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带有机械断路器的增强型MMC用于直流故障阻断及降低功率损耗
Enhanced MMC With Mechanical Disconnectors for DC Fault Blocking and Reduced Power Losses
Xiongfeng Fang · Lei Li · Cheng Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
传统半桥子模块(HB-SM)模块化多电平变换器(MMC)无法阻断直流故障电流,通常需额外配置直流断路器或改进拓扑。本文提出一种结合机械断路器的增强型MMC方案,旨在实现直流故障阻断能力的同时,有效降低系统功率损耗,提升变换器效率与可靠性。
解读: 该研究针对MMC拓扑的直流故障处理能力进行优化,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)具有重要参考价值。随着光储系统向高压直流侧发展,直流故障保护是提升系统安全性的核心。该方案通过机械断路器降低损耗的思路,可优化大型PCS的散热设计与效率指标。建议研发团队关注该拓扑...
单相构网型变换器功率与电压环的耦合分析与解耦设计
Coupling Analysis and Decoupling Design of Power and Voltage Loops for Single-Phase Grid-Forming Converters
Zicheng Zhang · Chenghui Zhang · Cheng Fu · Jingyang Fang · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
在现代电力系统中,构网型变换器(GFMC)因其卓越的电网支撑能力成为关键技术。通常,GFMC的功率外环与电压内环为简化设计而独立配置,但两者间的耦合会导致性能下降甚至系统失稳。本文旨在分析这种耦合机制,并提出相应的解耦设计方法以提升系统稳定性。
解读: 该研究直接针对构网型技术(Grid-forming)的核心控制难题,对阳光电源的PowerTitan系列储能系统及组串式光伏逆变器具有重要指导意义。随着电网弱电网特征日益明显,传统的跟网型控制已无法满足高比例可再生能源接入需求。该解耦设计方法可优化阳光电源逆变器在弱电网下的电压支撑性能,提升系统在黑...
一种具有宽输入电压范围和高效率的输入耦合LLC变换器
An Input-Coupling LLC Converter With Wide Input Voltage Range and High Efficiency
He Peng · Cheng Wang · Xiongfeng Fang · Liansheng Cao 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
LLC全桥变换器在高效二次电源应用中表现优异,具有低应力及低电磁辐射等优点。然而,其在宽输入电压范围下效率优化困难。本文提出一种输入耦合LLC变换器拓扑,旨在解决传统LLC在低输入电压下灵敏度高的问题,实现宽电压范围下的高效率运行。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack)及电动汽车充电桩产品线具有重要参考价值。储能PCS和充电桩在实际运行中常面临电池电压波动大或电网电压不稳的问题,传统的LLC拓扑在宽电压范围内效率衰减明显。通过引入输入耦合技术,可显著提升变换器在宽电压范围内的转换效率,降低散...
一种用于宽电压增益范围应用的可重构结构隔离型双向DC-DC变换器
A Structure-Reconfigurable Isolated Bidirectional DC–DC Converter for Wide Voltage Gain Range Applications
Xianbin Qi · Cheng Yuan · Mingzhu Fang · Helong Li 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
本文提出了一种结构可重构的隔离型双向DC-DC变换器。该变换器可通过配置四种不同电压增益的运行结构,以适应宽电压增益范围的应用需求。通过统一的移相调制策略,可实现不同结构下的双向功率调节,具有控制简单等优点。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack)及电动汽车充电桩业务具有极高的参考价值。储能系统在电池电压波动范围较大时,传统DAB变换器效率往往下降,该可重构拓扑能有效提升全电压范围内的转换效率,优化系统能量密度。建议研发团队评估该拓扑在模块化储能PCS中的应用潜力,以应...
