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子模块故障条件下模块化多电平电池储能系统的重分布脉宽调制
Redistributed Pulsewidth Modulation of MMC Battery Energy Storage System Under Submodule Fault Condition
Feng Gao · Xin Gu · Zhan Ma · Chenghui Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年3月
基于模块化多电平变换器（MMC-BESS）的电池储能系统可实现电池组的去中心化管理，适用于退役电池梯次利用。针对多子模块（SM）架构，本文提出了一种SM故障穿越方法，通过重分布PWM策略，在发生子模块故障时维持系统运行，显著提升了储能系统的可靠性与可用性。
解读: 该技术对阳光电源PowerTitan及PowerStack等大型储能系统具有极高的参考价值。随着储能系统规模化应用，MMC架构在提升系统效率和电池利用率方面优势显著，但其子模块数量多导致故障点增加。本文提出的故障重分布PWM策略，能够有效提升系统在单点故障下的冗余度和可靠性，减少运维停机时间。建议研...
基于晶闸管的模块化多电平直流链路T型变换器
Thyristor-Based T-Type Converter With Modular Multilevel DC-Link
Decun Niu · Feng Gao · Tao Xu · Zhan Ma · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年6月
本文提出了一种基于晶闸管的模块化多电平直流链路T型变换器（TTC-MMD）。该拓扑利用晶闸管T型变换器实现基本的相换流功能，并通过直流链路中级联的子模块产生多电平开关线电压。为确保晶闸管的可靠开关，引入了全桥子模块（FBSM）以辅助换流。
解读: 该拓扑通过晶闸管与模块化多电平技术的结合，旨在提升高压大功率场景下的变换效率与电能质量。对于阳光电源而言，该技术主要关联集中式光伏逆变器及大型储能PCS产品线。虽然晶闸管在当前主流IGBT/SiC方案中应用较少，但其在高压直流侧的模块化设计思路对未来兆瓦级以上、超高压并网的PowerTitan系列储...
重新思考电感寄生电容建模的基本假设
Rethinking Basic Assumptions for Modeling Parasitic Capacitance in Inductors
Hongbo Zhao · Shaokang Luan · Zhan Shen · Alex J. Hanson 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年7月
本文重新审视了电感寄生电容解析建模中的常用假设，重点分析了集总电容网络法和能量守恒法。研究指出集总电容网络法在计算等效寄生电容时存在局限性，并对相关物理建模方法进行了修正与优化，旨在提升高频功率变换器中电感设计的准确性。
解读: 电感是阳光电源光伏逆变器（如组串式、集中式）及储能系统（如PowerTitan、ST系列PCS）的核心磁性元件。随着功率密度提升和开关频率增加，寄生电容对EMI性能及高频损耗的影响愈发显著。本文提出的建模优化方法有助于研发团队在设计阶段更精确地预测磁性元件的高频行为，减少样机调试迭代次数。建议在iS...
一种九电平T型封装单元逆变器
A Nine-Level T-Type Packed U-Cell Inverter
Decun Niu · Feng Gao · Panrui Wang · Kangjia Zhou 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年2月
本文提出了一种新型九电平T型封装单元（PUC）逆变器，由一个T型中点钳位桥臂、一个半桥、两个开关及两个直流源组成。采用单载波调制方案可轻松生成开关序列，实现T型桥臂高频切换与其他开关低频运行的组合，有效提升了输出电平数并优化了谐波性能。
解读: 该拓扑通过多电平技术显著提升了输出波形质量，降低了对滤波器体积的要求，对阳光电源的组串式逆变器及工商业储能PCS产品线具有重要参考价值。其混合频率调制策略（高频T型+低频辅助开关）有助于在保持高效率的同时降低开关损耗，特别适用于追求高功率密度和高效率的下一代逆变器设计。建议研发团队评估该拓扑在提升中...
模块化多电平变换器
MMC）电池储能系统的多层SOH均衡方案
Zhan Ma · Feng Gao · Xin Gu · Nan Li 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月
针对退役电池在储能系统中SOH不一致导致系统寿命缩短的问题，本文提出了一种多层SOH均衡方案。该方案突破了以往仅关注电池包内或包间均衡的局限，通过多层控制策略实现全系统SOH均衡，有效延长储能系统整体寿命并降低运维成本。
解读: 该研究对阳光电源PowerTitan及PowerStack等大型储能系统具有重要参考价值。随着储能规模扩大，电池簇间及簇内SOH差异是影响系统全生命周期收益的关键。引入多层SOH均衡策略，可优化电池管理系统（BMS）的调度逻辑，提升系统的一致性管理水平。建议研发团队评估该MMC拓扑在大型储能变流器中...
