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部分容量自动中性区供电系统的潮流分析与电流优化控制
Power Flow Analysis and Current Optimization Control in Automatic Neutral Section Power Supplier With Partial Capacity
Zhibo Zhang · Kai Li · Changyu Gao · Trillion Q. Zheng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年12月
针对电气化铁路中性区引起的供电中断和速度损失问题，本文提出了一种基于分时复用铁路功率调节器的自动中性区供电系统（ANSPS）。该系统具有变流器容量小、利用率高和多功能等优势，并针对现有方案的不足进行了潮流分析与电流优化控制研究。
解读: 该文献探讨的铁路功率调节器（RPC）技术与阳光电源的电力电子变流技术同源，特别是其多电平拓扑与并网控制策略可借鉴于阳光电源的组串式逆变器及大型储能PCS产品。虽然该应用场景属于轨道交通领域，但文中提到的“部分容量”设计理念和“分时复用”控制策略，对于优化阳光电源在微电网或复杂工商业场景下的变流器成本...
带继电器端口的模块化多有源桥变换器功率解耦与优化控制研究
Research on Power Decoupling and Optimal Control of Modular Multiactive Bridge Converter With Relay Port
Changyu Gao · Kai Li · Zhibo Zhang · Fan Yuan 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
模块化多有源桥（MMAB）变换器是一种可扩展的多端口变换器，适用于多种能源与负载的灵活互联。传统MMAB通过高频变压器耦合至公共链路，存在端口间功率交叉耦合问题。本文针对带继电器端口的MMAB结构，研究了功率解耦控制策略，旨在提升多端口系统的功率分配灵活性与控制精度。
解读: 该研究涉及的多端口变换技术与阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及光储一体化架构高度相关。随着储能系统向高压化、模块化发展，多端口变换器能有效实现光伏、电池与电网的高效耦合。该文章提出的功率解耦与优化控制策略，可优化PCS内部的功率流分配，减少多端口间的干扰，提升系统动...
一种作为分时铁路功率调节器的自动分相供电装置
An Automatic Neutral Section Power Supplier Serving as Railway Power Conditioner on Time-Division Basis
Zhibo Zhang · Trillion Q. Zheng · Changyu Gao · Kai Li 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
针对列车通过分相区时的短暂断电问题，本文提出了一种新型自动分相供电装置。该装置通过分时复用技术，解决了现有方案中变流器桥臂过多、容量大及闲置率高的问题，显著提升了设备利用率，为铁路供电系统的稳定运行提供了高效的拓扑解决方案。
解读: 该文献探讨的拓扑复用与分时控制技术，在电力电子变换领域具有通用参考价值。虽然铁路供电系统与阳光电源主营的光伏、储能业务存在差异，但其核心的“多功能复用”理念可借鉴至阳光电源的储能变流器（PCS）设计中。例如，在PowerTitan等大型储能系统中，通过优化控制算法实现PCS在不同工况下的功能切换，可...
基于滑模负载转矩观测器的单预测步长FCS-MPDSC以提升表贴式永磁同步电机动态性能
SM Load Torque Observer-Based FCS-MPDSC With Single Prediction Horizon for High Dynamics of Surface-Mounted PMSM
Chao Gong · Yihua Hu · Kai Ni · Jinglin Liu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年1月
为提升表贴式永磁同步电机（PMSM）的动态性能，本文提出了一种改进的有限控制集模型预测直接速度控制（FCS-MPDSC）策略。该策略仅包含一个速度控制环，通过引入负载转矩观测器并采用单步预测方法，在简化计算复杂度的同时，显著优化了系统的动态响应能力。
解读: 该研究提出的单步长模型预测控制与负载观测器技术，主要应用于高性能电机驱动领域。对于阳光电源而言，该算法可优化风电变流器中发电机侧的控制性能，提升风机在复杂工况下的动态响应与稳定性。此外，该技术在电动汽车充电桩的功率模块控制或未来储能系统中的旋转机械控制（如飞轮储能）方面具有潜在的参考价值。建议研发团...
双时间尺度级联系统的统一建模与全模式能量控制
Unified Modeling and Full-Mode Energy Control of Two-Time-Scale Cascaded Systems
Kai He · Fei Gao · Ying Jiang · Xijun Yang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年12月
本文针对非完全解耦级联结构的双时间尺度问题，提出了一种适用于LCC-LCC补偿感应电能传输（IPT）系统的统一全模式能量模型。该模型通过引入双时间尺度变量，有效解决了传统周期性能量控制在多时间尺度系统中的性能瓶颈，提升了系统的动态响应与控制精度。
解读: 该研究提出的双时间尺度建模与控制方法，对于阳光电源的储能变流器（PCS）及双向DC-DC变换器设计具有参考价值。在PowerTitan等大型储能系统中，多级联变换器架构普遍存在不同时间尺度的动态耦合问题。通过引入该统一建模方法，可优化PCS内部功率级与外环控制的解耦，提升系统在复杂电网环境下的暂态响...
