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无电荷传输层夹心结构的Sb2S3室内光伏器件
Sb2S3 indoor photovoltaics with a charge-transport-layer-free sandwich-structure
Wentao Wu · Zihao Chen · Yixuan Chen · Jinyi Fei 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127
本文报道了一种采用无电荷传输层夹心结构的Sb2S3薄膜太阳能电池，用于高效室内光伏应用。该器件以FTO/TiO2/Sb2S3/CuI/Au结构构建，在1000 lux荧光照明下展现出优异的光电转换性能，最大功率输出密度达46.8 μW/cm²，能量转换效率超过15%。通过优化吸收层厚度与界面接触，有效提升了载流子收集效率并降低了复合损失。该结构简化了制备工艺，避免了传统空穴传输层的使用，为低成本、可扩展的室内光伏技术提供了新思路。
解读: 该无电荷传输层Sb2S3室内光伏技术对阳光电源室内物联网供电方案具有重要参考价值。其15%的室内光转换效率和简化的器件结构，可应用于iSolarCloud云平台的无线传感器节点、智能运维系统的分布式监测设备自供电方案。夹心结构省去传统空穴传输层，降低制造成本，与阳光电源低成本光伏组件战略契合。46....
学习多个凸电压稳定约束用于机组组合
Learning Multiple Convex Voltage Stability Constraints for Unit Commitment
Hongyang Jia · Qingchun Hou · Pei Yong · Fei Teng 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年5月
随着可变可再生能源（VRE）渗透率的不断提高，电力系统电压稳定性面临着重大挑战，因为VRE机组属于基于逆变器的发电机（IBG），往往会削弱电力系统的电压支撑能力。因此，发电调度应避免可能导致电压不稳定问题的运行状态。本文提出了一种数据驱动的方法，用于学习多个凸电压稳定约束条件，并将其有效嵌入机组组合问题中。首先，利用多个凸多面体来表示非线性和非凸的电压稳定边界。然后，通过决策树对多面体进行初始化，并采用全局优化策略对其进行优化。最后，将学习得到的电压稳定边界作为约束条件嵌入机组组合问题中。对六个...
解读: 该研究对阳光电源的储能与光伏逆变器产品线具有重要参考价值。研究提出的多凸约束学习方法可优化ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的电压稳定控制策略。具体而言，可将其应用于：1)储能系统的GFM控制算法优化，提升PowerTitan在弱电网条件下的电压支撑能力；2)大型光伏电站的VSG控制设计，增强S...
提高电磁暂态仿真中插值算法精度：基于帕德逼近与开关定理的方法
Improving Accuracy of Interpolation Algorithm in EMT Simulation: A Padé Approximation and Switching Theorem Based Approach
Yang Cao · Wei Gu · Mingwang Xu · Fei Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年10月
随着可再生能源和电力电子设备在电力系统中日益普及，电力系统的特性如今由电力电子技术所塑造，这给电磁暂态（EMT）仿真中使用的加速算法带来了新的挑战。在此背景下，本文提炼了插值算法的五个关键技术要点，并提出了一种改进的插值算法。具体而言，采用帕德近似并将其与数值积分方法相结合，建立离散模型以提高精度和稳定性。利用开关定理进行重新初始化，这进一步降低了开关误差，并能更真实地反映开关暂态过程。此外，通过李雅普诺夫稳定性分析从理论上证明了该算法的稳定性。使用改进的插值算法，能够在保持高仿真效率和稳定性的...
解读: 该EMT仿真插值算法对阳光电源电力电子产品开发具有重要价值。在ST储能变流器和SG光伏逆变器设计阶段，高精度EMT仿真可准确预测高频开关暂态、谐波特性及并网交互行为，优化SiC/GaN器件开关策略与死区时间设计。对于构网型GFM控制器开发，精确的暂态仿真能验证虚拟惯量响应与故障穿越性能。在电动汽车O...
