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电力电子系统的可微预测控制
Differentiable Predictive Control for Power Electronic Systems
Yuan Li · Shuai Zhao · Mateja Novak · Yongjie Liu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年1月
本文首次在电力电子系统中引入可微预测控制（DPC）。通过将预测控制代价函数直接嵌入可微神经网络策略，该方法无需标注控制数据及在线优化求解器。控制策略仅通过系统轨迹进行训练，并可直接部署。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有显著的赋能潜力。在组串式及集中式光伏逆变器中，DPC可替代传统的模型预测控制（MPC），在降低计算资源需求的同时提升动态响应速度，特别是在弱电网环境下，能显著增强并网稳定性。对于PowerTitan等储能变流器（PCS），该算法可优化充放电控制策略，提升系统效率。此外...
电力电子中人工智能应用综述
An Overview of Artificial Intelligence Applications for Power Electronics
Shuai Zhao · Frede Blaabjerg · Huai Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年4月
本文概述了人工智能在电力电子系统中的应用，涵盖设计、控制和维护三个生命周期阶段。探讨了优化、分类、回归及数据结构探索等AI任务，并分析了四类AI技术在电力电子领域的应用潜力与挑战。
解读: AI技术是阳光电源实现产品智能化升级的核心驱动力。在设计阶段，AI可用于优化逆变器和PCS的拓扑参数，缩短研发周期；在控制层面，利用机器学习优化PWM策略或实现构网型控制，能显著提升系统在弱电网下的稳定性；在运维阶段，结合iSolarCloud平台，通过AI算法对组串式逆变器及PowerTitan储...
一种基于数字孪生的DC-DC变换器健康指标估计方法
A Digital Twin Based Estimation Method for Health Indicators of DC–DC Converters
Yingzhou Peng · Shuai Zhao · Huai Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月
本文提出了一种基于数字孪生概念的电力电子变换器状态监测健康指标估计方法。该方法具有非侵入性，无需额外的硬件电路及校准。文中以Buck DC-DC变换器为例，通过理论分析、实际考量及实验验证，展示了该方法在变换器健康状态评估中的有效性。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有极高的应用价值。在光伏组串式逆变器及储能系统（如PowerTitan、PowerStack）中，DC-DC变换级是核心功率转换单元，其可靠性直接影响整机寿命。通过引入数字孪生技术，可以在无需增加硬件成本的前提下，实现对功率模块（如IGBT/SiC）老化程度的实时监测与...
基于应变传感的铝电解电容健康指标
A Health Indicator of Aluminum Electrolytic Capacitors Based on Strain Sensing
Bo Yao · Shuai Zhao · Yichi Zhang · Huai Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年7月
本文提出了一种基于非侵入式应变传感的铝电解电容（AEC）健康监测新方法。该方法利用电容老化过程中电化学反应导致的内部压力变化，通过测量壳体应变来反映电容的健康状态。实验结果表明，该健康指标对电容老化具有极高的敏感性。
解读: 铝电解电容是阳光电源组串式逆变器、集中式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）中的关键易损件，其失效直接影响系统寿命。该研究提出的非侵入式应变传感技术，相比传统的电容值或等效串联电阻（ESR）在线监测方法，具有硬件成本低、不影响主电路拓扑的优势。建议研发团队将其引入i...
基于可解释全维统计分析的车载电池组软短路故障诊断
Soft Short-Circuit Fault Diagnosis for Vehicular Battery Packs With Interpretable Full-Dimensional Statistical Analytics
Fei Peng · Shuai Jiang · Yuanzhe Zhao · Linjie Ren · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
本文针对车载锂离子电池组软短路故障诊断的挑战，提出了一种基于改进虚拟电压测量流式差分矩阵的全维统计分析方法。该方法通过全维特征提取与可解释性分析，有效提升了电池组内部短路故障的检测精度与诊断可靠性，为预防电池热失控提供了技术支撑。
解读: 该技术对阳光电源的储能业务（如PowerTitan、PowerStack系列）具有重要参考价值。随着储能系统规模化应用，电池安全是核心痛点。该研究提出的软短路故障诊断方法，可深度集成至阳光电源的BMS（电池管理系统）及iSolarCloud智能运维平台中，通过高精度的故障预警替代传统的阈值报警，显著...
