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客座编辑评述：构网型可再生能源发电的分析与控制
Guest Editorial: Analysis and Control for Grid-Forming Renewable Power Generation
Jiabing Hu · Yuanzhu Chang · Dong Chen · Yongning Chi 等6人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年8月
本文综述了构网型可再生能源发电系统的分析与控制领域的最新研究进展。通过初步评估与全文同行评审相结合的方式，总结了各篇投稿在技术方法与创新见解方面的贡献，涵盖系统建模、稳定性分析、控制策略设计及实际应用验证等方面，旨在推动高比例可再生能源电网的可靠运行与动态性能提升。
解读: 该构网型可再生能源发电分析与控制研究对阳光电源核心产品线具有直接应用价值。在ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统中，可借鉴其系统建模与稳定性分析方法，优化GFM控制策略，提升弱电网支撑能力和多机并联稳定性。对SG系列光伏逆变器，可融合其动态性能提升技术，增强电网适应性和故障穿越能力。...
基于HfAlOx电荷俘获层介质与原位O3处理的InAlN/GaN MIS-HEMT器件栅极漏电流和击穿电压的改善
Improved gate leakage current and breakdown voltage of InAlN/GaN MIS-HEMTs by HfAlOx-based charge-trapping layer dielectric and _in situ_ O3 treatment
Fangzhou Du · Yang Jiang · Hong Kong · Peiran Wang 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
本文报道了一种通过引入HfAlOx基电荷俘获层介质并结合原位O3处理，显著改善InAlN/GaN金属-绝缘体-半导体高电子迁移率晶体管（MIS-HEMT）性能的方法。该工艺有效抑制了栅极漏电流，同时提升了器件的击穿电压。HfAlOx层可捕获界面正电荷，降低电场峰值，而原位O3处理则优化了介质/半导体界面质量，减少缺陷态密度。实验结果表明，器件的栅极泄漏电流显著降低，反向击穿电压大幅提高，为高性能GaN基功率器件的研制提供了可行的技术路径。
解读: 该研究的HfAlOx介质与O3处理工艺对阳光电源的GaN功率器件开发具有重要参考价值。通过降低栅极漏电流和提高击穿电压,可显著提升GaN器件在高频应用场景下的可靠性,特别适用于SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的高频DC-DC模块。该技术可优化阳光电源产品的功率密度和转换效率:在光伏逆变器中可实...
一种基于耦合电感的单开关高增益低电压应力DC-DC变换器
A Single-Switch Coupled Inductor-based DC-DC Converter with High Gain and Low Voltage Stress
Xuefeng Hu · Yanlong Chen · Junqiang Jia · Liang Huo 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
本文提出了一种基于集成两个升压单元和一个三绕组耦合电感并带有两个开关电容网络的新型单开关直流 - 直流变换器，适用于高电压比转换应用。所提出的变换器能够在所有半导体器件承受极低电压应力的基础上实现宽范围的电压增益，并通过合理的漏感实现所有二极管的零电流关断。此外，其输入和输出的地之间存在恒定的电位差。上述特性使所提出的变换器成为可再生能源发电领域中低压输入源与高压直流母线之间的优秀接口。另外，所提出的变换器的串联输出电容交替充电和放电，从固有结构上可有效降低输出电压纹波。同时，其固有的电路结构不...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项单开关耦合电感型高增益DC-DC变换器技术具有显著的应用价值。该技术通过集成双升压单元和三绕组耦合电感配合开关电容网络，实现了宽范围电压增益与低器件电压应力的优化平衡，这与我们光伏逆变器和储能系统中前级DC-DC变换环节的核心需求高度契合。 在光伏应用场景中，该技术能...
