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中压直流配电系统中微损耗多端口混合式直流断路器分析与实验
Analysis and Experiment of a Micro-Loss Multi-Port Hybrid DCCB for MVDC Distribution System
Weijie Wen · Bin Li · Botong Li · Haijin Liu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年8月
中压直流(MVdc)配电系统相比交流系统优势显著,但现有混合式直流断路器(DCCB)存在造价高、损耗大的问题,限制了其应用。本文提出一种微损耗多端口混合式DCCB拓扑,旨在降低运行损耗并优化成本,通过理论分析与实验验证了其在MVdc系统中的可行性与高效性。
解读: 该技术主要针对中压直流配电系统的保护环节,虽然阳光电源目前核心产品集中在光伏逆变器与储能系统(如PowerTitan、PowerStack),但随着光储充一体化及微电网项目向中压直流架构演进,直流侧的故障隔离与保护技术至关重要。该微损耗拓扑的研究有助于提升阳光电源在大型储能电站直流侧保护方案的效率与...
一种用于柔性直流电网的基于电流换向的新型故障限流器
A Novel Current-Commutation-Based FCL for the Flexible DC Grid
Bin Li · Jiawei He · Ye Li · Weijie Wen 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年1月
在柔性直流电网中,直流故障传播速度极快,要求直流保护和直流断路器(DCCB)能快速识别并隔离故障线路,以确保多端直流电网的健康运行。然而,现有的保护和DCCB技术尚难以匹配直流故障的传播速度。本文提出了一种基于电流换向的新型故障限流器,旨在提升直流电网的故障穿越能力。
解读: 该技术对于阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack)及大型光伏电站的直流侧保护具有重要参考价值。随着光储系统向高压直流侧并网发展,直流故障的快速切断与限流是提升系统可靠性的关键。该研究提出的新型故障限流器可优化阳光电源直流侧保护方案,降低对昂贵直流断路器的依赖,提升多端直流系...
直流断路器中并联IGBT模块的开断电流平衡增强方法
Breaking Current Balance Enhancement for Parallel IGBT Modules in DC Circuit Breaker
Weijie Wen · Hezhi Jin · Botong Li · Pengyu Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月
受限于单功率模块的关断能力,直流断路器需通过并联IGBT实现数万安培的电流开断。针对并联模块关断不一致导致的利用率降低问题,本文提出了一种开断电流平衡增强方法,以提升直流断路器在大电流工况下的性能与可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack)及直流侧保护方案具有重要参考价值。在大功率储能变流器(PCS)和直流断路器设计中,IGBT并联均流是提升系统容量与可靠性的核心难点。该研究提出的电流平衡方法可优化阳光电源大功率电力电子设备的模块化设计,提升高压直流侧故障保护的...
一种新型机械式直流断路器的瞬态电流中断特性
Transient Current Interruption Characteristics of a Novel Mechanical DC Circuit Breaker
Weijie Wen · Yizhen Wang · Bin Li · Yulong Huang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年1月
随着多端直流(MTDC)电网的快速发展,对能在5毫秒内切断电流的高压直流断路器(HV-DCCB)需求迫切。机械式直流断路器是高压直流断路器的主要方案之一,而电流换流是其成功切断电流的前提。本文重点研究了该类断路器的电流换流过程及瞬态特性。
解读: 该研究涉及高压直流输电及直流断路器技术,与阳光电源的PowerTitan等大型储能系统及高压光伏并网系统存在技术关联。虽然阳光电源目前产品线主要集中在电力电子变换层面,但随着直流微网和高压储能系统向更高电压等级演进,直流侧的故障保护与电流切断技术将成为提升系统安全性的关键。建议研发团队关注该类机械式...
