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推进电力电子可靠性：组件、系统与智能运行特刊客座社论
Guest Editorial Special Section on Advancing Power Electronics Reliability: Components, Systems, and Intelligent Operation
Huai Wang · Jingxin Hu · Rik W. de Doncker · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
本文作为IEEE电力电子汇刊特刊的客座社论，探讨了电力电子系统在组件、系统架构及智能运维层面的可靠性挑战。重点关注功率器件的老化机理、多物理场耦合仿真、系统级可靠性评估以及基于智能算法的故障诊断与预测性维护技术，旨在提升电力电子装备在复杂工况下的长期运行稳定性。
解读: 可靠性是阳光电源的核心竞争力。该文章探讨的功率模块老化机理与故障诊断技术，直接关系到组串式/集中式逆变器及PowerTitan储能系统的全生命周期运维。建议研发团队将文中提到的多物理场耦合仿真技术应用于逆变器功率模块的热设计优化，并结合iSolarCloud平台，利用AI驱动的故障诊断算法，实现从‘...
电力电子可靠性提升特刊导言：组件、系统与智能运维
Guest Editorial Special Section on Advancing Power Electronics Reliability: Components, Systems, and Intelligent Operation
Huai Wang · Jingxin Hu · Rik W. de Doncker · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
本文作为IEEE电力电子汇刊特刊导言，探讨了电力电子系统在组件级、系统级及智能运维层面的可靠性提升策略。重点关注功率器件老化机制、多物理场耦合仿真、系统级故障预测与健康管理（PHM），旨在通过先进的监测与诊断技术，延长光伏、储能及变流设备的全生命周期运行寿命。
解读: 可靠性是阳光电源核心竞争力，该文章探讨的功率模块老化与智能运维技术，对公司产品至关重要。1. 逆变器与PCS：文章提到的多物理场耦合与寿命预测模型，可优化组串式逆变器（如SG系列）及储能变流器（如PowerTitan）的散热设计与过载策略；2. 智能运维：文章中的故障诊断技术可深度集成至iSolar...
电力电子可靠性提升特刊导言：组件、系统与智能运维
Guest Editorial Special Section on Advancing Power Electronics Reliability: Components, Systems, and Intelligent Operation
Huai Wang · Jingxin Hu · Rik W. de Doncker · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
本文作为IEEE电力电子汇刊特刊导言，探讨了电力电子系统在组件级、系统级及智能运维层面的可靠性提升策略。重点关注功率器件老化机理、多物理场耦合建模、系统级寿命预测以及基于数据驱动的智能故障诊断技术，旨在提升电力电子装备在复杂工况下的长期运行稳定性。
解读: 可靠性是阳光电源核心竞争力，该文献的研究方向与公司产品线高度契合。在组串式逆变器和PowerTitan储能系统中，功率模块（IGBT/SiC）的热管理与寿命预测是提升产品全生命周期价值的关键。建议将文中提到的多物理场耦合建模与故障诊断技术集成至iSolarCloud平台，实现对电站侧设备运行状态的实...
一种用于大功率变换器应用的高压电容器应力模拟统一方法
A Unified Capacitor Stress Emulation Method for High-Power Converter Applications
Bo Yao · Haoran Wang · Qian Wang · Huai Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年8月
本文提出了一种统一的电容器应力模拟方法，具备两项独特测试能力：可同时对交流和直流电容器进行电气应力模拟，并能独立控制测试样本的纹波电流、纹波电压及直流电压等不同应力水平。该方法有效提升了电力电子系统可靠性评估的效率与精度。
解读: 电容器作为光伏逆变器（如SG系列组串式逆变器）和储能系统（如PowerTitan、PowerStack）中直流母线及滤波环节的核心元件，其寿命直接决定了整机可靠性。该方法提供的统一应力模拟技术，能够显著缩短阳光电源在产品研发阶段的寿命测试周期，并提升对复杂工况下电容器失效机理的理解。建议将此方法引入...
