Liwei Zhou · Noah Silverman · Matthias Preindl · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

本文提出了一种基于模型预测控制的二次谐波注入（MPC - SHI）方法，用于抑制单相逆变器直流侧的二次脉动。将直接计算得到的二次谐波注入（SHI）分量设置为跟踪参考，并通过模型预测控制（MPC）进行调节，以改善动态性能。MPC与SHI相结合，可减少响应时间和振荡，增强瞬态性能。与传统方法相比，在控制过程中无需额外的陷波滤波器或带通滤波器来处理二次谐波。控制带宽得以增加，调谐灵活性更高，动态性能更优。无需额外的无源或有源元件来抑制直流侧二次脉动，从而大幅节省了成本。实验结果验证了所提方法的有效性。

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于模型预测控制的二次谐波注入技术具有重要的应用价值。该技术针对单相逆变器直流侧二次脉动问题提出了创新性解决方案，这与我司在户用光伏、小型储能系统等单相应用场景高度契合。 技术价值方面，该方法的核心优势在于无需额外的无源或有源器件即可抑制直流侧脉动，这意味着可以显著降...

Guokang Sun · Wenjie Li · Peng Wan · Tong Xu 等7人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127

报道了一种基于Pt纳米颗粒修饰的CsCu2I3与AlGaN构成的范德华异质结自供电日盲紫外探测器。该器件展现出超高的光响应度和优异的光谱选择性，在无需外加电源的情况下实现了对日盲紫外光的高灵敏探测。通过引入PtNPs增强界面电荷分离效率，显著提升了器件的量子效率与检测限。该探测器可实现微弱紫外信号的精确光度定量，为高性能日盲紫外光电探测提供了新思路。

解读: 该PtNPs@CsCu2I3/AlGaN自供电紫外探测器技术对阳光电源具有双重价值：一是GaN基异质结器件设计思路可借鉴至SG系列逆变器的GaN功率模块优化，通过界面工程提升器件开关特性与效率；二是自供电探测原理可应用于光伏电站智能运维场景，开发无源紫外辐照监测节点，实时感知组件表面污染与老化状态，...

Peng Shi · Jin Liu · Yuechan Song · Lina Liu 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

通过优化制备工艺，显著提升了0.72Bi0.5Na0.5TiO3-0.28SrTiO3（BNST）无铅弛豫铁电陶瓷的储能性能。该陶瓷在室温下表现出优异的放电能量密度（~3.2 J/cm³）和高效率（~90%），且在宽温域（25–150 °C）内保持稳定的储能特性。微观结构分析与介电性能测试表明，SrTiO3的引入增强了极化弛豫行为并抑制了介电损耗，从而改善高温下的储能稳定性。研究揭示了纳米尺度极性畴结构与氧空位调控对高温储能性能的关键作用，为高性能无铅储能陶瓷的设计提供了理论依据。

解读: 该无铅弛豫铁电陶瓷储能技术对阳光电源PowerTitan大型储能系统和ST系列储能变流器具有重要应用价值。研究实现的3.2 J/cm³高能量密度和90%高效率，可应用于储能系统的直流母线电容、功率模块吸收电容等关键位置，替代传统电解电容提升功率密度。其25-150°C宽温域稳定性与阳光电源储能产品面...

Yang He · Shun Wan · Shi Zhou · Zeming Huang 等6人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

针对绝缘体上硅（SOI）器件热管理难题，本文从热学与力学协同角度研究了亲水性键合与表面活化键合技术在Si/SiC界面构建中的应用。通过优化界面键合工艺，显著提升了界面热导率并增强了结构可靠性。结合微观结构表征与热-力耦合模拟，揭示了界面质量、化学键合状态及粗糙度对热输运性能的影响机制，为高功率密度集成电路的高效散热提供了可行的技术路径与理论支持。

解读: 该Si/SiC界面热管理技术对阳光电源SiC功率器件应用具有重要价值。在ST系列储能变流器和SG系列大功率光伏逆变器中，SiC MOSFET的高功率密度运行面临严峻散热挑战，SOI基SiC器件的界面热阻直接影响结温控制。研究中的表面活化键合技术可显著降低Si/SiC界面热阻，提升器件热导率，有助于P...