基于Kolmogorov-Arnold网络的跟网型与构网型电力电子系统阻抗辨识
Kolmogorov-Arnold Network Based Impedance Identification of Power Electronic Systems with Grid Following and Grid Forming Control
Cao Shen · Fei Zhang · Wei Gu · Tao Chen 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
阻抗模型正被用于电力电子系统的稳定性分析。由于难以获取详细的控制器信息，因此很难推导解析阻抗模型。本文针对采用跟网型和构网型控制的并网变流器系统，提出了一种基于柯尔莫哥洛夫 - 阿诺尔德网络（KAN）和物理信息的阻抗识别方法。利用柯尔莫哥洛夫 - 阿诺尔德表示定理，所提出的两层 KAN 用可学习的单变量样条函数取代了固定的神经元权重，从而与具有相当精度的多层感知器相比，以更少的可训练参数和更浅的网络深度实现了通用逼近。通过实时数字仿真器中采用双馈感应发电机变流器的风电场验证了所提方法的有效性，并...
解读: 从阳光电源的业务角度来看，这项基于Kolmogorov-Arnold网络（KAN）的阻抗识别技术具有重要的战略价值。当前，阳光电源的光伏逆变器、储能系统在大规模并网场景中面临日益复杂的稳定性挑战，特别是在构网型（Grid-Forming）和跟网型（Grid-Following）控制模式共存的新型电力...
分层约束模型预测控制在WPT系统多目标优化中的应用
Hierarchical-Constraint Model Predictive Control for Multi-Objective Optimization of WPT System
Hualei Zheng · Fei Xu · Xiaoning Li LiXN · Zhixin Chen 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月
现有无线电能传输（WPT）系统的控制方法难以同时实现零电压开关（ZVS）、输出稳定和效率优化。为解决这一问题，本文通过将控制结构划分为具有优先级的层次，提出了一种分层约束模型预测控制（HCMPC）方法。HCMPC无需使用复杂的加权因子，即可同时实现零电压开关、输出调节和效率优化。实验结果表明，在30至80 Ω的宽负载范围内，HCMPC的输出电压误差低于0.5%，效率高于90%。在负载瞬变情况下，稳定时间分别为12 ms和15 ms。同时，WPT系统可确保在整个负载范围内所有开关均能实现零电压开关...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇关于无线电能传输（WPT）系统分层约束模型预测控制的研究具有重要的技术参考价值和潜在应用前景。 该论文提出的HCMPC方法通过分层优先级结构，同时实现了零电压开关（ZVS）、输出稳定性和效率优化的多目标控制，这与我们在光伏逆变器和储能变流器领域追求的高效率、高可靠性目...
一种基于状态变量消去的EMTP型恒定导纳等效建模方法
A State Variables Elimination-Based EMTP-Type Constant Admittance Equivalent Modeling Method for Power Electronic Converters
Mingwang Xu · Wei Gu · Yang Cao · Shuaixian Chen 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年2月
随着大量电力电子设备接入电网，电磁暂态（EMT）仿真技术对电网安全稳定运行至关重要。本文提出一种基于状态变量消去的EMTP型恒定导纳等效建模方法，采用“网络-节点电压-历史电流源”三层架构，通过矩阵分裂和引入输出方程构建低阶等效节点电压方程。该方法具有恒定导纳矩阵、保留内部动态特性、建模流程简洁、计算复杂度低等优点，相较于经典节点消去法更具通用性，适用于模块化电气设备。通过与离线EMT仿真及实验结果对比，验证了该方法在多种工况下均具备高精度与高效率。
解读: 该EMTP型恒定导纳等效建模方法对阳光电源储能与光伏产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统开发中，该方法可显著提升EMT仿真效率，通过状态变量消去技术降低计算复杂度，加速多机并联系统的暂态特性分析。对于SG系列光伏逆变器，该建模方法可优化1500V系统的电磁兼...
降低直流母线电容的两级单相逆变器系统中DAB优化控制
Optimized Control of DAB in Two-Stage Single Phase Inverter System with Reduced DC-Bus Capacitance
Fei Xiong · Qiangfu Feng · Shanfeng Chen · Dong Yan · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
为在两级单相逆变器系统中降低中间直流母线电容同时保持高效率，提出了高直流母线电压纹波和降低直流母线电容条件下双有源桥DAB的优化二倍频功率控制方法。首先基于直流母线电压与电网电压位置关系分析推导出直流母线电压纹波最大允许值的通用近似解析计算方法。然后优化DAB中的二倍频功率和直流母线电压基准以降低整个二倍频周期内DAB的有效值电流。推导出解析表达式形式的最优控制组合。考虑最大电压纹波限制和DAB电流优化，提出优化协调控制方法，在确保逆变器系统稳态和瞬态过程稳定运行的同时最小化DAB有效值电流。
解读: 该DAB优化控制研究对阳光电源储能变流器设计有重要参考价值。降低直流母线电容同时保持高效率的技术目标与阳光ST系列储能变流器的小型化和高功率密度发展方向一致。二倍频功率优化控制方法可应用于阳光单相储能逆变器和户用光伏逆变器的直流母线管理，减小薄膜电容使用量降低成本。解析化的最优控制组合推导为阳光iS...
