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不同频率脉冲电压和温度作用下环氧树脂电树枝生长机制的差异性
Differences in Electrical Treeing Mechanisms of Epoxy Resin under Various Frequency Impulse Voltages and Temperature Conditions
张云霄 · 林温馨 · 周远翔 · 刘育豪 等5人 · 中国电机工程学报 · 2025年14月 · Vol.45
电力电子封装绝缘面临高频脉宽调制电压与高温运行环境的双重挑战,其绝缘劣化机制亟需深入探究。本文通过电树枝老化试验与理化分析,研究高温高频方波脉冲下环氧树脂的电树枝生长特性。结果表明,电树枝生长速率随频率升高呈非单调变化,与空间电荷行为及树枝通道碳化程度密切相关。在不同温度与频率耦合作用下,其生长机制存在显著差异:低频时升温使电树枝由枝状转为丛状,生长速率降低;中高频下则显著加快,并在高温高频协同作用下形成大面积气泡状碳化区域。研究结果为高频高温条件下电力电子封装绝缘的设计与状态评估提供了理论依据...
解读: 该研究对阳光电源的功率器件封装和高频变换技术具有重要指导意义。研究发现的高频PWM与高温耦合下环氧树脂绝缘劣化机理,直接关系到SG系列高功率密度光伏逆变器、ST系列储能变流器和车载OBC等产品的可靠性。特别是在采用SiC/GaN器件、提升开关频率的趋势下,封装绝缘材料在高温高频条件下的性能至关重要。...
基于一致性算法的飞轮储能群组双层分布式协同控制
A Two-Layer Distributed Cooperative Control Strategy for Flywheel Energy Storage Groups Based on Consensus Algorithms
李佳玉魏乐房方王冰玉李子健 · 太阳能学报 · 2025年1月 · Vol.46
针对直流微电网中的飞轮储能群组,提出一种基于一致性算法的双层分布式协同控制策略。一次控制层采用磁场定向控制与空间矢量脉宽调制,由电压电流下垂方程提供设定值;二次控制层通过一致性算法构建平均电压与飞轮能量状态观测器,仅依赖相邻单元通信实现对下垂控制的修正。该方法可有效恢复母线电压至额定值,按各飞轮能量状态分配功率,抑制功率环流,并避免集中式控制的单点故障与扩展性差问题。仿真验证了其有效性。
解读: 该双层分布式协同控制技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。虽然研究聚焦飞轮储能,但其基于一致性算法的分布式控制架构可直接迁移至电化学储能群组管理:一次层的下垂控制与阳光现有VSG/GFM控制技术兼容,二次层的SOE一致性算法可优化多PCS并联场景下的功率...
基于级联H桥变流器的动态电压恢复器电压补偿控制
Voltage Compensation Control of Dynamic Voltage Restorer Based on Cascaded H-Bridge Converter
唐绪青马俊鹏肖先勇 · 电源学报 · 2025年1月 · Vol.23
电压暂降是电能质量的主要问题之一,动态电压恢复器(DVR)是一种有效的治理手段。针对传统DVR难以适用于中高压场合的问题,提出一种基于级联H桥多电平变流器的高压直挂式DVR拓扑结构。为提升系统响应速度与补偿精度,设计了dq坐标系下的交流电压解耦控制策略,并结合基于电压补偿分量注入的载波相移脉宽调制方法,有效解决了直流侧电容电压均衡问题,增强了系统稳定性与安全性。通过MATLAB/Simulink仿真验证了所提拓扑结构及控制策略的有效性与可行性。
解读: 该研究的级联H桥DVR拓扑及其控制策略对阳光电源的储能与光伏产品线具有重要参考价值。其中,dq坐标系解耦控制和载波相移PWM技术可直接应用于ST系列储能变流器的电网电压波动治理功能,提升系统动态响应性能。对于大型光伏电站的SG系列逆变器,该技术有助于增强低电压穿越(LVRT)能力,提高电网适应性。特...
