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用于燃料电池堆电化学阻抗谱的隔离型电流馈电DC-DC变换器设计与控制
Design and control of isolated current-fed DC–DC converters for fuel cell stacks EIS incorporating wide-frequency-range of perturbations
Jiabin Shen · Jiacheng Wang · IET Power Electronics · 2025年2月 · Vol.18
本文提出一种专用于燃料电池系统的功率调节变换器，能够在不影响系统集成的前提下，施加宽频率范围的电化学阻抗谱扰动信号。通过设计隔离型电流馈电DC-DC拓扑结构并优化其控制策略，实现对燃料电池堆在宽频带内的精确阻抗测量，同时确保主功率传输的稳定性与效率，为燃料电池在线监测与诊断提供有效技术支撑。
解读: 该燃料电池电化学阻抗谱测量技术对阳光电源氢能业务拓展具有重要参考价值。文中隔离型电流馈电DC-DC变换器设计思路可应用于氢燃料电池发电系统的功率调节单元，通过宽频扰动注入实现电池堆在线健康诊断。该技术与阳光现有储能变流器ST系列的拓扑设计理念相通，可借鉴其控制策略优化燃料电池-储能混合系统的功率管理...
未知工况下三相变频器负载电路串联电弧故障检测方法
Detection Method of Series Arc Fault in Three-Phase Frequency Converter Load Circuit Under Unknown Working Conditions
Hongxin Gao · Kunyuan Wang · Zhiyong Wang · Jiacheng Cai 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年7月
准确检测电力线路中的串联电弧故障（SAF）对预防电气火灾至关重要。针对现有研究难以有效检测未知工况下三相变频器负载电路中SAF的问题，本文提出了一种新的检测方法，旨在提高复杂电力电子系统运行的安全性与可靠性。
解读: 该研究针对三相变频负载下的电弧故障检测，与阳光电源的核心业务高度契合。在组串式及集中式光伏逆变器、储能变流器（PCS）以及工业驱动应用中，电弧故障是影响系统安全的关键隐患。该方法提出的未知工况自适应检测能力，可显著提升阳光电源iSolarCloud智能运维平台在故障预警方面的精准度，减少误报。建议研...
一种新型多端口无变压器统一潮流控制器
A Novel Multiport Transformer-Less Unified Power Flow Controller
Jianwen Zhang · Yong Liu · Jianqiao Zhou · Jiajie Zang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年4月
传统统一潮流控制器（UPFC）因采用背靠背电压源变换器及工频变压器，存在成本高、体积大的问题。在多线路潮流控制中，增加串联变换器和变压器进一步加剧了系统复杂性。本文提出一种新型多端口无变压器UPFC拓扑，旨在优化系统结构，降低成本与体积，提升多线路潮流控制的效率。
解读: 该研究提出的无变压器多端口拓扑结构，主要针对电力系统输电侧的潮流控制，与阳光电源现有的光伏逆变器及储能PCS产品线在拓扑架构上有一定差异。然而，其“高功率密度”和“去变压器化”的设计思路，对阳光电源未来研发大功率组串式逆变器及构网型（GFM）储能系统具有参考价值。在电网侧储能与大型地面电站应用中，若...
极快瞬态过电压条件下晶闸管的失效机理
Failure Mechanism of the Thyristor Under Very Fast Transient Overvoltage Conditions
Jiayi Shao · Zhonghao Dongye · Jiayu Fan · Jiacheng Wang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
本文研究了模块化多电平变换器（MMC）子模块在隔离开关操作时产生的极快瞬态过电压（VFTO）对功率器件的影响。文章搭建了实验平台模拟VFTO侵入过程，深入分析了晶闸管在正向VFTO冲击下的失效机理，为提升电力电子设备的可靠性提供了理论依据。
解读: 该研究关注高压电力电子设备在极端瞬态电压下的可靠性，对阳光电源的集中式逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。随着光伏和储能系统向更高电压等级（如1500V及以上）发展，系统内部开关操作产生的瞬态过电压可能威胁功率器件寿命。建议研发团队借鉴文中的实验平台搭建方法，对核心功...
