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社论：直流电网时代高鲁棒性电力电子技术专题
Editorial: Special Section on Highly Robust Power Electronics in the Era of DC Grid
Xiongfei Wang · Biao Zhao · Hui Li · Frans Dijkhuizen 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
本文作为IEEE电力电子汇刊的专题社论，探讨了直流电网背景下电力电子变换器面临的挑战。重点关注在复杂电网环境下，如何提升变换器的鲁棒性、稳定性及可靠性，以应对直流输电与分布式能源接入带来的技术难题。
解读: 该文章探讨的直流电网高鲁棒性技术与阳光电源的核心业务高度契合。在光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统中，随着直流侧电压等级提升及弱电网接入场景增多，变换器的鲁棒性直接决定了系统的稳定性。建议研发团队重点关注文中提及的构网型（GFM）控制策略及直流侧故障穿越技术，将其集成至i...
面向大电流变压应用的多电平电流源变换器阶梯电流逼近调制技术
Step-Current-Approximation Modulation of Multilevel-CSC With Near-Power-Frequency Switching for High-Current Variable-Voltage Application
Ruihang Bai · Biao Zhao · Tianji Zhou · Jikang Wang 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年9月
针对电解、电积及直流电弧炉等大电流变压应用，本文提出了一种多电平电流源变换器（MCSC）的阶梯电流逼近调制（SCAM）策略。该方法通过优化拓扑约束，实现了近工频开关，有效降低了开关损耗，提升了变换效率，为大功率工业电源转换提供了新的技术方案。
解读: 该技术主要针对工业大电流场景，虽然与阳光电源现有的光伏逆变器和储能PCS（主要为电压源型变换器）拓扑不同，但其提出的阶梯电流逼近调制（SCAM）策略在降低开关损耗和提升大功率变换效率方面具有参考价值。对于阳光电源的工业电源业务或未来大功率制氢电源（电解槽供电）的研发，该拓扑的低开关频率特性可显著降低...
用于多个压电能量采集器的自供电SSDCI阵列接口
Self-Powered SSDCI Array Interface for Multiple Piezoelectric Energy Harvesters
Zhihe Long · Xiudeng Wang · Pengyu Li · Biao Wang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月
为解决压电能量采集器（PEH）低功率输出与物联网传感器高功率需求间的矛盾，研究者开始探索PEH阵列。本文提出了一种基于同步开关技术的自供电PEH阵列接口电路，旨在高效管理来自PEH阵列的多个交流输入，实现能量的高效收集与转换。
解读: 该技术属于微能源采集领域，与阳光电源现有的光伏逆变器、储能系统及风电变流器等大功率电力电子产品线关联度较低。然而，其核心的“自供电”与“多输入能量管理”理念，对阳光电源iSolarCloud智能运维平台下的分布式传感器供电、以及未来在极端环境下实现设备自供电监测具有一定的前瞻性参考价值。建议关注其在...
一种17.5 kA关断电流的6英寸集成门极换流晶闸管
A 6-in Integrated Emitter Turn-OFF Thyristor With 17.5 kA Turn-OFF Current
Jie Shang · Zhengyu Chen · Biao Zhao · Jiapeng Liu 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年7月
本文提出并开发了一种先进的6英寸4.5 kV集成门极换流晶闸管（IETO），通过优化封装设计和驱动单元，实现了17.5 kA的超大关断电流。研究重点在于低厚度封装及紧凑型碟形弹簧组件的应用，显著提升了器件的通态压降与关断能力，满足了高容量电力电子设备的需求。
解读: 该技术属于超大功率半导体器件范畴，主要应用于特高压直流输电或极高功率等级的工业应用。对于阳光电源而言，目前的组串式及集中式光伏逆变器、PowerTitan储能系统主要采用IGBT或SiC模块，IETO器件的功率密度和应用场景与现有产品线存在差异。但其在超大电流关断方面的研究成果，可为公司未来探索更高...
