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面向碳感知的多能源市场协同数据中心能量优化
Energy optimization for data centers via carbon-aware multi-energy market coordination
Dafeng Zhu · Sicheng Liu · Bo Yang · Haoran Deng 等6人 · Applied Energy · 2026年4月 · Vol.409
本文提出一种碳感知驱动的数据中心多能源市场协同优化框架，整合光伏、储能、电网购电及需求响应，在电价与碳强度双维度下实现经济性与低碳性协同优化。
解读: 该研究契合阳光电源PowerTitan和ST系列PCS在用户侧储能与光储协同调度中的应用场景，尤其适用于数据中心等高可靠性负荷的智能能源管理。建议将文中碳感知优化算法嵌入iSolarCloud平台，结合组串式逆变器与PCS实时功率数据，实现动态充放电策略生成；可拓展至PowerStack系统在IDC...
基于特征提取的DC/DC降压变换器退化检测
Degradation Detection of a DC/DC Buck Converter Based on Feature Extraction
Yang Liu · Jigui Miao · Quan Yin · Haoran Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年1月
DC/DC变换器在电子系统中起着关键的电源支撑作用。在运行过程中，环境因素（如温度、湿度）会导致元器件退化，从而威胁系统可靠性。本文提出了一种有效的退化检测方法，通过特征提取技术对DC/DC降压变换器的性能衰退进行监测，以保障系统的稳定运行与功能可靠性。
解读: 该研究关注电力电子变换器的全生命周期健康管理，对阳光电源的核心产品线具有重要参考价值。在组串式逆变器、储能系统（PowerTitan/PowerStack）以及充电桩产品中，DC/DC变换级是核心功率单元。通过引入文中的特征提取与退化检测算法，阳光电源可进一步优化iSolarCloud平台的智能运维...
关于双端有源电容的实用设计
On the Practical Design of a Two-Terminal Active Capacitor
Haoran Wang · Yang Liu · Huai Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年10月
本文提出了一种基于有源电力电子电路、电压控制方法及自供电方案的双端有源电容概念。该方案保留了无源电容仅需两个功率端子的使用便利性，无需额外连接，在提升功率密度或降低设计成本方面具有显著潜力。
解读: 有源电容技术通过电子模拟方式替代大容量电解电容，能有效解决逆变器及储能变流器（PCS）中直流母线电容的寿命瓶颈与体积限制。对于阳光电源的组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统，该技术有助于减小直流侧滤波电路体积，提升整体功率密度，并降低对易损电解电容的依赖，从而提升系统长期...
一种用于静止坐标系下单相PWM变换器的简单模型预测瞬时电流控制
A Simple Model Predictive Instantaneous Current Control for Single-Phase PWM Converters in Stationary Reference Frame
Lin Peng · Lei Ma · Wensheng Song · Haoran Liu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年7月
针对铁路牵引应用中单相PWM变换器，传统PI控制存在稳态误差或动态响应差的问题，而死拍（Deadbeat）控制因线性外推近似误差难以消除稳态误差。本文提出一种简单的模型预测瞬时电流控制（ICC）方法，旨在提升单相变换器在静止坐标系下的电流跟踪精度与动态响应性能。
解读: 该控制算法对阳光电源的户用光伏逆变器及小型工商业单相并网产品具有重要参考价值。单相逆变器在弱电网或复杂负载环境下，电流跟踪精度直接影响并网电能质量（THD）。通过引入该模型预测控制（MPC）策略，可有效替代传统的PI控制，提升系统在瞬态过程中的响应速度，并消除稳态误差。建议研发团队在户用组串式逆变器...
一种用于数据中心应用的矩阵自耦变压器开关电容变换器
A Matrix Autotransformer Switched-Capacitor Converter for Data Center Application
Maohang Qiu · Mengxuan Wei · Xiaoyan Liu · Haoran Meng 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月
本文提出了一种矩阵自耦变压器开关电容DC-DC变换器，旨在为48V数据中心应用实现高电压转换比、高效率和高功率密度。在高压侧，该变换器能够充分利用类似多电平模块化开关电容变换器的低电压应力器件优势。
解读: 该拓扑通过矩阵自耦变压器与开关电容技术的结合，有效降低了器件电压应力并提升了功率密度，这对阳光电源的储能系统（如PowerTitan系列）及户用储能产品的DC-DC变换模块具有参考价值。随着数据中心储能及工商业储能对高效率、高功率密度要求的不断提升，该技术可优化储能变流器（PCS）内部的DC-DC级...