对4H-SiC MOSFET双极性退化机制的新见解
A Novel Insight Into the Mechanism of Bipolar Degradation in 4H-SiC MOSFET
Yangtao Long · Yuan Chen · Pengkai Wang · Bo Hou 等5人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年1月
在变流器应用中，碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）的体二极管常被用作续流二极管以降低成本和节省空间，这可能会导致器件出现双极退化现象。本文分析并比较了 1200 V SiC MOSFET 在直流和脉冲电流应力条件下的双极退化机制。研究表明，直流应力下的退化速度比脉冲应力下更快，这是因为在脉冲电流关断状态期间，器件中的位错会收缩，从而使整体退化速度变慢。在较低的直流电流密度下，双极退化过程在退化前会经历一个激活阶段，且随着电流密度的降低，激活时间和退化时间会变...
解读: 作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商，阳光电源产品中大量应用SiC MOSFET器件以提升功率密度和转换效率。该论文揭示的双极退化机制对我司产品可靠性具有重要指导意义。 在光伏逆变器和储能变流器应用中，为降低成本和优化空间布局，我们通常将SiC MOSFET的体二极管用作续流二极管。这种设计虽...
逆变器连接的PMSM系统中的三相PFC畅通电力变换器：基本原理与实现
Three-Phase PFC Talkative Power Converter in an Inverter-Tied PMSM System: Basic Principle and Implementation
Sideng Hu · Qichou Yang · Weitao Zhao · Xiangning He · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
本文介绍了交流系统中畅通电力变换/转换（TPC）的基本原理，并以变速驱动（VSD）系统中三相功率因数校正（PFC）的应用为例进行说明。阐述了由电力电子逆变器构成的交流系统中信道频谱迁移机制，拓展了TPC在交流系统的适用性。针对波特率受限和误码率高的问题，从拓扑结构与通信侧提出改进方法以提升数据传输性能。仿真与实验验证了该TPC方案在VSD矢量控制中实现10 kb/s反馈通信速率的可行性与高效性，具有简化交流系统通信架构的潜力，推动电力系统与VSD技术的发展。
解读: 该TPC技术通过电力线载波实现PMSM系统的反馈通信，对阳光电源多条产品线具有重要价值。在**ST储能变流器**中，可简化PCS与BMS间通信架构，降低线束成本；在**新能源汽车驱动系统**中，可实现OBC与电机控制器的集成通信，减少车载布线复杂度；在**充电桩产品**中，三相PFC整流级可同步承载...
基于改进长短期记忆网络与数据驱动预测控制的电动汽车能量管理
Energy management of electric vehicles based on improved long short term memory network and data-enabled predictive control
Bin Chen · Guo He · Lin Hu · Heng Li 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.384
摘要 作为混合储能系统（HESS）电动汽车中一种流行的能量管理策略（EMS），模型预测控制（MPC）易受现有参数建模方法在模型精度和参数敏感性方面的影响。本文提出了一种基于分层数据驱动预测控制的新型EMS。上层采用优化的长短期记忆（LSTM）网络进行轨迹预测，从而为下层获取具有成本效益的负载功率需求。在下层，针对HESS提出了一种数据驱动预测控制（DeePC）方法，以实现电池与超级电容器之间的最优功率分配，并最小化电池容量衰减。与传统的MPC不同，DeePC基于仅从HESS的输入-输出数据构建的...
解读: 该分层数据驱动预测控制技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。论文提出的DeePC方法无需精确参数建模,仅依赖输入输出数据即可实现电池-超级电容混合储能的最优功率分配,相比传统MPC降低运行成本22.68%。该技术可直接应用于ST系列PCS的能量管理策略优化,通过LSTM网络预测负荷需求,结合Dee...
基于喷射点胶的电力电子模块电场自适应可控结构组装
Jet-Dispensing-Based Assembly of Electric Field Adaptively Controlled Structure in Power Electronic Modules
Ya Sun · Zhikang Yuan · Zhiwen Huang · Jun Hu 等5人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年6月
在功率模块中，“铜 - 陶瓷 - 硅胶”三相点处的局部放电对更高电压和功率密度的发展构成了重大挑战。本文采用一种可靠且可控的方法——喷射点胶，在电力电子模块中组装电场自适应控制结构，以优化电场分布。该结构由氧化锌/环氧树脂非线性导电复合材料构成，厚度控制在<inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex-math notat...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的电场自适应控制结构技术对我们在高压大功率产品领域的突破具有重要战略价值。 当前，阳光电源的光伏逆变器和储能变流器正朝着更高电压等级（1500V及以上）和更高功率密度方向发展。功率模块中"铜-陶瓷-硅凝胶"三相点的局部放电问题一直是制约产品电压等级提升和可靠性的...