多变换器直流微电网的先进惯性下垂控制:阻抗建模、参数设计与同步方法
Advanced Inertia Droop Control for Multiconverter DC Microgrids: Impedance Modeling, Parameter Design, and Synchronization Methodology
Lizheng Sun · Feng Wang · XingAo Tao · Ziyi Xu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
在直流微电网中,电力电子变换器的快速响应导致系统惯性不足,严重威胁直流母线电压稳定性。惯性下垂控制(IDC)通过修改下垂系数模拟虚拟惯性来解决该问题。本文针对多变换器直流微电网,提出了先进的惯性下垂控制策略,涵盖了阻抗建模、参数优化设计及同步方法,有效改善了直流母线电压的动态稳定性。
解读: 该研究对于阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack)及微电网解决方案具有重要参考价值。随着储能系统在直流微电网和构网型(GFM)应用中的占比提升,直流母线电压的稳定性至关重要。本文提出的惯性下垂控制策略及其阻抗建模方法,可优化阳光电源PCS产品的控制算法,提升系统在弱电网或孤...
一种用于CLLC变换器的低于谐振频率移相调制方法以提升轻载效率
A Below-Resonant-Frequency Phase-Shift Modulation Method for CLLC Converters With Enhanced Light-Load Efficiency
Longteng Jiao · Lei Li · Cheng Wang · Xiongfeng Fang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年7月
本文提出了一种低于谐振频率移相调制(BRFPSM)方法,旨在提升CLLC变换器在轻载下的效率。传统CLLC变换器采用脉冲频率调制(PFM)时,在低于谐振频率区域存在无功功率大、关断电流高等问题。本文通过简化的时域模型分析了BRFPSM的性能,有效优化了轻载运行特性。
解读: CLLC拓扑是阳光电源储能系统(如PowerTitan、PowerStack系列)及户用储能PCS中双向DC-DC变换器的核心架构。该研究提出的BRFPSM调制策略能显著改善变换器在轻载工况下的效率,对于提升储能系统在待机或低功率输出状态下的整体能效表现具有重要意义。建议研发团队评估该调制方法在现有...
基于叠加原理的CLLC变换器谐振频率以上模式高精度时域分析方法
High-Precision Time-Domain Analysis Method Based on the Superposition Principle for CLLC Converter in Above-Resonant-Frequency Mode
Longteng Jiao · Lei Li · Cheng Wang · Shanlu Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
CLLC变换器因其高效的双向功率传输能力被广泛应用。然而,由于其包含多个谐振元件,建模与分析难度较大,限制了效率的进一步提升。本文提出一种基于叠加原理的分析方法,为CLLC变换器在谐振频率以上模式下的运行提供了更精确的分析模型。
解读: CLLC拓扑是阳光电源储能系统(如PowerTitan、PowerStack系列)及电动汽车充电桩中双向DC-DC变换器的核心技术。该文提出的高精度时域分析方法,能够显著提升变换器在宽电压范围下的效率优化能力,有助于减小磁性元件体积并降低开关损耗。建议研发团队将其应用于新一代高功率密度储能变流器(P...
一种基于准浮空沟道的SPICE模型,用于提高多结构SiC MOSFET的建模精度
A Quasi-Floating Channel-Based SPICE Model for Improving the Modeling Accuracy of SiC MOSFETs With Multiple Device Structures
Fu-Jen Hsu · Ting-Fu Chang · Cheng-Tyng Yen · Chih-Fang Huang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
本文提出了一种新型准浮空沟道模型,旨在精确模拟碳化硅(SiC)MOSFET在第三象限的工作特性。该模型有效解决了现有模型在负栅源电压(VGS)偏置下模拟精度不足的问题,显著提升了I-V特性的仿真准确性,并通过广泛的实验验证了其有效性。
解读: SiC MOSFET是阳光电源提升光伏逆变器和储能系统(如PowerTitan、ST系列PCS)功率密度与效率的核心器件。该模型通过精确模拟SiC器件在第三象限的导通特性,能显著优化PCS在双向变换过程中的死区时间设置与开关损耗计算。在产品研发阶段,应用此高精度模型可缩短仿真与实测的偏差,提升高频化...
