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基于物理信息深度学习与稀疏数据的电力电子器件剩余寿命预测
Remaining Useful Life Prediction of Power Electronic Devices With Physics-Informed Deep Learning and Sparse Data
Le Gao · Chaoming Liu · Yiping Xiao · Chunhua Qi 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年11月
针对碳化硅（SiC）MOSFET在复杂环境下的剩余寿命（RUL）预测问题，本文提出了一种物理信息深度学习方法。该方法有效解决了现有深度学习模型在稀疏退化数据条件下预测精度不足的局限性，提升了电力电子系统在极端环境下的可靠性评估能力。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高价值。随着SiC器件在组串式光伏逆变器和PowerTitan系列储能系统中的广泛应用，提升功率模块的可靠性预测能力至关重要。该方法通过物理模型与AI结合，能够在数据采集受限的实际工况下，精准评估器件寿命，从而优化iSolarCloud平台的运维策略，实现从“事后维修...
非穿通型平面IGBT芯片在宽电压范围内PETT振荡的解析公式
An Analytical Formula for the PETT Oscillation Over a Wide Voltage Range in NPT Planar IGBT Chips
Zhonghao Dongye · Jiayu Fan · Yu Xiao · Tianchen Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
等离子体提取渡越时间（PETT）振荡属于负阻振荡，其特性随运行条件变化显著，并直接影响IGBT的电磁干扰（EMI）水平。本文针对非穿通型（NPT）平面IGBT，建立了一个适用于宽电压范围的时域PETT振荡解析模型，为功率器件的电磁兼容性设计提供了理论支撑。
解读: 该研究对阳光电源的核心产品线（如集中式光伏逆变器、大功率储能变流器PowerTitan及风电变流器）具有重要参考价值。这些产品广泛使用高压IGBT模块，PETT振荡引起的电磁干扰是导致EMI测试不合格及驱动电路误触发的常见原因。通过该解析模型，研发团队可在设计阶段更精准地预测IGBT在宽电压工况下的...
具有隐藏LCL滤波器的差分升压逆变器电网电流控制
Grid-Current Control of a Differential Boost Inverter With Hidden LCL Filters
Songwei Huang · Fen Tang · Zhen Xin · Qi Xiao 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年1月
本文研究了由两个相同DC-DC升压变换器组成的单相差分升压逆变器。现有研究多集中于独立负载的电压调节，本文重点探讨其并网电流控制方案，并分析了其内部隐藏的LCL滤波器特性，为该拓扑在并网应用中的控制策略提供了理论支撑。
解读: 该研究涉及的差分升压逆变器拓扑具有高升压比和高效率潜力，对阳光电源的户用光伏逆变器产品线具有参考价值。通过对“隐藏LCL滤波器”的深入分析，可以优化逆变器的输出滤波设计，减小体积并降低成本。建议研发团队关注该拓扑在低压户用场景下的并网控制稳定性，特别是在弱电网环境下的电流跟踪性能，这有助于提升阳光电...
基于三端口高频隔离变换器的混合型先进牵引供电设备及其控制策略
A Hybrid Advanced Traction Power Supply Equipment Based on Triple-Port High-Frequency Isolated Converter With Its Control Strategy
Xin Wang · Qi Guo · Chunming Tu · Fan Xiao 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年7月
本文提出了一种基于三端口高频隔离变换器的先进牵引供电设备（ATPSE），旨在解决电气化铁路中的负序电流与电分相问题。通过高频隔离技术，该方案有效提升了系统的功率密度并降低了投资成本，为电力电子化牵引供电系统的优化提供了新思路。
解读: 该研究涉及的高频隔离变换器拓扑及多端口能量管理技术，与阳光电源在储能系统（如PowerTitan系列）及光储一体化系统中的DC-DC变换器设计具有技术同源性。虽然该文侧重于轨道交通领域，但其三端口变换器架构在实现多源输入（如光伏+储能+电网）的集成化设计方面具有参考价值。建议研发团队关注其高频隔离拓...
碳化硅MOSFET动态阈值电压漂移的恢复性能研究
Recovery Performance of the Dynamic Threshold Voltage Drift of Silicon Carbide MOSFETs
Xiaohan Zhong · Chao Xu · Huaping Jiang · Ruijin Liao 等11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年6月
碳化硅(SiC) MOSFET的阈值电压不稳定性备受关注，但针对其恢复性能的研究尚显不足。本文通过实验与仿真手段，深入探讨了SiC MOSFET阈值电压恢复的性能表现及其物理机制。
解读: 随着阳光电源在组串式光伏逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器中大规模应用SiC器件以提升功率密度和效率，器件的长期可靠性至关重要。阈值电压漂移直接影响开关损耗和驱动稳定性。本研究揭示的恢复机制有助于优化驱动电路设计及栅极驱动参数，从而提升阳光电源产品在复杂工况下的长期运行可靠性。建议研发...