一种双端有源电容
A Two-Terminal Active Capacitor
Haoran Wang · Huai Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年8月
本文提出了一种由功率半导体开关和无源元件构成的双端有源电容概念。该有源电容具备与传统无源电容相同的双端使用便捷性，且其性能指标（额定电压、纹波电流、等效串联电阻及工作频率范围）可灵活配置，具有广泛的应用独立性。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有显著的优化潜力。在组串式光伏逆变器和PowerStack/PowerTitan储能系统中，直流母线电容往往是体积和寿命的瓶颈。引入有源电容技术，可以有效减小电容体积，提升功率密度，并改善直流侧纹波抑制能力。建议研发团队评估该拓扑在高温、高频工况下的可靠性，探索将其集成...
模块化多电平变换器子模块电容的状态监测
Condition Monitoring for Submodule Capacitors in Modular Multilevel Converters
Hanyu Wang · Huai Wang · Zhongxu Wang · Yi Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年11月
本文提出了一种无需额外电路或复杂算法的模块化多电平变换器（MMC）子模块电容状态监测方法。该方法利用子模块电容与并联泄放电阻的放电曲线进行监测，且独立于MMC的控制与调制策略，具有良好的通用性与工程应用潜力。
解读: 该研究针对MMC拓扑中子模块电容的寿命监测问题，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。MMC拓扑在大型储能变流器中应用广泛，电容作为关键易损件，其健康状态直接影响系统可靠性。该方法无需额外硬件且不依赖控制策略，易于集成至iSolarClo...
一种铝电解电容核心温度的非侵入式在线评估方法
A Noninvasive Online Evaluation Method for Core Temperature of Aluminium Electrolytic Capacitors
Bo Yao · Guorong Zhu · Qian Wang · Haoran Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年3月
本文提出了一种铝电解电容（AEC）核心温度的非侵入式在线估算方法。该方法利用AEC电容值与温度之间的线性关系，通过测量壳体温度变化来推算核心温度。文中给出了电容-温度系数的在线获取与更新算法，实现了实时评估。
解读: 铝电解电容是阳光电源光伏逆变器及储能变流器（PCS）中极易老化的关键器件，其寿命直接决定了设备的可靠性。该方法无需额外传感器即可实现核心温度的实时监测，对于提升组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统的运维水平具有重要价值。通过集成该算法至iSolarCloud平台，可实现电...
一种考虑环境温度动态的热建模方法
A Thermal Modeling Method Considering Ambient Temperature Dynamics
Haoran Wang · Rongwu Zhu · Huai Wang · Marco Liserre 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年1月
本文提出了一种针对电力电子器件的热建模方法，解决了现有分析方法无法表征环境温度变化所引入的热动态问题。通过叠加定理和时域分析，研究了基于稳定环境温度的现有分析方法的局限性，并提出了改进的热建模方案。
解读: 该研究对于提升阳光电源全系列产品（如组串式/集中式逆变器、PowerTitan储能系统）的可靠性设计至关重要。在户外严苛环境下，环境温度的剧烈波动直接影响功率模块（IGBT/SiC）的结温寿命。通过引入动态热建模，研发团队可更精准地评估变流器在极端工况下的热应力，优化散热设计与降额策略，从而延长产品...
考虑热耦合效应的电容器组解析建模与设计
Analytical Modeling and Design of Capacitor Bank Considering Thermal Coupling Effect
Haoran Wang · Huai Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
电容器组内部不可避免的电热耦合效应会导致单个电容器的温度及寿命预测产生显著误差。本文提出了考虑热耦合效应的电容器组解析热模型及其相应设计方法。首先，建立了基于测量的集总热模型及物理模型，旨在精确评估电容器组在运行过程中的热分布与可靠性。
解读: 电容器是阳光电源光伏逆变器（如组串式、集中式）及储能系统（如PowerTitan、ST系列PCS）中直流母线及滤波环节的核心薄弱部件。该研究提出的电热耦合解析模型，能有效提升阳光电源在产品研发阶段对电容寿命的预测精度，优化散热设计方案。特别是在高功率密度储能变流器（PCS）设计中，通过该模型可精确评...
考虑热交叉耦合效应的人工智能辅助热模型
Artificial Intelligence-Aided Thermal Model Considering Cross-Coupling Effects
Yi Zhang · Zhongxu Wang · Huai Wang · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年10月
本文提出了一种考虑热交叉耦合效应的电力电子设备/系统人工智能辅助热模型。该方法允许系统内存在多个热源，相比传统仅支持单热源的建模方式，能更便捷地表征模型参数，有效提升了复杂电力电子系统的热分析精度。
解读: 该研究对阳光电源的核心产品线具有极高价值。在PowerTitan储能系统及大功率组串式逆变器中，功率模块（IGBT/SiC）的高密度集成导致显著的热交叉耦合效应。传统有限元仿真计算量大，而该AI辅助模型能实现快速、准确的热状态监测与寿命预测。建议将其应用于iSolarCloud智能运维平台，通过实时...
