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一种独立于反相因子的压电能量收集连续最大功率点跟踪技术
A Continuous MPPT Technique Independent of Inversion Factor for Piezoelectric Energy Harvesting
Zhidong Chen · Yinshui Xia · Ge Shi · Xiudeng Wang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
本文提出了一种独立于反相因子的压电能量收集连续最大功率点跟踪（MPPT）技术。该方法基于所提出的分数微分电压（FDV）法，通过在连续能量收集过程中采样工作压电换能器（PZT）的峰值电压和反相电压实现MPPT，无需断开PZT或预先测量接口电路的反相因子。接口电路采用自供电无整流同步电感开关（ReL-SSHI）结构。实验结果表明，该MPPT方法可使ReL-SSHI电路在不同PZT和电感条件下均保持最大功率输出，MPPT峰值效率达98%。
解读: 该独立于反相因子的连续MPPT技术对阳光电源具有重要借鉴价值。虽然研究聚焦压电能量收集，但其核心思想——通过采样峰值电压和反相电压实现无需断开负载的连续MPPT，可迁移至SG系列光伏逆变器的MPPT算法优化中，特别是在快速变化工况下提升跟踪连续性。该方法的分数微分电压（FDV）技术可启发ST储能变流...
磁控溅射NiOx用于钙钛矿太阳能电池
Magnetron sputtering NiOx for perovskite solar cells
Xiangyi ShenXinwu KeYingdong XiaQingxun GuoYonghua Chen · 半导体学报 · 2025年1月 · Vol.46
钙钛矿太阳能电池（PSCs）因其优异的光电转换效率和低成本制造潜力成为可再生能源领域的研究热点。空穴传输层（HTL）是PSCs的关键组成部分，显著影响器件整体性能。磁控溅射NiOx因具有高载流子迁移率、优异稳定性及适用于大规模生产而备受关注。本文综述了磁控溅射NiOx作为PSCs空穴传输层的研究进展，系统总结了其薄膜基本特性、溅射工艺中影响光电性能的关键参数及相应器件性能，并重点探讨了NiOx与钙钛矿界面问题及其修饰策略。最后，分析了该技术面临的挑战与未来发展方向。
解读: 该磁控溅射NiOx技术对阳光电源光伏产品线具有前瞻性参考价值。虽然当前SG系列逆变器主要配套晶硅组件，但钙钛矿电池的高效率、低成本特性符合光伏平价上网趋势。磁控溅射工艺的大规模生产适配性与阳光电源规模化制造能力高度契合。该技术在空穴传输层的界面优化思路可借鉴至功率器件封装界面设计，特别是SiC器件的...
基于聚合容量估计的储能系统分布式功率跟踪控制
Distributed Power Tracking Control of Energy Storage Systems With Aggregated Capacity Estimation
Yin Chen · Jianyu Zhou · LinFang Yan · Yujun Lin 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年6月
大量分布式小规模储能系统（ESSs）具有参与电网功率调节的潜力。本文提出一种结合聚合容量估计的分布式功率跟踪控制方法，可在无需总功率测量的情况下实现精确的总功率跟踪，并根据储能系统的类型、荷电状态及功率/能量容量进行功率分配。为估计各储能单元的可调度功率范围，设计了一种事件触发式分布式功率容量估计算法，通信负担较低。控制参考功率受到限制，确保系统可靠运行。所提方法采用离散时间实现，仅依赖稀疏通信网络。理论分析验证了系统平衡点的存在性与收敛性。基于IEEE 33节点系统的仿真结果验证了所提控制策略...
解读: 该分布式功率跟踪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。文章提出的事件触发式容量估计算法可优化多台ST储能变流器的协同控制，在无需集中式总功率测量的情况下，基于各单元SOC、功率/能量容量实现精确功率分配，降低通信负担。该方法可集成到iSolarClo...