一种用于光伏系统接入中压直流电网的新型容错拓扑结构
A Novel Fault-Tolerant Topology for MVDC Grids Interface of Photovoltaic Generation Systems
Yizhan Zhuang · Yiming Zhang · Xiaoying Chen · Hongxi Zhu 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月
独立输入、输出串联型直流 - 直流变换器能够在不借助低压直流（LVDC）母线的情况下，将光伏（PV）能源汇集到中压直流（MVDC）电网中，从而降低一次功率损耗和硬件成本。然而，在这种串联结构中，部分低压端口发生短路故障会导致整个系统失效，而中压端口发生短路故障则容易损坏设备。本文提出一种新的容错结构，可有效解决上述问题。在低压故障期间，连接在相邻子模块（SM）之间的 LC 支路能够传输能量并维持故障模块的电容电压，以确保系统持续稳定运行。当中压故障发生时，容错结构被闭锁，子模块电容反向接入故障电...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对中压直流（MVDC）光伏并网系统的容错拓扑技术具有重要的战略价值。该技术通过输入独立、输出串联的DC-DC变换器直接将光伏能量汇集到MVDC电网，省去了传统低压直流母线环节，这与我们在大型光伏电站和工商业储能系统中追求的高效率、低成本目标高度契合。 该技术的核心创...
基于时域分析的LCC-LCC补偿感应式电力传输变换器不连续工作状态的精确建模
Accurate Modeling of Discontinuous Operating State for LCC–LCC Compensated Inductive-Power-Transfer Converters by Time-Domain Analysis
Xian Zhang · Hualei Zheng · Fei Xu · Zhixin Chen · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月
LCC-LCC补偿拓扑广泛应用于感应式电力传输（IPT）系统以实现恒流（CC）输出，适用于电池充电。然而，传统基于频域基波分析（FHA）建立的数学模型在负载电阻大于阈值RL > πωLfs/2时无法准确描述输出电流，因其忽略了整流器输入电流的不连续半正弦特性。本文首次提出一种精确的时域分析（TDA）方法，用于推导LCC-LCC补偿IPT系统的输出电流模型。结果表明，输出电流随负载电阻增大而减小，与FHA结论截然不同。仿真与实验验证了所提TDA模型的准确性，且与理论分析一致。该方法可为设计LCC-...
解读: 该LCC-LCC补偿IPT系统的时域精确建模技术对阳光电源无线充电产品线具有重要应用价值。研究揭示的不连续工作状态建模方法可直接应用于电动汽车无线充电桩和储能系统无线充电模块设计。传统FHA方法在大负载电阻时的建模误差会导致恒流输出失准，影响电池充电安全性。所提TDA方法能准确预测整流器输入电流的不...
单片集成氢终端金刚石场效应晶体管逻辑电路
Monolithically Integrated Hydrogen-Terminated Diamond FET Logic Circuits
Yuesong Liang · Wei Wang · Genqiang Chen · Fei Wang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年4月
逻辑电路是实现集成电路的基础。本文利用氢化金刚石制备了负载分别为电阻、增强型场效应晶体管（FET）和耗尽型FET的单片E/R、直耦E/E及E/D反相器逻辑电路，并测试其性能。结果表明，E/D逻辑电路在电压摆幅、增益、噪声容限和功耗方面显著优于E/R和E/E电路，在−10 V供电下实现−9.44 V的逻辑摆幅、15.5 V/V的电压增益、0.82/7.07 V的低/高噪声容限，静态功耗低于10⁻³ W，并可在高达200°C下正常工作，展现出金刚石智能功率集成电路的巨大潜力。
解读: 该氢终端金刚石FET逻辑电路技术对阳光电源功率器件及高温应用场景具有重要价值。金刚石器件200°C高温工作能力可应用于：1）ST储能系统功率模块，减少散热需求，提升功率密度；2）SG光伏逆变器高温环境适应性，降低冷却系统成本；3）车载OBC充电机，满足发动机舱高温工况。其E/D逻辑电路的高电压摆幅（...