基于伪双极直流系统中瞬态工作电压的机械式直流断路器重合闸新策略
Novel Reclosing Strategy Based on Transient Operating Voltage in Pseudobipolar DC System With Mechanical DCCB
Weijie Wen · Haijin Liu · Bin Li · Pengyu Li 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年4月
为提升直流系统可靠性,机械式直流断路器(DCCB)因其低损耗和低成本优势备受关注。本文针对伪双极直流系统,提出了一种基于瞬态工作电压(TOV)的重合闸新策略,解决了现有研究忽略系统整体瞬态电压影响的问题,为直流配电及储能系统的故障保护提供了技术支撑。
解读: 该研究聚焦于直流系统保护与断路器控制,对阳光电源的PowerTitan、PowerStack等大型储能系统及直流微电网解决方案具有参考价值。随着储能系统向高压直流侧并网发展,直流故障保护的可靠性至关重要。该重合闸策略可优化储能PCS在直流侧故障后的快速恢复能力,提升系统可用率。建议研发团队关注机械式...
基于DRU-MMC的多端直流海上风电系统中混合直流断路器
HCB)的直流斩波功能扩展
Zhe Zhang · Weijie Wen · Bin Li · Botong Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
二极管整流单元(DRU)与模块化多电平换流器(MMC)构成的多端直流系统是海上风电传输的优选方案。本文研究了在该系统中,如何通过扩展混合直流断路器(HCB)的功能来实现直流斩波(DCC)作用,以应对海上风电并网中的功率平衡与故障保护需求,提升系统可靠性与经济性。
解读: 该研究针对海上风电长距离输电场景,通过优化HCB与DCC的拓扑功能,降低了系统复杂度和成本,这与阳光电源在海上风电变流器及大型风电并网解决方案的战略方向高度契合。对于阳光电源而言,该技术可提升公司在海上风电场直流侧保护与功率控制方面的技术储备,有助于优化未来海上风电变流器及配套直流侧设备的集成方案。...
用于变电站单源多负载系统的低压晶闸管多端口直流断路器
Low-Voltage Thyristor Based Multi-Port DC Breaker for Single-Source Multi-Loads System in Substation
Weijie Wen · Chenyang Li · Qingyao Sun · Hezhi Jin 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月
针对变电站二次测量与控制设备的低压直流供电系统,传统空气断路器(ACB)响应时间长(≥10ms),难以保证选择性保护。本文提出一种基于低压晶闸管的多端口直流断路器,旨在缩短故障响应时间,缩小停电范围,提升系统供电可靠性。
解读: 该技术主要针对直流配电与保护领域,虽然阳光电源的核心业务为光伏与储能,但该断路器技术对提升直流侧故障隔离速度具有参考价值。在阳光电源的iSolarCloud智能运维平台及工商业储能系统(如PowerStack)中,直流侧的快速故障切除与保护是提升系统安全性的关键。该研究中关于晶闸管快速关断的思路,可...
一种基于无源晶闸管的混合式直流断路器
A Passive Thyristor-Based Hybrid DC Circuit Breaker
Jiawei He · Huijie Lyu · Bin Li · Ye Li 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年2月
直流断路器(DCCB)是直流电网安全运行的关键技术。混合式直流断路器(HCB)结合了机械式与固态断路器的优势,在高压领域极具应用前景。目前,HCB的主断路支路通常采用IGBT配置,本文提出了一种基于无源晶闸管的混合式直流断路器拓扑,旨在优化性能并降低成本。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack)及大型光伏电站的直流侧保护具有重要参考价值。目前阳光电源的储能PCS和大型光伏逆变器多采用IGBT作为核心功率器件,直流侧故障保护是系统安全的核心。引入基于晶闸管的混合式直流断路器技术,有望在保证快速切断故障电流的同时,降低高...
两级式升压逆变器的观测器模式建模与非线性模态分析
Observer-Pattern Modeling and Nonlinear Modal Analysis of Two-Stage Boost Inverter
Hao Zhang · Weijie Li · Honghui Ding · Chuanzhi Yi 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年8月
本文研究了两级式升压逆变器的建模与非线性模态分析。提出了一种观测器模式建模方法,旨在消除负载级基波分量和源级“隐藏”二次谐波的时变影响。基于该模型,应用非线性模态分析方法获得了闭式解析解,为系统动态特性研究提供了理论支持。
解读: 该研究针对两级式升压逆变器(Two-stage Boost Inverter)的建模与非线性分析,直接关联阳光电源的核心产品线——光伏组串式及集中式逆变器。在光伏系统中,两级式架构(DC-DC升压+DC-AC逆变)是主流技术路线。该文提出的观测器模式建模方法能有效抑制二次谐波对控制环路的影响,有助于...