基于DFIG风力发电机的时变惯性表征及其在电力系统频率动态分析中的应用
Time-Varying Inertia Characterization of DFIG-based Wind Turbines for Power System Frequency Dynamic Analysis
Yifan Fang · Wei He · Yanjun Liu · Jiabing Hu 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年8月
准确评估可再生能源发电的惯性响应对频率稳定至关重要。然而，以双馈感应发电机（DFIG）为代表的风力发电机具有固有的时变惯性特性，与同步发电机有本质区别。现有惯性评估方法多基于同步机的时域惯性常数，难以刻画该时变特性，直接套用缺乏理论依据。本文基于角动量定理推导了时变惯性的计算表达式，揭示其随扰动动态变化的特性。进一步研究频域惯性表征方法，实现与扰动无关的惯性描述，并建立频域与时域惯性间的数学关系，阐明频域惯性的物理意义。IEEE 39节点系统仿真验证了频域方法能准确捕捉惯性动态，适用于高比例新能...
解读: 该DFIG时变惯性表征技术对阳光电源构网型储能系统具有重要应用价值。ST系列储能变流器的虚拟同步机VSG控制需准确模拟惯性响应，传统基于同步机恒定惯性常数的方法难以适配风储混合场景。文中提出的频域惯性表征方法可为PowerTitan储能系统提供与扰动无关的惯性参数整定依据，优化GFM控制器的虚拟惯量...
台风条件下含大规模海上风电的电力系统调度策略：一种两阶段样本鲁棒优化方法
Dispatch Strategy for the Power System With Large Offshore Wind Power Integration Under a Typhoon: A Two-Stage Sample Robust Optimization Approach
Jinhua He · Zechun Hu · Yang Liu · Zhiyuan Bao 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年1月
台风作为极端天气事件，对电力系统的安全稳定运行构成重大威胁，尤其是那些接入大型海上风电场的电力系统。台风期间对电力系统的影响往往十分严重且难以预测。鉴于获取台风条件下风力发电数据存在挑战，本文利用台风的气压和风场模型，结合蒙特卡罗模拟，生成实时风电数据样本。随后，采用两阶段样本鲁棒优化（SRO）模型来解决大规模海上风电接入电力系统的机组组合（UC）问题。该模型将两阶段样本平均近似（SAA）与鲁棒优化原理相结合，确保了渐近最优性和强大的样本外性能。为处理决策中的非预见性问题，采用隐式决策规则指导火...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的台风条件下海上风电调度优化方法具有重要的战略参考价值。随着我国海上风电装机规模快速增长，极端天气下的电网安全稳定运行已成为新能源并网领域的核心挑战，这与阳光电源在储能系统集成、新能源电站解决方案等业务板块高度契合。 论文采用的两阶段样本鲁棒优化方法为应对极端天...
本地负荷对电压源换流器直流电压控制时间尺度振荡的影响
Local Load Effect on the DC Voltage Control Timescale Oscillation of Voltage Source Converters
Yanjun Liu · Jiabing Hu · Wei He · Yunpeng Zhou 等5人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年8月
摘要：电压源换流器（VSC）接入的可再生能源发电厂通常远离负荷中心，弱电网条件会带来显著的稳定性风险。目前已有大量研究对直流电压控制（DVC）时间尺度内的振荡进行分析。然而，大多数研究聚焦于发电机通过长输电线路接入电网的场景。更普遍的情况，即负荷沿这些输电线路分布的场景，尚未得到足够关注，这可能导致一些振荡机制未被发现。本文发现了一个小信号稳定性问题，即当本地负荷连接在基于VSC的发电厂附近时，可能会出现意外的振荡。为全面分析这一现象，本文以锁相环（PLL）为主要研究对象，分析了端电压控制（TV...
