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基于栅源电压差的并联SiC MOSFET瞬态电流均流方法
Transient Current Sharing Method for Parallel SiC MOSFETs Based on Gate-Source Voltage Difference
Hao Pan · Haichuan Zhou · Zhen Wang · Yufeng Zhao 等5人 · IET Power Electronics · 2025年4月 · Vol.18
本文建立了数学模型，用于分析和抑制并联SiC MOSFET在开关过程中的瞬态电流不平衡。通过提取与注入栅极电流以调节各器件间的栅源电压差异，所提出的控制策略显著降低了瞬态不平衡电流，有效实现了动态电流均分，提升了并联器件的电流共享性能，同时降低了设备过流风险。
解读: 该并联SiC MOSFET瞬态电流均流技术对阳光电源的大功率产品具有重要应用价值。可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中的高功率密度模块设计，特别是1500V系统中的并联SiC器件应用场景。通过优化栅极驱动控制策略，有效解决了大功率产品中并联器件的动态电流分配问题，提升了系统可靠性。这...
全状态反馈功率解耦控制用于提升稳定性和惯性响应的构网型变换器
Full-State Feedback Power Decoupling Control for Grid Forming Converter With Improved Stability and Inertia Response
Yanjun Tian · Xiaoqi Xu · Yi Wang · Zhen Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
摘要：在可再生能源高渗透率的情况下，虚拟同步发电机（VSG）控制策略已在用于支撑大电网惯量的构网型变流器中得到广泛研究与应用。传统VSG控制存在有功和无功功率回路之间的耦合问题，尤其是在低压阻性馈线条件下。这种功率耦合效应不仅会降低暂态过程中惯量支撑的有效性，还会影响系统稳定性。本文分析了有功和无功功率回路之间的耦合机制，并提出一种全状态反馈控制方法来解决传统VSG控制中的耦合问题。在所提出的控制方法中，设计了状态反馈矩阵以消除有功和无功功率控制回路之间的功率耦合，并充分保留有功和无功惯量响应能...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项全状态反馈功率解耦控制技术对我们的构网型逆变器产品线具有重要战略价值。随着新能源渗透率持续攀升，电网对逆变器提供惯量支撑的需求日益迫切，而传统虚拟同步发电机（VSG）控制在低压阻性线路场景下存在的有功-无功功率耦合问题，恰恰是制约我们光伏逆变器和储能系统性能提升的关键瓶...
风场中构网型电池储能系统的功率解耦控制
Power Decoupling Control for Grid-Forming Battery Energy Storage System in Wind Farm
Ruixu Liu · Zhen Wang · Yuqiang Wang · Yu Shan 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年8月
构网型（GFM）电池储能系统（BESS）有助于提升风电系统的动态性能与鲁棒性，但其有功与无功功率间的固有耦合效应会降低系统可控性，影响功率精确调节。本文系统研究了风场中GFM-BESS的功率耦合问题，提出基于反馈线性化的功率解耦控制策略。首先建立暂态功率响应模型以刻画耦合特性，进而设计新型解耦控制方法调节GFM电压矢量参考值。随后构建系统小信号模型，从频域角度分析解耦动态特性并验证所提策略的有效性。最后通过MATLAB/Simulink及硬件在环时域仿真验证了该方案的可行性与优越性。
解读: 该功率解耦控制技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究针对构网型GFM控制中有功-无功耦合导致的功率调节精度下降问题，提出基于反馈线性化的解耦策略，可直接应用于阳光电源风储混合系统中的GFM储能变流器。该技术能提升ST储能系统在弱电网及风电场景下的功率...
无通信的SS感应式电动汽车充电系统校正控制以实现功率可调性、错位容忍性和双向性
Communication-Free Rectification Control of SS Inductive EV Charging System for Power Regulatability, Misalignment Tolerance, and Bidirectionality
Yao Wang · Zhen Sun · Kaiyuan Wang · Yun Yang · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月
本文提出一种无需通信的串联-串联（SS）感应式电力传输（IPT）系统，用于电动汽车（EV）充电，具备三大优势：优异的功率调节能力以适应电池充电特性、高错位容忍度以确保偏移条件下的稳定充电，以及双向能量传输能力。通过车载有源整流器调控交流输出电流与电压间的相角差Δθ：当0≤Δθ<90°时，系统工作于电网到车辆（G2V）模式，实现恒流与恒压充电；当90°<Δθ≤180°时，进入车辆到电网（V2G）放电模式。所有功能均由车载侧实现，无需电网侧变换器及双端通信。实验验证了3kW样机在180mm距离下G2...
解读: 该无通信SS感应充电技术对阳光电源车载充电及储能产品具有重要应用价值。核心创新点在于通过单侧相角控制实现G2V/V2G双向功率调节，与阳光电源车载OBC充电机的双向架构高度契合，可简化通信协议降低系统成本。其恒流恒压无缝切换能力可直接应用于动力电池充电管理，96.9%的高效率指标达到行业领先水平。错...