Shuliang Zhu · Yuyang Liu · Xiaojie Shi · Yuhao Zhou 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年9月

随着分布式能源资源（DER）的广泛应用，构网型（GFM）逆变器控制技术得到发展，旨在维持并网运行下的频率与电压稳定，但其对孤岛检测有效性的负面影响引发关注。本文针对经典下垂型GFM控制与滑模频率偏移（SMS）孤岛检测方法的协同运行性能进行评估。通过建立小信号模型，深入分析二者交互机理，确定确保孤岛状态下可靠检测与并网状态下稳定运行的SMS系数合理范围。研究表明，SMS系数与下垂控制中Q-V系数等关键参数共同影响检测效果，需协同优化设计。仿真与实验验证了理论分析的正确性。

解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的构网型控制优化具有重要价值。文章揭示的SMS孤岛检测系数与下垂控制Q-V系数的协同设计方法，可直接应用于阳光电源GFM控制策略的参数整定，解决构网型逆变器在弱电网或微电网场景下孤岛检测失效的难题。通过小信号模型分析确定的参数合理范...

Houbo Xiong · Yunhui Shi · Mohammad Shahidehpour · Chuangxin Guo 等5人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年4月

提出一种基于动态规划的多阶段随机-鲁棒优化模型，用于含快速响应单元的电力系统实时调度，以提升极端事件下的系统韧性。该方法包含离线求解与在线调度：离线阶段将T时段实时调度建模为T阶段优化问题，采用改进的快速鲁棒对偶动态规划算法求解；在线阶段利用生成的成熟代价函数作为各时段策略，快速指导单元状态调整与调度决策。通过场景法建模多阶段故障，并构建风电不确定性集以降低计算复杂度。在改进的IEEE 14、118和300节点系统上的算例验证了所提方法的有效性。

解读: 该研究的多阶段鲁棒优化调度方法对阳光电源的储能与光储系统具有重要应用价值。可直接应用于ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的调度控制,提升极端工况下的系统韧性。特别是其快速响应调度算法,可优化储能系统的AGC调频和事故备用等辅助服务能力。研究中的风电不确定性建模方法也可用于改进iSo...

Bin Yu · Xingjian Shi · Ze Zhou · Enyao Xiang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月

针对直流固态功率控制器（dc-SSPC）中SiC MOSFET的在线状态监测对提升系统可靠性至关重要。传统电参数监测方法需高精度电路与复杂控制系统，易干扰正常运行。本文提出一种基于绝缘温度传感器测量的非电参量——外壳温度，用于在线监测SiC MOSFET老化状态。通过改进的余弦相似性分析温度波形，定义了meacosk与stdcosk两个老化特征参数，可有效追踪器件整体老化趋势，并灵敏反映键合线与焊料层严重老化，无需依赖电参数。实验验证了该方法的有效性，提升了无损、在线监测的实用性，为故障诊断与预...

解读: 该基于外壳温度波形相似性的SiC MOSFET在线老化监测技术对阳光电源ST系列储能变流器及SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。相比传统电参数监测，该方法采用非侵入式温度传感器，无需高精度电路改造，可直接集成至PowerTitan储能系统的功率模块中，实现SiC器件键合线与焊料层老化的早期预警。me...

Qionglin Shi · Min Zhou · Haomiao Li · Kangli Wang 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月

液态金属电池（LMB）因其卓越的安全性和长寿命，作为一种新型储能技术受到了广泛关注。分析其老化轨迹，特别是容量骤降过程，对于理解其老化机制和实现有效的健康诊断至关重要。然而，在容量骤降之前，该电池往往缺乏明显的预警信号，这阻碍了在实际应用中对容量的准确预测和采取主动措施。为应对这一挑战，本研究提出了一种数据驱动的方法，该方法能有效量化液态金属电池的容量变化，在容量骤降发生前发出预警。首先，采用经验模态分解方法将容量数据分解为多个分量，这些分量代表了液态金属电池的不同特征。随后，应用高斯混合模型为...

解读: 该液态金属电池容量骤降预警技术对阳光电源储能产品线具有重要借鉴价值。虽然阳光电源主要采用锂电池技术路线，但其数据驱动的预测性维护方法可直接应用于PowerTitan储能系统和ST系列储能变流器。通过在iSolarCloud云平台集成充放电曲线特征参数实时监测与机器学习异常检测算法，可提前数个周期识别...

