12kV以上的阻断性能，这对我们在光伏逆变器和储能系统中追求更高功率密度和效率的目标高度契合。 在光伏逆变器应用中，10kV级器件可支持更高的直流母线电压（如1500V系统...
一种采用非线性电阻聚合物纳米复合材料薄基板的10kV双面冷却碳化硅二极管模块封装
Packaging of a 10-kV Double-Side Cooled Silicon Carbide Diode Module With Thin Substrates Coated by a Nonlinear Resistive Polymer-Nanoparticle Composite
Zichen Zhang · Shengchang Lu · Boyan Wang · Yuhao Zhang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
中压碳化硅（SiC）功率模块是电网侧电力转换系统的核心。本文针对模块封装中散热与绝缘的权衡问题，提出了一种新型封装方案。通过采用涂覆非线性电阻聚合物纳米复合材料的薄基板，在不牺牲绝缘性能的前提下，显著提升了10kV SiC模块的散热能力与可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的中高压光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。随着光伏与储能系统向更高电压等级（1500V及以上）演进，功率模块的绝缘与散热瓶颈日益凸显。该研究提出的双面冷却技术及新型复合材料封装方案，能够有效提升功率密度，降低模块温升，从而提升系统可靠性。建议研发...
基于10kV SiC MOSFET的固态变压器三相有源前端变换器系统
A Three-Phase Active-Front-End Converter System Enabled by 10-kV SiC MOSFETs Aimed at a Solid-State Transformer Application
Anup Anurag · Sayan Acharya · Nithin Kolli · Subhashish Bhattacharya 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月
本文探讨了高压碳化硅（SiC）器件在固态变压器中的应用。通过使用10kV SiC MOSFET，可省去复杂的多电平级联结构，简化三相两电平电压源变换器系统，从而提升系统的可靠性与控制简便性。
解读: 该技术对阳光电源的集中式逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。10kV SiC器件的应用有望简化高压侧变换器拓扑，减少级联模块数量，从而降低系统复杂度和故障率，提升功率密度。建议研发团队关注超高压SiC器件的封装散热及驱动保护技术，探索其在兆瓦级光储系统中的应用潜力，以...
一种用于10kV SiC MOSFET中压模块化多电平变换器的电压平衡控制与dv/dt抑制方法
A Novel Voltage Balancing Control With dv/dt Reduction for 10-kV SiC MOSFET-Based Medium Voltage Modular Multilevel Converter
Shiqi Ji · Li Zhang · Xingxuan Huang · James Palmer 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年11月
本文针对基于高压SiC功率器件的模块化多电平变换器（MMC），提出了一种新型电压平衡控制策略。该方法在利用SiC器件减少子模块数量和开关损耗优势的同时，有效解决了传统最近电平调制（NL-PWM）带来的电压平衡问题，并降低了dv/dt应力，提升了中压变换系统的可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的中压大功率储能系统（如PowerTitan系列）及未来高压直挂式光伏/储能解决方案具有重要参考价值。随着光伏和储能系统向更高电压等级（如1500V及以上）演进，利用高压SiC器件替代传统IGBT可显著提升系统功率密度并降低损耗。该研究提出的dv/dt抑制与电压平衡控制方法，有助于优...
光伏应用中10kV/1MW固态变压器的高效控制策略
High-Efficiency Control Strategy for 10-kV/1-MW Solid-State Transformer in PV Application
Tao Liu · Xu Yang · Wenjie Chen · Yang Xuan 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年11月
本文提出了一种针对由双有源桥（DAB）和级联H桥组成的固态变压器（SST）的系统控制策略，旨在提高其在光伏应用中宽电压范围下的运行效率。针对光伏面板电压波动对DAB效率的影响，文章建立了通用损耗模型以优化控制，从而提升系统整体性能。
解读: 固态变压器（SST）技术是中高压光伏并网及储能系统的前沿方向。对于阳光电源而言，该技术可优化大型地面光伏电站及中压接入场景下的系统架构，减少工频变压器体积。文中提出的DAB宽范围高效控制策略，可直接应用于阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan系列储能变流器（PCS）的功率变换级，通过优化软开关...
