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基于不同服役里程的电力机车牵引系统IGBT器件剩余寿命评估研究
Research on Remaining Lifetime Evaluation for Traction System IGBT Devices of Electric Locomotives With Different Service Mileage
Wei Lai · Miaomiao Shangguan · Jing Shi · Hui Li 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
电力机车牵引变流器的可靠性高度依赖于IGBT模块。传统基于里程的定期更换维护方式成本高且存在浪费。本文旨在研究考虑不同服役里程因素下，IGBT模块的剩余可靠性评估方法，以实现更精准的寿命预测与维护策略优化。
解读: 该研究关注IGBT模块的剩余寿命评估，对阳光电源的核心业务具有重要参考价值。在光伏逆变器（组串式/集中式）和储能变流器（PowerTitan/PowerStack）中，IGBT是核心功率器件，其可靠性直接决定产品全生命周期运维成本。通过引入基于服役状态的寿命评估模型，可优化iSolarCloud平台...
基于虚拟导纳控制的构网型模块化多电平变换器的小信号稳定性分析与增强
Small-Signal Stability Analysis and Enhancement of Virtual Admittance Control Based Grid-Forming MMC
Lei Gao · Jing Lyu · Aolin Shi · Xiaoqiang Fu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
构网型模块化多电平变换器（GFM-MMC）在提升电力系统（尤其是弱电网）小信号稳定性方面展现出巨大潜力。虚拟导纳控制常用于GFM-MMC的限流，但该控制策略可能对系统小信号稳定性产生不利影响。本文针对此问题进行了深入分析，并提出了相应的稳定性增强策略。
解读: 该研究直接关联阳光电源PowerTitan等大型储能系统及高压大功率变换技术。随着电网弱化，构网型（GFM）技术已成为储能PCS的核心竞争力。虚拟导纳控制是实现PCS限流与构网支撑的关键，但其带来的稳定性挑战是工程落地中的痛点。建议研发团队参考该文献的稳定性增强策略，优化PowerTitan系列在弱...
模块化多电平谐振DC-DC变换器的功率损耗建模与热不平衡抑制
Power Losses Modeling and Thermal Imbalance Suppression of Modular Multilevel Resonant DC–DC Converters
Jing Sheng · Xin Xiang · Long Xu · Heya Yang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年7月
模块化多电平谐振DC-DC变换器（MMRDC）在中压直流到低压直流应用中备受关注。由于其与传统高压直流输电中MMC的工作原理及调制技术不同，导致电气和热应力分布存在差异。本文重点研究了MMRDC的功率损耗建模方法，并提出了抑制热不平衡的有效策略，以提升变换器的可靠性与效率。
解读: 该研究针对中压直流变换技术，对阳光电源的储能系统（如PowerTitan系列）及未来高压直流耦合光储系统具有重要参考价值。MMRDC拓扑在提升功率密度和效率方面表现优异，但热不平衡问题是制约其在大功率储能PCS中应用的关键瓶颈。建议研发团队借鉴文中的损耗建模与热平衡控制策略，优化PowerTitan...
中低压直流配电网中双向模块化多电平谐振变换器的功率流控制
Power Flow Control of Bidirectional Modular Multilevel Resonant Converters in MVDC and LVDC Distribution Networks
Boliang Li · Jing Sheng · Long Xu · Tianling Shi 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
本文提出了一种用于中压直流（MVDC）到低压直流（LVDC）配电网的双向模块化多电平谐振变换器（BMMRDC）及其功率流控制策略。文章详细阐述了该拓扑结构、不同运行模式下的工作原理，并对其电压增益模型进行了深入研究。
解读: 该研究提出的BMMRDC拓扑在高压大功率直流变换场景下具有显著优势，与阳光电源的PowerTitan系列大型储能系统及未来直流微网解决方案高度契合。模块化多电平技术能有效降低器件电压应力，提升系统效率与功率密度。建议研发团队关注该拓扑在储能PCS直流侧升压环节的应用，以优化中压直流接入能力，提升系统...