一种由压电换能器辅助实现10mV冷启动且峰值效率达82.7%的热电能量采集系统
A Thermoelectric Energy Harvesting System Assisted by a Piezoelectric Transducer Achieving 10-mV Cold-Startup and 82.7% Peak Efficiency
Tianqi Lu · Ruizhi Wang · Zhong Tang · Yiwei Zou 等13人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
本文提出了一种10mV启动电压的热电能量采集系统，利用压电发电机（PEG）作为冷启动辅助。该方案针对同时存在热能与动能的环境，通过PEG提供时钟信号实现系统启动。得益于PEG的高输出阻抗特性，该系统在极低电压下展现了优异的启动性能与转换效率。
解读: 该技术主要涉及微功率能量采集与超低电压启动电路，与阳光电源现有的兆瓦级光伏逆变器及大容量储能系统（如PowerTitan）在功率等级上差异巨大。然而，其“冷启动”与“低电压启动”的设计理念对阳光电源的iSolarCloud智能运维平台中的无线传感器节点、分布式监测终端或储能系统的BMS辅助电源设计具...
混合直流链路电容器组的基于模型的设计与优化
Model-Based Design and Optimization of Hybrid DC-Link Capacitor Banks
Haoran Wang · Cunzhong Li · Guorong Zhu · Yang Liu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年9月
针对单电容器无法满足需求的应用场景，通常采用多电容器串并联组成电容器组。目前工业界多依赖经验进行选型与组合，导致体积、成本及可靠性难以达到最优。本文提出了一种基于模型的设计与优化方法，旨在通过科学的组合策略提升直流链路电容器组的性能。
解读: 直流链路电容是光伏逆变器和储能变流器（PCS）中的关键薄弱环节，直接影响产品的寿命与功率密度。该研究提出的混合电容组优化设计方法，对阳光电源的组串式逆变器（如SG系列）及大型储能系统（如PowerTitan）具有极高价值。通过精细化建模，可在保证可靠性的前提下，进一步优化电容选型，降低系统体积与成本...
一种具有改进电压平衡策略的单相级联H桥整流器内模直接功率控制
An Internal Model Direct Power Control With Improved Voltage Balancing Strategy for Single-Phase Cascaded H-Bridge Rectifiers
Haoran Liu · Lei Ma · Wensheng Song · Lin Peng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年8月
本文针对车载电力电子变压器中的单相级联H桥整流器（CHBR），提出了一种结合电压平衡策略的内模直接功率控制（IM-DPC）方法。通过坐标变换建立改进的功率控制结构，有效提升了CHBR的控制性能与直流侧电压平衡能力。
解读: 该技术主要涉及多电平拓扑与先进控制算法，虽然阳光电源目前以光伏逆变器和储能PCS为主，但级联H桥技术在超高压直流输电及大型储能系统（如PowerTitan系列）的模块化设计中具有潜在应用价值。其电压平衡策略对提升多模块并联系统的稳定性有参考意义。建议研发团队关注该内模控制算法在复杂电网环境下的鲁棒性...
基于五阶广义积分磁链观测器与扩展状态观测器锁相环的永磁同步电机无传感器控制
Sensorless Control of PMSM Based on Fifth-Order Generalized Integral Flux Observer and Extended State Observer-Based Phase-Locked Loop
Xiaojiang Zhang · Junjie Zhu · Zhian Zheng · Haoran Liu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
本文提出了一种结合五阶广义积分磁链观测器（FOGIFO）和基于扩展状态观测器锁相环（ESO_PLL）的永磁同步电机（PMSM）无传感器控制方法。针对参数失配、采样误差及逆变器非线性等非理想因素，该方法有效提升了转子磁链估计的精度与鲁棒性。
解读: 该技术主要应用于电机驱动控制领域，与阳光电源的“风电变流器”及“电动汽车充电桩”业务具有技术关联性。在风电变流器中，高性能的无传感器控制可提升永磁直驱风机的运行效率与可靠性，降低硬件传感器成本；在充电桩领域，该算法可优化车载电机驱动系统的控制性能。建议研发团队关注该算法在复杂电网环境下的抗干扰能力，...