基于分布式协同控制的多并网型电池储能系统稳定性分析
Stability Analysis of Multiple Grid-Connected Battery Energy Storage Systems with A Distributed Cooperative Control
Yin Chen · Yuntao Chen · Wentian Li · Xia Chen 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年8月
电池储能系统（BESS）在可再生能源整合中发挥着至关重要的作用，它能够平衡供需、提供调频服务并支持电压稳定。然而，对于多个并网的电池储能系统而言，传统的功率控制方法往往侧重于单个电池储能系统的动态特性，而常常忽略了各电池储能系统之间的相互作用。这导致在暂态事件期间出现功率容量闲置和响应时间迟缓的问题。为解决这些问题，有人提出了一种基于一致性算法的分布式协同控制策略，以提高整个系统的响应速度，并根据荷电状态（SOC）确保稳态功率分配。然而，很少有研究人员对分布式控制方案下多个电池储能系统进行稳定性...
解读: 该分布式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。研究中的小信号稳定性分析方法可直接应用于多台ST储能变流器并网场景，优化控制器参数设计以抑制低频振荡。分布式协同控制策略与阳光电源现有的构网型GFM控制技术高度契合，可增强多机并联系统的阻尼特性和鲁棒...
考虑空间差异与振荡稳定约束的储能优化运行
Optimal Operation for Energy Storage with Oscillation Stability Constraints Considering Spatial Differences
Yin Chen · Qiufan Yang · Hui Xiong · Xia Chen 等5人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年8月
考虑到弱电网条件下电力系统的运行模式与跟网型（GFL）可再生能源（RES）的振荡失稳密切相关，且构网型（GFM）储能（ES）是提高跟网型稳定性的有效手段之一，本文进一步拓展了储能的优化运行目标，以确保电力系统的小干扰同步稳定性。首先，考虑到不同空间位置设备的同步稳定性差异，基于模态解耦方法，分析了多个跟网型可再生能源机组（GFL）同步环主导的振荡稳定运行域。其次，基于频域分析和模态解耦方法，量化了不同调频参数下多点布局的构网型储能机组（GFM）与多个跟网型机组组成的系统的振荡稳定运行域。随后，考...
解读: 该研究针对弱电网下GFL型设备振荡失稳问题，对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有直接应用价值。文中提出的多区域协调优化模型可融入iSolarCloud云平台，实现分布式储能站点的协同控制；小信号稳定性判据可嵌入储能变流器控制算法，动态调整充放电策略以抑制低频振荡。该方法...
基于单输入单输出传递函数的构网型储能系统交互建模与稳定性分析
Interaction Modeling and Stability Analysis of Grid-Forming Energy Storage System Based on SISO Transfer Functions
Kezan Zhang · Mengxuan Shi · Xia Chen · Dejun Shao 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年9月
随着光伏（PV）规模的快速扩大，构网型储能系统（GFM-ESS）被广泛用于提供惯性响应和电压支撑以改善系统动态特性。不同同步方式的换流器在动态行为上存在显著差异，且构网型（GFM）与跟网型（GFL）设备在多时间尺度控制下可能引发混合系统的次同步振荡。本文研究了由GFM-ESS与跟网型光伏系统（GFL-PV）组成的并网系统，基于单输入单输出（SISO）传递函数建立了PV-ESS动态交互模型。通过开环全回路与子回路传递函数结合，揭示了弱电网下GFM-ESS对GFL-PV动态特性的影响机制，并分析了不...
解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器与SG系列光伏逆变器的协同运行具有重要指导意义。基于SISO传递函数的交互建模方法可直接应用于PowerTitan储能系统的GFM控制策略优化，特别是在弱电网场景下与大规模GFL光伏阵列并网时的稳定性设计。研究揭示的多时间尺度控制耦合机制，可用于改进阳光电源构网型储...