解读: 该研究对阳光电源的弱电网并网产品具有重要指导意义。研究发现的本地负荷影响机理可直接应用于SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的控制策略优化，特别是在偏远地区大型光储电站中。通过合理配置本地辅助负载和改进直流电压控制算法，可以提升产品在弱电网条件下的稳定性。这对完善阳光电源的GFL/GFM控制技术、...
交直流混合微电网在不同控制复杂度下的无缝切换策略
A Seamless Switching Strategy for Hybrid AC/DC Microgrids Under Varied Control Complexities
Huayu Zhang · Shan He · Zhi Yuan · Zhijiang Cheng 等6人 · IEEE Access · 2025年1月
本文针对对等控制的交直流混合微电网，提出基于下垂控制和PQ控制的复合控制策略，实现并网/孤岛模式的无缝切换。通过耦合两种控制方法的电流内环，开发双模组合控制器进行电流跟踪。同时提出补偿预同步控制策略应对频率、相位和幅值变化，电压偏差从19%改善至同步，功率交换为零，实现平滑切换。仿真验证了策略的有效性。
解读: 该无缝切换技术与阳光电源构网型储能系统高度契合。阳光ST系列储能变流器支持GFM/GFL双模运行，该控制策略可显著提升模式切换的平稳性。阳光电源在微电网解决方案中采用类似的预同步和电流跟踪技术，确保并离网瞬态过程中电压频率波动小于±2%，满足IEEE 1547标准，提升微电网供电可靠性。...
基于自适应虚拟阻抗控制的光伏集成电气化铁路系统稳定性提升方法
Stability Enhancement Method Based on Adaptive Virtual Impedance Control for a PV-Integrated Electrified Railway System
Haidong Tao · Wenqi Lu · Haitao Hu · Xiaojuan Zhu 等5人 · IEEE Transactions on Vehicular Technology · 2024年9月
将光伏（PV）系统集成到电气化铁路中具有广阔的前景。然而，随着光伏系统的接入，牵引供电系统（TPSS）已转变为包含交直流变换器的多源多负载复杂混合系统。传统为车网系统设计的小信号稳定性增强方法难以应用于多变换器配置。为应对这一挑战，本文提出了一种具有自适应阻尼增益的虚拟阻抗控制方法。该阻尼增益会随车辆直流电压的波动自适应调整。随着波动减小，阻尼增益降低，从而减少对控制系统动态特性的影响。这种自适应控制方法拓展了虚拟阻抗控制的适用范围。此外，本文还提供了一种针对该混合系统的综合建模方法，涵盖了光伏...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项光伏与电气化铁路集成的稳定性增强技术具有重要战略价值。该研究针对光伏系统接入牵引供电系统后形成的多源多负荷混合系统稳定性问题，提出了自适应虚拟阻抗控制方法，这与我司在光伏逆变器领域的核心技术方向高度契合。 技术价值方面，该方法通过阻尼增益随车辆直流电压波动自适应调节，...
近零碳能源系统的优化与评估：光伏、热泵及电热联合储能方案的集成
Optimization and evaluation of a near-zero carbon energy system: Integration of photovoltaics, heat pumps, and combined thermal and electrical storage solutions
Hu Chen · Xin Ji · He Wang · Ye Ning 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.327
摘要 随着建筑领域对“零碳”能源解决方案需求的不断增长，光伏技术与储能技术日益受到关注。然而，实现这些系统协调且实用的“零碳”运行仍面临重大挑战。本研究提出一种新型综合能源系统，集成了光伏组件、跨季节热能储存、电能储存和热泵技术。该系统旨在解决大规模光伏发电与建筑用能需求在时间上的不匹配与不稳定性问题，以实现“零碳”运行目标。采用TRNSYS软件建立了该综合能源系统的能耗模型，模拟了典型日及典型年份的运行数据。针对一栋建筑面积为25,000 m²的公共建筑，优化后的系统配置包括一台2.6 MW的...