Zhen Xin · Yu Yao · Jianlong Kang · Qian Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月

精确的电流测量对于电力电子变换器实现故障保护和电流控制至关重要。在众多可选方案中，印刷电路板罗氏线圈电流传感器（PCB RCCS）凭借其带宽更高、体积更小、成本更低等优势，成为有力的竞争者。然而，运算放大器中的失调电压和失调电流极大地限制了PCB RCCS的测量精度，并且受运算放大器个体差异和温度变化的影响较大。传统的误差补偿方法缺乏自调节能力，导致补偿效果存在显著局限。本文提出了一种闭环误差补偿方法，该方法能够在实际运行条件下实时监测补偿效果，及时调整补偿信号，实现对PCB RCCS积分误差的...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于闭环补偿的PCB罗氏线圈电流传感器技术具有显著的应用价值。在光伏逆变器和储能变流器等核心产品中，精确的电流测量直接关系到系统的功率控制精度、效率优化和安全保护性能。 该技术的核心创新在于解决了传统PCB罗氏线圈因运放失调而导致的积分误差问题。通过实时监测和动态调整...

Chengjia Lu · Yaotian Shi · Jiaxing Lei · Xingwei Zhou · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月

矩阵型背靠背变换器(MTBBC)是仅12个开关无直流链路储能元件的新型AC-AC变换器拓扑。与其他AC-AC变换器一样,MTBBC因脉宽调制(PWM)存在高共模电压(CMV)问题,导致电机轴承损坏和绕组故障。提出MTBBC混合CMV抑制方法,根据电压传输比(VTR)采用适当算法。VTR低于0.5时,根据输入电压区间选择输出矢量组,矢量组由三个最远电压矢量组成,实现71.1%的CMV峰值降低和零高频CMV。VTR高于0.5时,采用有源零状态PWM和近态PWM方法将CMV峰值降至50%。通过三种算法...

解读: 该混合共模电压抑制技术对阳光电源AC-AC变换器产品有重要优化价值。MTBBC无直流储能拓扑可应用于储能系统的交流侧变换器,提高功率密度并降低成本。混合CMV抑制算法对阳光电源电机驱动和变频器产品的轴承保护和EMI控制有借鉴意义。该技术对新能源汽车电机驱动系统和工业变频应用场景有性能提升潜力,可延长...

Yifeng Wang · Zhongda Wang · Xiaoyong Ma · Han Cui 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月

交错并联升压变换器（IBC）广泛应用于电动汽车车载电源，对转换效率和功率密度要求较高。本文采用一种具有梯形磁芯的三相耦合电感，并提出基于遗传算法（GA）的多目标优化方法，兼顾转换器效率与电感体积。通过构建包含交流磁通分析的磁阻模型，建立综合目标函数与约束条件，利用GA实现全局优化，获得效率与体积的Pareto前沿。实验搭建30 kW样机，功率密度达22 kW/L，最高效率98.6%；相比非耦合电感，体积减少43.8%，功率密度提升12.8%。

解读: 该梯形磁芯三相耦合电感优化技术对阳光电源车载电源和储能系统具有重要应用价值。在新能源汽车产品线，可直接应用于OBC充电机的交错并联升压拓扑，实现体积减少43.8%、功率密度提升至22 kW/L，满足车载高集成度需求。在ST系列储能变流器中，该技术可优化DC-DC升压级设计，提升系统效率至98.6%以...

Lijian Wu · Haoyu Zhou · Jiawen Zhang · Yang Shi 等5人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年5月

永磁同步风力发电机（PMSWG）的功率密度提升受其绕组和磁体热条件的限制。在传统的径向通风结构中，定子铁心被完全分割成多个子铁心段，它们彼此之间形成径向通道。这会导致发电机轴向长度增加，功率密度降低。本文提出一种以Z形通道为特征的定子通风结构。该Z形通道是通过堆叠三种不同形状的叠片形成的，无需分割定子铁心。采用计算流体动力学（CFD）方法详细分析了具有不同通风结构的3.2兆瓦永磁同步风力发电机的流场和温度场。由于具有更大的比表面积、更高的对流换热系数和更低的压力损失，与径向通风结构相比，所提出的...