三电平桥式变换器开路故障诊断与容错控制方案
Fault Diagnosis and Fault-Tolerant Control Scheme for Open-Circuit Faults in Three-Stepped Bridge Converters
Cheng Shu · Li Wei · Ding Rong-Jun · Chen Te-Fang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年3月
本文提出了一种针对牵引整流器开路故障的新型诊断方法与容错控制方案。该方法无需额外传感器即可准确识别故障桥臂,并能通过重构电路维持整流器的额定输出能力,有效提升了系统的可靠性与运行稳定性。
解读: 该研究提出的无传感器故障诊断与容错控制技术,对阳光电源的核心产品线具有重要参考价值。在大型集中式光伏逆变器及PowerTitan系列储能变流器(PCS)中,多电平拓扑应用广泛,功率器件的开路故障直接影响系统可用率。通过引入此类容错控制策略,可在不增加硬件成本的前提下,实现故障后的快速定位与降额/满额...
一种用于混合MMC直流故障下抑制桥臂过流和子模块过压的反向偏置电压控制方法
A Reverse-Biased Voltage Controlling Method for Mitigating Arm Overcurrent and Submodule Overvoltage in Hybrid MMCs During DC Faults
Xiongfeng Fang · Gen Li · Cheng Wang · Lei Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月
针对混合模块化多电平变换器(MMC),封锁子模块是清除直流故障的常用方法,但会导致桥臂反向偏置电压失控,引发桥臂过流及子模块过压。本文提出一种反向偏置电压控制方法,通过优化控制策略,有效缓解故障期间的电流集中问题,提升系统在直流故障下的可靠性。
解读: 该研究针对MMC拓扑在直流故障下的保护策略,对阳光电源的高压大功率储能系统(如PowerTitan系列)及大型集中式光伏逆变器具有重要参考价值。随着光储系统向更高电压等级发展,MMC拓扑的应用潜力增加。该控制方法能有效提升系统在极端工况下的鲁棒性,减少故障导致的器件损坏风险。建议研发团队关注该控制逻...
一种通过线电压幅值分析的电压源逆变器多路开路故障快速鲁棒诊断方法
A Fast and Robust Diagnostic Method for Multiple Open-Circuit Faults of Voltage-Source Inverters Through Line Voltage Magnitudes Analysis
Xun Wu · Chun-Yang Chen · Te-Fang Chen · Shu Cheng 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年5月
本文提出了一种针对电压源逆变器多路开路故障的快速鲁棒诊断方法。该方法仅利用两个线电压作为诊断变量,具有经济、简单且能降低信息源故障率影响的优点。文中详细表征了正常及故障状态下线电压矢量的幅值特征。
解读: 该研究对于提升阳光电源组串式及集中式光伏逆变器、储能变流器(PCS)的运维可靠性具有重要价值。在逆变器发生多路功率器件开路故障时,传统的诊断方法往往依赖复杂的传感器网络,而该方法仅需两个线电压信号,能够显著降低硬件成本并提升诊断速度。建议研发团队将其集成至iSolarCloud智能运维平台,通过算法...
采用机械式隔离开关的增强型MMC以实现直流故障阻断和降低功率损耗
Enhanced MMC With Mechanical Disconnectors for DC Fault Blocking and Reduced Power Losses
Xiongfeng Fang · Lei Li · Cheng Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
传统模块化多电平换流器(MMC)采用半桥子模块(HB - SM),无法清除直流故障电流。这一限制使得要么需要使用额外的直流断路器(DCCB),要么需要改进换流器拓扑。在众多解决方案中,混合式直流断路器(HDCCB)和混合式模块化多电平换流器(HMMC)是两种被广泛认可的方案。通过在主支路(MB)中加入超快机械隔离开关,HDCCB可以实现低功率损耗。然而,由于电流转移支路(CTB)需要数百个额外的半导体功率开关,导致成本高昂,阻碍了其广泛应用。虽然HMMC具备快速的直流故障阻断能力,但会产生大量额...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项基于机械断路器增强型MMC的技术对我们在高压直流输电和大规模储能系统领域具有重要战略意义。传统半桥子模块MMC无法阻断直流故障电流的痛点,一直制约着光伏电站、风电场及储能系统向高压直流架构演进的步伐。 该技术的核心价值在于同时解决了直流故障阻断能力和功率损耗两大难题。...