基于等电位导体单元和端部电容等效的环形空心电抗器宽频建模
Wideband Modeling of Toroidal Air-Core Reactors Based on Equipotential Conductor Elements and Terminal Capacitance Equivalence
Yongji Chen · Zhonghao Dongye · Yueying Chen · Jiacheng Wang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
环形空心电抗器（TAR）因漏磁小、结构紧凑，广泛应用于海上风电等领域。本文提出了一种基于等电位导体单元和端部电容等效的宽频建模方法，旨在快速计算瞬态电压分布，从而评估其结构是否满足绝缘要求，提升高频工况下的设计可靠性。
解读: 该研究对阳光电源的风电变流器及大型储能系统（如PowerTitan系列）中的磁性元件设计具有重要参考价值。海上风电环境复杂，高频瞬态电压对电抗器绝缘性能要求极高。通过引入该宽频建模方法，研发团队可更精准地预测电抗器在复杂工况下的电压分布，优化磁性元件的结构设计，从而提升变流器在高频干扰下的可靠性与使...
三相电机与变频器负载电路中并联电弧故障的特征增强与提取方法
Feature Enhancement and Extraction Method of Parallel Arc Fault in Three-Phase Motor and Frequency Converter Load Circuit
Hongxin Gao · Yuze Lv · Zhiyong Wang · Jiacheng Cai · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年7月
并联电弧故障是引发电气火灾的主要原因，但目前缺乏有效的检测手段。本文提出了一种基于模态分量能量变换与重构的故障特征增强方法，以及基于非负矩阵分解的故障特征提取方法，旨在提升复杂负载电路下电弧故障的识别精度。
解读: 该研究提出的电弧故障检测技术对阳光电源的逆变器及储能系统（如PowerTitan、PowerStack）具有重要参考价值。随着储能系统向高压化、大功率化发展，直流侧及交流侧的电弧故障监测是提升产品安全性的核心。该算法可集成至iSolarCloud智能运维平台或逆变器控制固件中，通过对电流特征的深度挖...
一种基于级联多电平逆变器的新型多端口嵌入式直流潮流控制器
A Novel Multiport Embedded DC Current Flow Controller Based on a Cascaded Multilevel Inverter
Yuwen Liu · Jianwen Zhang · Jiajie Zang · Jianqiao Zhou 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月
网状高压直流网络是实现大规模新能源消纳和长距离输电的有效方案。然而，当线路数量超过可控节点数时，变换器无法完全控制所有线路电流。本文提出了一种级联多电平嵌入式直流潮流控制器（DCCFC），旨在增强直流潮流的控制能力。
解读: 该技术主要针对高压直流输电（HVDC）及网状直流电网的潮流控制，与阳光电源目前的组串式/集中式逆变器及储能PCS产品线存在一定差异，但其核心的级联多电平拓扑与高压大功率变换技术与阳光电源在大型地面电站及未来直流微网解决方案中的技术储备高度相关。建议研发团队关注该拓扑在提升直流侧电能质量及多端口功率灵...
用于高功率电流源变流器以改善谐波性能并降低共模电压的参考轨迹优化SVM
Reference-Trajectory-Optimized SVM for High-Power Current-Source Converters to Improve Harmonic Performance and Reduce Common-Mode Voltage
Anping Hu · Dewei Xu · Bin Wu · Jiacheng Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年7月
针对中压高功率电流源变流器（CSC），无变压器配置在成本和体积上具有优势，但需共模电感以缓解共模电压（CMV）对电机绝缘的压力。本文提出一种参考轨迹优化的空间矢量调制（SVM）策略，旨在优化谐波性能并有效抑制共模电压，提升系统可靠性。
解读: 该研究聚焦于电流源变流器（CSC）的调制策略优化，虽然阳光电源目前的主流产品（如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan储能变流器）多采用电压源型拓扑，但该技术在降低共模电压和优化谐波方面的思路，对公司未来探索中压大功率变流器、风电变流器以及特定工业驱动应用具有参考价值。建议研发团队关注该调制...