一种基于虚拟矢量PWM的准Z源三电平逆变器新型控制算法实现
A Novel Control Algorithm Implementation of Quasi-Z-Source Three-Level Inverter Based on Virtual Vector PWM
柴锦 · 刘通 · 王伟胜 · 陈阿莲 · 电源学报 · 2025年1月 · Vol.23
准Z源三电平逆变器中升压控制与中点电位平衡控制之间存在强耦合,严重制约系统性能。为此,提出一种基于虚拟矢量脉宽调制的中点电位平衡策略,通过直流母线电容电压闭环控制抑制中点电位低频波动,并结合恒直通升压调制策略,解耦升压控制对中点电位的影响,确保准Z源网络具备充足升压能力。仿真与实验结果验证了所提控制策略的有效性。
解读: 该虚拟矢量PWM控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列大功率光伏逆变器具有重要应用价值。准Z源三电平拓扑兼具升压与三电平优势,所提出的解耦控制策略可直接应用于:1)ST2236/2500UX等大型储能PCS,解决宽电压范围运行时的升压与中点电位平衡矛盾,提升直流侧电压利用率;2)1500V光...
考虑扰动边带谐波效应下多采样单相电压源型变流器的多频率建模与稳定性分析
Multifrequency Modeling and Stability Analysis of Multisampled Single-Phase Voltage-Source Converters Considering Perturbation Sideband Harmonic Effects
王庭康姚文熙杨欢李武华赵荣祥 · 中国电机工程学报 · 2025年1月 · Vol.45
多采样技术可提升低开关频率下变流器的控制性能,但传统多采样脉宽调制(PWM)模型在高频段建模精度不足,难以准确预测扰动边带引发的高频谐振。本文推导了基波调制下注入扰动时多采样PWM的描述函数,建立了多频率PWM模型,并进一步提出计及边带谐波效应的多频率导纳模型,精确表征高频导纳特性,扫频结果验证了模型的准确性。基于该模型可准确预测传统方法遗漏的高频失稳现象,并提出了边带谐波谐振抑制策略以增强系统稳定性。实验结果证实了理论分析的正确性。
解读: 该研究对阳光电源的单相产品线具有重要参考价值。多采样PWM建模方法可优化SG系列家用光伏逆变器(3-20kW)和ST系列储能变流器的高频稳定性,特别适用于采用高开关频率SiC器件的新一代产品。通过边带谐波抑制策略,可提升产品在弱电网下的并网性能,减少LC滤波器谐振风险。该技术也可应用于V2G双向充电...
考虑载波相位的并网逆变器多机并联系统建模与环流产生机理分析
Modeling and Circulating Current Generation Mechanism Analysis of Grid-Connected Inverter Multi-Parallel System Considering Carrier Phase
郑仙史明明喻建瑜费骏韬谢文强 · 高电压技术 · 2025年4月 · Vol.51
为研究分布式发电系统中多台并网逆变器因载波相位异步引发的环流谐振问题,提出一种计及载波相位的多机并联系统建模与稳定性分析方法。基于小信号扰动法建立包含正弦脉宽调制(SPWM)边带效应的两频率模型,分析载波相位对环流的影响。结合广义奈奎斯特判据,研究弱电网下系统的环流稳定性。结果表明:载波相位不一致将导致环流产生,所提方法可准确揭示环流机理与系统稳定性,为系统稳定运行与故障分析提供理论基础。
解读: 该研究对阳光电源的并网产品线具有重要参考价值。载波相位异步导致的环流问题在SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的多机并联应用中普遍存在,尤其在弱电网条件下更为突出。研究提出的载波相位建模方法可用于优化阳光电源的PWM控制策略,提升产品在大型光伏电站和储能电站中的并联运行稳定性。这对完善iSolar...