基于改进型LCL滤波器的并网变换器共模谐振电流抑制与效率提升
Common-Mode Resonant Current Suppression and Efficiency Enhancement for Grid-Tied Converters with Modified LCL Filters
Zicheng Zhang · Chenghui Zhang · Xiaoyan Li · Cheng Fu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
采用改进型LCL(MLCL)滤波器的三电平并网变换器在光伏系统中广泛应用,可有效抑制漏电流,但会引入显著的共模谐振电流(CMRC),威胁系统稳定性。此外,旨在提升效率的不连续脉宽调制(DPWM)技术与MLCL滤波器不兼容,加剧CMRC问题,导致抑制CMRC与提升效率之间存在矛盾。本文提出一种基于滤波器的DPWM策略与鲁棒共模环控制器,协同实现CMRC抑制与效率提升。所提DPWM策略在保证各相长钳位时间的同时降低CMRC激励源;基于环路成形理论设计的控制器有效抑制CMRC并确保共模环路鲁棒稳定。实...
解读: 该MLCL滤波器共模谐振抑制技术对阳光电源SG系列光伏逆变器和ST储能变流器具有重要应用价值。针对三电平拓扑中漏电流抑制与效率提升的矛盾,所提DPWM策略可直接应用于公司1500V高压光伏系统,在保证漏电流安全标准的同时,轻载效率提升2%可显著改善清晨/傍晚发电时段的转换损耗。基于环路成形理论的鲁棒...
具有AlGaN应变补偿层的InGaN激光光伏电池在450 nm激光照射下的性能提升
Performance Enhancement of InGaN Laser Photovoltaic Cell With AlGaN Strain Compensation Layer Irradiated by 450 nm Laser
Heng-Sheng Shan · Yi-Xin Wang · Cheng-Ke Li · Ning Wang 等6人 · IEEE Journal of Photovoltaics · 2024年11月
通过在(0001)取向的图案化蓝宝石衬底(PSS)上生长铝镓氮(AlGaN)应变补偿层(SCL),研制出一种高效的氮化铟镓(InGaN)激光光伏电池(LPVC),其光电转换效率(η)达到了23.09%。光致发光光谱证实,插入AlGaN SCL后,峰值分裂现象减少,表明铟(In)分布更加均匀。此外,样品的半高宽变窄,这表明插入AlGaN SCL后晶体质量得到了改善。X射线衍射分析显示,AlGaN SCL能有效调节InGaN材料中的应变弛豫,与未采用AlGaN SCL的材料相比,有源区中阱与垒之间的...
解读: 该InGaN激光光伏技术对阳光电源的功率器件研发具有重要参考价值。研究中AlGaN应变补偿层降低缺陷密度的设计思路,可借鉴至SiC/GaN功率器件的异质外延优化,改善SG系列逆变器和ST储能变流器中GaN器件的晶格失配问题,提升器件可靠性。23.09%的光电转换效率验证了应变工程在III-V族半导体...
采用电压安全带抑制肖特基型p-GaN栅HEMT漏极偏压诱导的阈值电压不稳定性
Suppression of Drain-Bias-Induced VTH Instability in Schottky-Type p-GaN Gate HEMTs With Voltage Seatbelt
Junting Chen · Haohao Chen · Yan Cheng · Jiongchong Fang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年2月
本文提出了一种经济高效的方法,用于抑制肖特基型 p 型氮化镓(GaN)栅高电子迁移率晶体管(HEMT)中漏极偏置引起的阈值电压( ${V} _{\text {TH}}$ )不稳定性。所提出的器件在栅极到漏极的访问区域内的介电层上有一个与源极相连的金属层,该金属层起到电压安全带的作用,将从漏极到 p-GaN 区域的电压耦合限制在一个确定的范围内。通过调整所提出结构中的介电层厚度,在漏极电压( ${V} _{\text {DS}}$ )为 400 V 时,p-GaN 区域所承受的电压电位被限制在 3...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项p-GaN栅极HEMT器件的阈值电压稳定性改进技术具有重要的战略价值。该技术通过创新的"电压安全带"结构,有效解决了GaN功率器件在高压应用中的核心痛点,这与我们在光伏逆变器和储能变流器领域对高可靠性功率半导体的需求高度契合。 在技术价值层面,该方案展现出三个关键优势...