考虑移动储能灵活性的配电网两阶段优化运行策略
A Two-Stage Optimal Operation Strategy of Distribution Networks Considering Mobile Energy Storage Flexibility
Lei Tao · Yuanyuan Wang · Chen Li · Zhe Chen 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年5月
摘要：可挖掘移动储能（MES）的时空能量转移和移动灵活性，以有效支撑配电网的运行安全性和韧性。为此，首先建立离散多层时空耦合网络，对移动储能的充放电、能量转移和移动轨迹耦合进行建模；然后提出一种同时考虑移动储能和分布式电源（DG）运行灵活性的配电网两阶段优化运行策略。第一阶段，优化移动储能的接入点和分布式电源的最优出力，以实现故障期间配电网负荷削减成本最小化；第二阶段，协同优化移动储能的移动轨迹、充放电功率以及分布式电源的出力，以最小化故障后配电网的综合运行成本。最后，通过IEEE 33节点网络...
解读: 该两阶段优化策略对阳光电源PowerTitan储能系统与ST系列储能变流器具有重要应用价值。移动储能的时空调度理念可应用于：1）PowerTitan集装箱储能系统的车载化部署，结合iSolarCloud云平台实现多站点动态调度；2）ST系列储能变流器的鲁棒控制算法升级，增强可再生能源波动下的电压支撑...
研究一种离子掺杂剂在有机半导体及热电应用中的掺杂性能
Investigating the doping performance of an ionic dopant for organic semiconductors and thermoelectric applications
Jing Guo1Yaru Feng2Jinjun Zhang2Jing Zhang3Ping-An Chen4Huan Wei5Xincan Qiu6Yu Liu6Jiangnan Xia5Huajie Chen7Yugang Bai8Lang Jiang9Yuanyuan Hu10 · 半导体学报 · 2025年1月 · Vol.46
掺杂在提升有机半导体在光电子和热电器件中的性能方面起着关键作用。本研究系统探讨了离子掺杂剂4-异丙基-4′-甲基二苯基碘𬭩四（五氟苯基硼酸盐）（DPI-TPFB）作为p型掺杂剂在有机半导体中的性能与适用性。以p型PBBT-2T为模型，通过ESR、紫外-可见-近红外吸收光谱及功函数分析证实其显著掺杂效果，使薄膜电导率提升超过四个数量级。DPI-TPFB还表现出广泛的适用性，可有效掺杂多种p型材料，并使n型N2200转变为p型行为。将其应用于有机热电器件，获得约10 μW∙m⁻¹∙K⁻²的功率因子，...
解读: 该离子掺杂有机半导体技术对阳光电源热管理系统具有潜在价值。研究中10 μW∙m⁻¹∙K⁻²的热电功率因子可应用于ST储能变流器和SG光伏逆变器的余热回收利用，将功率器件散热转化为电能，提升系统综合效率。有机热电材料的柔性特性适合贴合SiC/GaN功率模块表面进行温差发电，为辅助电路供电。在电动汽车驱...
基于近似低秩表示与超球面集中的锂离子电池储能系统一致性评估
Consistency Evaluation for Lithium-Ion Battery Energy Storage Systems Based on Approximate Low-Rank Representation and Hypersphere Concentration
Zhen Chen · Weijie Liu · Tangbin Xia · Ershun Pan · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年10月
锂离子电池储能系统（ESS）在新型储能累计装机容量中占据大部分份额。储能系统的一致性会显著影响其性能和效率。因此，对储能系统进行准确的一致性评估对于运维管理至关重要。本文提出了一个评估电池组一致性并识别不一致电池包的综合框架。首先，通过近似低秩表示（ALRR）从充放电电压曲线中学习低维特征表示，该方法既能实现降维，又能在低维子空间中保留空间结构关系。其次，利用冯·米塞斯 - 费舍尔分布和最优表示构建了基于超球体集中度的电池组一致性评估指标。第三，通过卡方统计量的假设检验快速识别出存在电压异常的不...
解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，这项基于近似低秩表示和超球集中度的锂电池一致性评估技术具有重要的工程应用价值。 在储能系统运维层面，该技术直接切中当前行业痛点。阳光电源的PowerStack、PowerTitan等大型储能产品中，单个系统包含数千甚至上万节电池单体，电池组一致性问题直接影响系统效率...