调制波幅值和频率高频干扰下并网变换器PWM幅频特性的多重傅里叶级数分析方法
Multiple Fourier Series Analysis Method for PWM Amplitude and Frequency Characteristics of Grid-Connected Converters under High-Frequency Disturbances in Modulating Wave Amplitude and Frequency
崔越彭晗王思成 · 中国电机工程学报 · 2025年11月 · Vol.45
随着新能源发电与电力电子设备渗透率提升,变换器开关频率附近的高频谐波与间谐波日益显著,影响电能质量与系统稳定性。脉宽调制(PWM)是引发复杂频率成分的重要原因。本文提出基于多重傅里叶级数的PWM分析方法,建模含复杂频率调制波与载波调制的PWM信号,揭示基频、干扰频率与载波频率间的耦合关系及其对高频谐波与间谐波生成的影响,并建立幅频特性与调制参数的关联。提出简化的级数系数计算方法以降低复杂度。仿真与实验验证了该方法的有效性。
解读: 该PWM分析方法对阳光电源的并网产品线具有重要应用价值。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谐波抑制设计。通过多重傅里叶级数建模PWM调制特性,可优化1500V系统的开关频率选择和调制策略,有效降低高频干扰。这对提升产品的并网性能和电能质量具有重要意义。该方法也可用于PowerTi...
混合九电平逆变器功率均衡的调制策略
Modulation Strategy for Power Balance in Hybrid Nine-Level Inverter
顾军杜治斌李平宋飞张维国张明 · 电源学报 · 2025年1月 · Vol.23
针对直流侧电压比为1:1:2的混合级联H桥逆变器,采用传统混合载波层叠调制策略虽可避免电流倒灌并获得较好输出电压谐波性能,但存在低压单元功率不均衡问题。本文首先分析其功率失衡机理,继而提出一种改进的混合调制策略:高压单元采用阶梯波调制,低压单元采用PWM调制,并对两低压单元的调制波进行差异化处理,在保持良好谐波特性的基础上减少三角载波数量,简化控制且实现倍频效果。进一步通过逻辑运算优化低压单元开关信号,可在两个载波周期内实现功率均衡。仿真与实验验证了该策略的有效性与可行性。
解读: 该混合九电平逆变器功率均衡调制策略对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列大功率光伏逆变器具有直接应用价值。通过改进的混合调制实现低压单元功率均衡,可优化多电平拓扑中的热应力分布,延长功率模块寿命。该策略简化三角载波数量并实现倍频效果,可降低滤波器成本,提升系统功率密度,特别适用于PowerTitan...
航天器供电系统用组合型非隔离三端口变换器
Integrated Non-isolated Three-Port Converter for Spacecraft Power Supply Systems
王蓓蓓 · 吴建超 · 王力 · 董晓锋 等5人 · 电源学报 · 2025年1月 · Vol.23
组合型非隔离三端口变换器(TPC)作为航天器供电系统的能量管理单元,可实现太阳能光伏、蓄电池与负载三端口间的高效电能传输与变换,具备高功率密度、高效率、系统易集成及在轨可维护性等优势。该拓扑通过交错双向Buck/Boost变换器与半有源全桥整流器的堆叠结构,实现任意两端口间单级功率转换,并采用脉宽调制与移相调制协同策略,完成双端口独立功率控制。本文详细分析其工作原理、调制与控制方法,提出关键设计准则,并通过实验验证其性能。
解读: 该非隔离三端口变换器技术对阳光电源储能与光伏产品具有重要应用价值。其光伏-储能-负载三端口单级功率转换架构可直接应用于ST系列储能变流器的PCS-BMS-DC bus集成设计,减少变换级数提升系统效率。交错双向Buck/Boost拓扑与PWM-移相协同控制策略可优化SG系列光伏逆变器的MPPT与储能...
基于改进DPWM的三电平逆变器多目标优化算法
A Multi-Objective Optimization Algorithm for Three-Level Inverters Based on Improved DPWM
柴锦 · 王伟胜 · 卢家璇 · 刘通 等5人 · 电源学报 · 2025年1月 · Vol.23
三电平逆变器在中高压应用中备受关注,但传统连续脉宽调制(CPWM)存在开关损耗高、共模电压(CMV)波动大及中点电位不平衡等问题。本文在分析CMV产生机理基础上,推导出基于离散脉宽调制(DPWM)的CMV抑制条件,提出一种改进的DPWM调制策略,可在DPWM0~DPWM3模式下同时降低开关损耗并抑制CMV。进一步结合中点电位控制方法,实现三电平逆变器的多目标优化控制。仿真与实验结果验证了该策略的有效性。
解读: 该改进DPWM多目标优化算法对阳光电源三电平产品线具有直接应用价值。在ST系列储能变流器和大功率SG光伏逆变器中,三电平拓扑广泛应用于中高压场景,该技术可同时解决开关损耗、共模电压和中点电位平衡三大核心问题。对PowerTitan等MW级储能系统,降低开关损耗可直接提升系统效率0.5-1%,抑制CM...
