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基于人工神经网络和单向距离算法的牵引逆变器散热器状态监测方法
Condition Monitoring Method for Heatsink of Traction Inverter Using ANN and OWD
Yaoyi Yu · Xiong Du · Junjie Zhou · Hongyu Ren · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年2月
本文提出了一种通过检测温度动态曲线变化来监测城市轨道交通牵引逆变器散热器状态的新方法。利用人工神经网络预测各种工况下健康状态的参考曲线，并通过单向距离算法提取温度动态曲线之间的差异，从而实现对散热器性能的有效监测。
解读: 该研究提出的基于ANN和OWD的散热器状态监测技术，对于提升阳光电源组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统的可靠性具有重要参考价值。在逆变器和PCS产品中，散热系统是影响功率模块寿命的关键因素。通过引入此类智能监测算法，iSolarCloud平台可实现对核心功率器件热性能的...
基于壳温预热阶段转折点的IGBT模块热疲劳状态监测
Condition Monitoring of Thermal Fatigue of IGBT Module Using Turning Point of Preheating Stage of Case Temperature
Yaoyi Yu · Xiong Du · Junjie Zhou · Hongyu Ren 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年3月
本文提出利用IGBT模块壳温（Tc）动态响应中预热阶段的转折点作为热疲劳状态监测的有效指标。理论分析表明，该转折点随老化过程而增加，实验验证了该方法的有效性。该方法仅需温度测量，无需额外硬件，为功率器件的健康管理提供了低成本方案。
解读: IGBT是阳光电源光伏逆变器（组串式、集中式）及储能变流器（PowerTitan、ST系列）的核心功率器件。该研究提出的基于壳温转折点的在线监测方法，无需复杂传感器，非常适合嵌入到iSolarCloud智能运维平台中。通过对逆变器和PCS内部IGBT模块进行实时健康状态评估，可实现从“事后维修”向“...
利用集成磁技术实现全端口电流纹波消除的三端口DC/DC变换器
Three-Port DC/DC Converter With All Ports Current Ripple Cancellation Using Integrated Magnetic Technique
Hongyu Zhu · Donglai Zhang · Qing Liu · Zhicheng Zhou · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年3月
本文提出了一种新型集成磁三端口变换器（IMTPC），旨在实现高功率密度及所有端口的电流纹波消除。该拓扑适用于光伏-储能直流供电系统，可同时连接光伏端口、双向电池端口和负载端口。仅需两个高功率磁性元件即可完成功率转换、纹波抑制及系统集成，有效提升了系统效率与功率密度。
解读: 该技术对阳光电源的户用及工商业光储一体化产品线具有重要参考价值。通过集成磁技术消除电流纹波，可显著减小直流侧电容体积，提升整机功率密度，降低BOM成本。对于PowerStack及户用储能系统中的DC/DC环节，该方案能有效改善电池电流纹波，延长电池寿命并提升系统电磁兼容性（EMC）表现。建议研发团队...
具有0.85 GW/cm²巴利加优值或5A/700V处理能力的β-Ga2O3结势垒肖特基二极管演示
Demonstration of β-Ga2O3 Junction Barrier Schottky Diodes With a Baliga's Figure of Merit of 0.85 GW/cm2 or a 5A/700 V Handling Capabilities
Yuanjie Lv · Yuangang Wang · Xingchang Fu · Shaobo Dun 等15人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年6月
本文报道了首个垂直结构β-Ga2O3结势垒肖特基（JBS）二极管。通过引入热氧化p型NiO层，有效解决了β-Ga2O3缺乏p型掺杂的难题。实验表明，该器件在100×100 μm²面积下实现了1715V的击穿电压，展现了极高的功率处理潜力。
解读: 氧化镓（β-Ga2O3）作为超宽禁带半导体，其击穿场强远超SiC和GaN，在未来高压、高功率密度电力电子应用中具有巨大潜力。对于阳光电源而言，该技术若实现产业化，将显著提升光伏逆变器和储能变流器（PCS）的功率密度，并降低损耗。建议研发团队密切跟踪其垂直器件工艺成熟度，重点关注其在未来高压组串式逆变...
具有5.18 GW/cm²创纪录巴利加优值
BFOM）的2.41 kV垂直结构P-NiO/n-Ga2O3异质结二极管
Yuangang Wang · Hehe Gong · Yuanjie Lv · Xingchang Fu 等14人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年4月
本文展示了采用复合终端结构（p-NiO结终端扩展JTE和小角度斜角场板BFP）的高性能p-NiO/β-Ga2O3异质结二极管。通过引入p-NiO JTE结构，器件击穿电压从955V提升至1945V，结合BFP技术进一步实现了2.41kV的击穿电压及5.18 GW/cm²的巴利加优值，展现了氧化镓器件在高压功率电子领域的巨大潜力。
解读: 氧化镓（Ga2O3）作为超宽禁带半导体，其理论击穿场强远超SiC和GaN，是未来高压功率器件的重要演进方向。对于阳光电源而言，该技术若实现产业化，将显著提升组串式光伏逆变器和PowerTitan系列储能变流器（PCS）的功率密度与效率，并降低散热系统成本。建议研发团队持续跟踪氧化镓材料的晶圆制备工艺...