高压射频应力下GaN HEMT中阻抗依赖性退化：电热与陷阱机制
Impedance-dependent degradation in GaN HEMTs under high-voltage RF stress: Electro-thermal and trap mechanisms
Linling Xu · Hui Guo · Nanjing Electronic Devices Institute · Jiaofen Yang 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年7月 · Vol.127
研究了在高压射频应力下，不同负载阻抗条件下GaN高电子迁移率晶体管的退化行为。实验发现器件退化程度显著依赖于负载阻抗，低阻抗时退化更严重。结合电学与热学分析，表明高阻抗下自热效应更强，但低阻抗时更大的漏极电流导致焦耳热集中和电场加速，加剧了缺陷生成与载流子俘获。通过瞬态电流与脉冲I-V测试，识别出浅能级陷阱的激活是退化主因，并揭示了电热耦合与陷阱响应的协同作用机制。
解读: 该GaN HEMT阻抗依赖性退化机制研究对阳光电源功率器件应用具有重要价值。研究揭示的低阻抗下电流集中导致焦耳热与电场协同加速陷阱生成机制，可直接指导ST储能变流器和SG光伏逆变器中GaN器件的阻抗匹配设计。通过优化负载阻抗避开高退化区域，可提升PowerTitan储能系统和充电桩中GaN功率模块的...
基于物理信息机器学习的电力电子变换器参数估计
Parameter Estimation of Power Electronic Converters With Physics-Informed Machine Learning
Shuai Zhao · Yingzhou Peng · Yi Zhang · Huai Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月
物理信息机器学习（PIML）将领域知识与物理模型相结合，在电力电子领域展现出巨大潜力。本文提出了一种基于PIML的参数估计方法，并通过DC-DC Buck变换器案例进行了验证。该方法将深度神经网络与变换器的动态模型无缝耦合，实现了对关键参数的精确估计。
解读: 该技术对阳光电源的逆变器及储能PCS产品线具有重要应用价值。在复杂的电网环境下，功率变换器内部关键参数（如电感、电容老化状态）的实时精准估计是实现预测性维护的核心。通过将物理模型嵌入神经网络，阳光电源可在iSolarCloud平台及本地控制器中部署该算法，无需额外传感器即可实现对核心功率模块健康状态...
一种用于功率半导体热瞬态测量的稀疏促进时域评估方法
A Sparsity-Promoting Time Domain Evaluation Method for Thermal Transient Measurement of Power Semiconductors
Yi Zhang · Anton Evgrafov · Shuai Zhao · Sven Kalker 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年6月
本文研究了获取功率半导体器件内部热结构的瞬态测量评估方法。研究指出，目前广泛使用的频域反卷积标准方法存在局限性，其产生的时间常数谱旁瓣缺乏物理意义。为此，本文提出了一种稀疏促进的时域评估方法，能更准确地提取器件的热阻抗参数，为功率器件的热特性分析提供了更精确的手段。
解读: 该研究直接服务于阳光电源核心产品（如组串式/集中式逆变器、PowerTitan储能系统）中功率模块的可靠性设计。功率器件的热管理是提升系统功率密度和使用寿命的关键。通过该稀疏促进的时域评估方法，研发团队能更精准地获取IGBT/SiC模块的内部热结构，优化散热设计，并提升在极端工况下的热保护策略精度。...
一种基于相似性的双脉冲整流器鲁棒开路故障诊断方法
A Similarity-Based Robust Open-Circuit Fault Diagnosis Method for Dual Pulse Rectifiers
Qingli Deng · Shuai Zhao · Chunxu Lin · Bin Gou 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
本文提出了一种基于电流相似性的鲁棒诊断方案，用于检测双脉冲整流器中IGBT的开路故障。该方法利用两个整流器交流侧电流之间的相似性指标，该指标基于系统结构特性，不依赖于系统参数，对电压波动具有天然的鲁棒性。
解读: 该研究提出的基于电流相似性的故障诊断方法，对于提升阳光电源组串式逆变器及储能变流器（PCS）的可靠性具有重要参考价值。在PowerTitan等大型储能系统或高功率密度光伏逆变器中，IGBT的开路故障诊断是保障系统安全运行的关键。该方法不依赖系统参数且对电压波动鲁棒，非常适合应用于iSolarClou...
基于退化与失效数据的直流母线薄膜电容自适应剩余寿命预测
Adaptive Remaining Useful Life Prediction for Film Capacitors in DC-Link Applications Using Degradation and Failure Data
Jian Gao · Shaowei Chen · Da Wang · Huai Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
本文提出了一种针对电力电子应用中直流母线薄膜电容的自适应剩余寿命（RUL）预测方法。该方法利用比例风险模型框架，整合了退化数据与失效时间数据，以概率方式量化组件的失效行为，从而实现对电容健康状态的精准监测与寿命预测。
解读: 薄膜电容是阳光电源组串式/集中式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）中的核心易损元器件，其寿命直接决定了设备的运维周期。该研究提出的自适应RUL预测方法，能够有效提升iSolarCloud智能运维平台对关键功率模块的健康管理能力。建议将此算法集成至PCS及逆变器...