解读: 该近零碳能源系统对阳光电源ST系列储能变流器与SG光伏逆变器的协同应用具有重要价值。研究中96.24%净碳减排率验证了光储耦合系统的技术可行性,其85.21%光伏电力直接利用率为我司MPPT优化技术与PowerTitan储能系统的能量管理策略提供了实证参考。跨季节储能与热泵集成方案启发我司在综合能源...
网络化电驱动系统真实世界网络安全演示
Real-World Cyber Security Demonstration for Networked Electric Drives
He Yang · Bowen Yang · Stephen Coshatt · Qi Li 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年3月
提出网络化电驱动系统的信息物理安全测试平台设计和实施,旨在进行真实世界安全演示。据我们所知这是首个网络化电驱动安全测试平台之一,无缝集成电力电子、计算机科学和网络安全领域。平台核心包含四个电机驱动系统,精心配置模拟小规模但真实的IT和OT网络。该设置提供受控环境模拟广泛网络攻击,高保真度镜像潜在真实攻击场景。开发并实现基于Python的脚本在WLAN上执行跳板攻击,利用目标IP地址序列模拟对手可利用的真实攻击向量。演示开发的网络攻击检测算法的有效性,是测试平台安全框架的组成部分。平台整合Infl...
解读: 该网络化电驱动网络安全测试技术对阳光电源信息物理融合系统安全有重要防护价值。信息物理安全测试平台可应用于ST储能系统和iSolarCloud云平台的网络安全验证,识别和防范潜在攻击向量。网络攻击检测算法对PowerTitan大型储能电站的IT/OT网络安全监控有借鉴意义,可提升系统安全性和可靠性。该...
替代燃料分布式发电系统的可行性、环境与经济性分析
Feasibility, environmental, and economic analysis of alternative fuel distributed power systems for reliable off-grid energy supply
Zaixing Wang · Yi Lin · Yu Guo · Fengli Liang 等9人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.384
可靠的离网能源供应在偏远地区和应急场景中仍然面临挑战，特别是对于通信基站而言，传统的单燃料系统常常面临燃料依赖性和供应中断的问题。在我们前期验证了现场制氢用多燃料重整技术的基础上，本研究开发了一种集成燃料重整与燃料电池技术的替代燃料灵活发电系统。首先通过实验验证该系统的可行性，随后通过仿真模拟评估多种系统结构。实验验证结果表明，甲烷、甲醇、乙醇、煤油和柴油五种燃料均能实现稳定的氢气生成和持续的电力输出。各燃料系统均可稳定输出接近500 W的功率，燃料转化率均超过95%，氢气含量高于70%，产氢速...
解读: 该多燃料制氢-燃料电池系统为阳光电源离网储能方案提供重要补充思路。针对通信基站等场景,可与ST系列PCS协同构建混合供电系统:燃料电池提供长时基载,储能系统负责功率调节与波动平抑。系统53.1%的能效及多燃料适应性,启发iSolarCloud平台开发燃料-储能协同优化算法。GFM控制技术可实现燃料电...
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...
客座编辑特刊：面向零排放电动交通的电机驱动先进技术
Guest Editorial Special Issue on Advanced Technologies of Motor Drives for Zero-Emission E-Mobility
Yunwei Ryan Li · Wei Hua · Luca Zarri · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
为实现《巴黎协定》将全球温升控制在2°C以内的目标，电动交通（e-mobility）迅速发展。然而，其电机驱动系统所耗电能仍部分来自化石能源，因此提升驱动系统能效成为实现净零排放的关键。本期特刊聚焦电机驱动在新材料、谐波抑制、电磁干扰抑制、智能控制、故障容错、能量管理及系统设计等方面的前沿进展，收录43篇高质量论文，涵盖提高能效的多种技术路径，推动电动交通可持续发展。
解读: 该特刊聚焦的电机驱动先进技术对阳光电源新能源汽车产品线具有直接应用价值。其中SiC/GaN器件应用、三电平拓扑技术可直接优化车载OBC充电机和电机驱动系统的功率密度与效率；PWM控制、SVPWM及模型预测控制MPC等智能控制算法可提升电机驱动精度和动态响应；谐波抑制与EMI抑制技术可改善充电桩的电能...