直流母线薄膜电容器的安全工作区
Safe Operating Area of DC-Link Film Capacitors
Shuai Liu · Zhan Shen · Huai Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年10月
本文提出了直流母线应用中薄膜电容器的安全工作区（SOA）概念。该SOA通过电容器电压和纹波电流来界定，综合考虑了环境温度、老化程度及参数偏差的影响，并提供了理论推导与实验验证。
解读: 直流母线电容是光伏逆变器（如SG系列组串式逆变器）和储能系统（如PowerTitan/PowerStack）中决定寿命的关键薄膜器件。该研究提出的SOA概念为阳光电源的研发提供了量化评估工具，有助于在设计阶段更精准地平衡功率密度与可靠性。通过引入环境温度与老化参数，可优化iSolarCloud平台的...
一种基于参考子模块的模块化多电平变换器电容状态监测方法
A Reference Submodule Based Capacitor Condition Monitoring Method for Modular Multilevel Converters
Zhongxu Wang · Yi Zhang · Huai Wang · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年7月
本文提出了一种基于参考子模块（SM）的模块化多电平变换器（MMC）电容状态监测新方法。通过充分利用SM电压传感器的测量范围，显著提高了电容监测的精度。文中对比了现有方法与所提方法的精度差异，量化了性能提升效果。
解读: 该技术对于阳光电源的大型储能系统（如PowerTitan系列）及高压大功率光伏逆变器具有重要参考价值。MMC拓扑在兆瓦级储能变流器（PCS）中应用广泛，电容作为核心储能元件，其健康状态（SOH）直接影响系统可靠性。该方法通过优化传感器利用率实现高精度监测，有助于提升阳光电源iSolarCloud平台...
一种具有最小辅助电路视在功率的双端有源电感
A Two-Terminal Active Inductor With Minimum Apparent Power for the Auxiliary Circuit
Haoran Wang · Huai Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年2月
本文提出了一种双端有源电感概念，通过功率半导体开关和无源元件实现辅助电路，使其视在功率最小化。该方案具备与传统无源电感相同的双端使用便捷性，且在相同等效电感和电流等级下，有效优化了能量存储与转换效率。
解读: 该有源电感技术在功率密度提升和体积优化方面具有显著潜力，对阳光电源的组串式逆变器和PowerStack储能系统具有重要参考价值。通过引入有源电感技术，可以在保持系统高可靠性的前提下，进一步减小磁性元件的体积和重量，从而提升逆变器及PCS的功率密度。建议研发团队评估该拓扑在轻量化设计中的可行性，特别是...
基于任务剖面的模块化多电平变换器系统级可靠性预测方法
Mission Profile-Based System-Level Reliability Prediction Method for Modular Multilevel Converters
Yi Zhang · Huai Wang · Zhongxu Wang · Frede Blaabjerg 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年7月
本文提出了一种基于任务剖面的模块化多电平变换器（MMC）可靠性预测方法。该方法涵盖了长期任务剖面分析、解析功率损耗建模、系统及组件级热建模、寿命建模、蒙特卡洛分析及冗余分析，并重点考虑了子模块间的热耦合与不均匀热应力影响。
解读: 该方法对于阳光电源的大型集中式光伏逆变器及高压储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。随着光伏与储能系统向高压、大功率及多电平拓扑演进，子模块间的热分布不均及长期运行可靠性成为核心痛点。通过引入任务剖面（Mission Profile）与多物理场耦合热仿真，阳光电源可更精准地评估产品...