海底ISOP型直流变换器子模块故障诊断与冗余协同控制容错方法
A Fault-Tolerant Method of Submodule Fault Diagnosis and Redundant Cooperative Control for Subsea ISOP-Type DC Converters
Wei Wang · Zhikang Shuai · Hanwen Long · Feng Zhao 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月
针对海底直流变换器在密闭小空间内散热受限导致的开关器件及电容故障问题，本文提出了一种多级协同故障诊断与冗余控制策略。该方法旨在提升输入串联输出并联（ISOP）架构直流变换器的可靠性，通过实时监测与容错控制，确保在部分模块失效时系统仍能稳定运行。
解读: 该研究关注高可靠性直流变换架构及容错控制，对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及大功率组串式逆变器具有参考价值。随着储能系统向高压化、高功率密度发展，模块化设计（如多电平或级联架构）成为趋势。文中提出的故障诊断与冗余协同控制策略，可优化阳光电源iSolarCloud平...
一种新型牵引网电感在线辨识及级联H桥变换器自适应控制方法
A Novel Online Inductance Identification of Traction Network and Adaptive Control Method for Cascaded H-Bridge Converter
Shaoyong Chen · Yu Ai · Yunming Shi · Shuai Zhao 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年6月
级联H桥（CHB）变换器在牵引应用中，因电网阻抗随列车运行而变化，易导致系统失稳。本文提出一种基于小信号稳定性的自适应控制策略，通过在线辨识牵引网电感，实时调节电流内环控制器参数，有效提升了变换器在弱电网环境下的运行稳定性。
解读: 该研究针对级联H桥（CHB）在阻抗动态变化环境下的稳定性控制，对阳光电源的大功率组串式逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。在弱电网或电网阻抗波动较大的应用场景中，该自适应控制策略可优化逆变器电流环的动态响应，提升系统并网的鲁棒性。建议研发团队关注其在线参数辨识技术，将...
LCL滤波并网逆变器PBC控制器的鲁棒控制参数设计
Robust Control Parameters Design of PBC Controller for LCL-Filtered Grid-Tied Inverter
Jinping Zhao · Weimin Wu · Zhikang Shuai · An Luo 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年8月
无源控制（PBC）因其对系统参数变化和外部扰动的强鲁棒性，被广泛应用于并网逆变器。然而，对于采用LCL滤波器的PBC控制系统，控制回路中存在三个阻尼增益和两个相互耦合的前馈项，增加了控制器设计的复杂性。本文旨在通过参数优化设计，解决这一工程难题。
解读: 该研究针对LCL滤波并网逆变器的PBC控制参数设计，直接契合阳光电源组串式及集中式光伏逆变器的核心控制技术。LCL滤波器是逆变器并网的主流方案，但其谐振抑制一直是工程设计的难点。通过优化PBC控制器的阻尼增益和前馈项，可显著提升阳光电源逆变器在弱电网环境下的稳定性与动态响应能力。建议研发团队将该参数...
面向高比例可再生能源的多能网络化微电网双层鲁棒协同恢复策略
Bi-Level Robust Coordinated Restoration Strategy for Multi-Energy Networked Microgrids With High Shares of Renewables
Yuduo Zhao · Zhikang Shuai · Bin Zhou · Siu Wing Or 等7人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年10月 · Vol.62
本文提出一种鲁棒协同恢复策略，提升高比例可再生能源下多能网络化微电网的运行韧性。构建考虑风光时空相关不确定性的多面体安全域模型，结合Copula机会约束量化节点安全裕度；提出基于电-气耦合与邻近微网支援的动态拓扑重构策略；设计双层鲁棒优化方法确定最优恢复时序与负荷投切方案。案例显示恢复时间缩短超30.77%。
解读: 该研究高度契合阳光电源在构网型微电网系统集成领域的战略布局，尤其支撑PowerTitan、ST系列PCS及iSolarCloud平台在黑启动、多能协同恢复场景下的算法升级。建议将双层鲁棒优化引擎嵌入iSolarCloud智能运维平台，赋能光储柴氢多能互补微电网的自主恢复决策；同时优化PCS的VSG+...
基于开关频率调制的VSG基频结温主动热控制方法
Active Thermal Control With Switching Frequency Modulation for Fundamental Frequency Junction Temperature of the VSG
Yiming Cao · Yingzhou Peng · Chongyu Zhao · Quanjie Wang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月
随着可再生能源的广泛应用，具备自同步并网能力的虚拟同步发电机（VSG）受到广泛关注。作为功率转换核心器件，IGBT因易发生故障而影响系统可靠性与寿命，成为研究重点。现有主动热控制（ATC）方法虽可调控IGBT芯片结温并延长寿命，但多需改动模块结构或导致电能质量下降，且忽视基频电流引起的长期热循环对周期性结温波动的影响。为此，本文提出一种基于开关频率调制的VSG内部IGBT主动热控制方法，有效降低IGBT平均结温及周期性结温波动。仿真与实验验证了该方法的有效性。
解读: 该基于开关频率调制的VSG热控制技术对阳光电源储能与光伏产品线具有重要应用价值。针对ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统，该方法可在不改动IGBT模块结构的前提下，通过动态调节开关频率有效降低功率器件平均结温及基频热循环引起的周期性温度波动，直接提升系统可靠性与寿命。对于阳光电源已广...