具有降低共模噪声和电场强度的10kV SiC MOSFET功率模块
10-kV SiC MOSFET Power Module With Reduced Common-Mode Noise and Electric Field
Christina M. DiMarino · Bassem Mouawad · C. Mark Johnson · Dushan Boroyevich 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年6月
随着电压等级超过10kV的碳化硅（SiC）器件发展，中高压系统将迎来变革。然而，现有功率模块封装限制了这些器件的性能。本研究旨在突破高密度、高速10kV功率模块的封装瓶颈，重点解决共模噪声抑制及电场优化问题。
解读: 该研究针对10kV级SiC功率模块的封装优化，对阳光电源的中高压储能系统（如PowerTitan系列）及大型集中式光伏逆变器具有重要参考价值。随着光伏与储能系统向更高电压等级（如1500V甚至更高）演进，减小功率模块的共模噪声和电场强度是提升系统功率密度与电磁兼容性（EMC）的关键。建议研发团队关注...
10kV碳化硅(SiC) MOSFET的短路特性与保护研究
Short-Circuit Characterization and Protection of 10-kV SiC mosfet
Shiqi Ji · Marko Laitinen · Xingxuan Huang · Jingjing Sun 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年2月
本文研究了第三代10kV/20A SiC MOSFET在不同温度下的短路性能。文章详细介绍了包含桥臂配置、高速10kV固态断路器及温控系统的测试平台，并提出了一种响应时间仅为1.5μs的新型FPGA短路保护电路。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器及储能系统（如PowerTitan系列）中对高压、高效率功率变换的需求日益增长，SiC器件的应用已成为提升功率密度和系统效率的关键。10kV SiC MOSFET技术若成熟，将极大简化中高压光伏并网及储能PCS的拓扑结构，减少变压器级联需求。本文提出的高速短路保护方案对于提...
10-kVA软开关固态变压器
S4T）设计
Hao Chen · Deepak Divan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年7月
本文提出了一种10-kVA软开关固态变压器（S4T），仅需12个主功率器件及辅助谐振电路，即可实现双向功率变换。该拓扑显著优势在于所有主开关管均可实现全范围零电压开关（ZVS），本文详细阐述了其功率级设计、辅助谐振电路及控制策略。
解读: 该软开关固态变压器（S4T）拓扑在提升功率密度和转换效率方面具有显著优势，对阳光电源的储能变流器（如PowerTitan/PowerStack系列）及中压并网技术具有重要参考价值。通过引入软开关技术，可有效降低开关损耗，减小磁性元件体积，从而提升PCS产品的功率密度。建议研发团队关注该拓扑在直流微电...
10kV SiC MOSFET和二极管软开关损耗的精确瞬态量热测量
Accurate Transient Calorimetric Measurement of Soft-Switching Losses of 10-kV SiC mosfets and Diodes
Daniel Rothmund · Dominik Bortis · Johann Walter Kolar · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年6月
本文针对现代高压SiC MOSFET的软开关损耗（SSL）表征难题，提出了一种精确的瞬态量热测量方法。该方法为中压固态变压器等采用软开关技术以提升转换效率的变换器系统建模提供了可靠依据，解决了传统开关损耗测量在宽禁带器件应用中的局限性。
解读: 随着阳光电源在中压光伏接入及大型储能系统（如PowerTitan系列）中对高压功率器件需求的增加，SiC技术的应用已成为提升系统功率密度和效率的关键。本文提出的高压SiC器件软开关损耗精确测量方法，对于优化公司中压变换器拓扑设计、提升系统热管理水平具有重要参考价值。建议研发团队将其应用于高压功率模块...
第三代10kV SiC MOSFET的温度相关特性、建模及开关速度限制分析
Temperature-Dependent Characterization, Modeling, and Switching Speed-Limitation Analysis of Third-Generation 10-kV SiC MOSFET
Shiqi Ji · Sheng Zheng · Fei Wang · Leon M. Tolbert · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年5月
本文研究了第三代10kV/20A SiC MOSFET在不同温度下的静态特性（饱和电流、输出特性、反并联二极管、寄生电容）及开关性能。通过构建双脉冲测试平台，分析了器件的开关速度限制，为高压功率变换器的设计与优化提供了理论依据。
解读: 10kV SiC MOSFET代表了高压功率器件的前沿技术，对阳光电源的未来业务具有重要战略意义。在集中式光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan）中，采用更高电压等级的器件可显著降低系统电流，减少损耗并提升功率密度。该研究中关于温度特性和开关速度限制的分析，对于优化阳光电源高压PCS模块的...