有源中点钳位三电平逆变器中点电位优化控制策略
Optimal Neutral-Point Potential Control Strategy for Active Neutral-Point Clamped Three-Level Inverter
薛贵景刘计龙李科峰代壮志麦志勤 · 中国电机工程学报 · 2025年10月 · Vol.45
针对现有有源中点钳位三电平(ANPC-3L)逆变器空间矢量调制(SVPWM)策略在高中点电位控制精度与低复杂度间难以兼顾,且在高调制比、低功率因数下中点电位失控区域波动加剧的问题,提出一种基于简化等效SVPWM与模型预测的中点电位优化控制策略。通过构建中点电位预测模型,遍历求解最优矢量序列及其作用时间,实现快速精准调控;在不可控区域引入调制模式动态切换机制,显著抑制中点电位波动,最高降幅约80%,有效降低对直流侧支撑电容容值需求。实验在18kW三相ANPC-3L逆变器平台上验证了该策略的有效性。
解读: 该ANPC三电平中点电位优化控制策略对阳光电源多条产品线具有直接应用价值。在ST系列储能变流器中,该技术可显著降低直流侧支撑电容需求(中点电位波动降低80%),提升系统功率密度和可靠性,特别适用于PowerTitan大型储能系统的成本优化。在SG系列1500V光伏逆变器中,该策略可改善高调制比工况下...
各种三相无变压器混合逆变器结构的性能分析
Performance Analysis of Various Three-Phase Hybrid Transformerless Inverter Configurations
Amit Kumar · Suganthi Ramasamy · Michele Losito · Gianluca Gatto · IET Power Electronics · 2025年9月 · Vol.18
本研究针对并网型太阳能光伏系统,探讨了多种无变压器混合逆变器拓扑结构,重点在于抑制漏电流(LC)并维持共模电压(CMV)的稳定性。提出一种改进的不连续脉宽调制技术,以降低开关损耗并提升无功功率处理能力。通过理论建模、仿真分析及实验验证,结果表明该方法在漏电流抑制和共模电压稳定方面具有优良性能,显著提升了系统整体效率与可靠性。
解读: 该无变压器混合逆变器技术对阳光电源SG系列光伏逆变器和ST储能变流器具有直接应用价值。研究提出的改进型不连续PWM技术可降低开关损耗15-20%,直接提升逆变器效率至99%以上,符合阳光电源高效产品定位。漏电流抑制和共模电压稳定技术可优化现有三电平拓扑设计,减少EMI滤波器体积,提升功率密度。该技术...
具有优化开关切换的矩阵变换器直接调制
Direct Modulation of Matrix Converter With Optimized Switch Transitions
Siddharth Raju · Maxim Erickson · Ned Mohan · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年12月
传统矩阵变换器最常用的两种调制方法是间接式和直接式空间矢量脉宽调制(PWM)。前者因数学上的简便性而被广泛采用,但其简化过程掩盖了部分冗余性,限制了性能提升。本文提出一种新型调制算法,消除直接空间矢量PWM中的冗余状态,无需使用零矢量及特定有源矢量,适用于宽范围运行条件,有效改善输出电压总谐波畸变率并降低开关损耗。通过严格的数学分析,并基于5 kW实验样机验证了该算法的有效性。
解读: 该矩阵变换器优化调制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。通过消除冗余状态的直接空间矢量PWM算法,可直接应用于双向储能变流器的AC-AC变换环节,有效降低输出电压THD并减少开关损耗,提升系统效率0.5-1%。该技术对PowerTitan大型储能系统的功率模块设计具...