一种降低共模电压幅值及三次谐波分量的虚拟空间矢量调制技术
A Virtual Space Vector Modulation Technique for the Reduction of Common-Mode Voltages in Both Magnitude and Third-Order Component
Kai Tian · Jiacheng Wang · Bin Wu · Zhongyuan Cheng 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年1月
本文提出了一种用于两电平电压源逆变器（VSI）的虚拟空间矢量调制技术。该方法通过构建虚拟空间矢量来执行调制，旨在同时降低共模电压（CMV）的幅值及其三次谐波分量，从而有效抑制漏电流，提升系统电磁兼容性。
解读: 共模电压（CMV）引起的漏电流是光伏逆变器设计中的核心痛点，尤其在组串式逆变器和户用光伏系统中，漏电流过大会导致保护误动作及电磁干扰。该虚拟空间矢量调制技术通过优化开关序列，从源头上抑制CMV，无需增加额外的硬件滤波器，有助于提升阳光电源组串式逆变器在复杂环境下的可靠性与电磁兼容性能。建议研发团队评...
多端口模块化固态变压器中用于子模块电容优化的功率波动传递设计与控制
Design and Control of Power Fluctuation Delivery for Cell Capacitance Optimization in Multiport Modular Solid-State Transformers
Jianqiao Zhou · Jianwen Zhang · Jiacheng Wang · Jiajie Zang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月
本文研究了基于模块化多电平变换器（MMC）的固态变压器（SST）。通过将MMC子模块与双有源桥（DAB）模块耦合，构建多端口SST以实现交直流混合配电。文章重点探讨了功率波动传递策略，旨在优化子模块电容设计，提升系统功率密度与效率。
解读: 该研究涉及的MMC拓扑及DAB模块化技术，与阳光电源的PowerTitan系列大型储能系统及集中式光伏逆变器的高压化趋势高度相关。通过优化功率波动传递来降低子模块电容需求，有助于进一步提升产品功率密度并降低成本。建议研发团队关注该控制策略在多端口电力电子变压器中的应用，这对于未来构建高压直流接入的光...
基于主动环流注入和桥臂电压调节的双极型模块化固态变压器运行与控制
Operation and Control of Bipolar-Type Modular Solid State Transformer With Active Circulating Current Injection and Arm Voltage Adjusting Method
Jianqiao Zhou · Jianwen Zhang · Jiacheng Wang · Gang Shi 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年8月
本文提出了一种双极型模块化固态变压器（BM-SST），基于模块化多电平变换器（MMC）架构。该拓扑不仅具备中压交流和直流端口，还可直接提供双极性低压直流（BLVdc）端口，以满足分布式能源及负载的多样化需求。通过主动环流注入和桥臂电压调节策略，有效提升了系统的运行性能与控制灵活性。
解读: 该技术属于电力电子变换领域的前沿拓扑，对阳光电源的储能系统（如PowerTitan系列）及未来中压直流配电网业务具有参考价值。虽然目前阳光电源产品线以组串式逆变器和储能PCS为主，但随着电网向高压直流化发展，MMC架构及固态变压器技术在大型储能电站并网及直流微电网应用中具有潜在的技术储备意义。建议关...
一种基于Qdesat转移检测且具有鲁棒dv/dt抗扰性的高压SiC MOSFET超快短路保护方案
An Ultrafast Short-Circuit Protection for High-Voltage SiC MOSFETs Based on Qdesat-Transfer Detection With Robust dv/dt Noise Immunity
Qiling Chen · Hong Zhang · Dingkun Ma · Tianshu Yuan 等11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
本文提出了一种针对高压（>3.3 kV）SiC MOSFET的超快短路保护（SCP）方案。通过引入基于Qdesat转移的传感机制，该方案在面对高dv/dt噪声时表现出极强的抗扰性。该方法利用高dv/dt期间转移的Qdesat间接检测漏源电压降幅，从而判断MOSFET是否处于正常导通状态。
解读: 该技术对于阳光电源的高压功率变换产品至关重要。随着公司在大型地面光伏电站及高压储能系统（如PowerTitan系列）中逐步引入更高电压等级的SiC器件，短路保护的响应速度与抗干扰能力直接决定了系统的可靠性。该方案提出的Qdesat转移检测技术能有效解决高压SiC器件在高频开关下的误触发问题，建议研发...