基于全阶超螺旋观测器与可调前馈增益HR-PI锁相环的表贴式永磁同步电机无传感器控制
Sensorless Control of SPMSM Using a Full-Order Supertwisting Observer and HR-PI-Based FPLL With Tunable Forward Gain
Xiaojiang Zhang · Junjie Zhu · Xuan Wu · Zhian Zheng 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年11月
本文提出了一种针对表贴式永磁同步电机（SPMSM）的鲁棒无传感器控制策略。该方法结合了改进的全阶超螺旋滑模观测器（STA-FSMO）与采用可调前馈增益谐振比例积分（HR-PI）控制器的前馈锁相环。该方案有效解决了传统滑模观测器存在的抖振问题，提高了电机在宽转速范围内的观测精度与动态响应性能。
解读: 该技术主要应用于电机驱动控制领域，与阳光电源的电动汽车充电桩（内部功率模块控制）及风电变流器产品线具有技术相关性。全阶超螺旋滑模观测器（STA-FSMO）能够提升电机控制的鲁棒性，减少系统抖振，这对提高充电桩内部风扇驱动系统或风电变流器中电机驱动单元的可靠性与效率具有参考价值。建议研发团队关注该算法...
一种用于48V数据中心应用的矩阵自耦变压器开关电容变换器
A High Conversion Ratio Matrix Autotransformer Switched-Capacitor Converter for 48 V Datacenter Application
Maohang Qiu · Zhongshu Sun · Xiaoyan Liu · Kevin Hobbs 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
本文提出了一种矩阵自耦变压器开关电容直流-直流变换器（MASC），旨在实现数据中心48V至3.2V的高降压比转换。该拓扑类似于集成电感的串联电容Buck变换器，通过谐振模式运行实现零电压开关（ZVS），有效降低了开关损耗，提升了变换效率。
解读: 该技术主要针对数据中心高降压比DC-DC转换，与阳光电源目前的储能系统（PowerTitan/PowerStack）及组串式逆变器中的功率变换模块存在技术重叠。虽然阳光电源核心业务集中在光储领域，但随着公司向数据中心供电解决方案及工商业储能扩展，该高效率谐振变换拓扑可为未来高功率密度电源模块的研发提...
一种用于T型三电平变换器的降低共模电压、开关损耗及中点电压控制的载波基不连续PWM策略
A Carrier-Based Discontinuous PWM Strategy for T-Type Three-Level Converter With Reduced Common Mode Voltage, Switching Loss, and Neutral Point Voltage Control
Weidong Jiang · Haoran Jiang · Shengyu Liu · Shengzhi Ji 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
本文提出了一种针对T型三电平变换器的新型载波基不连续脉宽调制（CB_DPWM）策略。该策略被称为RCMV_CB_DPWM，其核心优势在于能够有效降低共模电压（CMV），同时减少开关损耗，并消除中点电压（NPV）的直流偏置，从而提升变换器的整体性能与稳定性。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心业务——光伏逆变器（尤其是组串式和集中式产品）及储能变流器（PCS）。T型三电平拓扑是阳光电源大功率逆变器和储能产品的主流拓扑之一。该研究提出的RCMV_CB_DPWM策略在降低共模电压方面具有显著优势，有助于减小漏电流，提升系统电磁兼容性（EMC）表现；同时，降低开关...
利用AlGaN背势垒中的二维空穴气实现GaN-on-Si HEMT衬底损耗抑制与射频性能提升
2DHG in AlGaN Back-Barrier for Substrate Loss Suppression and RF Performance Enhancement in GaN-on-Si HEMTs
Yeke Liu · Po-Yen Huang · Chun Chuang · Sih-Han Li 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年8月
对于射频应用的硅基氮化镓（GaN-on-Si）高电子迁移率晶体管（HEMT）而言，衬底损耗仍是一项关键挑战。在本研究中，我们通过实验验证了氮化镓/铝镓氮（GaN/AlGaN）背势垒（BB）界面处二维空穴气（2DHG）的形成，并首次证明了其在抑制射频衬底损耗方面的重要作用。我们提出了一种二维空穴气屏蔽模型，并通过技术计算机辅助设计（TCAD）仿真进行了验证。此外，我们引入了前偏置技术，可在工作偏置条件下直接观测二维空穴气。小信号建模和S参数测量显示，与无铝镓氮背势垒的器件相比，具有铝镓氮背势垒的器...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项GaN-on-Si HEMT器件的2DHG背势垒技术具有重要的战略价值。该技术通过在GaN/AlGaN界面形成二维空穴气体来抑制衬底损耗，使器件的截止频率和最大振荡频率分别提升7 GHz和15 GHz，同时改善了功率增益、功率附加效率和线性度指标。 对于阳光电源的核心...