一种电力变换器开路故障的模型-数据混合驱动诊断方法
A Model-Data-Hybrid-Driven Diagnosis Method for Open-Switch Faults in Power Converters
Zhan Li · Yuan Gao · Xin Zhang · Borong Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年5月
本文提出了一种结合模型驱动与数据驱动优势的电力变换器开路故障诊断方法。该方法利用变换器的显式解析模型与人工神经网络（ANN）的学习能力，通过离线模型分析与在线学习过程，实现对功率器件开路故障的精准识别，有效提升了电力电子系统的运行可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高价值。在组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器中，功率器件（IGBT/SiC）的开路故障直接影响系统可用性。通过引入模型-数据混合驱动诊断，可显著提升iSolarCloud平台的智能运维能力，实现故障的早期预警与精准定位，降低运维成本。建...
单相MMC电池储能系统可变直流母线电压调节以减少额外充电吞吐量
Variable DC-Link Voltage Regulation of Single-Phase MMC Battery Energy-Storage System for Reducing Additional Charge Throughput
Zhan Ma · Feng Gao · Chenghui Zhang · Wei Li 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年12月
基于模块化多电平变换器（MMC）的电池储能系统可灵活管理集成在子模块中的电池组。该方案允许电池组直接或通过小电容连接至后端半桥电路，从而省去额外的DC-DC变换器以降低成本和体积。然而，交流纹波会导致显著的额外充电吞吐量，本文提出一种可变直流母线电压调节策略以缓解该问题。
解读: 该研究针对MMC架构在储能系统中的应用，通过优化直流母线电压控制来减少电池的额外充放电循环，这对提升储能系统（如PowerTitan系列）的电池寿命和系统效率具有重要参考价值。阳光电源的储能PCS产品线目前正向更高功率密度和更优成本控制方向演进，MMC拓扑在大型储能系统中的应用潜力巨大。建议研发团队...
宽频率范围三电平中点钳位逆变器的混合改进载波PWM策略
Hybrid Improved Carrier-Based PWM Strategy for Three-Level Neutral-Point-Clamped Inverter With Wide Frequency Range
Zhan Gao · Qiongxuan Ge · Yaohua Li · Lu Zhao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
针对变频系统中三电平中点钳位（NPC）逆变器宽频率范围运行的特点，本文提出了一种混合改进的载波PWM策略。该策略分别针对低调制指数的低频区和低载波比的高频区进行了优化，解决了传统载波PWM在这些工况下性能受限的问题，有效提升了逆变器的输出质量与运行效率。
解读: 该技术对阳光电源的集中式光伏逆变器及大型风电变流器产品线具有重要参考价值。阳光电源的大功率逆变器广泛采用三电平NPC拓扑，在弱电网或宽频率波动工况下，该混合PWM策略能显著优化低频段的谐波性能及高频段的开关损耗。建议研发团队将其引入iSolarCloud智能运维平台的控制算法库中，通过优化调制策略提...
缓冲层自由AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管中陷阱的自感应光电离
Self-Induced Photoionization of Traps in Buffer-Free AlGaN/GaN HEMTs
Francesco De Pieri · Mirko Fornasier · Veronica Gao Zhan · Manuel Fregolent 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年3月
本文研究了碳化硅衬底上无缓冲层的 AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管（HEMT）中的去俘获机制及其与外加偏压的关系。研究表明，当器件处于半导通状态偏置，或者在源极和漏极接地的情况下对栅肖特基结施加正向偏压时，去俘获时间常数会减小几个数量级。尽管在电荷输运和发光方面涉及完全不同的机制，但这两种偏置条件都会引发高能光子（能量 E > 2 电子伏特）的发射，这些光子可以使陷阱发生光电离，从而加速恢复过程。本文所展示的数据表明，只有在器件建模中考虑光学效应，才能对氮化镓器件的行为进行真实的描述。
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于无缓冲层AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）陷阱自致光电离机制的研究具有重要的技术价值。GaN器件凭借其高频、高效、高功率密度特性，已成为我司新一代光伏逆变器和储能变流器的核心功率器件，直接影响系统效率和可靠性。 该研究揭示的陷阱去捕获机制对我司产品优...