直流牵引系统中空气断路器用超快混合电磁执行器
Ultrafast Hybrid Electromagnetic Actuator for Air Circuit Breaker in DC Traction System
Jinghan Fan · Weijie Wen · Qingyao Sun · Bin Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月
本文针对直流牵引系统中空气断路器(ACB)过流脱扣装置(OCTD)在远端或高阻故障下响应缓慢的问题,提出了一种结合汤姆逊线圈执行器(TCA)的混合电磁执行方案,旨在实现故障电流的超快速切断,提升电力系统的保护性能与安全性。
解读: 该研究关注高压直流环境下的快速断路技术,对阳光电源的电力电子保护策略具有参考价值。虽然主要针对直流牵引系统,但其超快电磁执行原理可为PowerTitan等大型储能系统的直流侧保护提供技术借鉴,特别是在应对极端故障电流切断、提升储能系统直流侧安全性方面。建议研发团队关注该执行器的响应速度与可靠性,探索...
基于电网换相换流器的高压直流输电系统低成本多端口直流转换开关
Low-Cost Multiport DC Transfer Switch for HVDC System Based on Line Commutated Converter
Xiaoxia Huang · Weijie Wen · Zhe Zhang · Qingyao Sun 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月
本文针对基于电网换相换流器(LCC)的高压直流输电系统,提出了一种用于运行模式切换的低成本多端口直流转换开关(DTS)。传统DTS依赖昂贵的SF6开关、大容量电容器及高能容MOV。本文旨在通过优化拓扑结构,降低直流转换过程中的能量吸收需求与设备成本,提升高压直流输电系统的运行灵活性与经济性。
解读: 该研究聚焦于高压直流输电(HVDC)领域的直流开关拓扑优化,虽然与阳光电源目前核心的组串式/集中式光伏逆变器及储能变流器(PCS)产品线存在差异,但其在直流侧能量管理、故障电流切断及高压功率器件应用方面的研究思路,对阳光电源未来布局大型电网侧储能系统(如PowerTitan系列)及高压直流耦合技术具...
一种无升压电感、无电解电容的单级双向隔离式AC-DC变换器
A Boost-Inductorless Electrolytic-Capacitorless Single-Stage Bidirectional Isolated AC–DC Converter
Yutan Zhang · Wendi Song · Weijie Hua · Guoce Li 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年4月
随着宽禁带器件的发展,双向隔离式AC-DC变换器成为电动汽车充电和储能应用中实现高功率密度和高效率的理想方案。针对现有单级或两级变换器中升压电感循环电流损耗大的问题,本文提出了一种新型拓扑,通过去除升压电感和电解电容,显著提升了系统的紧凑性和可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的电动汽车充电桩及储能系统(如PowerTitan、PowerStack)具有重要参考价值。通过去除升压电感和电解电容,不仅能有效减小PCS模块的体积,提升功率密度,还能规避电解电容寿命瓶颈,显著增强系统在极端环境下的可靠性。建议研发团队评估该拓扑在中小功率充电桩及户用储能PCS中的...
一种用于超快速真空开关的新型高效小型化操作方法
A Novel High-Efficient and Miniaturized Operating Method for Ultra-Fast Vacuum Switch
Weijie Wen · Hezhi Jin · Jiawei He · Bin Li 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
超快速真空开关(VS)是机械式和混合式直流断路器(MCB/HCB)的核心组件,其动作时间决定了断路器的分断速度。针对汤姆逊线圈驱动器(TCA)电容储能需求高、效率低及体积大的限制,本文提出了一种新型高效小型化操作方法,旨在提升真空开关的响应速度并优化系统集成度。
解读: 该技术主要针对直流断路器领域,对阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack)及大型光伏电站的直流侧保护具有潜在价值。随着光伏与储能系统电压等级不断提升(如1500V甚至更高),直流侧故障电流的快速切断成为提升系统安全性的关键。该小型化驱动技术有助于优化直流断路器体积,提升阳光电...
