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0.72Bi0.5Na0.5TiO3-0.28SrTiO3陶瓷储能密度与效率的显著提升及高温储能性能机制研究
Significant improvement of energy storage density and efficiency of 0.72Bi0.5Na0.5TiO3-0.28SrTiO3 ceramics and study of the mechanism of high temperature energy storage performance
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...
低压直流微电网总线故障中断时瞬态过电压抑制的固态断路器缓冲电路设计
Solid-State Circuit Breaker Snubber Design for Transient Overvoltage Suppression at Bus Fault Interruption in Low-Voltage DC Microgrid
Fei Liu · Wenjun Liu · Xiaoming Zha · Hua Yang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年4月
在低压直流微电网短路故障中，固态断路器（SSCB）负责快速隔离故障区域，其安全性和可靠性高度依赖于缓冲电路的过电压抑制能力。本文针对SSCB缓冲电路设计提出了优化方法，解决了传统转换器开关缓冲设计在直流断路器应用中的局限性。
解读: 该研究对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及直流微电网解决方案具有重要意义。随着直流侧电压等级提升，储能变流器（PCS）内部直流母线及直流侧保护面临严峻的瞬态过电压挑战。优化SSCB缓冲电路设计不仅能提升PCS在直流侧短路故障下的硬件可靠性，还能降低功率器件（如IGB...
一种基于混合势理论的直流微电网无保守性大信号稳定性分析方法
A Conservatism-Free Large Signal Stability Analysis Method for DC Microgrid Based on Mixed Potential Theory
Jianbo Jiang · Fei Liu · Shangzhi Pan · Xiaoming Zha 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年11月
直流微电网在脉冲负载和负载切换等大扰动场景下稳定性面临挑战。基于混合势理论的大信号稳定性（LSS）分析虽实用，但传统方法存在结果保守的问题。本文提出一种无保守性分析方法，旨在更精确地评估直流微电网在大扰动下的稳定性，为系统设计提供更优的判据。
解读: 该研究对于阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及微电网解决方案具有重要意义。在直流耦合微电网或复杂工商业储能应用中，系统常面临频繁的负载波动和瞬态冲击。传统的稳定性分析往往过于保守，导致系统参数设计受限或成本增加。通过引入该无保守性分析方法，研发团队可以更精准地优化PC...
光伏发电系统中多端口级联DC/DC变换器的短路容错拓扑
Short-Circuit Fault-Tolerant Topology for Multiport Cascaded DC/DC Converter in Photovoltaic Power Generation System
Yizhan Zhuang · Fei Liu · Xiangjing Zhang · Yanhui Huang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
本文针对光伏发电系统中具有高升压比的多端口级联DC/DC变换器，研究了其在多输入端口配置下易发生短路故障的问题。为提升系统可靠性，提出了一种具备短路容错能力的拓扑结构，旨在确保变换器在故障发生时仍能维持稳定运行，对提升光伏系统的长期运行稳定性具有重要意义。
解读: 该研究针对多端口级联DC/DC变换器的容错设计，对阳光电源的组串式逆变器及大型地面电站的光伏汇流技术具有重要参考价值。随着光伏系统电压等级不断提升，级联拓扑的应用日益广泛，但故障隔离与容错能力是保障电站高可用性的关键。建议研发团队关注该拓扑在提升系统冗余度方面的潜力，将其核心思想应用于下一代高功率密...
一种用于分布式光伏中压直流接口的低损耗串联LC功率平衡单元多端口模块化DC-DC变换器
A Multiport Modular DC–DC Converter With Low-Loss Series LC Power Balancing Unit for MVDC Interface of Distributed Photovoltaics
Yizhan Zhuang · Fei Liu · Yanhui Huang · Zhouyang Liu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
针对分布式光伏中压直流（MVDC）接口，本文提出了一种具有多输入端口和高电压转换比的模块化DC-DC变换器。针对光伏功率失配导致的子模块输出电压不平衡问题，设计了一种低损耗串联LC功率平衡单元，有效实现了模块间的功率均衡，提升了系统设计的标准化程度与运行效率。
解读: 该技术对于阳光电源的组串式逆变器及大型光伏电站直流汇流方案具有重要参考价值。随着光伏系统向中高压直流侧并网演进，如何解决多组串输入下的功率失配与模块电压平衡是提升系统效率的关键。该低损耗LC平衡单元方案可优化阳光电源大功率组串式逆变器及直流耦合储能系统的拓扑架构，减少因光照不均导致的功率损耗，提升系...