一种基于全控型与半控型器件组合的新型直流斩波器，用于海上风电VSC-HVDC输电系统
A Novel Modular DC Chopper Based on Combination of Fully and Semicontrolled Devices for Offshore Wind VSC-HVDC Transmission System
Yunqi Jing · Jianwen Zhang · Liqian Su · Gang Shi 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年1月
基于电压源换流器的高压直流输电（VSC-HVDC）广泛应用于海上风电并网。然而，交流电网故障引起的直流过电压对系统构成严重威胁。直流斩波器作为能量耗散装置，常用于增强系统的故障穿越能力。本文提出了一种结合全控型与半控型器件的新型混合直流斩波器拓扑。
解读: 该研究针对海上风电VSC-HVDC系统的直流过电压保护问题，提出的混合直流斩波器拓扑在提升系统故障穿越能力方面具有显著价值。阳光电源在风电变流器及大型储能系统（如PowerTitan）领域拥有深厚积累，该技术可优化海上风电变流器及直流侧保护方案，提升系统在高压直流输电场景下的可靠性。建议研发团队关注...
一种基于P-Sub/P-Epi技术的600V高压栅极驱动IC集成自举二极管仿真器
An Integrated Bootstrap Diode Emulator for 600-V High Voltage Gate Drive IC With P-Sub/P-Epi Technology
Jing Zhu · Weifeng Sun · Yunwu Zhang · Shengli Lu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年1月
本文首次提出了一种基于P-Sub/P-Epi BCD工艺的集成自举二极管仿真器，包含高压FET、栅极控制及背栅控制电路。通过优化控制策略，在不增加额外复杂性的前提下，自举电容的充电时间缩短了约27%，有效提升了高压栅极驱动电路的性能。
解读: 该技术直接优化了高压栅极驱动电路的核心组件，对阳光电源的组串式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）具有重要价值。在逆变器和PCS的功率级设计中，自举电路的充电效率直接影响开关管的驱动可靠性与开关频率上限。采用该集成仿真器技术，可有效缩短驱动电路的响应时间，降低驱...
用于燃料电池汽车的准Z源升压三电平DC-DC变换器
Wide Input-Voltage Range Boost Three-Level DC–DC Converter With Quasi-Z Source for Fuel Cell Vehicles
Yun Zhang · Jilong Shi · Lei Zhou · Jing Li 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年9月
针对燃料电池汽车中燃料电池堆动态低电压与逆变器直流母线恒定高电压（400V）之间的电压失配问题，本文提出了一种基于二极管整流准Z源的升压三电平DC-DC变换器（BTL-DRqZ）。该拓扑基于传统的飞跨电容三电平升压结构，有效提升了电压增益并优化了输入电压范围。
解读: 该研究提出的高增益三电平DC-DC拓扑在燃料电池发电及电动汽车充电领域具有应用潜力。对于阳光电源而言，该技术可为氢能业务（如电解槽电源或燃料电池系统）提供高效的功率变换参考，有助于提升系统功率密度并降低开关应力。建议研发团队关注其在宽输入电压范围下的效率表现，评估其是否可优化现有充电桩或储能PCS中...
面向280 Ah棱柱形储能电池热管理的液冷板多目标拓扑优化设计
Multi-objective topology optimization design of liquid-based cooling plate for 280 Ah prismatic energy storage battery thermal management
Xiang-Wei Lin · Ming-Yu Shi · Zhifu Zhou · Bin Chen 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年2月 · Vol.325
摘要：基于锂离子电池构建储能系统已成为缓解可再生能源间歇性问题、提高其利用效率的有前景途径。在此背景下，热管理技术需在不消耗大量功率的前提下维持电池的温度水平与热均匀性。然而，传统冷板通常采用试错法设计，存在热性能与流动阻力之间的权衡难题。本研究针对电池模组提出了一种融合电化学、流体动力学和传热场的多物理场耦合模型，同时引入多目标拓扑优化方法，在给定约束条件下自由演化嵌入冷板内的流体域分布。多目标函数采用归一化加权求和方法构建。在此基础上，通过响应面法建立设计参数（即雷诺数和权重系数）与冷板性能...
解读: 该多目标拓扑优化冷却技术对阳光电源ST系列储能系统及PowerTitan产品具有重要应用价值。研究针对280Ah大容量棱柱电池的液冷板优化,通过多物理场耦合模型和遗传算法实现热管理性能与压降的最优平衡,相比传统直通式冷板换热能力提升15.6-42.2%。该方法可直接应用于阳光电源液冷储能系统的冷板设...