重复控制器与多谐振控制器在单相逆变器中应用的等效关系分析与设计
Equivalence Relation Analysis and Design of Repetitive Controllers and Multiple Quasi-Resonant Controllers for Single-Phase Inverters
Qiangsong Zhao · Hongwei Zhang · Yuanqing Xia · Qiang Chen 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
基于内模原理的重复控制器（RC）和多准谐振控制器（MQ-RSC）因对正弦参考信号具有高跟踪精度及优异的谐波抑制能力，广泛应用于单相逆变器的交流电压/电流控制。然而，二者在参数设计复杂度、收敛速度或稳定裕度方面各有优劣。本文系统建立了多种RC与MQ-RSC之间的数学等效关系，揭示了RC内模系数与MQ-RSC等效谐振带宽之间的内在联系。基于该等效关系，提出一种增强频率鲁棒性的新型RC设计方法，并给出简化的MQ-RSC设计策略。1.5 kW单相并网逆变器实验结果验证了等效关系的准确性及其在控制器设计中...
解读: 该研究揭示的RC与MQ-RSC等效关系对阳光电源单相产品线具有重要应用价值。在ST系列单相储能变流器中，可基于等效关系简化谐波抑制控制器设计，提升电网电压畸变工况下的并网电流质量；在SG系列单相光伏逆变器（如SG3-10KTL户用机型）中，新型频率鲁棒RC设计方法可增强电网频率波动适应性，降低THD...
脉冲阶梯调制高压电源驱动电路能量供给与控制协调方法研究
Research on the Energy Supply and Control Coordination Method of Drive Circuit in Pulse-Step-Modulation High-Voltage Power Supply
Linxiang Ou · Wenguang Chen · Tianyi Duan · Cheng Yang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
脉冲阶梯调制（PSM）电源是一种多模块串联输出的高压电源，广泛应用于加速器、微波发生器等装置。当前PSM电源存在动态响应慢、控制光纤多、模块供电电路复杂等问题，导致电气结构复杂、体积庞大。本文提出采用LLC谐振变换器为各模块主电路提供直流电压，并在驱动电路中将电源与控制信号合成一路信号，通过高压电缆协调传输，接收端再将其分离为直流电源和控制信号。研制了15级模块样机，实现了重复频率达33 kHz的阶梯三角波、准方波及调制波输出，上升时间可调。该方法可拓展应用于级联多电平变换器与Marx发生器。
解读: 该PSM电源的能量供给与控制协调方法对阳光电源储能与功率变换产品具有重要借鉴价值。其LLC谐振变换器供电方案可应用于ST系列储能变流器的多模块供电优化，降低辅助电源复杂度；电源与控制信号合成传输技术可简化PowerTitan大型储能系统的模块间通信架构，减少光纤数量和布线成本。多级串联快速响应控制思...
一种联合估计锂离子电池SOC与SOH的框架：消除对初始状态的依赖
A framework for joint SOC and SOH estimation of lithium-ion battery: Eliminating the dependency on initial states
Xiaoyong Zeng · Yaoke Sun · Xiangyang Xia · Laien Chen · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
基于模型的方法被广泛用于电池状态估计，构成了电池管理系统的基础。然而，这些方法的有效性依赖于准确的初始状态设定，初始状态不准确可能导致严重的不稳定甚至发散，从而对电池安全构成重大威胁。由于状态荷电（SOC）与健康状态（SOH）之间存在相互依赖关系，这一问题在SOC与SOH的联合估计中尤为突出。本研究致力于消除对初始状态的依赖。首先，构建了两个具有外部输入的径向基函数自回归模型（RBF-ARXM），以捕捉电池的非线性动态特性，并建立SOC、SOH与观测值之间的关联关系。基于这些模型，推导出有效的目...
解读: 该SOC/SOH联合估算框架对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统的BMS优化具有重要价值。通过消除初始状态依赖性,可显著提升储能系统全生命周期的状态估计精度和安全性。基于RBF-ARXM的非线性建模方法可集成至iSolarCloud平台,实现预测性维护和电池健康管理。该技术同样适用...