单相逆变器铝电解电容功率损耗简化模型
Simplified Power Loss Model for Aluminum Electrolytic Capacitors in Single-Phase Inverters
Yi Liu · Huai Wang · Meng Huang · Xiaoming Zha 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年5月
本文提出了一种适用于单相逆变器直流母线电容的实用功率损耗简化模型。针对现有模型在处理低频和高频纹波电流时，要么因忽略高频效应而过于简化，要么因解析解过于复杂而难以应用的问题，该模型在保证计算精度的同时大幅简化了分析过程。
解读: 该研究直接关联阳光电源户用光伏逆变器及小型工商业逆变器的核心可靠性设计。铝电解电容是单相逆变器中寿命最薄弱的环节，其热失效直接影响产品质保成本。通过该简化模型，研发团队可在设计阶段更精准地评估电容在复杂工况下的热损耗，从而优化散热设计与寿命预测。建议将其集成至iSolarCloud的设备健康管理模块...
基于耦合电感并联逆变器ZVS的电流应力优化混合VSFPWM控制
Current Stress Optimal Hybrid-VSFPWM of ZVS Paralleled Inverters With Coupled Inductors for AC Motor Drive
Xiaoming Fu · Dehong Zhou · Xin Liu · Jianxiao Zou 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年11月
针对交流电机驱动中采用耦合电感的并联逆变器，零电压开关（ZVS）技术能有效提升开关频率与效率。然而，传统的变频脉宽调制（VSFPWM）存在频率冲突，导致电流应力增大。本文提出了一种电流应力优化的混合VSFPWM策略，旨在解决该冲突并提升系统整体控制性能。
解读: 该研究提出的并联逆变器ZVS控制策略及电流应力优化方法，对阳光电源的组串式及集中式光伏逆变器具有重要参考价值。随着光伏逆变器功率密度的不断提升，多模块并联技术已成为主流，该算法有助于降低并联系统中的环流及电流应力，从而提升整机效率并优化散热设计。建议研发团队关注该混合调制策略在大型地面电站集中式逆变...
一种用于VSC-LVDC系统的新型拓扑自适应故障限流器
A Novel Topology Self-Adjusted Fault Current Limiter for VSC-LVDC Systems
Xiren Miao · Minyi Fu · Baoquan Lin · Xiaoming Liu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年7月
低压直流（LVdc）系统有效整合了可再生能源与直流负载，提升了能源效率。电压源变换器（VSC）作为核心接口，在直流配电中起关键作用。本文提出了一种新型拓扑自适应故障限流器，旨在解决VSC在直流侧故障下的过流保护问题，通过优化拓扑结构提升系统在故障期间的可靠性与稳定性。
解读: 该研究针对直流配电系统中的故障限流技术，与阳光电源的PowerTitan、PowerStack系列储能系统及工商业直流微网解决方案高度相关。直流侧故障保护是提升储能系统安全性的关键，该新型限流器拓扑可优化PCS在直流微网应用中的故障穿越能力，减少对功率器件的冲击。建议研发团队关注该拓扑在模块化储能系...