解读: 从阳光电源的业务布局来看，这项针对永磁同步风力发电机定子散热结构的创新技术具有重要的战略参考价值。虽然该研究聚焦于风电领域，但其核心的热管理理念与我司在大功率逆变器、储能变流器以及电驱动系统中面临的散热挑战高度契合。 该论文提出的Z型通道散热结构通过创新的叠片设计，在不分割定子铁芯的前提下实现了优...

Jianwen Zhang · Yedi Ji · Jianqiao Zhou · Yajun Jia 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年1月

针对高比例分布式电源接入导致农村低压配电网馈线公共耦合点出现电压越限的问题，利用大容量、低损耗的直流互联实现跨区域功率与电压调节。现有基于通信的方案成本高，而无通信方案如电压一致性方法易造成较大功率损耗。本文提出一种无需通信的交流/直流电压裕度协同控制策略，以直流电压为媒介协调各馈线末端电压源型换流器与储能系统，抑制电压越限。通过合理设置交直流电压阈值，避免不必要的馈线间功率交互，降低损耗。仿真验证了该策略的可行性与有效性。

解读: 该无通信电压裕度协同控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究提出的交直流电压裕度协同控制策略，可直接应用于农村配电网场景下的储能系统VSC控制算法优化，通过直流母线电压作为协调媒介，实现多馈线储能系统的无通信协同控制，有效降低通信成本。该方案与阳光...

Yong Jin Zhou · Xiong Bin Wua · Xiao Dong Caia · Hong Xin Xua 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378

摘要 保护敏感电子设备免受外部杂散微波的干扰对于多种实际应用至关重要。当前的屏蔽装置，如滤波器和频率选择表面，由于其机制依赖于通过频率选择响应滤除带外信号，因此对带内频率的有害信号仍然脆弱。本研究提出一种由杂散微波能量驱动的智能超构器件，能够在无需外部电源或人工干预的情况下，自主屏蔽外部干扰与探测。该类超构器件集成了可重构的超原子阵列以及感知-供能模块，构成一个感知-供能-反馈闭环系统，从而实现对高功率微波的实时感知，并自动从高透射状态切换至屏蔽或吸收外部有害微波能量的状态。本文研制并表征了一个...

解读: 该自供能电磁屏蔽技术对阳光电源储能系统和充电桩产品具有重要应用价值。ST系列PCS和PowerTitan储能系统在高压变流环节面临电磁干扰风险,该技术可利用杂散微波能量自主实现智能屏蔽,无需外部供电,契合储能系统免维护需求。对于大功率充电站密集部署场景,可保护敏感控制电路免受高功率微波干扰,提升系统...

Yangjun Zeng · Yiwei Qiu · Jie Zhu · Shi Chen 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年8月

大规模可再生能源制氢（ReP2H）系统通常包含多个由晶闸管整流器（TR）供电的电解槽（ELZ），其有功与无功负荷呈非线性且不可解耦的关系。多台ELZ的启停与负荷分配影响能量转换效率及电网功率流动，不当调度可能导致无功过载，引发电压越限与网损增加。本文首先分析ELZ能效与无功负荷间的权衡关系，进而提出一种联合有功-无功功率管理方法，通过协调ELZ、可再生能源、储能与无功补偿装置的运行，提升系统整体效益。采用混合整数二阶锥规划（MISOCP）建模，并设计分解算法以适用于大规模系统。基于中国内蒙古风光...

解读: 该协调有功-无功功率管理技术对阳光电源光储制氢系统集成方案具有重要应用价值。研究中的MISOCP优化算法可直接应用于PowerTitan储能系统与SG系列光伏逆变器的协调控制，通过ST储能变流器的四象限运行能力提供动态无功补偿，解决电解槽晶闸管整流器引发的无功过载问题。该方法可集成至iSolarCl...