一种基于超导磁储能
SMES）的电流型无变压器串联电压恢复器用于直流负载保护
Xiao Yuan Chen · Ming Shun Zhang · Shan Jiang · Hua Yu Gou 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年9月
针对直流电网保护装置匮乏的问题，本文提出了一种基于超导磁储能（SMES）的无变压器串联电压恢复器（TLSVR），用于直流负载保护。该装置主要由双向开关变换器和超导线圈组成，串联接入直流输电线路，能够有效提升直流系统的故障穿越能力与供电可靠性。
解读: 该技术涉及直流侧故障保护与电压支撑，与阳光电源PowerTitan及PowerStack等储能系统产品线高度相关。随着直流微电网及高压直流输电应用增加，直流侧故障保护是提升系统安全性的关键。该拓扑利用SMES的高功率密度特性，可为阳光电源的直流耦合储能方案提供故障穿越与电压暂降补偿的新思路。建议研发...
具有稳态和暂态运行优化方法的混合多功能电弧抑制逆变器
Hybrid Multifunctional Arc Suppression Inverter With Its Steady and Transient State Operation Optimization Method
Zejun Huang · Qi Guo · Zekun Xiao · Chunming Tu 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月
混合电弧抑制装置（HASD）集电弧抑制、无功补偿及故障调节功能于一体。针对其模式切换时的暂态问题及单相接地故障（SLG）下的有功损耗与外部直流电源依赖问题，本文提出了一种优化控制策略，旨在提升系统运行的稳定性和效率。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及储能PCS产品具有重要参考价值。在配电网故障处理中，通过优化逆变器在故障穿越期间的暂态响应，可提升设备在复杂电网环境下的可靠性。特别是针对SLG故障的优化策略，可降低系统对额外直流电源的依赖，有助于优化阳光电源PowerTitan等储能系统的PCS拓扑设计，提升系统集...
一种基于SiC器件外部整形模块的高效混合模块化多电平变换器
A High Efficiency Hybrid Modular Multilevel Converter With a SiC Device-Based External Shaping Module
Peng Ren · Qi Guo · Yuchao Hou · Chunming Tu 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年1月
为提升中压模块化多电平变换器（MMC）的波形质量与效率，本文提出了一种带有外部整形模块的混合MMC（HMMC）拓扑。该拓扑在每桥臂采用基于硅基IGBT的半桥子模块（HSM），并在交流侧引入基于碳化硅（SiC）MOSFET的全桥子模块（FSM）进行波形整形，有效优化了变换器性能。
解读: 该研究提出的混合MMC拓扑对阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。通过在传统IGBT主功率链中引入SiC器件进行高频整形，可以在不显著增加系统成本的前提下，大幅提升中压并网系统的效率并减小滤波器体积。建议研发团队关注该拓扑在兆瓦级储能变流器（PCS）...
基于瞬态电场脉冲的MMC与高压直流断路器动作时刻的无创精确测量方法
Noninvasive and Accurate Measuring Method of the MMC and HVDC Circuit Breaker Action Moment Based on Transient E-Field Pulse
Xu Kong · Yan-zhao Xie · Wen-qi Xing · Zhen-dong Sun 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年11月
本文介绍了一种基于瞬态电场（E-field）的测量方法，用于监测舟山200kV换流站中模块化多电平换流器（MMC）和高压直流（HVDC）断路器的开关动作。研究表明，换流站内的开关瞬态电场具有准静态特性，可实现对电力电子设备动作时刻的无创、高精度捕捉，为复杂电力系统设备的运行状态监测提供了新手段。
解读: 该研究提出的基于瞬态电场脉冲的无创监测技术，对于提升大型电力电子设备的运行可靠性具有参考价值。虽然阳光电源目前主营业务集中在光伏逆变器、储能系统（如PowerTitan）及风电变流器，尚未直接涉及高压直流输电（HVDC）领域，但该监测方法在大型储能电站或高压组串式逆变器阵列的故障诊断与瞬态特性分析中...