三电平双有源桥DC-DC变换器开路故障的故障诊断与容错方法
Fault Diagnosis and Tolerant Method of Open-Circuit Faults for a Three-Level Dual Active Bridge DC-DC Converter
Hanyu Wang · Jijun Wu · Gaokun Zhou · Mingyao Ma 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年8月
三电平双有源桥（TL - DAB）直流 - 直流变换器是一种适用于高压大功率系统的极具潜力的双向直流 - 直流变换器。作为电动汽车（EV）电池充电系统的核心组件，TL - DAB因其具有宽电压范围能力、高功率密度和易于控制实现等优点，将得到广泛应用。TL - DAB的可靠性对于整个电动汽车电池充电系统的安全运行至关重要。然而，TL - DAB变换器中的开路故障（OCF）是一个巨大的威胁，会导致直流偏置、过电流和电气应力不平衡。为解决这些问题，需要开发故障检测和容错方法。本文提出了一种基于桥臂中心...
解读: 该TL-DAB变换器故障诊断与容错技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST储能变流器中，三电平DAB拓扑广泛应用于DC-DC隔离环节，该故障诊断方法可通过电流波形特征快速定位开关管开路故障，结合冗余控制实现不间断运行，显著提升PowerTitan等大型储能系统的可靠性。在车载OBC充电机领域...
考虑荷电状态分区的储能最优配置及其一次调频性能研究
Optimal Energy Storage Configuration for Primary Frequency Regulation Performance Considering State of Charge Partitioning
Jiacheng Li · Yixiang Huang · Xun Dou · Shunjiang Wang 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年4月
随着可再生能源在电力系统中占比不断提升，其出力的间歇性与不确定性对电网频率稳定性造成影响。为此，本文提出一种考虑荷电状态（SOC）分区及调频性能匹配的多类型储能配置方法。首先，采用变分模态分解（VMD）方法对自动发电控制（AGC）信号进行分解与重构，并结合锂离子电池与飞轮储能的充放电特性，将不同频率成分分配至相应的储能系统。其次，构建了考虑SOC分区的多类型储能容量优化配置模型，以储能全寿命周期规划成本最小为目标函数。基于华北某地区实际数据，在不同场景下进行案例分析，验证了所提方法的有效性。结果...
解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan储能系统的调频应用具有重要价值。SOC分区策略可直接应用于ESS集成方案的能量管理系统，通过VMD信号分解实现锂电池与飞轮混合储能的协调控制，优化ST2000/ST2500变流器的功率分配策略。该方法与阳光电源构网型GFM控制技术结合，可提升储...
基于超级电容储能与风电机组协同的低惯量电网快速频率响应
Fast Frequency Response in Low Inertia Grids via Integrated Supercapacitor Energy Storage Systems and Wind Turbine Generators
Amirabbas Hadizade · Mehrdad Moallem · Mitchell Miller · Jiacheng Wang · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年7月 · Vol.17
针对高比例逆变器接入导致系统惯量下降、频率稳定性恶化的问题，本文提出一种超级电容储能系统与风电机组协同的快速频率响应（FFR）控制策略，在故障后数秒内提供紧急有功支撑，并通过HIL实验验证其有效性。
解读: 该研究对阳光电源风电变流器及ST系列PCS在构网型风电场中的应用具有重要参考价值。超级电容与风电机组协同FFR可提升PowerTitan在风电侧调频场景的动态响应能力；建议将文中控制逻辑集成至iSolarCloud平台，实现风光储联合调频策略下发，并适配ST50K/ST63K等风电专用PCS的快速功...
通过集成超级电容器储能系统与风力发电机组实现低惯量电网中的快速频率响应
Fast Frequency Response in Low Inertia Grids via Integrated Supercapacitor Energy Storage Systems and Wind Turbine Generators
Amirabbas Hadizade · Mehrdad Moallem · Mitchell Miller · Jiacheng Wang · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年7月
现代电力系统中逆变型电源渗透率上升导致系统惯量显著降低，给频率稳定带来挑战。为此，一种名为“快速频率响应（FFR）”的新型辅助服务应运而生，要求风电等可再生能源在扰动后数秒内迅速提供功率支持以抑制频率跌落。本文提出一种结合超级电容器储能系统与风力发电机组的协同控制方法，提升风电系统的FFR能力。该方法确保超级电容器在不同风况下均具备快速响应能力，同时优化风电机组在宽风速范围内的FFR参与度并维持系统稳定运行。结果表明，在保持与纯超级电容配置相当投资成本的前提下，风电系统可显著增强FFR贡献，有效...