一种基于截断区域特征函数展开法设计的全方位抗偏移无线电能传输系统
A Novel All-Direction Antimisalignment Wireless Power Transfer System Designed by Truncated Region Eigenfunction Expansion Method
Zifan Dong · Xiaoming Li · Sheng Liu · Ziwei Xu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年11月
本文提出了一种新型无线电能传输（WPT）系统，通过采用反向并联绕组实现了全方向的高抗偏移容忍度。发射线圈由两部分反向绕组组成，使不同方向的磁通部分抵消。通过优化参数设计，该系统有效提升了发射与接收线圈间的互感稳定性。
解读: 该技术主要应用于无线充电领域，与阳光电源目前的电动汽车充电桩业务具有一定的技术关联性。虽然目前主流充电桩仍以有线传导式为主，但无线充电是未来高阶自动驾驶和智慧园区充电的重要演进方向。该研究提出的抗偏移设计能显著提升用户体验，建议研发团队关注其在静态无线充电桩中的应用潜力，评估其在大功率传输下的效率与...
基于离散时间建模的模块化多电平变换器短路电流估算
Short-Circuit Current Estimation of Modular Multilevel Converter Using Discrete-Time Modeling
Yushuang Liu · Meng Huang · Xiaoming Zha · Herbert Ho-Ching Iu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年1月
短路故障对高功率模块化多电平变换器（MMC）具有严重危害。为优化系统保护设计，本文提出了一种基于离散时间建模的短路电流计算新方法。该方法结合常用的最近电平调制（NLM）策略，通过将一个周期内的运行状态进行划分，实现了对故障电流的精确计算。
解读: MMC技术在阳光电源的大型集中式光伏逆变器及高压大功率储能系统（如PowerTitan系列）中具有重要应用潜力。该研究提出的离散时间建模方法，能够精确预测故障电流，对于提升大功率变换器的保护策略设计、优化硬件选型及增强系统在极端工况下的可靠性具有重要参考价值。建议研发团队将其应用于高压直流输电或大型...
一种具有改进负载适应性的同步辅助谐振换相极软开关逆变器
A Synchronous Auxiliary Resonant Commutated Pole Soft-Switching Inverter With Improved Load Adaptability
Wenkang Gong · Shangzhi Pan · Wenqiang Lin · Yuan Shang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年3月
为实现体积小、效率高的软开关逆变器，本文提出了一种具有改进负载适应性的同步辅助谐振换相极（SARCP）软开关逆变器。该拓扑仅包含两个辅助电感，在一个开关周期内，所有换相过程均可由辅助电感同步辅助，从而实现所有开关管的软开关运行。
解读: 该技术通过优化软开关拓扑，有效降低了逆变器的开关损耗，对阳光电源的组串式逆变器及集中式逆变器产品线具有极高的应用价值。在追求高功率密度和高效率的趋势下，该方案能显著提升逆变器在不同负载工况下的转换效率，有助于减小散热器体积，从而降低整机成本。建议研发团队评估该SARCP拓扑在兆瓦级集中式逆变器中的应...
利用罗氏线圈监测单个电容器的电容直流母排数字孪生系统
A Digital Twin System of Capacitive DC Bank Using Rogowski Coil to Monitor Individual Capacitors
Mingshuo Zhu · Yi Liu · Meng Huang · Zifan Li 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年8月
直流母线电容器的可靠性直接影响电力电子系统的运行安全。由于电容器常采用串并联结构以满足容量和耐压需求，导致单个电容器的监测难度较大。本文提出了一种基于罗氏线圈的数字孪生系统，实现了对电容组中单个电容器状态的精确监测与评估。
解读: 直流母线电容是光伏逆变器和储能变流器（PCS）中最易失效的关键元器件之一。该研究提出的基于罗氏线圈的数字孪生监测技术，能够精准定位电容组中的故障点，对于提升阳光电源PowerTitan、PowerStack系列储能系统及组串式逆变器的长期运行可靠性具有重要价值。通过在iSolarCloud平台集成此...