一种降低电流总谐波畸变的模块化多电平变换器-电池储能系统扩展电平模型预测控制方法
An Extended-Level Model Predictive Control Method With Reduced Current THD for Modular Multilevel Converter-Battery Energy Storage System
Zhan Liu · Quangen Li · Jiawei Fu · Hua Zhou 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年3月
模块化多电平变换器-电池储能系统（MMC-BESS）有助于提升电网可靠性，但其模型预测控制（MPC）面临计算量大、输出电流质量不佳及权重因子选取困难等问题。本文提出一种扩展电平MPC方法，在负载MPC阶段直接计算输出电压参考值，并通过逐步优化确定输出电平，采用优化电流误差面积的代价函数以降低电流总谐波畸变（THD）。每控制周期计算复杂度恒为5，与子模块数量无关。针对环流控制设计两种策略，并采用独立代价函数避免权重因子整定，将荷电状态（SoC）平衡反馈引入环流参考实现相间与桥臂间SoC均衡。仿真与...
解读: 该扩展电平MPC方法对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。其核心优势在于：1）计算复杂度恒定为5且与子模块数量无关，可显著降低控制器成本，适合大规模MMC-BESS部署；2）通过优化电流误差面积降低THD，可提升ST储能变流器并网电能质量，满足严格的电网谐波...
我们需要多少台构网型变流器？——从小信号稳定性和电网强度角度的思考
How Many Grid-Forming Converters Do We Need? A Perspective From Small Signal Stability and Power Grid Strength
Huanhai Xin · Chenxi Liu · Xia Chen · Yuxuan Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年4月
构网型（GFM）控制因其对电网友好的动态特性，特别是交流侧的“电压源特性”，被认为是将大规模电力电子变流器接入现代电网的一种有前景的解决方案。GFM变流器的电压源特性可为电网提供电压支撑，从而增强电网（电压）强度。然而，跟网型（GFL）变流器也可通过合理调节其无功电流来实现交流电压幅值的恒定控制，这使其也可能表现出类似电压源的特性。目前，GFL和GFM变流器的电压源特性之间的本质区别是什么，以及哪种类型的电压源特性能够增强电网强度，仍不明确。本文将证明，就小信号动态特性而言，只有GFM变流器能提...
解读: 该研究为阳光电源构网型产品配置提供重要理论依据。针对ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器，可优化GFM/GFL混合配置策略：在PowerTitan大型储能系统中，无需全部单元采用GFM控制，通过小信号稳定性分析确定最优GFM渗透率，既保证弱电网支撑能力，又降低控制复杂度和成本。研究提出的电网强度量...
高频无线电力传输技术特刊主编寄语
Guest Editorial Special Issue on High-Frequency Wireless Power Transfer Technology
Fei Lu · Grant Covic · Shu Yuen Ron Hui · Fernando Briz · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
无线电力传输WPT技术在交通电气化、电网、消费电子、医疗和太空等众多新兴应用中日益关键。其非接触特性在脏污或超洁净、高温、水下、地下和外太空等恶劣环境条件下具有优势。当前WPT系统性能与开关频率、耦合度、初次级磁元件伏安需求和组件质量密切相关，这些是功率容量、功率密度和效率的关键决定因素。为提升WPT技术运行安全性和可靠性，抑制和消除高频磁场引起的电磁干扰EMI和电动势EMF问题至关重要。该特刊从74篇投稿中录用31篇，涵盖高频谐振变换器技术、高频电磁场约束与发射抑制、抗失调与传输距离增强、高频...
解读: 该高频WPT特刊对阳光电源无线充电技术发展有全面指导价值。特刊涵盖的多MHz IPT系统、SiC全桥逆变器和三相高频IPT系统与阳光新能源汽车OBC无线充电模块的技术路线一致。高频电磁场约束和EMI/EMF抑制技术为阳光无线充电产品满足安全标准提供了解决方案。抗失调和传输距离增强技术（圆柱螺线管耦合...