一种用于牵引逆变器应用的变流器级健康监测方法
A Converter-Level Health Monitoring Method for Traction Inverter Application
Xing Wei · Zhaoxin Wang · Bo Yao · Yingzhou Peng 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
本文提出了一种变流器级健康监测方法，用于检测牵引逆变器中直流母线电容或功率半导体模块的关键退化。该方法基于直流母线电压特性，通过监测关键组件的健康状态，为基于状态的维护决策提供依据，从而判断是否需要更换逆变器或其功率级整体。
解读: 该研究提出的变流器级健康监测技术对阳光电源的PowerTitan液冷储能系统及组串式逆变器具有重要参考价值。通过监测直流母线电压特性实现对电容和功率模块的在线诊断，可显著提升iSolarCloud智能运维平台的预测性维护能力，降低运维成本。建议研发团队将此算法集成至PCS控制策略中，实现从“事后维修...
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...
三电平有源中点钳位逆变器中的EMI滤波器鲁棒性
EMI Filter Robustness in Three-Level Active Neutral-Point-Clamped Inverter
Zhan Shen · Mengxing Chen · Huai Wang · Xiongfei Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年4月
电磁干扰（EMI）滤波器是电力电子设备符合电磁兼容标准的核心组件。然而，长期运行中被动元件的退化会导致滤波器衰减能力发生偏移，进而引发合规性风险。本文探讨了三电平有源中点钳位（ANPC）逆变器中EMI滤波器的鲁棒性设计问题，旨在确保设备在全生命周期内的电磁兼容性能。
解读: 该研究对阳光电源的组串式及集中式光伏逆变器产品线具有重要指导意义。随着逆变器功率密度的提升，ANPC等三电平拓扑被广泛应用，EMI滤波器的设计直接影响电磁兼容性（EMC）合规及产品可靠性。针对被动元件（如电容、电感）在长期运行中的老化问题，建议研发团队在设计阶段引入老化模型，优化EMI滤波器参数的冗...
功率模块与散热器间界面热阻的不确定性分析
Uncertainty Analysis of the Interface Thermal Resistance Between Power Module and Heatsink
Ziheng Wang · Yi Zhang · Huai Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月
本文研究了功率模块与散热器之间热界面材料（TIM）在热循环测试及不同芯片间热阻的变化规律。通过搭建模拟实际功率运行状态的实验平台，分析了热阻的不确定性，旨在提升功率模块在复杂工况下的热管理水平与可靠性评估精度。
解读: 热管理是阳光电源组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统核心功率模块设计的关键。该研究揭示了TIM热阻的不确定性，直接影响功率器件的结温预测精度。对于阳光电源而言，深入理解界面热阻的演变规律，有助于优化逆变器和PCS的散热结构设计，提升在高功率密度运行下的长期可靠性。建议将该...
电容式直流母线拓扑推导与可扩展性分析综述
An Overview of Capacitive DC-Links-Topology Derivation and Scalability Analysis
Haoran Wang · Huai Wang · Guorong Zhu · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年2月
电容式直流母线在电压源变换器中用于功率平衡、电压纹波限制及短时储能。铝电解电容作为典型方案，常被视为电力电子系统中最薄弱的环节及寿命瓶颈。本文综述了各种无源及有源直流母线拓扑，分析了其推导过程及可扩展性，旨在提升电力电子系统的可靠性与性能。
解读: 直流母线电容是阳光电源组串式/集中式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统中的核心组件，直接决定了产品的寿命与可靠性。随着行业对高功率密度和长寿命要求的提升，铝电解电容的替代方案（如薄膜电容或混合储能拓扑）至关重要。本文提供的拓扑推导与可扩展性分析，可指导研发团队在设计大功率...
基于多参数分布的单相逆变器鲁棒稳定性评估
Robust Stability Assessment of Single-Phase Inverter With Multiparameter Distributions
Yongyang Chen · Shangzhi Pan · Meng Huang · Haoran Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月
并网逆变器在运行中常面临电感、电容等参数因老化或电网环境变化带来的不确定性，这会削弱系统稳定性并增加运行风险。本文针对多参数分布下的逆变器鲁棒稳定性进行评估，旨在解决传统分析方法在处理多参数不确定性时的局限性，为逆变器设计提供更可靠的稳定性保障。
解读: 该研究直接关联阳光电源的核心产品——组串式及户用光伏逆变器。在实际应用中，逆变器长期运行于复杂电网环境，电感和电容参数的漂移是影响系统并网稳定性的关键因素。该文献提出的多参数分布鲁棒稳定性评估方法，可优化阳光电源iSolarCloud智能运维平台的故障预警模型，提升逆变器在弱电网或极端环境下的适应性...
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