基于三绕组功率通道的MMC光伏系统去耦电容最小化
Decoupling Capacitor Minimization of an MMC-Based Photovoltaic System With Three-Winding Power Channel
Xicai Pan · Shangzhi Pan · Pengxin Jin · Liangzhong Yao 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年1月
本文提出了一种基于模块化多电平变换器（MMC）的并网光伏系统，实现了光伏本地消纳与长距离直流输电。通过隔离变压器耦合上下桥臂子模块，有效解决了上下桥臂光伏功率不匹配问题，并显著降低了去耦电容需求，提升了系统功率密度。
解读: 该技术对阳光电源的集中式逆变器及大型地面电站解决方案具有重要参考价值。MMC拓扑在高压大功率并网场景下优势显著，通过三绕组耦合技术减少去耦电容，不仅能降低系统体积与成本，还能提升高压直流输电的可靠性。建议研发团队关注该拓扑在大型光伏电站直流汇集系统中的应用潜力，特别是针对高压组串式或集中式方案，通过...
基于直接占空比控制的孤岛微电网单级多端口逆变器功率分配策略
Direct Duty Cycle Control-Based Power Allocation Strategy for Single-Stage Multiport Inverter in Islanded Microgrid
Lijie Liu · Dehong Zhou · Jianxiao Zou · Zewei Shen 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月
单级多端口逆变器具备直流到交流直接功率流的优势，体积小且成本低。然而，直流母线电压不平衡及功率耦合特性使得同时实现理想的输出电流和灵活的直流端口功率分配极具挑战。本文提出了一种基于直接占空比控制的功率分配策略，有效解决了上述问题。
解读: 该研究针对单级多端口逆变器在微电网中的功率解耦与控制问题，对阳光电源的“光储一体化”产品线（如PowerStack储能系统及组串式光储逆变器）具有重要参考价值。通过优化直接占空比控制，可提升多端口系统在离网/孤岛模式下的功率分配灵活性，减少对复杂多级变换器的依赖，从而进一步降低系统成本并提升功率密度...
面向可靠性的Buck DC-DC变换器LC滤波器优化设计
Reliability-Oriented Optimization of the LC Filter in a Buck DC-DC Converter
Yi Liu · Meng Huang · Huai Wang · Xiaoming Zha 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年8月
寿命是电力电子变换器可靠运行的关键指标。当前Buck DC-DC变换器的LC滤波器设计多局限于电压/电流纹波、功率密度及成本约束，缺乏可靠性考量。本文提出了一种从可靠性角度优化LC滤波器设计的新方法。
解读: 该研究对阳光电源的储能变流器（PCS）及户用光伏逆变器中的DC-DC环节具有重要参考价值。目前公司产品在追求高功率密度和低成本的同时，对长期运行可靠性要求极高。通过将可靠性指标（如电感/电容的热应力与寿命模型）纳入LC滤波器设计阶段，可有效降低现场运行故障率，延长PowerTitan、PowerSt...
电网电压跌落下的三相电压源变换器分岔与大信号稳定性分析
Bifurcation and Large-Signal Stability Analysis of Three-Phase Voltage Source Converter Under Grid Voltage Dips
Meng Huang · Yu Peng · Chi K. Tse · Yushuang Liu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年11月
本文研究了三相电压源变换器（VSC）在电网电压跌落工况下的非线性动力学行为。针对电网短路故障引起的电压波动，分析了VSC在不同运行条件下的分岔特性及大信号稳定性，旨在提升变换器在复杂电网环境下的运行可靠性与控制鲁棒性。
解读: 该研究直接关联阳光电源的核心业务——光伏逆变器及储能变流器（PCS）的并网控制。在电网电压跌落（如LVRT工况）下，逆变器极易出现非线性失稳。该分析方法有助于优化阳光电源组串式逆变器及PowerTitan系列储能系统的控制算法，通过对分岔点的精准预测，提升设备在弱电网或故障工况下的暂态稳定性。建议研...