电压源逆变器MIMO动态特性分析的扩展频域无源性理论
An Extended Frequency-Domain Passivity Theory for MIMO Dynamics Specifications of Voltage-Source Inverters
Feifan Chen · Sei Zhen Khong · Lennart Harnefors · Xiongfei Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
在并网逆变器系统中，频域无源性理论越来越多地用于分析电网 - 逆变器交互作用并指导逆变器控制设计。然而，由于在低频段难以满足基于无源性的充分稳定条件，无源性理论往往无法实现系统的稳定指标。本文提出了一种扩展的频域无源性理论。通过引入加权矩阵，推导得出了扩展的稳定条件。与传统的基于无源性的稳定条件相比，所提出的理论显著降低了保守性，更适合用于分析电网 - 逆变器交互作用并指导逆变器控制设计。本文提供了理论分析、数值算例和实验结果，以验证所提方法的有效性。
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项扩展频域无源性理论对我们的并网逆变器产品具有重要的工程应用价值。当前，随着光伏和储能系统大规模接入电网，电网-逆变器交互稳定性问题日益突出，尤其在弱电网场景下，传统无源性理论在低频段的保守性限制了逆变器的控制性能优化空间。 该论文提出的加权矩阵方法显著降低了稳定性判据...
基于联合分布建模的分布式光伏超短期功率概率预测方法
Ultra-short-term Power Probabilistic Forecasting Method for Distributed Photovoltaic based on Joint Distribution Modeling
Wenqiu Wang · Yuqing Wang · Fei Wang · Fei Xu 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年7月
分布式光伏（DPV）超短期功率的准确概率预测对于配电网的运行与调度具有重要意义。针对现有研究未能有效考虑功率预测误差与波动特性之间依赖关系的问题，本文提出一种基于联合分布建模的分布式光伏超短期功率概率预测方法。该方法借鉴大语言模型（LLM）的设计理念，构建了一个能在小样本条件下出色完成时间序列确定性点预测的Transformer模型，为概率预测提供高质量的数据支撑。同时，为了更精细地挖掘功率预测误差与波动特性之间的关系，设计了利用自编码器（AE）提取和度量的深度不确定性，以有效支持功率波动模式识...
解读: 该分布式光伏超短期功率概率预测技术对阳光电源iSolarCloud智能运维平台和SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。联合分布建模方法可集成到云平台的预测性维护模块，通过Copula函数刻画气象-功率非线性关联，为分布式光伏电站提供15分钟至4小时的概率预测区间，显著提升调度决策可靠性。该技术可优化S...
统一且灵活的电力电子型电力系统频域稳定性评估框架
Unified and Flexible Frequency-Domain Stability Assessment Framework for Power-Electronic-Based Power Systems
Feifan Chen · Sei Zhen Khong · Xiongfei Wang · Lennart Harnefors · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年6月
本文提出了一种频域稳定性分析理论，该理论为基于电力电子的电力系统的分散稳定性评估提供了一个统一且高度灵活的框架的理论基础。通过引入频率相关乘数，所提出的方法能够无缝整合电力电子系统中现有的分散稳定性条件，包括经典和加权小增益、无源性以及频率分割方法。此外，它还能灵活组合和应用那些无法通过任何现有单一方法获得的、保守性更低的新型稳定性判据。在稳定和不稳定系统上进行的实验验证表明，该框架具备准确进行稳定性验证和检测局部不稳定风险的能力。
解读: 从阳光电源的业务角度来看，这项统一频域稳定性评估框架对我们在高比例新能源并网场景下的产品竞争力具有重要战略价值。 当前，我们的光伏逆变器和储能变流器在大规模集群并网时面临着复杂的振荡和稳定性问题。传统的小增益判据、无源性判据等方法各有局限，往往过于保守或无法覆盖所有工况。该论文提出的频域统一框架通...
基于动态图网络与形状-幅值准则的分布式光伏超短期功率确定性与概率预测
A Distributed PV Ultra-short-term Power Deterministic and Probabilistic Forecasting Based on Dynamic Graph Network with Shape-amplitude Criteria
Yuqing Wang · Zhen Zhao · Fei Wang · Shumin Sun 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年9月
准确预测分布式光伏发电功率对于确保有源配电网的安全稳定至关重要。然而，目前大多数关于分布式光伏发电功率预测的研究存在一定局限性，主要包括：1）对各发电站点之间动态相关性的考虑不足；2）缺乏能够同时使预测值的幅值和形状与真实值相匹配的训练损失函数。因此，本文提出一种基于形状 - 幅值损失函数的动态图网络分布式光伏超短期功率预测方法。首先，采用数据驱动的方法挖掘动态相关性，并生成动态图数据，以确保对分布式光伏之间的相关性进行有效表征。其次，构建动态图网络作为功率预测模型，以实现对时空相关特征的有效利...