用于中点电位平衡与环流抑制的并联T型三电平PWM整流器改进调制机制
Improved Modulation Mechanism of Parallel-Operated T-Type Three-Level PWM Rectifiers for Neutral-Point Potential Balancing and Circulating Current Suppression
Kai Sun · Xiang Lin · Yunwei Li · Yucheng Gao 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年9月
在大功率应用中，并联T型三电平PWM整流器（T3LPR）被广泛用于提升功率密度与可靠性。本文针对该拓扑面临的两大核心挑战：中点电位（NPP）平衡问题以及并联单元间的零序环流（ZSCC）抑制问题，提出了一种改进的调制机制，有效提升了系统的运行稳定性和效率。
解读: 该研究直接关联阳光电源的核心产品线，特别是大功率组串式逆变器及集中式逆变器。T型三电平拓扑是阳光电源实现高效率转换的关键技术之一。随着单机功率等级的不断提升，多机并联运行已成为主流趋势，该文献提出的环流抑制与中点平衡策略，能显著优化逆变器在并网过程中的电能质量，降低损耗，并提升系统在高压环境下的可靠...
高阶无线电能传输系统的精确离散时间建模与边界分析
Accurate Discrete-Time Modeling and Boundary Analysis for High-Order Wireless Power Transfer Systems
Kai He · Xin Liu · Fei Gao · Xijun Yang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
传统频闪映射（SM）方法仅关注周期性时间点的行为，无法捕捉运行周期内多次状态变化的细节。本文提出了一种改进的全功率频闪映射（IFSM）模型，用于高阶无线电能传输（WPT）系统及DC-DC变换器的精确建模与边界特性分析。
解读: 该文章提出的IFSM建模方法主要针对高阶无线电能传输系统，与阳光电源现有的光伏逆变器、储能系统及风电变流器核心业务关联度较低。但其核心思想——通过改进离散时间建模来提升DC-DC变换器在复杂动态下的分析精度，对阳光电源研发团队优化高频DC-DC变换器（如储能PCS中的双向DC-DC模块）的控制算法和...
基于谐波分解的三电平双有源桥变换器ZVS边界分析与移相值优化策略
ZVS Boundary Analysis and Optimization Strategy of Phase-Shift Values for Three-Level Dual-Active-Bridge Converters Using Harmonic Decomposition
Wei Shao · Chenchen Wang · Kai Li · Zhibo Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
本文研究了由三电平中点钳位桥和H桥组成的双有源桥（DAB）变换器。为实现中压直流与低压直流间的高效转换，文章通过谐波分解法分析了ZVS软开关边界，并提出了移相控制优化策略，旨在高频条件下拓宽ZVS工作范围，提升变换效率。
解读: 该技术对阳光电源的储能业务（如PowerTitan、PowerStack系列）具有极高的应用价值。三电平DAB拓扑是实现高压储能系统高效直流变换的核心技术，通过优化移相控制策略，可显著降低开关损耗，提升PCS在全功率范围内的转换效率。建议研发团队将该谐波分解分析法应用于大功率储能变流器的控制算法优化...
基于高频母线的兆瓦级四端口电力电子变压器设计与实现
Design and Implementation of Four-Port Megawatt-Level High-Frequency-Bus Based Power Electronic Transformer
Kai Li · Wusong Wen · Zhengming Zhao · Liqiang Yuan 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年6月
针对现代电力系统中分布式能源与直流负载的集成需求，本文提出了一种基于高频母线的兆瓦级四端口电力电子变压器（PET）拓扑。该方案旨在实现交流/直流混合分布式电网的高效互联，通过多端口架构提升功率变换的灵活性与系统集成度。
解读: 该技术对阳光电源的PowerTitan系列储能系统及大型光储融合项目具有重要参考价值。兆瓦级多端口PET拓扑能够有效简化光伏、储能与直流负载间的功率变换链路，减少转换级数，从而提升系统整体效率。建议研发团队关注该高频母线架构在大型工商业及电网侧储能系统中的应用，特别是针对光储充一体化场景，通过多端口...