考虑负载与耦合系数大范围变化的LCC-LCC补偿WPT系统恒功率输出
Constant Power Output for LCC-LCC Compensated WPT Systems Considering Large Variations of Loads and Coupling Coefficients
Fei Xu · Yuxiang Ren · Ming Xue · Zhixin Chen 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
无线电力传输（WPT）系统中常因负载变化和位置偏移导致输出功率波动。为此，本文提出一种新型控制策略，可在负载及耦合系数大幅变化时实现恒定功率（CP）输出。该系统采用双LCC（DLCC）补偿拓扑，副边补偿电感与半主动整流器（SAR）及开关控制电容（SCC）串联。通过提出的参数协同调节策略，调节副边等效负载阻抗，使系统始终工作于谐振状态并实现恒功率输出。所提控制方法还可确保所有开关器件实现零电压开关（ZVS），显著降低开关损耗，提升系统整体效率。实验样机结果表明，在负载与耦合系数变化超过50%时，输...
解读: 该LCC-LCC补偿WPT恒功率控制技术对阳光电源新能源汽车充电产品线具有重要应用价值。文中提出的副边半主动整流器（SAR）与开关控制电容（SCC）协同调节策略，可直接应用于无线充电桩产品开发，解决车辆停放偏移导致的耦合系数变化（±50%）及不同车型电池负载差异带来的功率波动问题。所提ZVS软开关技...
VSC-HVDC集成风电场的交直流电压控制耦合建模与自适应故障穿越方法
Modelling of AC-DC Voltage Control Coupling and Adaptive Fault Ride-Through Method for VSC-HVDC Integrated Wind Farms
Jiyu Chen · Jinxin Ouyang · Fei Huang · Baixiang Huangfu · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年4月
电网故障时，基于电压源换流器的高压直流输电（VSC-HVDC）集成风电场需在保障系统安全的前提下有效支撑电网电压。现有研究忽略了故障过渡阻抗引起电网复阻抗突变所导致的交直流电压控制耦合效应，可能导致直流侧暂态过电压、电网电压支撑不足或风电场有功功率损失。本文建立基于虚拟故障的故障电网等效模型，揭示了故障电网复阻抗引发的交直流电压控制耦合机理，构建了并网点电压、直流电压最大偏差与风端换流器有功功率的耦合模型，提出了集成系统最大电网电压支撑能力的量化方法，并设计了兼顾交直流电压控制的自适应对称故障穿...
解读: 该研究对阳光电源的大型储能变流器ST系列和光伏逆变器SG系列产品具有重要参考价值。文中提出的交直流电压控制耦合建模方法可优化阳光储能变流器的电网故障穿越(LVRT)控制策略,提升PowerTitan等大型储能系统的电网支撑能力。自适应故障穿越方法对改进SG系列逆变器的电网适应性具有启发意义,有助于提...
考虑自感和互感变化的感应电力传输系统位置偏移容限设计以实现最优恒流输出
Position Offset Tolerance Design Considering Variations of Both Self and Mutual Inductance of Inductive-Power-Transfer Systems for Optimal Constant Current Outputs
Fei Xu · Xian Zhang · Zhixin Chen · Junwei Liu · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
当前感应电力传输IPT系统位置偏移容限设计研究主要关注如何保持互感稳定性。实际上发射器与接收器间的位置偏移不仅改变互感，也改变磁耦合结构的电感，这会恶化调谐谐振条件并进一步影响输出功率、系统效率和零电压开关ZVS。为实现最优效率的恒流CC充电，本文尝试为典型S-S补偿IPT系统设计同时考虑自感和互感变化的位置偏移容限控制。首先提出快速频率搜索方案以跟踪系统谐振频率并进一步识别磁耦合线圈的自感。然后基于识别参数重构IPT系统稳态数学模型。通过采样次级侧峰值电流进一步识别互感。可计算出具有ZVS和最...