基于磁耦合的直流牵引系统空气断路器多级调节过流脱扣装置
Novel Over-Current Tripping Device With Multilevel Adjustment Capability Based on Magnetic Coupling for Air Circuit Breakers in DC Traction System
Weijie Wen · Jinghan Fan · Bin Li · Qingyao Sun 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
针对地铁直流牵引供电系统,本文提出了一种基于磁耦合的新型过流脱扣装置(OCTD)。现有技术仅能通过磁路调节块和弹簧实现两级调节,精度较低。该研究通过磁耦合机制实现了多级调节能力,显著提升了直流断路器在过流保护中的灵活性与精度,为高压直流保护提供了新的技术路径。
解读: 该技术主要针对直流牵引系统中的断路器保护,虽非阳光电源核心的光伏或储能逆变器拓扑,但其核心在于直流侧的高可靠性保护与多级电流阈值调节。阳光电源在PowerTitan等大功率储能系统及大型集中式光伏逆变器中,直流侧保护至关重要。该磁耦合调节机制可为公司研发更高精度、更强抗干扰能力的直流断路器或直流侧保...
MIMO系统安全性能分析:从人工噪声功率与维度的角度
Security Performance Analysis for MIMO Systems: From Artificial Noise's Power and Dimension Perspective
Panpan Xu · Zhenling Li · Chunguo Li · Weijie Tan · IEEE Transactions on Vehicular Technology · 2025年2月
本文分析了人工噪声(AN)的功率和维度对存在多个随机分布窃听者的多输入多输出(MIMO)系统安全性能的影响。利用传输信道之间的不相关性以及人工噪声与合法信道矩阵零空间基向量的正交性,推导了保密中断概率(SOP)和最优保密容量的闭式表达式。采用泊松点过程确定窃听者的数量和位置,然后分析了基于概率的视距(LoS)或非视距(NLoS)信道三维信道条件下通信系统的安全性能。仿真结果得出以下结论。当人工噪声维度达到最高维度的 1/4(即发射天线数量减 1 后的四分之一)且功率分配因子(PSF)处于开区间(...
解读: 从阳光电源分布式能源系统通信安全的角度来看,这项针对MIMO系统中人工噪声优化的安全性能研究具有重要的参考价值。随着我们大规模光伏电站、储能系统及虚拟电厂业务的快速发展,数以万计的分布式设备需要通过无线通信网络实现实时监控、调度和协同控制,其中涉及的发电数据、电网调度指令、用户用电信息等均属于敏感数...
一种基于电磁声纹的IGBT器件多工况老化状态诊断方法
An Electromagnetic Voiceprint Method for Aging Condition Diagnosis of IGBT Devices Under Multiple Operating Conditions
Shuzhi Wen · Bingkun Wei · Lisha Peng · Shisong Li 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
功率器件的健康状态监测对其安全可靠运行至关重要。近年来,开关瞬态电磁声纹(EMVP)信号成为评估器件健康状态的新颖指标。然而,现有基于EMVP的老化状态识别依赖人工判读,准确率较低。本文提出一种适用于多种工况的IGBT器件电磁声纹健康监测方法,构建了时空特征融合交叉注意力神经网络用于老化状态识别。实验结果表明,该网络对IGBT老化状态的识别准确率超过95%。同时引入迁移学习策略,提升了模型在小样本数据下的有效性与泛化能力,实现了多工况下IGBT器件老化状态的快速精确评估。
解读: 该IGBT电磁声纹诊断技术对阳光电源核心产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统中,IGBT作为关键功率器件,其健康状态直接影响系统可靠性。该方法通过时空特征融合神经网络实现95%以上的老化识别准确率,可集成至iSolarCloud智能运维平台,实现从人工判读到...