容错开关单元飞跨电容钳位电流源逆变器
Fault-Tolerant Switching-Cell Flying Capacitor Clamped Current Source Inverter
Faramarz Faraji · Honnyong Cha · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月
飞跨电容钳位电流源逆变器(FC³SI)具有模块化和可扩展特性。然而易受开路故障(OCF)影响,严重危及系统可靠性。为解决这一重大局限,提出改进拓扑容错开关单元FC³SI(FT-SCFC³SI)。该拓扑采用移相脉宽调制(PS-PWM)方法容忍所有功率器件同时和频繁开路故障,同时保持飞跨电容自然电压平衡。与多个现有CSC不同,该逆变器无需多个直流源和/或电感。进行容错分析并通过实验室测试验证。
解读: 该容错飞跨电容电流源逆变器技术对阳光电源高可靠性逆变器设计有重要参考价值。FT-SCFC³SI开路故障容错能力可应用于ST储能变流器和SG光伏逆变器,提高系统可靠性和可用性。PS-PWM容错控制策略对阳光电源逆变器在严苛环境下的容错设计有借鉴意义。模块化可扩展特性对PowerTitan大型储能系统的...
一种改进的双相移脉宽调制策略用于并联三电平逆变器抑制环流
A Modified DPS PWM Strategy for Parallel Three-Level Inverters to Suppress Circulating Current
Cunyu Fang · Mengmeng Jing · Haiyang Wang · Chang Liu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月
本文提出了一种改进的双相移脉宽调制(MDPS-PWM)策略,旨在抑制并联三电平逆变器中的环流。与传统双相移PWM不同,该方法引入了特定设计的相移角以抑制环流,通过降低共模电压差值的幅值有效减小环流幅值,同时不损害输出电流质量。此外,采用基于锯齿载波的调制策略简化了实现过程。仿真与实验结果验证了所提MDPS-PWM方法的有效性与优越性。
解读: 该改进的双相移PWM策略对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。并联三电平拓扑是阳光电源大功率储能系统的核心架构,环流抑制直接影响系统效率和可靠性。该MDPS-PWM方法通过优化相移角设计降低共模电压差,可有效减小并联模块间环流损耗,提升系统效率1-2%。基于...
七电平树型有源中点钳位变换器的拓扑与控制
Topology and Control of Seven-Level Tree-Type Active Neutral-Point-Clamped Converters
Mingzhe Wu · Kui Wang · Josep Pou · Kehu Yang 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年9月
为降低中点钳位(NPC)多电平变换器的器件数量以提高功率密度,本文提出两种七电平树型有源NPC(7L-TANPC)变换器拓扑。相比现有七电平NPC拓扑,所提结构器件数量更少且总器件耐压更低,有助于降低成本并提升功率密度。为实现直流母线电容电压平衡,本文还提出了载波交叠脉宽调制方法,并结合零序电压注入与占空比调节实现电容电压主动平衡控制。仿真与实验结果验证了所提拓扑及调制控制策略的有效性。
解读: 该七电平树型ANPC拓扑对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和SG大功率光伏逆变器中,所提拓扑通过减少器件数量和降低总器件耐压,可显著提升功率密度并降低成本,契合1500V高压系统需求。载波交叠PWM与电容电压主动平衡控制策略可直接应用于PowerTitan大型储能系统的多电平...
提高可靠性的NPC逆变器PWM方法研究
Reliability Enhanced PWM for NPC Inverter Focusing on Lifetimes of DC-link Capacitors and Power Devices
Dong-Jin Lee · Jae-Heon Choi · Ui-Min Choi · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
功率器件与直流母线电容通常被视为电力变换器中可靠性最关键的元件,其热应力导致的损耗是引发失效的主要原因。已有研究通过降低热负荷提出了多种改进寿命的PWM方法,但大多仅单独考虑某一类元件。本文提出一种新型PWM策略,可同时降低NPC逆变器中直流母线电容与功率器件的热应力,从而协同提升整体可靠性。通过仿真与实验验证了所提方法的有效性与可行性。
解读: 该可靠性增强PWM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。文章提出的协同优化策略可同时降低直流母线电容和功率器件热应力,直接契合阳光电源三电平NPC拓扑架构。在储能系统长周期运行场景下,该方法可显著延长关键元件寿命,降低OPEX成本。建议将此技术集成到iS...