解读: 该IPT位置偏移容限设计研究对阳光电源无线充电系统鲁棒性提升有重要参考价值。同时考虑自感和互感变化的全面建模方法与阳光新能源汽车OBC无线充电模块在实际应用中面临的复杂位置偏移场景高度契合。快速频率搜索和参数识别方案可应用于阳光iSolarCloud平台的无线充电智能控制，实现动态优化。实现ZVS和...
一种基于物理与数据辅助的抽水蓄能电站瞬态过程预测框架
A physics-based and data-aided transient prediction framework for sustainable operation of pumped-storage hydropower systems
Weichao Maa · Zhigao Zhao · Chengpeng Liu · Fei Chen 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.384
摘要 实现对抽水蓄能电站（PSHSs）瞬态过程的准确预测仍是一个关键挑战，主要由于现场参数存在不确定性，特别是泵-水轮机特性曲线（PTCCs）的不确定性，以及物理模型自身存在的局限性。为解决这一问题，本研究提出了一种以现场测量数据为核心的抽水蓄能电站瞬态预测框架，该框架融合了基于物理模型的校准与数据驱动的修正方法。本文提出了一种利用点分布模型（PDMs）重构PTCC的方法，其中PDM作为先验模型，通过在PTCC上定义多个特征点以适应可能发生的非刚性变形，并进行了创新性开发。该方法采用曲面重构算法...
解读: 该物理-数据混合瞬态预测框架对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。抽水蓄能电站的特性曲线重构方法可应用于ST系列PCS和PowerTitan储能系统的动态建模,通过现场实测数据校准物理模型,结合NARX神经网络修正预测误差,可显著提升储能系统在电网调频、削峰填谷等瞬态工况下的控制精度。该方法与iSol...
一种用于中压电力牵引驱动的100 kHz内并联Si+SiC混合多电平变换器的设计与验证
Design and Validation of a 100 kHz Inner-Paralleled Si+SiC Hybrid Multilevel Converter for Medium-Voltage Electric Traction Drives
Feng Guo · Fei Diao · Zhuxuan Ma · Pengyu Lai 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年8月
本文针对 3 kV 直流母线的电力牵引驱动系统，设计并开发了一种新型的带有内部并联（IP）半桥（HB）的中压（MV）混合式多电平逆变器。在该提出的混合式拓扑结构中，每相由一个有源中性点钳位（ANPC）三电平（3 - L）单元和一个 IP 单元组成，其中 ANPC 三电平单元采用工作在基频的 3.3 kV 硅（Si）绝缘栅双极型晶体管（IGBT），而 IP 单元采用定制的 3.3 kV H 桥碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET），工作频率为 50 kHz。通过线...
解读: 该100kHz Si+SiC混合多电平技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在新能源汽车业务中，可直接应用于电机驱动系统，高频运行特性能显著提升功率密度，降低车载系统体积重量。对于ST系列储能变流器和SG光伏逆变器，内并联混合拓扑可优化现有三电平方案，通过Si/SiC器件协同工作实现开关损耗与成...
高频无线电力传输技术特刊主编寄语
Guest Editorial Special Issue on High-Frequency Wireless Power Transfer Technology
Fei Lu · Grant Covic · Shu Yuen Ron Hui · Fernando Briz · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
无线电力传输WPT技术在交通电气化、电网、消费电子、医疗和太空等众多新兴应用中日益关键。其非接触特性在脏污或超洁净、高温、水下、地下和外太空等恶劣环境条件下具有优势。当前WPT系统性能与开关频率、耦合度、初次级磁元件伏安需求和组件质量密切相关，这些是功率容量、功率密度和效率的关键决定因素。为提升WPT技术运行安全性和可靠性，抑制和消除高频磁场引起的电磁干扰EMI和电动势EMF问题至关重要。该特刊从74篇投稿中录用31篇，涵盖高频谐振变换器技术、高频电磁场约束与发射抑制、抗失调与传输距离增强、高频...
解读: 该高频WPT特刊对阳光电源无线充电技术发展有全面指导价值。特刊涵盖的多MHz IPT系统、SiC全桥逆变器和三相高频IPT系统与阳光新能源汽车OBC无线充电模块的技术路线一致。高频电磁场约束和EMI/EMF抑制技术为阳光无线充电产品满足安全标准提供了解决方案。抗失调和传输距离增强技术（圆柱螺线管耦合...