解读: 该超级电容-风电协同FFR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。研究提出的快速频率响应策略可直接应用于阳光电源构网型GFM控制技术优化，通过超级电容与储能系统的功率分层控制，实现毫秒级频率支撑响应。建议在ST2236UX等高功率储能变流器中集成超级电容模...
考虑时空特征的自适应编解码模型用于分布式光伏电站短期功率预测
Adaptive Encoder-Decoder Model Considering Spatio-Temporal Features for Short-Term Power Prediction of Distributed Photovoltaic Station
Xun Dou · Yehang Deng · Shunjiang Wang · Tianfeng Chu 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年1月
考虑到运维成本和技术的影响，分布式光伏电站群内部通常缺乏足够的气象观测设备。所采集气象数据的偏差以及软硬件限制导致的光伏功率数据误差，将直接导致模型预测精度降低。为解决这一问题，本文提出一种具有自适应时空编解码结构的分布式光伏功率短期预测方法，该方法能够适应不同数据输入和不同天气条件下的预测需求，提高预测精度。首先，利用随机森林算法（RF）和皮尔逊相关系数（PCC）对特征重要性进行排序，选取关键输入数据。其次，提出一种基于长短期记忆网络（LSTM）和时空注意力机制（STA）的时空特征编解码模型，...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于自适应时空编解码器的分布式光伏短期功率预测技术具有显著的战略应用价值。 **业务协同价值：**该技术直击分布式光伏电站运维痛点——气象观测设备不足导致的预测精度下降问题。对于阳光电源的智慧能源管理系统而言，精准的功率预测是实现光储协同优化的基础。通过LSTM与时空...
小波变换集成的规则型能量管理策略用于PEMFC混合动力汽车：提升燃料电池堆寿命
Wavelet transform-integrated rule-based energy management strategy for PEMFC hybrid vehicles: fuel cell stacks lifetime enhancement
Jiacheng Yuan · Qihao Deng · Wenshang Chen · Xile Wang 等8人 · Energy Conversion and Management · 2025年11月 · Vol.344
摘要 随着氢能与燃料电池混合动力汽车（FCHEVs）的快速发展，对先进的能量管理策略（EMS）提出了日益增长的需求，以平衡能源效率、燃料电池退化以及经济性能之间的关系。然而，传统的基于规则的能量管理策略在动态驾驶工况下往往导致过大的功率波动，并加速燃料电池的老化。为解决上述问题，本文提出了一种集成小波变换的规则型控制策略（WT-RBC），旨在提高FCHEVs的能量效率并减少燃料电池的退化。结果表明，在CLTC驾驶循环下，所提出的策略使氢气消耗量保持在传统基于规则的EMS水平的8%以内，同时显著降...
解读: 该小波变换能量管理策略对阳光电源氢能储能系统及充电桩产品具有重要借鉴价值。其功率波动抑制技术(48.59kW降至6.92kW)可应用于ST系列PCS的多能源协调控制,优化电池与氢储能混合系统的功率分配。小波分解算法可集成至iSolarCloud平台,实现充电站多源协同的预测性维护。燃料电池寿命延长策...
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...
基于帽层设计的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管电学性能研究
Study on electrical performance of AlGaN/GaN high electron mobility transistor based on cap layer design
Tieying Zhang · Peng Cui · Xin Luo · Siheng Chen 等11人 · Solid-State Electronics · 2025年2月 · Vol.224
摘要 本研究探讨了不同帽层对AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMTs）电学特性的影响。通过对比制备的具有GaN和AlN帽层的AlGaN/GaN HEMTs，发现AlN帽层由于其优异的钝化效果和极化效应，能够提高二维电子气（2DEG）密度，从而获得更高的饱和电流，并使击穿电压从615 V（GaN帽层）提升至895 V（AlN帽层）。Sentaurus TCAD仿真结果验证了上述实验发现，表明AlN帽层器件中形成了更深的三角形量子势阱，导致2DEG电子密度达到1.19 × 10^13 cm^...
解读: 该AlN帽层GaN HEMT技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。研究显示AlN帽层可将击穿电压提升至895V，梯度帽层结构更达1308V，2DEG密度提升28%。这为我司SG系列光伏逆变器、ST储能PCS及充电桩的GaN功率模块设计提供优化方向：通过改进帽层结构可提升器件耐压等级和导通性能，支持...