用于1600V电动卡车和电动飞机动力系统的500-kW谐振开关电容变换器
500-kW Resonant Switched-Capacitor Converter for 1600-V Electric Trucks and Electric Aircraft Powertrain Application
Xiaoyan Liu · Maohang Qiu · Kevin Hobbs · Ahmed Dahneem 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
混合动力/电池驱动的电动卡车或飞机因可消除温室气体及有害气体排放而备受关注。兆瓦级电驱动系统中，1600-V电压平台相比传统400-V或800-V系统可减轻线缆重量并提升充电速度，更具优势。本文提出并研制了一款适用于该场景的500-kW三相交错谐振开关电容DC-DC变换器，详细分析了其工作原理及功率损耗，包括MOSFET、无源器件和母排损耗。提出了一种高效的高功率测试方法，并在额定工况下验证了样机性能。仿真与实验结果表明，该原型机峰值效率达99.1%，满载500-kW时效率为98.7%。
解读: 该500-kW谐振开关电容变换器技术对阳光电源充电桩及储能产品线具有重要应用价值。其98.7%满载效率和1600V高压平台设计可直接应用于大功率充电桩产品，减少线缆损耗并提升充电速度。三相交错谐振拓扑及详细的损耗分析方法（含MOSFET、无源器件、母排损耗）可优化ST系列储能变流器的DC-DC变换环...
基于降阶阻抗模型与双层优化的风电场小信号稳定区域在线构建
Online Construction of Small-Signal Stability Region for Wind Farms With Reduced-Order Impedance Model and Two-Layer Optimization
Peng Wang · Tiancheng Liu · Haoran Zhao · Yuexin Ma 等5人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年5月 · Vol.40
针对风电场宽频振荡问题，本文提出基于分段仿射阻抗模型的在线稳定区域构建方法：离线建立风机阻抗与运行点映射关系，线上快速识别；采用动态模态分解辨识电网阻抗；结合增强广义Nyquist判据与复合形状算法实现稳定边界两层优化。经仿真与硬件在环实验验证。
解读: 该研究对阳光电源风电变流器（如SG11400/13600系列）在弱电网下的阻抗交互稳定性分析具有直接参考价值。其分段仿射阻抗建模与在线稳定边界识别方法可迁移至iSolarCloud平台的风电智能诊断模块，提升风储协同系统（如PowerTitan风电侧应用）的实时稳定性评估能力。建议将相关算法集成至风...
基于降阶阻抗模型与双层优化的风电场小信号稳定域在线构建
Online Construction of Small-Signal Stability Region for Wind Farms With Reduced-Order Impedance Model and Two-Layer Optimization
Peng Wang · Tiancheng Liu · Haoran Zhao · Yuexin Ma 等5人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年5月
风电场中多次发生宽带振荡事件，因此迫切需要进行小信号稳定性评估。风速和输出功率随时间变化，这导致风力发电机组（WTG）的阻抗特性和稳定性表现也随之改变。为实现准确高效的稳定性评估，本文提出一种基于分段仿射阻抗模型的稳定区域在线构建方法。首先，离线构建 WTG 的分段仿射阻抗，将其表示为运行点的函数。在在线应用过程中，利用易于测量的运行点信息快速识别阻抗。这样，阻抗计算效率显著提高，并且可以构建参数未知的 WTG 的阻抗。为了用数据驱动方法处理电网侧问题，引入基于动态模态分解的分段仿射方法来识别电...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的风电场小信号稳定域在线构建方法具有显著的技术迁移价值。虽然研究聚焦风电场，但其核心技术路径——基于分段仿射阻抗模型的稳定性评估方法——与我司光伏逆变器和储能系统面临的宽频振荡问题高度相关。 该技术的核心价值在于解决了新能源并网设备因运行工况时变导致的阻抗特性动...