具有高过载能力的模块化换相变换器
Modular Commutated Converter With High-Overload Capability
Biao Zhao · Lin Wang · Xueyin Zhang · Ruihang Bai 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
本文提出了一种用于高压直流输电的新型模块化换相变换器。通过结合单开关器件模块（SDM）与高频开关SDM，利用拓扑的软开关特性及集成门极换流晶闸管（IGCT）的高浪涌电流能力，使变换器具备短期高过载运行能力。
解读: 该拓扑通过IGCT与模块化设计的结合，显著提升了变换器的过载能力，这对阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有参考价值。在电网侧储能或大型光伏电站应用中，提升系统在极端工况下的抗冲击能力是提升电网稳定性的关键。虽然目前阳光电源主流产品多采用IGBT技术，但该研究中关...
提升基于IGCT的高功率应用关断性能——第二部分：集成IGBT的混合开关与实验验证
Enhancing Turn-Off Performance in IGCT-Based High Power Applications—Part Ⅱ: Hybrid Switch With IGBT Integration and Experimental Validation
Lvyang Chen · Jiabin Wang · Xiangyu Zhang · Lin Wang 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
集成门极换流晶闸管（IGCT）凭借低通态电压和高浪涌能力在高功率应用中极具潜力，但其电流控制特性限制了关断能力及故障电流处理能力。本文提出了一种集成IGBT的混合开关方案，通过实验验证了该方案在提升IGCT关断性能及系统故障处理能力方面的有效性。
解读: 该研究探讨了IGCT与IGBT混合开关技术，旨在解决高压大功率场景下的关断瓶颈。对于阳光电源而言，目前核心产品（如PowerTitan系列储能PCS及集中式光伏逆变器）主要基于IGBT或SiC模块。虽然IGCT目前在光储领域应用较少，但该混合开关技术为未来超大功率、高压直流（HVDC）及电网侧储能系...
基于双有源移相原理的模块化多电平高频链直流变压器在中压直流配电中的应用
Modular Multilevel High-Frequency-Link DC Transformer Based on Dual Active Phase-Shift Principle for Medium-Voltage DC Power Distribution Application
Biao Zhao · Qiang Song · Jianguo Li · Yu Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年3月
本文提出了一种用于中压直流（MVDC）配电的模块化多电平高频链直流变压器（MDCT）。该拓扑基于双有源移相（DAPS）原理，利用多电平和多重化转换技术，相比传统直流变压器（TDCT）具有更高的功率密度、更低的电压应力和更优的动态性能，适用于高压大功率直流变换场景。
解读: 该技术对阳光电源的PowerTitan系列大型储能系统及未来中压直流并网方案具有重要参考价值。随着储能系统向更高电压等级（如1500V甚至更高）演进，传统的DC-DC变换器面临器件耐压和效率瓶颈。该模块化多电平拓扑可有效降低功率器件的电压应力，提升系统效率与可靠性。建议研发团队关注其在高压直流储能接...
面向高压直流应用基于模块化多电平变换器的直流变压器高频链调制方法：综合分析与实验验证
High-Frequency-Link Modulation Methodology of DC–DC Transformer Based on Modular Multilevel Converter for HVDC Application: Comprehensive Analysis and Experimental Verification
Biao Zhao · Qiang Song · Jianguo Li · Yu Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年5月
本文对基于模块化多电平变换器（MMC）的直流变压器（MMDCT）高频链（HFL）调制进行了理论分析与实验验证。重点研究了三种典型的高频链双有源移相调制策略，并对其电压、电流、功率特性及额定电流进行了详细表征。
解读: 该研究涉及的MMC架构及高频链直流变压器技术，对阳光电源在大规模储能系统（如PowerTitan系列）及高压直流输电（HVDC）领域的功率变换技术升级具有重要参考价值。随着储能系统向高压化、大容量化发展，基于MMC的多电平拓扑能有效降低器件电压应力并提升系统效率。建议研发团队关注该调制策略在提升PC...