用于光伏电解制氢集成储能的LCC谐振型电流馈电三端口DC-DC变换器
LCC-Resonant-Type Current-Fed-Out Three-Port DC–DC Converter for PV Electrolytic Hydrogen Production Integrated With Energy Storage
Xiaoqiang Li · Ning Li · Weijie Xue · Wei Mao 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年10月
三端口直流 - 直流转换器凭借其结构简单、成本低和功率密度高的优势,成为离网光伏制氢系统中实现光伏电池、储能装置和电解槽集成的理想解决方案。考虑到电解槽的低电压大电流工作特性以及对电流纹波的敏感性,本文提出了一种 LCC 谐振型电流输出式部分隔离三端口直流 - 直流转换器(LCC - CFO - TPC)。通过采用脉宽调制(PWM)+ 脉冲频率调制(PFM)方法,该转换器能够为电解槽实现高降压比和低输出电流纹波,降低二次侧整流二极管的电流应力,并在全功率范围内实现一次侧全桥的零电压开关(ZVS)...
解读: 从阳光电源氢能与储能业务协同发展的战略视角看,这项LCC谐振型三端口DC-DC变换器技术具有重要的应用价值。该技术针对光伏制氢系统中电解槽的特殊工况需求——低压大电流输出和对电流纹波的高度敏感性——提出了创新的电流馈出型拓扑结构,这与我司在光伏制氢领域推进的"光储氢"一体化解决方案高度契合。 技术...
集成热管屏蔽的隔离型DC-DC变换器高频变压器设计:电磁-热协同优化
Heat-Pipe-Integrated Shielding for High-Frequency Transformers in Isolated DC-DC Converters: An Electromagnetic-Thermal Holistic Design
Gaojia Zhu · Hongxue Lu · Tao Liu · Baoshan Zhao 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年8月
高频变压器(HFT)是隔离式直流 - 直流转换器中的关键组件。在高频变压器的构建过程中,最小化漏磁通以减轻电磁干扰(EMI)至关重要。然而,为此目的常用的外部磁屏蔽可能会阻碍冷却气流。因此,找到具有最佳热性能的有效屏蔽解决方案至关重要。本研究提出了一种屏蔽设置:采用热管作为电磁屏蔽条的笼式结构,其外表面涂覆硅钢片,利用磁电感效应提高屏蔽效能。在运行过程中,外部气流可以自由穿过热管之间的空间。此外,热管卓越的传热能力确保了热量从蒸发器高效传递到冷凝器。安装在冷凝器上的散热片有助于有效散热。为了平衡...
解读: 该热管集成屏蔽技术对阳光电源的高频隔离型DC-DC产品具有重要应用价值。可直接应用于ST系列储能变流器的DC/DC级、SG系列组串逆变器的高频变压器模块以及车载OBC充电机等产品线。通过热管与屏蔽的一体化设计,既解决了高频变压器的EMI问题,又提升了散热性能,有助于提高产品功率密度。这种电磁-热协同...
储能电站并网线路距离保护的性能分析与协调控制改进方法
Performance analysis and control-coordinated improvement method for distance protection of energy storage station grid-connected lines
Jiawei He · Ningjing Bu · Weijie Wen · Bin Li 等7人 · Applied Energy · 2025年6月 · Vol.388
摘要 集中式储能电站对于抑制可再生能源功率波动、调节系统电压等方面具有重要作用。众所周知,能够快速且有选择性地识别故障的保护装置对电力系统至关重要。然而,储能电站的四象限运行特性对距离保护的性能具有独特影响。本文分析了在储能电站四象限运行特性下相位比较式距离保护的动作性能,推导出相位比较结果与储能变流系统(PCS)正序和负序d-q轴电流之间的严格数学关系。此外,还分析了正序和负序q轴电流对相位比较结果及系统电压的影响。在此基础上,提出了一种故障后适用于储能PCS的q轴电流优化注入策略(QCOIS...
解读: 该研究针对储能电站四象限运行特性对距离保护的影响,提出q轴电流优化注入策略,可将过渡电阻耐受能力从1Ω提升至6Ω。对阳光电源ST系列PCS及PowerTitan储能系统具有重要价值:可优化PCS故障后电流控制策略,通过正负序d-q轴电流协调控制,提升并网线路保护可靠性,同时不影响故障穿越能力。该方法...