原位设计的三元异质结阵列用于高光电效率染料敏化太阳能电池
In-situ engineered ternary heterojunction arrays for high photoelectric efficiency dye-sensitized solar cells
Haoran Yan · Jialin Chena · Junjie Xiaa · Shirong Huang 等9人 · Solar Energy · 2025年11月 · Vol.301
摘要 本研究通过多步水热法构建了一种新型的、高度有序的ZnIn2S4@Ti3C2 MXene/TiO2分级异质结构阵列，并将其用作高性能染料敏化太阳能电池（DSSCs）的光阳极。电子显微分析结果证实了该多维结构的精确形成。优化后的DSSC器件实现了高达8.01%的功率转换效率（PCE）和73.9%的优异填充因子（FF），相较于原始TiO2纳米线基器件提升了28.6%。这一显著提升源于多种协同机制：引入ZnIn2S4（ZIS）有效增强了可见光范围内的光吸收能力；同时，导电MXene介质的引入促进了...
解读: 该三元异质结光阳极技术通过MXene中间层构建双异质结和肖特基势垒,实现8.01%光电转换效率和73.9%填充因子,对阳光电源SG系列光伏逆变器的MPPT优化算法具有启发意义。其电子传输网络设计和载流子寿命延长机制可应用于PowerTitan储能系统的功率转换效率提升,特别是在抑制电荷复合方面与ST...
理解翻转场效应晶体管
Flip FET, FFET）中的静电耦合及其应对策略
Jiacheng Sun · Haoran Lu · Yu Liu · Wanyue Peng 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年1月
翻转场效应晶体管（FFET）是一种新型自对准双面堆叠晶体管结构，但其垂直堆叠特性导致前后器件间存在静电耦合。本文通过TCAD仿真从器件和电路层面系统研究了该耦合效应。结果显示，阈值电压偏移可达135 mV，亚阈值摆幅退化达235 mV/dec，反相器延迟变化高达4.41%，严重影响电路性能。为此，提出一种中间介质隔离（MDI）技术，可有效屏蔽跨侧电场，显著抑制耦合效应。结合Pi栅、Ω栅和全环绕栅等栅结构优化，阈值电压偏移可低至0.12 mV，为FFET的实用化奠定基础。
解读: 该FFET静电耦合抑制技术对阳光电源功率器件设计具有重要借鉴价值。文中提出的中间介质隔离（MDI）技术与多物理场耦合抑制策略，可直接应用于SiC/GaN功率模块的三维集成封装设计，有效解决ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中功率器件垂直堆叠时的寄生耦合问题。通过优化栅极结构和介质隔离层设计，可将...
特刊主编寄语：电力电子在未来可再生能源和Power-to-X系统中的作用
Guest Editorial: Special Issue on Power Electronics Role in Future Renewables and Power-to-X Systems
Ahmed Abdelhakim · Dmitri Vinnikov · Jon Are Suul · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
2015巴黎协定和2023年IPCC气候变化报告将主要能源消费部门的脱碳列为首要任务，对当今能源系统提出了长期可持续能源生产和存储的重大挑战。氢能和Power-to-X（P2X）方案是最具前景的应对策略之一，可大量利用可再生能源并开辟绿色能源存储和运输的新途径。P2X是将电力转换为碳中和合成燃料（如氢气、合成天然气或化学品）的转换技术集合术语。电力电子在提升此类系统性能和降低最终产品成本方面发挥关键作用，需整合不同系统如各类可再生能源供电电解槽集群制氢并可能连接电网提供电网支持。
解读: 该P2X特刊主题与阳光电源氢能战略高度契合。阳光电源在电解槽变流器、氢能源管理系统和可再生能源制氢一体化解决方案方面具有技术积累。特刊涵盖的电力电子变换器及调制、直流和交流微电网控制、变换器分析建模、测量与保护四大主题与阳光ST系列储能变流器、SG系列光伏逆变器和微电网解决方案的技术路线一致。文中提...