Haoyu Zhou · Lijian Wu · Yang Shi · Jiawen Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年4月

中速永磁同步风力发电机（MS - PMSWG）的冷却性能至关重要，因为它决定了发电机的持续输出功率和可靠性。本文基于强制风冷方法，提出了一种具有倾斜通孔的新型转子结构。一方面，通孔为冷却空气提供了额外的流动路径，有效降低了流动阻力。另一方面，当转子旋转时，通孔两端会产生压力差，从而独立地产生气流。为了准确计算流场和温度场，建立了三维（3 - D）计算流体动力学（CFD）模型。以一台1.5兆瓦中速永磁同步风力发电机的基本设计为例，对传统结构和所提出的设计进行了对比分析。在额定运行条件下，采用所提出...

解读: 该散热优化技术对阳光电源的电机驱动产品线具有重要参考价值。转子轭部倾斜通孔设计可应用于新能源汽车驱动电机和大功率储能系统的冷却系统优化,特别是PowerTitan储能系统中的变流器散热设计。通过在功率模块散热结构中引入类似的倾斜通道设计,可提升自然对流效果,降低系统温升。这种被动散热方案无需额外能耗...

Xianqiang Shi · Rui Li · Xiqi Wu · Dangsheng Zhou 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月

为提高现代电力系统的频率和电压稳定性，设计了一种能量型静止同步补偿器（ET - STATCOM），它是通过将超级电容器（SCs）嵌入两个薄膜电容型静止同步补偿器的直流母线而形成的，该装置可通过提升有功功率提供虚拟惯量，并通过无功功率补偿提供电压支撑。然而，其并网形成控制问题仍悬而未决。首先，备受青睐的虚拟同步机控制由于基于有功功率的控制目标，可能导致超级电容器过充/过放。其次，尽管经典匹配控制（MC）可以调节超级电容器的能量，但其现有的阻尼增强方案均不适用于ET - STATCOM。最后但同样重...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项能量型STATCOM（ET-STATCOM）的改进型网构控制技术具有重要的战略价值。该技术通过在STATCOM直流母线嵌入超级电容器，实现了有功功率和无功功率的协同支撑，这与我司储能变流器和SVG产品的技术演进方向高度契合。 该论文提出的能量同步环节和有功功率直接反馈...

Jianwen Zhang · Xilian Huang · Jianqiao Zhou · Xinming Fan 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月

在集中式风电和光伏发电的大规模开发中，解决其随机性、波动性和间歇性问题对电网至关重要。部署大容量储能系统是一种有效解决方案。当前的大容量功率变换系统（PCS）包括低压并联和中压串联扩展两种方式。低压并联方法虽简单，但在大型应用的多机并联运行方面面临挑战。此外，它还需要使用工频变压器进行电压变换，导致成本高、占地面积大且效率较低。相比之下，中压串联扩展方式主要采用级联 H 桥储能系统（CHB - ESS），具有诸多优势。在该系统中，电池并联连接到子模块的直流母线。H 桥子模块的串联形成中压接口，可...

解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，这项基于叠层功率模块的级联多电平储能技术具有重要的战略价值。该技术针对大规模集中式风光发电并网的核心痛点，提出了容量可扩展的CHB-ESS改进方案，与我司在大容量储能PCS领域的技术路线高度契合。 该技术的核心创新在于通过叠层功率模块实现单机容量翻倍，这直接解决了当...

Xiang-Wei Lin · Ming-Yu Shi · Zhifu Zhou · Bin Chen 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1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...

Yunwei Ryan Li · Wei Hua · Luca Zarri · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月

为实现《巴黎协定》将全球温升控制在2°C以内的目标，电动交通（e-mobility）迅速发展。然而，其电机驱动系统所耗电能仍部分来自化石能源，因此提升驱动系统能效成为实现净零排放的关键。本期特刊聚焦电机驱动在新材料、谐波抑制、电磁干扰抑制、智能控制、故障容错、能量管理及系统设计等方面的前沿进展，收录43篇高质量论文，涵盖提高能效的多种技术路径，推动电动交通可持续发展。

解读: 该特刊聚焦的电机驱动先进技术对阳光电源新能源汽车产品线具有直接应用价值。其中SiC/GaN器件应用、三电平拓扑技术可直接优化车载OBC充电机和电机驱动系统的功率密度与效率；PWM控制、SVPWM及模型预测控制MPC等智能控制算法可提升电机驱动精度和动态响应；谐波抑制与EMI抑制技术可改善充电桩的电能...