SKAD：一种基于结构知识引导的输电线路阻尼器异常检测统一框架
SKAD: A Unified Framework Guided by Structural Knowledge for Anomaly Detection of Dampers in Transmission Lines
Jiahao Shi · Jing Chen · Hao Jiang · Xiren Miao 等5人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年4月
阻尼器通过吸收输电线路振动能量以抑制导线振幅，但其可能发生内部结构异常（如阻尼头损伤）或外部位置异常（如沿导线滑移），影响减振效果。现有方法多针对单一异常类型，且局部特征提取能力有限。为此，本文提出SKAD，一种基于结构知识引导的统一检测框架，通过四个关键结构点对阻尼器结构特性进行编码，结合HRNet、GAU与SimCC构成的混合网络实现亚像素级定位。通过分析结构点的空间关系与向量特征，SKAD可在结构层面同步检测损伤（基于置信度阈值与向量点积）和滑移（基于深度-平行-距离约束）异常。实验结果表...
解读: 该输电线路阻尼器异常检测技术对阳光电源智能运维体系具有重要借鉴价值。其基于结构知识的亚像素级定位方法可迁移至iSolarCloud平台的设备巡检模块，用于光伏支架、储能柜体等关键部件的结构异常检测。SKAD框架中的多类型异常统一检测思路可应用于ST储能系统的预测性维护，通过视觉识别电池模组连接件松动...
模块化多电平谐振直流-直流变换器的损耗建模与热不平衡抑制
Power Losses Modeling and Thermal Imbalance Suppression of Modular Multilevel Resonant DC–DC Converters
Jing Sheng · Xin Xiang · Long Xu · Heya Yang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月
模块化多电平谐振直流 - 直流变换器（MMRDC）在中压直流到低压直流应用领域引起了大量的研究关注。然而，与应用于高压直流输电的传统模块化多电平变换器相比，由于工作原理和调制技术不同，MMRDC中的电气和热应力分布仍有待充分阐明。本文对MMRDC中子模块（SM）器件的功率损耗进行了全面研究。建立了不同运行条件下子模块导通损耗和开关损耗的精确计算模型。计算结果揭示了子模块内部器件存在严重的热不平衡特征，这可能会缩短器件寿命，进而威胁变换器的可靠性。然后，为了缓解热不平衡问题，提出了一种通过重新分配...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文研究的模块化多电平谐振DC-DC变换器（MMRDC）技术具有重要的战略价值。该技术针对中压直流到低压直流的应用场景，这与我司在大型光伏电站、储能系统以及新能源制氢等领域的核心需求高度契合。 论文的核心贡献在于建立了精确的功率损耗计算模型，并揭示了子模块内部器件间严...
p-GaN栅极HEMT在高功率微波辐照下的退化行为与机理分析
Analysis of Degradation Behavior and Mechanism of p-GaN Gate HEMT Under High-Power Microwave Irradiation
Mingen Lv · Jing Xiao · Ming Tao · Yijun Shi 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年6月
本研究对p型氮化镓（GaN）栅高电子迁移率晶体管（HEMT）在高功率微波（HPM）辐照下的电学特性退化行为进行了研究。基于1/f噪声方法对p-GaN栅HEMT在HPM辐照前后进行了陷阱分析。实验结果表明，HPM辐照下p-GaN栅HEMT的阈值电压明显低于未辐照的新器件，亚阈值摆幅大于新器件。栅极漏电流的最大变化量增大了一个数量级。随着HPM功率和辐照时间的增加，p-GaN栅HEMT器件的退化现象愈发严重。1/f噪声测试结果显示，HPM辐照下p-GaN栅HEMT的输入参考平带谱噪声密度增加了一倍。...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于p-GaN栅极HEMT器件在高功率微波辐照下退化机理的研究具有重要的工程应用价值。作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商，阳光电源的核心产品大量采用GaN基功率器件以实现高效率、高功率密度的电能转换。 该研究揭示的关键问题直接关系到我们产品的可靠性设计。研究发现...