基于聚合优化的直流微电网二次控制
Aggregation Optimization-Based Secondary Control for DC Microgrids
Qi-Fan Yuan · Yan-Wu Wang · Xiao-Kang Liu · Yunwei Li · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年7月 · Vol.17
本文提出一种面向直流微电网的聚合优化框架，构建含电压误差、电流分配误差、发电成本与线路损耗的加权目标函数，并设计基于双辅助变量的分布式二次控制器，可在固定时间内实现全局最优，兼顾电压调节、均流、经济运行。仿真与实验验证了其有效性。
解读: 该研究提出的分布式聚合优化二次控制算法可直接提升阳光电源ST系列PCS及PowerTitan储能系统在直流微网场景下的协同调控能力，尤其适用于光储直挂、多机并联的直流母线架构。算法支持动态权重配置，利于与iSolarCloud平台联动实现经济调度；建议在PowerStack直流耦合方案及海外微网项目...
基于三端口高频隔离变换器及其控制策略的混合式先进牵引供电装置
A Hybrid Advanced Traction Power Supply Equipment Based on Triple-Port High-Frequency Isolated Converter With Its Control Strategy
Xin Wang · Qi Guo · Chunming Tu · Fan Xiao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
基于电力电子技术的先进牵引供电设备（ATPSE）为同时解决负序电能质量和电分相问题提供了契机。然而，现有的工频/高频隔离方案仍面临功率密度低和投资成本高等挑战。为解决这些问题，本文提出了一种基于三端口高频隔离直流变换器和现有牵引变压器的高频隔离型先进牵引供电设备（HI - ATPSE）。与现有的高频隔离方案相比，所提出的HI - ATPSE通过共享输出端口，有效减小了设备体积并降低了初始成本。此外，针对所提出的HI - ATPSE内部的电能质量问题，提出了一种控制策略，该策略可在降低直流侧电容值...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于三端口高频隔离变换器的混合牵引供电技术具有重要的战略参考价值。该技术通过高频隔离方案解决负序功率和中性段问题，其核心理念与阳光电源在光储变换器领域积累的多端口拓扑、高频隔离及功率变换技术高度契合。 从技术协同角度分析，论文提出的三端口高频隔离DC变换器架构与阳光电...
基于集总热模型KF-MLP估计算法的锂离子电池表面温度场重构
Surface Temperature Field Reconstruction of Lithium-Ion Batteries Toward Lumped Thermal Model-Based KF-MLP Estimation Algorithm
Xiao Qi · Chaofeng Hong · Lijun Gu · Weixiong Wu · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2025年3月
高容量、大型电池在电动汽车和储能系统中得到了广泛应用。实际上，这些电池的表面温度场通常分布不均且难以测量，这给温度安全监测带来了巨大挑战。因此，本文重构了集总热模型，并提出了一种卡尔曼滤波器（KF） - 多层感知器（MLP）联合估计算法，以重构锂离子电池（LIBs）的二维表面温度（ST）场。首先，设计了一种改进的集总热模型，仅使用一个传感器即可准确获取多点温度。然后，提出了一种 KF - MLP 神经网络，以减少计算资源的使用并增强模型的泛化能力。最后，设计了一种二维温度采集方法，以获取可靠的实...
解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，该论文提出的锂电池表面温度场重建技术具有重要的工程应用价值。当前我司大容量储能系统广泛采用大尺寸电芯，其表面温度分布不均匀性显著，而传统热管理方案受限于传感器布点数量和成本，难以实现全面监测，这正是该技术所针对的核心痛点。 该研究的创新之处在于将改进的集总热模型与K...
非线性实时分布式最优控制用于信息物理电力系统的频率调节
Nonlinear Real-Time Distributed Optimal Control for Frequency Regulation of Cyber–Physical Power Systems
Xiao Qi · Jizhen Liu · Wenguang Zhang · Hui Deng · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年2月
随着可再生能源在电力系统中渗透率的提高，分布式最优控制（DOC）方法被视为实时协同解决负荷频率控制与经济调度问题的有效途径。本文提出一种新型DOC方法，以应对信息物理电力系统中的非线性特性，包括物理约束与时滞。首先，结合部分原始-对偶梯度算法与自抗扰控制（ADRC），构建基于ADRC的DOC方法以提升频率控制性能；引入正投影算子处理机组出力饱和与联络线热约束；利用Lyapunov函数理论证明系统稳定性；进一步设计时滞补偿的扩张状态观测器，重构DOC方法以同时应对物理约束与时滞。最后通过实时硬件在...
解读: 该非线性实时分布式最优控制技术对阳光电源储能与新能源并网产品具有重要应用价值。针对PowerTitan大型储能系统，ADRC自抗扰控制结合正投影算子可优化ST系列储能变流器的调频响应，在处理功率饱和约束的同时实现经济调度与频率调节协同优化。时滞补偿扩张状态观测器可应用于iSolarCloud云平台的...