基于构网型与跟网型分层子群控制的混合风电场频率-电压主动支撑策略
Frequency-voltage Active Support Strategy for Hybrid Wind Farms Based on Grid-following and Grid-forming Hierarchical Subgroup Control
Haiyu ZhaoQihang ZongHongyu ZhouWei YaoKangyi SunYuqing ZhouJinyu Wen · 中国电机工程学会热电联产 · 2025年1月 · Vol.45
构网型（GFM）与跟网型（GFL）混合风电场结合了两类风机在电压源与电流源控制上的优势，成为大规模并网风电的新形态。本文提出一种基于GFL与GFM分层子群控制的混合风电场频率-电压主动支撑策略，旨在保障系统稳定的同时实现有功与无功的协同支持。该策略包含GFM-GFL子群控制目标设定、子群间分布式控制以及GFM与GFL机组的自适应调节与模式切换。GFM机组维持并网点电压稳定，GFL机组提供有功支撑，通过层级化的目标架构实现群级分布式控制与单元级自适应控制。基于MATLAB/Simulink搭建仿真...
解读: 该研究的分层子群控制策略对阳光电源的储能与光伏产品线具有重要参考价值。特别是对ST系列储能变流器的GFM控制和SG系列光伏逆变器的GFL控制优化提供了创新思路。通过GFM-GFL协同控制架构，可提升PowerTitan大型储能系统的电网支撑能力，同时优化光储混合电站的稳定性。该策略的分布式控制方法也...
双层分布式一致性控制用于多风电场快速频率支撑
Two-Level Distributed Consensus Control of Multiple Wind Farms for Fast Frequency Support
Kangyi Sun · Hongyu Zhou · Wei Yao · Yongxin Xiong 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年9月
相邻风电场具有显著的频率支撑潜力，其风电机组受尾流效应影响，频率支撑能力各异。为充分挖掘不同运行状态下机组的支撑潜力，本文提出一种双层分布式一致性控制方法实现风电机组协同控制：第一层为风电场内部的主从控制，第二层为风电场间的无主控制。该方法可为系统中不同机组分配差异化的功率指令，提升频率响应效果与系统稳定性。基于MATLAB/Simulink与Opal-RT实时仿真平台，对两区域系统及广水100%可再生能源系统进行分析，结果表明所提方法优于其他频率支撑策略，且能灵活应对通信中断与延迟。
解读: 该双层分布式一致性控制技术对阳光电源的储能与风电产品线具有重要应用价值。可直接应用于ST系列储能变流器的群控系统和PowerTitan大型储能场站的协同调度，优化多机组间的功率分配。该技术的分层控制架构也可借鉴应用于SG系列光伏逆变器的集群控制，提升大型新能源电站的频率支撑能力。特别是在构建高比例可...
Ka波段平板行波管互作用电路中流体与热分析的研究
Investigation of Fluid and Thermal Analysis in the Interaction Circuit for Ka-Band Sheet Beam Traveling Wave Tube
Binyang Han · Wei Jiang · Chaoxuan Lu · Boxin Dai 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年7月
实现平板电子束在互作用电路中的理想传输仍是平板行波管（SB-TWT）的关键挑战。粒子模拟表明，电子拦截主要集中在电路末端，导致局部高热流密度，引发温度骤升（>350°C）及真空退化。本文提出一种用于Ka波段SB-TWT的新型嵌入式散热单元（EHSU），结合交错栅格结构与边界层抑制技术以缓解局部过热。构建了该散热单元的热阻网络模型并分析其热-流特性，结果显示最高温度降低约40%。样机实验表明，在3 kW平均功率下可长期稳定运行，钛泵电流（Ti-current）在一小时内稳定于约60 nA。
解读: 该Ka波段行波管的热管理技术对阳光电源功率器件散热设计具有重要借鉴价值。研究中提出的嵌入式散热单元（EHSU）结合交错栅格结构与边界层抑制技术，可降温40%，这一思路可应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的SiC/GaN功率模块散热优化。特别是针对局部高热流密度问题的热阻网络建模方法，可用于...