宽输入电压范围下LCC-LCC补偿IPT系统的统一双时间尺度建模与混合ZVS调制
Unified Two-Time-Scale Modeling and Hybrid ZVS Modulation of LCC–LCC Compensated IPT System With Wide Input Voltage Range
Kai He · Fei Gao · Xin Liu · Ying Jiang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年11月
针对分布式能源与感应电能传输（IPT）系统级联时因频率差异导致的建模困难，本文提出了一种包含快、慢时间尺度状态变量的统一双时间尺度模型（TTSM）。该模型在宽输入电压范围内具有高精度和高效率，并结合混合零电压开关（ZVS）调制策略，优化了系统动态性能。
解读: 该研究提出的双时间尺度建模方法对于阳光电源的电动汽车充电桩及无线充电业务具有重要参考价值。在宽电压输入场景下，该建模方法能显著提升变换器的控制精度与动态响应速度。对于PowerStack等储能系统中的DC-DC变换环节，采用此类混合ZVS调制策略可有效降低开关损耗，提升系统整体效率。建议研发团队关注...
一种改善CRM/DCM Buck-Buck/Boost PFC变换器功率因数和动态响应性能的方案
A Scheme to Improve Power Factor and Dynamic Response Performance for CRM/DCM Buck–Buck/Boost PFC Converter
Kai Yao · Chengjian Wu · Jienan Chen · Jian Yang 等11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月
Buck-Buck/Boost PFC变换器能有效补偿Buck型PFC输入电流的死区问题。然而，在传统CRM模式下的恒定导通时间控制或DCM模式下的恒定占空比控制中，其功率因数较低。本文提出了一种改进方案，旨在提升该拓扑在不同工作模式下的功率因数及动态响应性能。
解读: 该研究针对PFC拓扑的优化，对阳光电源的充电桩产品线及储能变流器（PCS）的前级AC/DC整流环节具有重要参考价值。在充电桩和PCS应用中，高功率因数和快速动态响应是提升电能质量和系统效率的关键。该方案通过改进CRM/DCM控制策略，有助于优化阳光电源产品在宽负载范围下的输入电流谐波表现，提升整机能...
直接键合铜(DBC)基板底层铜层对功率模块局部放电性能的影响
Impacts of the Bottom Copper Layer of Direct-Bond Copper Substrates on the Partial Discharge Performance in Power Modules
Yuan Gao · Kai Yin · Claus Leth Bak · Asger Bjørn Jørgensen 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
本文研究了直接键合铜(DBC)基板底层铜层对功率模块局部放电(PD)性能的影响。通过建立不同布局的DBC样本有限元仿真模型，对比分析了电场分布。结果表明，通过悬浮底层铜层或施加高压的一半电压，可有效优化电场分布，提升功率模块的局部放电性能。
解读: 该研究直接关系到阳光电源核心产品（如组串式/集中式逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器）中功率模块的绝缘设计与可靠性。随着产品向高功率密度和高电压等级（如1500V系统）发展，DBC基板的局部放电问题成为制约器件寿命的关键。建议研发团队在设计高压功率模块时，参考文中关于底层铜...
带中继端口的模块化多有源桥变换器功率解耦与优化控制研究
Research on Power Decoupling and Optimal Control of Modular Multiactive Bridge Converter With Relay Port
Changyu Gao · Kai Li · Zhibo Zhang · Fan Yuan 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
模块化多有源桥（MMAB）变换器是一种模块化、可扩展且极具前景的多端口变换器，它便于实现各种电源和负载之间的灵活互联。在传统的MMAB结构中，所有端口都通过多个高频变压器与一个公共高频链路耦合，这本质上会在端口之间引入交叉耦合功率流。本文提出了一种改进的MMAB变换器结构，该结构引入了一个额外的中继端口，以实现硬件层面的功率解耦。所提出的拓扑结构无需复杂的控制策略，且允许每个端口作为独立的双有源桥变换器独立运行，互不干扰。利用频域分析详细分析了功率流解耦原理。此外，提出了一种基于占空比控制的优化...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项模块化多有源桥（MMAB）变换器技术具有显著的战略价值。该技术通过引入中继端口实现硬件级功率解耦，有效解决了传统多端口变换器中端口间交叉耦合的核心难题，这与阳光电源在光储充一体化、多能互补系统等场景的技术需求高度契合。 在储能系统应用层面，该技术的模块化、可扩展特性能...
基于动态惩罚系数分布式ADMM方法的D2D网络能效功率控制
Energy-Efficient Power Control in D2D Networks: A Distributed ADMM Approach With Dynamic Penalty Coefficient
Yuting Huang · Xiaozheng Gao · Minwei Shi · Neng Ye 等5人 · IEEE Transactions on Vehicular Technology · 2025年1月
由于物联网（IoT）设备的爆炸式增长，设备到设备（D2D）通信在未来网络中发挥着重要作用。移动设备数量的激增要求更高的数据传输速率和资源利用效率。为满足这些需求，开发有效的功率控制算法对于提高网络性能和降低能耗至关重要。在这项工作中，我们提出了一种基于交替方向乘子法（ADMM）算法和逐次凸近似（SCA）算法相结合的分布式功率控制方案。为了实现能效最大化，通过SCA将原问题分解为多个凸子问题，并利用ADMM的分布式优化方法求解每个子问题，从而使问题的求解更加高效。特别地，还提出了一种动态惩罚系数策...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的分布式能效优化算法具有显著的应用价值。随着光伏电站、储能系统和微电网规模的不断扩大，海量智能设备间的高效通信与协同控制已成为系统优化的关键瓶颈。 该技术的核心价值在于通过ADMM与SCA算法的结合，实现了分布式架构下的能效最优化。这与阳光电源大型光伏电站中数...