风电机组接入LCC-HVDC系统下的故障穿越期间电压稳定与支撑研究
Voltage Stability and Support in Wind Farm Integrated LCC-HVDC Systems During FRT
Qi Xie · Zixuan Zheng · Yifei Guo · Xianyong Xiao · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年8月 · Vol.41
本文针对风电场接入LCC-HVDC送端系统在故障穿越（FRT）期间的动态电压支撑（DVS）引发的分段响应问题，提出准静态分段模型，揭示新型非光滑FRT诱导分岔（FRTNB），并提出自适应LCC-HVDC控制策略，在无需电网参数下提升电压稳定性。
解读: 该文对阳光电源风电变流器及构网型储能系统（如PowerTitan在新能源基地配套应用）具重要参考价值。其FRT分段建模与非光滑分岔分析方法可迁移至阳光电源ST系列PCS在弱电网/直流外送场景下的暂态电压协同控制优化；建议将文中自适应DVS策略融入iSolarCloud智能平台的风电-储能协同FRT模...
具有稳态与暂态运行优化方法的混合多功能灭弧逆变器
Hybrid Multifunctional Arc Suppression Inverter With Its Steady and Transient State Operation Optimization Method
Zejun Huang · Qi Guo · Zekun Xiao · Chunming Tu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
混合式消弧装置（HASD）是一种先进的装置，可用于消弧、无功补偿和故障调节。然而，HASD 在模式切换时的暂态问题较为突出。此外，HASD 在单相接地（SLG）故障期间会消耗有功功率，且通常需要额外的直流供电装置。为大幅降低 HASD 的成本，本文提出了一种基于附加回路的直流母线电压控制策略。与传统策略相比，所提出的控制策略无需添加额外的直流供电装置，即可从电网吸收有功功率。其次，提出了一种暂态优化方法，以实现 HASD 不同功能之间的灵活转换。在灵活切换过程中，消弧电流的指令值从 0 增加到最...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项混合多功能消弧逆变器技术与我们在光伏并网逆变器和储能系统领域的核心能力高度契合，具有显著的战略价值。 该技术的核心创新在于通过改进的直流母线电压控制策略，实现了消弧装置在单相接地故障时从电网吸收有功功率，从而省去了传统方案中必需的独立直流电源设备。这一突破对阳光电源而...
一种无需故障定位的双三相PMSM驱动系统开相故障自适应容错控制
An Adaptive Fault-Tolerant Control Without Fault Location of Open-Phase Fault for Dual Three-Phase PMSM Drive System
Qi Liu · Lan Xiao · Qunfang Wu · Xiaopeng Zhao 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年3月
针对双三相永磁同步电机（DTP-PMSM）驱动系统常见的开相故障（OPF），提出一种无需故障定位的自适应容错控制方法。该方法省去故障诊断环节，避免误判风险。通过分析OPF下DTP-PMSM的运行状态，在双dq坐标系中建立含故障电流角的统一参考电流模型，故障后可直接应用，无需重新定位故障相。故障电流角由锁相环（PLL）获取，轻载条件下仍能准确检测，且相比现有方案减少一个PLL环路，降低计算负担。所提方案无需调整控制结构、电机模型或变换矩阵，仅通过调节参考电流幅值系数即可实现最小铜耗、最大转矩与正常...
解读: 该自适应容错控制技术对阳光电源新能源汽车驱动系统和储能变流器产品具有重要应用价值。在电机驱动产品线，无需故障定位的容错策略可直接应用于车载电机控制器，通过PLL实时获取故障电流角，实现开相故障下的平滑切换，提升系统可靠性。对于ST系列储能变流器，该统一参考电流模型可借鉴至多相并联拓扑的相单元故障处理...
基于物理信息深度学习与稀疏数据的电力电子器件剩余寿命预测
Remaining Useful Life Prediction of Power Electronic Devices With Physics-Informed Deep Learning and Sparse Data
Le Gao · Chaoming Liu · Yiping Xiao · Chunhua Qi 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年11月
准确预测碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的剩余使用寿命（RUL）对于确保电力电子系统的可靠性至关重要，特别是在辐射环境下。然而，大多数现有的深度学习方法依赖于密集采样的退化数据，使其不适用于退化观测数据有限的稀疏数据条件。为解决这一局限性，我们提出了一种用于稀疏RUL预测的物理信息深度学习（PIDL）方法。该方法通过定制的物理信息损失函数，将总电离剂量引起的退化机制（具体为界面和氧化物陷阱电荷积累）融入基于Transformer的神经网络架构中。这种损失函数明确惩罚与导通状态电...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对碳化硅MOSFET剩余寿命预测的物理信息深度学习技术具有重要的战略价值。作为光伏逆变器和储能系统的核心功率器件，碳化硅MOSFET的可靠性直接关系到我们产品在全生命周期内的性能表现和运维成本。 该技术的核心优势在于解决了稀疏数据条件下的寿命预测难题。在实际应用场景...