一种新型集成门极换流晶闸管多级门极驱动单元
A Novel Multistage Gate Unit of Integrated Gate Commutated Thyristor
Jie Shang · Jinpeng Wu · Biao Zhao · Zhengyu Chen 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年11月
随着集成门极换流晶闸管（IGCT）向大尺寸、高关断电流方向发展，其门极驱动单元需具备更强的关断能力和更高的换流速度。受限于寄生阻抗和20V恒定门极电压，传统驱动单元已接近其换流容量极限。本文提出了一种新型多级门极驱动单元概念及其控制方案，旨在突破现有IGCT驱动技术的性能瓶颈。
解读: IGCT作为高压大功率电力电子器件，在阳光电源的大型集中式光伏逆变器及高压储能变流器（如PowerTitan系列）中具有潜在应用价值。该研究提出的多级门极驱动技术能够显著提升IGCT的关断速度与电流处理能力，有助于进一步优化大功率变流器的功率密度和效率。建议研发团队关注该驱动架构在降低开关损耗及提升...
一种基于RB-IGCT瞬态脉冲特性的无饱和电抗器混合换相变换器
A Novel Saturable-Reactor-Free Hybrid Commutated Converter Based on Transient Impulse Characteristics of RB-IGCT
Zongze Wang · Lu Qu · Zhanqing Yu · Chaoqun Xu 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年11月
本文提出了一种基于反向阻断集成门极换流晶闸管（RB-IGCT）的混合换相变换器（HCC）。该拓扑通过利用RB-IGCT的瞬态脉冲特性，消除了传统混合换相变换器中体积庞大的饱和电抗器，在保持抗换相失败能力的同时，显著提升了高压直流输电系统的功率密度与效率。
解读: 该技术主要针对高压直流输电（UHVdc）领域，虽然阳光电源目前核心业务聚焦于光伏、储能及中低压电网接入，但该研究中关于RB-IGCT的应用及无电抗器拓扑设计，对公司未来探索更高电压等级的储能变流器（PCS）及大功率并网系统具有参考价值。特别是对于PowerTitan等大型储能系统，若未来向更高电压等...
用于中压直流配电的模块化多电平高频直流变换器准方波调制
Quasi-Square-Wave Modulation of Modular Multilevel High-Frequency DC Converter for Medium-Voltage DC Distribution Application
Yu Wang · Qiang Song · Biao Zhao · Jianguo Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年9月
在直流配电网中，模块化多电平高频直流变换器（MDCC）可实现低压与中压直流母线间的电气隔离、电压转换及功率传输。本文将准方波（QSW）调制应用于MDCC，该方法有效规避了dv/dt应力问题，并保持了高直流电压利用率，同时建立了相应的数学模型。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan系列）及未来中压直流接入方案具有重要参考价值。随着储能系统向更高电压等级和更高功率密度演进，模块化多电平（MMC）拓扑结合准方波调制能显著降低开关损耗并提升系统效率，同时缓解高压下的dv/dt应力，提升功率模块的可靠性。建议研发团队关注该调制策略在兆...
RB-IGCT的恢复特性及其在混合换相换流器HVDC中的低无功应用
Recovery Characteristics of RB-IGCT and Its Low Reactive Power Application in Hybrid Commutated Converter Based HVDC
Zongze Wang · Zhanqing Yu · Lu Qu · Biao Zhao 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月
传统LCC-HVDC受晶闸管关断特性限制，最小熄弧角通常为12°，需配置昂贵的无功补偿设备。本文研究了基于反向阻断集成门极换流晶闸管（RB-IGCT）的混合换相换流器（HCC），通过优化器件恢复特性，有效降低了系统对无功功率的需求，提升了换流站的运行效率与经济性。
解读: 该研究关注高压大功率电力电子器件（RB-IGCT）在HVDC领域的应用，虽与阳光电源当前主流的组串式/集中式光伏逆变器及储能PCS产品线存在差异，但其核心价值在于降低无功补偿需求和提升系统并网性能。对于阳光电源正在布局的电网侧大型储能系统及未来可能涉及的柔性直流输电技术，该技术路线提供的器件优化思路...