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4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...
圆柱形锂离子电池串联电弧的演化规律及诱发失效研究
Study on the evolution laws and induced failure of series arcs in cylindrical lithium-ion batteries
Wenqiang Xu · Kai Zhou · Yalun Li · Bin Gao 等10人 · Applied Energy · 2025年3月 · Vol.377
摘要 随着储能与动力电池系统电压等级的提升，电池系统的电气安全问题受到广泛关注。电池系统中因连接松动等电气故障引发的串联电弧问题日益严重。然而，目前针对电池系统中串联电弧的研究仍处于初级阶段。因此，为探究电池相关的电弧灾害问题，本研究搭建了模拟串联电弧故障的实验平台。以正极接线端电弧为重点研究对象，探讨了不同条件下电池相关电弧的演化规律，并分析了其对电池造成的危害效应。结果表明，当系统电压为200 V、电路电流为2C时，不同荷电状态（SOC）的电池均可产生稳定的电弧。同时，电弧可熔穿电池外壳形成...
解读: 该研究揭示的200V系统串联电弧演化规律对阳光电源储能系统安全设计具有重要参考价值。针对ST系列PCS及PowerTitan储能系统,建议在电池簇连接处集成电弧检测算法,通过监测电流波动特征实现早期预警。研究中电弧导致的电池壳体熔穿、电解液泄漏等失效模式,可指导iSolarCloud平台开发基于温升...
直接键合铜基板底部铜层对功率模块局部放电性能的影响
Impacts of the Bottom Copper Layer of Direct-Bond Copper Substrates on the Partial Discharge Performance in Power Modules
Yuan Gao · Kai Yin · Claus Leth Bak · Asger Bjørn Jørgensen 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
本文研究了直接键合铜（DBC）基板底部铜层对功率模块局部放电（PD）性能的影响。建立了不同布局的DBC样品有限元仿真模型，并对其电场分布进行了对比分析。结果表明，通过使底部铜层浮空、施加一半的高压，或者部分或完全去除底部铜层，可以显著降低DBC基板三相点处的最大电场。制作了多个DBC样品，并对其局部放电性能进行了实验测试。完全去除底部铜层可使局部放电起始电压（PDIV）提高79%以上。实验结果与仿真分析吻合良好，验证了研究结果。制作了一个采用完全去除底层铜概念的模拟功率模块，并按照IEC 602...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于DBC基板底层铜层优化以提升局部放电性能的研究具有重要的战略价值。在光伏逆变器和储能变流器向中高压、大功率方向发展的趋势下，功率模块的绝缘可靠性已成为制约产品性能提升的关键瓶颈。 该研究通过有限元仿真与实验验证相结合，系统分析了底层铜层不同布局方案对电场分布的影响...
基于加速应力测试预测实际运行中TOPCon光伏组件的潜在诱导衰减
Prediction of potential induced degradation for TOPCon PV modules working in field based on accelerated stress testing
Zhiwei Li · Kai Yu · Le Wang · Jian Huang 等10人 · Solar Energy · 2025年4月 · Vol.290
摘要 潜在诱导衰减（PID）是光伏（PV）组件在高系统电压、高湿度和高温环境下运行时面临的一个严重问题，可能导致显著的性能损失。本研究建立了一种基于双面玻璃结构的隧穿氧化层钝化接触（TOPCon）电池组件来预测实际应用中PID衰减行为的方法。采用阿伦尼乌斯方程（Arrhenius equations），结合光照强度为800 W/m²的稳态试验箱中获得的PID数据，对光伏组件功率衰减速率进行拟合。此外，评估了不同温度条件下的加速因子（AF），即加速测试中的功率衰减速率与实地衰减速率之比。该方法被应...
解读: 该TOPCon组件PID预测方法对阳光电源SG系列光伏逆变器及iSolarCloud平台具有重要价值。研究揭示不同气候区PID衰减规律(华南30年衰减1.57%,中东1.13%),可指导1500V高压系统设计优化。建议将Arrhenius加速因子模型集成至iSolarCloud预测性维护算法,针对高...