基于并行执行的光伏与储能集成柔性牵引供电系统实时能量管理策略
Parallel-Execute-Based Real-time Energy Management Strategy for FTPSS integrated PV and ESS
Junhao Li · Qi Guo · Xin Wang · Chunming Tu 等7人 · Applied Energy · 2025年5月 · Vol.385
摘要 构建集成铁路电力调节器（RPC）、储能系统（ESS）和光伏发电（PV）的柔性牵引供电系统（FTPSS），对于实现低碳、经济的铁路运输具有重要意义。然而，现有的基于规则的能量管理策略（EMS）仅关注RPC与ESS，其在接入光伏的FTPSS中适用性和经济性受限。此外，FTPSS的运行优化模型复杂且数据密集，导致现有优化型EMS在可靠性与实时性方面普遍表现不佳。为此，本文提出一种基于并行执行的FTPSS实时能量管理策略，适用于集成光伏与储能的系统。首先，通过改进的基于规则的EMS实现对光伏、储能...
解读: 该轨道交通柔性供电系统的并行执行能量管理策略对阳光电源ST系列储能变流器与SG光伏逆变器的协同控制具有重要参考价值。文中提出的规则与优化算法并行切换机制可应用于PowerTitan储能系统,提升多能源协调的实时性与经济性。三相不平衡治理技术可增强阳光电源在轨道交通场景的RPC产品竞争力。建议将该多目...
一种考虑ISLDN中三相不平衡与经济运行的F-SOP综合控制策略
A Comprehensive Control Strategy for F-SOP Considering Three-Phase Imbalance and Economic Operation in ISLDN
Xin Wang · Qi Guo · Chunming Tu · Liang Che 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年8月
随着可再生能源和单相负荷的大量接入，低压配电网中三相不平衡及变压器轻/重载运行问题日益突出。现有互联低压配电网（ISLDN）研究较少同时兼顾上述两类问题的综合调控。为此，本文提出一种基于四桥臂软开点（F-SOP）的综合控制策略。首先建立包含F-SOP与变压器的系统综合损耗模型，揭示不平衡度与负载率对设备效率的影响；其次，以最小化网络损耗为目标，提出计及三相不平衡约束与经济运行区间的优化调度方法，生成F-SOP的功率指令；进一步设计改进的对等控制策略，确保优化调度实施并提升系统稳定性。仿真与实验验...
解读: 该F-SOP综合控制策略对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要应用价值。文章提出的四桥臂拓扑与三相不平衡治理技术可直接应用于阳光电源储能PCS产品，提升其在分布式光伏大量接入场景下的电能质量调节能力。所提优化调度方法与改进对等控制策略可融入iSolarCloud平台，实现储能...
一种集成实验与数值研究的竹节形流场设计下风冷式质子交换膜燃料电池性能及传热传质动力学
An integrated experimental and numerical investigation of performance and heat-mass transport dynamics in air-cooled PEMFCs with a bamboo-shaped flow field design
Kai-Qi Zhu · Quan Ding · Ben-Xi Zhang · Jiang-Hai Xu 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 风冷式质子交换膜燃料电池（PEMFC）中复杂的传热传质耦合现象以及物理场分布不均的问题，严重影响其功率密度和水热管理性能。作为关键部件，阴极流场在燃料供给、散热以及水传输方面对风冷式PEMFC起着至关重要的作用。优化流场结构设计是应对上述挑战的关键策略。本研究提出了一种创新的竹节形流场设计，并在25 cm²的单电池中进行了实验验证，结果证明该设计能有效提升风冷式PEMFC的传热传质能力与功率密度，同时降低供气能耗。此外，还建立了三维多相数值模型，用于深入探究该流场结构下液态水、反应物和热量...
解读: 该燃料电池热质传输优化技术对阳光电源氢能业务具有重要借鉴价值。竹节型流场设计通过分段加速和涡流区优化实现5.45%功率密度提升和4.17%能效增益,其多物理场耦合仿真方法可应用于公司储能PCS的热管理优化。研究中的熵分析法和非均匀流场设计理念,可迁移至SiC功率器件散热结构设计,提升ST系列PCS和...