一种用于模块化多电平变换器且具有过压旁路功能的新型穿通型IGCT
A Novel Controlled Punch-Through IGCT for Modular Multilevel Converter With Overvoltage Bypass Function
Jiapeng Liu · Biao Zhao · Yongmin Chen · Wenpeng Zhou 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
传统功率器件在过压击穿及随后的高浪涌能量冲击下，难以保证封装完整性和短路特性。目前，模块化多电平变换器（MMC）的子模块通常需要额外的旁路晶闸管来实现稳定的过压旁路保护。本文提出了一种新型受控穿通型IGCT（CP-IGCT），旨在提升器件在极端工况下的可靠性与保护能力。
解读: 该技术对于阳光电源的大功率电力电子变换设备具有重要参考价值。在大型储能系统（如PowerTitan系列）及高压大功率集中式光伏逆变器中，MMC拓扑的应用日益广泛。CP-IGCT通过集成过压旁路功能，有望简化子模块电路设计，减少外部旁路晶闸管的使用，从而提升系统功率密度并降低故障率。建议研发团队关注该...
一种基于IGCT的新型混合电网换相换流器以缓解高压直流输电中的换相失败
A Novel Hybrid Line Commutated Converter Based on IGCT to Mitigate Commutation Failure for High-Power HVdc Application
Chaoqun Xu · Zhanqing Yu · Biao Zhao · Zhengyu Chen 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月
为降低基于电网换相换流器（LCC）的高压直流输电系统换相失败概率，本文提出了一种基于集成门极换流晶闸管（IGCT）的新型混合LCC拓扑。该方案通过部分替换传统晶闸管，利用反向阻断IGCT的双向耐压能力，有效提升了换流器在弱电网下的运行稳定性与抗干扰能力。
解读: 该研究针对高压直流输电（HVDC）领域的换相失败问题，通过引入IGCT优化拓扑，提升了系统在弱电网环境下的鲁棒性。虽然阳光电源目前的核心业务聚焦于光伏逆变器、储能系统（PowerTitan/PowerStack）及风电变流器，尚未直接涉及超高压直流输电领域，但该技术在提升大功率电力电子设备抗干扰能力...
一种具有直流故障穿越能力的模块化换流器用于架空线VSC-HVDC应用
A Modular Commutated Converter With DC Fault Ride-Through Capability for Overhead-Line-Based VSC-HVDC Application
Ruihang Bai · Biao Zhao · Xueyin Zhang · Lin Wang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月
基于架空线的VSC-HVDC系统常面临直流短路故障，因此具备直流故障穿越（DC-FRT）能力的换流器至关重要。本文提出了一种具有DC-FRT能力的混合模块化换流器（H-MCC）。该拓扑通过混合直流开关隔离故障线路，并采用能量吸收支路实现快速故障清除。
解读: 该研究关注高压直流输电（HVDC）领域的直流故障穿越技术，虽然阳光电源目前的核心业务集中在光伏逆变器、储能系统及风电变流器，但该拓扑中涉及的“故障隔离”与“能量吸收”技术理念，对阳光电源大型储能系统（如PowerTitan系列）在直流侧故障保护及高压直流并网应用具有参考价值。随着阳光电源在大型地面电...
混合电网换相换流器用反向阻断IGCT的优化设计
Optimal Design of Reverse Blocking IGCT for Hybrid Line Commutated Converter
Chunpin Ren · Jiapeng Liu · Xiaozhao Li · Yue Song 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年11月
混合电网换相换流器（Hybrid LCC）能有效降低换相失败概率，但目前缺乏满足该拓扑要求的高压、大电流、高关断能力的逆导型集成门极换流晶闸管（RB-IGCT）。本文重点研究了RB-IGCT的优化设计方法，旨在提升其在复杂电力电子拓扑中的应用性能。
解读: 该研究涉及的高压大功率器件RB-IGCT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产品线（如组串式/集中式逆变器、PowerTitan储能系统）主要基于IGBT和SiC MOSFET技术，但随着公司在大型地面电站及电网侧储能业务的深入，对更高电压等级、更高功率密度器件的需求日益增...