一种融合三电平双 Boost 与 LLC 的光伏-电池系统三端口变换器
A Three-Port Converter by Merging Three-Level Dual-Boost With LLC for PV-Battery Systems
Shaofan Zhang · Ting Qian · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月
本文提出了一种面向光伏(PV)-电池系统集成的新型三端口变换器(TPC)拓扑。通过开关器件复用,将三电平双 Boost 变换器与全桥 LLC 变换器集成,简化了功率转换过程并实现软开关,提升了效率与功率密度。三电平结构有效缓解电池放电电压波动,交错结构降低了光伏侧电流纹波,增强了系统稳定性。采用混合 PWM-PFM 控制策略,实现各端口独立高效的功率管理。理论分析与实验结果验证了该 TPC 设计的有效性。
解读: 该三端口变换器技术对阳光电源ST系列储能变流器及光储一体化产品具有重要应用价值。三电平双Boost与LLC谐振集成方案可直接应用于光伏-储能系统的功率变换级,通过器件复用提升功率密度,契合阳光电源PowerTitan大型储能系统的高集成度需求。交错三电平结构有效抑制光伏侧电流纹波,优化MPPT性能,...
消除电流源变换器重叠时间的广义SVPWM
Generalized SVPWM Eliminating Overlap Time for Current Source Converter
Daheon Hong · Jeonghun Kim · Honnyong Cha · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年3月
电流源变换器(CSC)因使用电感作为直流链路元件消除直通问题并延长寿命。然而面临桥臂开路问题挑战。若直流链路电感无电流路径会产生巨大电压尖峰损坏半导体器件。为防止桥臂开路通常需要重叠时间,但重叠时间会畸变输入输出波形。本文针对三相电流源整流器/逆变器(CSR/CSI)提出无需重叠时间的空间矢量脉宽调制(SVPWM)。该方案通过轻微修改传统SVPWM为直流链路电感提供续流路径,无需额外功率器件和传感器,消除重叠时间需求并改善波形。理论分析和实验验证了方案有效性。
解读: 该消除重叠时间的广义SVPWM技术对阳光电源电流源变换器产品有重要优化价值。无重叠时间SVPWM方案可应用于CSI拓扑的储能和光伏逆变器,改善波形质量并降低谐波含量。无需额外器件的续流路径设计对阳光电源简化控制和降低成本有借鉴意义。该技术对ST储能系统采用CSI拓扑的应用场景有性能提升潜力,可提高效...
一种基于零矢量切换SVPWM策略的三电平逆变器PWM频率谐波抑制方法
A Method for PWM Frequency Harmonic Suppression Using Zero-Vector Switching SVPWM Strategy in Three-Level Inverter Drive Systems
Huidong Huang · Wentao Zhang · Yongxiang Xu · Haoyu Zhang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月
本文提出了一种用于三电平三相电压源逆变器的新型单边沿空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略,可有效抑制脉宽调制(PWM)频率附近的谐波。基于二极管钳位型三电平逆变器工作原理,分析了传统单边沿SVPWM的技术原理及相电压谐波分布特性。为优化传统单边沿规则采样SVPWM的矢量合成顺序,提出一种新颖的零矢量切换SVPWM(ZSSVPWM)技术,并详细阐述其技术原理与实现过程。仿真与实验结果验证了该策略对PWM相关谐波的抑制效果,并对比分析了不同调制比下的谐波特性。
解读: 该零矢量切换SVPWM技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的谐波优化具有直接应用价值。三电平拓扑是阳光电源中高压大功率产品的核心架构,该方法通过优化零矢量切换顺序,可有效抑制PWM频率附近谐波,降低滤波器设计难度,提升系统效率。特别适用于PowerTitan大型储能系统和1500V光...
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