无功功率的最优分配与两级控制：实现可再生能源电站电压与功率因数平衡
Optimal Allocation and Two-Level Control of Reactive Power for Balancing Voltage and Power Factor of Renewable Energy Stations
Xinhao Zhang · Hongyu Zhou · Wei Yao · Yongxin Xiong 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年4月
可再生能源电站需满足电压安全与功率因数要求以确保安全高效运行，但二者常存在冲突。本文首先分析约束条件，界定功率因数约束下电站的电压调节能力边界，并提出一种无功功率最优分配与两级控制方法，兼顾电压调节与功率因数平衡。在配置层面，提出无功补偿装置优化方法，最大化不同有功出力下的可行电压范围；在控制层面，设计包含站级与单元级的两级控制架构，实现无功资源协调控制。基于新疆巴州实际项目的仿真验证表明，该方法有效提升系统电压安全性与经济性。
解读: 该无功功率两级控制技术对阳光电源大型光伏/储能电站系统具有重要应用价值。研究提出的站级-单元级协调控制架构可直接应用于SG系列光伏逆变器与ST储能变流器的协同无功管理，解决PowerTitan等大型储能系统并网时电压调节与功率因数要求的矛盾。其无功补偿装置优化配置方法可指导SVG等无功设备与逆变器的...
考虑弱电网有功功率与电压耦合的储能型风电场快速电压恢复控制
Fast Voltage Recovery Control of Wind Farm With Energy Storage Considering Coupling of Active Power and Voltage in Weak Grids
Qihang Zong · Wei Yao · Hongyu Zhou · Jun Liang 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年9月
含风电的弱电网在故障后面临电压恢复缓慢的挑战，其根源之一是有功功率与电压的耦合效应（APVC），但该问题尚未被充分考虑。为此，本文提出一种带储能系统（ESS）的风电场快速电压恢复（FVR）控制策略。通过风电场与ESS的协调运行，抑制APVC以实现快速电压恢复。首先定量分析APVC特性，发现恢复阶段风电有功出力增加会对电压恢复产生负向耦合效应，且该效应在弱电网和低电压场景下更为显著。基于此，提出基于预设曲线的FVR控制策略：在耦合强烈的恢复初期，由ESS吸收多余有功，将负效应转为电压支撑的正效应；...
解读: 该弱电网快速电压恢复技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究揭示的有功-电压耦合效应（APVC）及其抑制策略，可直接应用于阳光电源风光储混合电站的协调控制：在故障恢复初期，通过ST储能系统快速吸收光伏或风电的多余有功功率，将负向耦合转化为电压支撑；后期...
基于相量与拓扑同调方法的跟网型与构网型电压源变换器一致性与差异性动态分析
Dynamic Analysis of Uniformity and Difference for Grid-following and Grid-forming Voltage Source Converters Using Phasor and Topological Homology Methods
Haiyu ZhaoHongyu ZhouWei YaoQihang ZongJinyu Wen · 现代电力系统通用与清洁能源学报 · 2025年1月 · Vol.1
跟网型（GFL-VSC）与构网型（GFM-VSC）电压源变换器在有功功率-频率及无功功率-电压支撑方面具有不同的动态特性。本文通过建立考虑电路约束的相量模型，揭示了在以电网电压相量为参考的相量空间中，电压与有功功率分别与水平轴和垂直轴呈线性对应关系。基于拓扑同调理论，GFL与GFM控制被映射为不同轨迹，其特征曲线的拓扑相似性是二者一致性的本质原因。研究表明，两类变换器在有功响应、耦合类型及相量轨迹上具有一致性，而在同步机制、功率耦合方式、动态特性及准稳态有功-电压运行域方面存在差异。四机两区系统...
解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。通过相量空间与拓扑同调方法揭示GFL与GFM控制的一致性与差异性，可指导产品在不同场景下灵活切换控制模式：弱电网环境采用GFM构网控制提供电压频率支撑，强电网环境采用GFL跟网控制优化功率传输。该方法建立的有功-电...
基于知识与数据驱动融合Koopman方法的双馈感应发电机风电场频率支撑能力在线评估
Online assessment of frequency support capability of the DFIG-based wind farm using a knowledge and data-driven fusion Koopman method
Yimin Ruan · Wei Yao · Qihang Zong · Hongyu Zhou 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 随着可再生能源在电力系统中渗透率的不断提高，系统的频率稳定性有所下降。因此，风电场（WFs）等可再生能源电站必须具备足够的频率支撑能力。为了最大化风电场的频率支撑能力，准确确定其频率支撑能力边界（FSCB）至关重要。由于风资源分布不均以及风电机组运行状态复杂，精确评估风电场FSCB具有挑战性。针对这一问题，本文提出一种基于知识与数据驱动融合的Koopman方法，用于评估基于双馈感应发电机（DFIG）的风电场的FSCB。本文分析了FSCB的特性，并构建了一个多维指标体系，从理论和实际两个层面...
解读: 该Koopman融合方法对阳光电源风储协同系统具有重要价值。可应用于ST系列储能变流器与风电场的协调调频控制,通过在线评估风电场频率支撑能力边界,动态优化PowerTitan储能系统的调频响应策略。该方法评估误差小于2%且速度提升10倍,可集成至iSolarCloud平台实现预测性调频资源管理。结合...