基于IGCT的具有快速换相特性的混合电网换相换流器及其在高压直流输电中的应用：拓扑、设计方法与实验
Hybrid Line Commutated Converter With Fast Commutation Characteristic Based on IGCT for HVDC Application: Topology, Design Methodology, and Experiments
Chaoqun Xu · Zhanqing Yu · Biao Zhao · Zhengyu Chen 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年4月
为有效缓解电网换相换流器（LCC）的换相失败问题，本文提出了一种混合换流器概念。该拓扑利用集成门极换流晶闸管（IGCT）替代部分晶闸管，并应用反向阻断型IGCT（RB-IGCT）实现快速换相，显著提升了换流器在弱电网下的运行稳定性。
解读: 该技术主要针对高压直流输电（HVDC）领域，虽然阳光电源目前的核心业务集中在光伏逆变器和储能系统（如PowerTitan系列），但该拓扑中关于IGCT的应用及弱电网下的换相控制策略，对公司未来探索大功率柔性直流输电、构网型（GFM）储能变流器在极弱电网下的稳定性提升具有参考价值。建议研发团队关注RB...
提升混合电网换相换流器中反向阻断IGCT的dv/dt抗扰度
Improving dv/dt Immunity of Reverse Blocking IGCT for Hybrid Line-Commutated Converter
Chunpin Ren · Jianhong Pan · Jiapeng Liu · Zongze Wang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年4月
本文针对集成门极换流晶闸管（IGCT）在混合电网换相换流器（H-LCC）中易受dv/dt诱导误导通的问题，深入揭示了其触发机理。通过优化器件特性与驱动控制，旨在提升IGCT在复杂拓扑中的dv/dt抗扰度，从而降低换流失败概率，提高电力电子系统的运行可靠性。
解读: 该研究聚焦于高压大功率电力电子器件的抗干扰能力，虽IGCT主要应用于超高压直流输电领域，但其对dv/dt抗扰度的研究方法对阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能变流器（如PowerTitan系列）中的功率模块选型与驱动电路设计具有参考价值。随着光伏与储能系统向更高电压等级发展，功率器件在快速开关过程中...
提升基于IGCT的高功率应用关断性能——第一部分：超低电压下的异常大电流关断模式与安全工作区扩展
Enhancing Turn-Off Performance in IGCT-Based High Power Applications—Part I: Anomalous High Current Turn-Off Mode and Safe Operating Area Expansion at Ultra-Low Voltage
Jiabin Wang · Lvyang Chen · Xiangyu Zhang · Jiapeng Liu 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
集成门极换流晶闸管（IGCT）以其低导通压降和高浪涌电流能力著称，但其关断电流能力限制了应用。本文研究了超低电压条件下IGCT的一种异常大电流关断模式。通过理论分析与仿真，揭示了其物理机制，并提出了扩展安全工作区（SOA）的有效方法。
解读: IGCT作为高压大功率器件，在阳光电源的兆瓦级集中式光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）中具有潜在应用价值。虽然目前主流采用IGBT/SiC模块，但随着大功率电力电子设备对更高效率和电流密度的追求，研究IGCT在极端工况下的关断特性有助于优化高压变流器的设计。建议研发团队关注该器件...
用于具有单开关属性的固态直流断路器的超低通态电压IGCT
Ultra-Low on-State Voltage IGCT for Solid-State DC Circuit Breaker With Single-Switching Attribute
Jiapeng Liu · Zhanqing Yu · Wenpeng Zhou · Zhengyu Chen 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
固态直流断路器（SS-DCCB）的性能主要取决于功率器件的通态特性。本文开发了一种用于SS-DCCB的优化低通态电压集成门极换流晶闸管（LO-IGCT）。研究分析了基区长度、载流子寿命和发射极注入效率等器件参数对通态电压的影响，并进行了优化设计。
解读: 直流断路器技术是高压直流输电及大型储能系统安全保护的核心。IGCT作为一种高压大功率器件，其通态损耗的降低直接提升了SS-DCCB的效率并降低了散热成本。对于阳光电源的PowerTitan等大型储能系统及直流侧保护方案，该技术有助于提升系统整体转换效率，减少直流侧故障切除时的能量损耗。建议研发团队关...
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