10-kV 10-A SiC MOSFET的短路退化研究
Short-Circuit Degradation of 10-kV 10-A SiC MOSFET
Emanuel-Petre Eni · Szymon Bęczkowski · Stig Munk-Nielsen · Tamas Kerekes 等12人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年12月
本文研究了10-kV 10-A 4H-SiC MOSFET在6-kV直流母线电压下的短路退化行为。旨在分析器件在寿命周期内承受多次短路脉冲时的瞬态特性变化，为电力电子变换器的设计及故障保护策略提供理论依据。
解读: 随着阳光电源在高压光伏及储能系统（如PowerTitan系列）中对高压SiC器件的应用探索，理解超高压SiC MOSFET的短路失效机理至关重要。该研究揭示了器件在极端工况下的退化规律，对于优化逆变器及PCS的驱动保护电路、提升系统可靠性具有直接指导意义。建议研发团队参考该退化模型，在iSolarC...
10-kV/15-kA强迫谐振式直流断路器的综合建模、优化与实验
Comprehensive Modeling, Optimization, and Experiment of 10-kV/15-kA Forced Resonant DC Circuit Breaker
Bei Zhang · Xiangyu Zhang · Jin Yang · Wei Li 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月
直流断路器（DCCB）是保障直流输电系统安全稳定的核心设备。强迫谐振式直流断路器（FR-DCCB）因仅需少量电力电子器件即可实现机械开关零电流开断而备受关注。本文针对10-kV/15-kA等级的FR-DCCB进行了建模、优化设计及实验验证，旨在提升直流系统的故障保护响应速度与可靠性。
解读: 该技术主要应用于高压直流输电（HVDC）领域，虽然阳光电源目前的核心业务集中在光伏逆变器、储能系统及工商业/户用充电桩，尚未直接涉及高压直流输电侧的断路器产品，但该研究中关于电力电子器件在故障保护中的快速响应机制，对阳光电源未来布局大型储能电站（如PowerTitan系列）的直流侧保护策略、以及高压...
基于多米诺谐振器WPT且具有恒流或恒压输出的高压输电线路监测设备充电系统
A Monitoring Equipment Charging System for HVTL Based on Domino-Resonator WPT With Constant Current or Constant Voltage Output
Zhaotian Yan · Huaqiang Xie · Yong Li · Zhengyou He 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年3月
本文设计了一种多米诺谐振器无线电能传输系统，用于从110kV高压输电线路周围的磁场中获取能量，并为在线监测设备提供超过1.1米绝缘距离的持续供电。理论分析表明，该系统可实现恒流或恒压输出，为高压环境下设备的自供电提供了高效解决方案。
解读: 该技术属于无线电能传输（WPT）领域，主要解决高压环境下的设备自供电问题。对于阳光电源而言，该技术目前与核心产品线（光伏逆变器、储能系统、充电桩）的直接关联度较低。但从技术储备角度看，其磁耦合谐振与能量获取技术可为iSolarCloud智能运维平台中传感器节点的无线供电提供参考，减少复杂环境下的布线...
用于110kV电网在线监测设备的Domino谐振器无线电能传输
Wireless Power Transfer Using Domino-Resonator for 110-kV Power Grid Online Monitoring Equipment
Jialong Qu · Liangxi He · Niang Tang · Chi-Kwan Lee · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年11月
本文提出了一种从110kV高压输电线周围磁场获取能量，并将其无线传输至在线监测设备的创新方案。通过采用Domino谐振器结构，有效解决了高压环境下监测设备的供电可靠性问题，为智能电网在线监测提供了高效的能量采集与传输技术支撑。
解读: 该技术主要涉及高压环境下的能量采集与无线传输，与阳光电源现有的光伏逆变器、储能系统及充电桩核心业务关联度较低。但从技术储备角度看，其涉及的电磁场耦合与高压绝缘设计，可为阳光电源iSolarCloud智能运维平台中传感器节点的自供电方案提供参考，或在未来高压输电侧的辅助监测设备中寻找潜在应用场景。建议...