基于多智能体优化的水电主导型水-风-光供应系统短期发电调度模型
Multiagent optimization for short-term generation scheduling in hydropower-dominated hydro-wind-solar supply systems with spatiotemporal coupling constraints
Hongye Zhao · Shengli Liao · Benxi Liu · Zhou Fang 等7人 · Applied Energy · 2025年3月 · Vol.382
摘要 随着电力需求的增长以及水电、风电和太阳能的快速发展,以水电为主的水-风-光供应系统(HHWSSSs)联合调度已成为电力系统领域的研究重点。然而,HHWSSSs内部精细的调度要求、复杂的约束条件以及时空耦合关系等独特特征,给短期发电调度(STGS)带来了显著挑战,包括整体优化计算时间过长、模型构建困难以及求解精度低等问题。为此,本文提出一种多智能体优化模型,以高效应对上述问题。首先,基于大系统分解原理,将HHWSSS的集中式优化转化为多智能体系统的协同运行,并利用根植于流域特征的分层分解策略...
解读: 该多智能体优化调度技术对阳光电源具有重要应用价值。针对水风光互补系统的时空耦合约束问题,可直接应用于ST系列储能变流器与SG光伏逆变器的协同调度优化。其分层解耦策略可提升PowerTitan储能系统在多能源场景下的实时响应效率,IADMM算法思想可融入iSolarCloud平台实现分布式能源智能协调...
锂离子电池充电策略优化:基于异构集成代理模型的先进多目标优化算法
Charging strategies optimization for lithium-ion battery: Heterogeneous ensemble surrogate model-assisted advanced multi-objective optimization algorithm
Fang Cheng · Hui Liu · Energy Conversion and Management · 2025年10月 · Vol.342
摘要 缩短充电时间(CT)同时维持锂离子电池(LIBs)的热安全与健康状态管理,对于提升电动汽车的实用性至关重要。然而,传统的基于机理的充电策略优化方法存在计算负担重、搜索空间高维以及多目标冲突等问题,导致其在广泛应用中面临瓶颈。为克服上述问题,本文首先构建了一种基于机理的电-热-老化耦合模型用于数据集生成。随后,提出一种基于元特征的异构集成代理模型(MetaHES),以更好地适应在荷电状态分阶段恒流充电(SMCC)策略下多样化的充放电性能特性。此外,引入一种改进的约束多目标哈里斯鹰优化算法,结...
解读: 该锂电池充电策略优化技术对阳光电源储能系统和充电桩产品具有重要应用价值。其异构集成代理模型可显著降低ST系列PCS和PowerTitan储能系统的电池管理算法计算负担,多目标优化算法能在充电时间、热安全和电池寿命间实现最优平衡。特别是多阶段恒流充电策略可直接应用于EV充电站快充技术,提升充电效率两个...
考虑抽水蓄能变速机组的水-风-光-储短期调度策略
Short-term scheduling strategies for hydro-wind-solar-storage considering variable-speed unit of pumped storage
Huan Wang · Shengli Liao · Chuntian Cheng · Benxi Liu 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 抽水蓄能电站(PSHP)因其独特的双向调节能力,能够有效弥补传统水-风-光互补系统调节能力不足的问题。然而,清洁能源出力的不确定性、传统定速机组的固有缺陷以及对机组启停计划的忽视,给抽水蓄能电站的高效运行带来了显著挑战。为应对上述挑战,本文构建了一种考虑变速机组(VSU)策略及抽水蓄能电站最小启机台数原则的水-风-光-抽水蓄能混合能源系统短期协同调度模型(SHWSSCMM)。首先,提出以最小化启机台数为目标,结合最小化负荷峰谷差和最大化发电收益,共同构成SHWSSCMM的多目标函数,在追求...
解读: 该研究对阳光电源储能系统具有重要价值。变速抽水蓄能机组的实时功率调节策略可借鉴至ST系列PCS的双向变流控制,提升PowerTitan储能系统在风光水储混合场景下的灵活调节能力。多目标优化中的削峰填谷与机组启停最小化思想,可融入iSolarCloud平台的智能调度算法,优化储能系统充放电策略。拉丁超...