一种消除漏电流并抑制功率振荡的单相单级非隔离光伏并网逆变器及其改进控制策略
A Leakage Current Eliminated and Power Oscillation Suppressed Single-Phase Single-Stage Nonisolated Photovoltaic Grid-Tied Inverter and Its Improved Control Strategy
Jianbo Jiang · Shangzhi Pan · Jinwu Gong · Fei Liu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年6月
针对单相单级非隔离光伏并网逆变器存在的共模漏电流和双倍工频功率振荡问题，本文设计了一种仅含两个开关管的新型逆变器拓扑。该结构允许交流电网中性线与光伏阵列负极直接连接，有效抑制了漏电流，并提出了相应的控制策略以平抑功率波动。
解读: 该研究直接针对阳光电源户用光伏逆变器（Residential PV Inverter）的核心痛点——漏电流与功率振荡。通过仅使用两个开关管的极简拓扑实现漏电流抑制，有助于进一步降低户用机型的成本、体积与损耗，提升系统效率。对于阳光电源的组串式逆变器产品线，该拓扑的控制策略可优化并网电流质量，提升在弱...
电网相位扰动下并网模块化多电平变换器的稳定性与多约束运行区域
Stability and Multiconstraint Operating Region of Grid-Connected Modular Multilevel Converter Under Grid Phase Disturbance
Yushuang Liu · Meng Huang · Chi Tse · Herbert Ho-Ching Iu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年11月
本文研究了电网故障（如短路、断路及线路切换）导致的相位突变对并网变换器的影响。由于锁相环（PLL）无法瞬时跟踪相位变化，变换器运行受到挑战。文章提出了一种分析方法，以确定变换器在电网相位扰动下的稳定性及多约束运行区域，为提升变换器在复杂电网环境下的鲁棒性提供了理论支撑。
解读: 该研究针对模块化多电平变换器（MMC）在电网相位扰动下的稳定性分析，对阳光电源的大功率集中式逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。随着电网弱电网特性增强，电网故障下的相位突变极易导致逆变器失稳。建议研发团队借鉴文中的多约束运行区域分析方法，优化锁相环控制策略及故障穿越逻...
基于罗氏线圈的单相逆变器直流侧单体铝电解电容在线监测方法
An Online Monitoring Method for Single Aluminum Electrolytic Capacitor in the DC Bank of Single-Phase Inverter Based on the Rogowski Coil
Yi Liu · Ju Bai · Meng Huang · Xiaoming Zha · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月
现有的直流母线电容监测多针对整体电容组，难以识别单体电容老化。本文提出一种基于罗氏线圈的在线监测方法，通过测量单体电容电流，实现对单相逆变器直流侧铝电解电容电容值或等效串联电阻（ESR）的精确监测，有效解决了因制造差异和布局导致的电容参数不均匀问题，提升了系统的可靠性评估精度。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器及小型工商业逆变器产品线具有重要价值。铝电解电容是逆变器直流侧最易老化的关键器件，直接影响产品寿命。目前行业多采用整体监测，难以定位失效点。引入基于罗氏线圈的单体监测方案，可显著提升iSolarCloud智能运维平台对逆变器亚健康状态的预警能力，实现从“故障后维修”向...
用于配电网多分布式能源与直流负载中压直流接入接口的多端口直流固态变压器
A Multiport DC Solid-State Transformer for MVDC Integration Interface of Multiple Distributed Energy Sources and DC Loads in Distribution Network
Yizhan Zhuang · Fei Liu · Yanhui Huang · Shiwen Wang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
本文针对传统直流配电网中光伏、储能及直流负载通过多级变换器接入LVdc母线导致缺乏电气隔离及转换效率低的问题，提出了一种多端口直流固态变压器（SST）方案。该方案通过高频隔离实现多能源的高效集成，简化了系统架构，提升了配电网的灵活性与可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的PowerTitan系列液冷储能系统及工商业光伏并网方案具有重要参考价值。随着配电网向直流化演进，多端口固态变压器技术可优化光储一体化系统的拓扑结构，减少功率变换级数，从而提升系统整体效率与功率密度。建议研发团队关注该拓扑在高压直流接入场景下的应用，特别是如何通过高频隔离技术提升储...
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