解读: 该动态图网络预测技术对阳光电源iSolarCloud智能运维平台及SG系列逆变器群控系统具有重要应用价值。其形状-幅值准则可优化分布式光伏电站的功率预测精度，直接提升主动配电网调度能力。可应用于：1）iSolarCloud平台的超短期功率预测模块，通过挖掘多站点时空关联提升预测准确性；2）SG逆变器...
具有低非热开关瞬态效应的瞬态热阻抗测量脉冲电流源
A Pulse Current Source for Transient Thermal Impedance Measurement with Low Nonthermal Switching Transient Effects
Xinyu Wang · Jianlong Kang · Yaokang Lai · Yichao Duan 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
热特性准确评估对半导体器件高可靠性运行至关重要。在瞬态热阻抗测量TTIM期间，大功率加热阶段与小功率测量阶段之间的非热开关瞬态效应NSTE掩盖了器件早期散热特性，导致结温Tj测量延迟并损害TTIM准确性。为解决该问题，所提电流源在非热开关瞬态期间提供额外电流路径，无需外部控制电路即可自主停用。该方法实现的加速Tj测量有效降低热估计误差。首先详细分析揭示NSTE的潜在机制，然后提出集成瞬态补偿电路的新型脉冲电流源以消除调节延迟并减少寄生电容充电时间。在Simcenter MicReD Power ...
解读: 该瞬态热阻抗测量技术研究对阳光电源功率器件可靠性测试有重要参考价值。结温Tj测量延迟从500μs降至100μs以下的技术进步可应用于阳光ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的SiC/GaN功率模块出厂测试和在线监测。瞬态补偿电路消除NSTE的方法为阳光iSolarCloud平台的数字孪生热管理系统...
用于提升构网型VSC主导电力系统功率与电压调节的分散式复合控制
Decentralized Composite Control for Enhanced Power and Voltage Regulation in Grid-Forming VSC Dominated Power System
Ruixu Liu · Zhen Wang · Dong Feng · Jialiang Wu 等5人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年10月
摘要：构网型电压源换流器（VSC）被视为未来以换流器为主导的电力系统的一种有前景的解决方案，但仍需要先进的控制方案来充分发挥其实现电网稳健运行的潜力。本文针对构网型VSC主导的电力系统提出了一种分散式复合控制方法。所提出的控制方案将基于模型预测控制（MPC）的电压控制与基于下垂控制的同步相结合，实现了快速电压调节和分散式功率分配。开发了一种用于电压控制的增强型MPC，以实现快速电压跟踪，同时减轻功率/电压回路耦合的影响并增强功率调节能力。此外，引入了一个干扰观测器来估计外部不可测值和模型参数的不...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对构网型变流器的去中心化复合控制技术具有重要的战略价值。随着我国"双碳"目标推进和新能源渗透率持续攀升，传统跟网型逆变器在弱电网环境下的稳定性局限日益凸显，而构网型技术正成为行业突破的关键方向。 该论文提出的模型预测控制（MPC）与下垂控制相结合的方案，直接契合阳光...
考虑电压耦合效应的跟网型与构网型电池储能系统快速频率响应分析
Fast Frequency Response Analysis for Grid-Following and Grid-Forming Controlled BESS Considering Voltage Coupling Effect
Kaiyuan Su · Xiaorong Xie · Zhen Gong · Hui Liu 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年6月
电池储能系统（BESS）提供的快速频率响应（FFR）对维持电力系统频率稳定至关重要。然而，在弱电网中，电压耦合效应（VCE）可能显著削弱BESS的FFR性能，尤其是在跟网型（GFL）与构网型（GFM）控制策略对比下，该效应尚未充分研究。本文提出一种计及VCE的GFL与GFM BESS的FFR建模方法，分析变换器参数与系统特性对VCE的影响，并通过电磁暂态仿真与控制硬件在环实验验证模型有效性。结果表明，VCE源于阶跃扰动下的瞬时电压跌落，导致有功支撑能力下降和频率恢复延迟；当短路比（SCR）接近2...
解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan储能系统在弱电网场景下的FFR性能优化具有重要指导意义。研究揭示的电压耦合效应（VCE）机理可直接应用于优化GFM/GFL控制策略切换逻辑：在SCR<2的弱电网中，通过自适应调节电压下垂系数和虚拟阻抗参数，可提升GFM模式下的频率支撑能力，减少...
增强太阳能无人机光伏系统能量供应的方法
Methods to Enhance the Energy Supply of Photovoltaic System for Solar-Powered Unmanned Aerial Vehicle
Yun Zhang · Haisen Wang · Shenghan Gao · Zhen Huang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
本文提出一种循环移位（CS）重构方案和两阶段最大功率点跟踪（TS-MPPT）方法，以提升太阳能无人机（SPUAV）光伏系统在部分遮阴条件下的能量供给能力。CS重构方案通过纵向移动光伏组件分散阴影，并推导最优移动距离，不仅提高了遮阴下的输出功率，还通过将全局最大功率点（GMPP）与右功率点（RPP）对齐简化了MPPT过程。TS-MPPT方法利用P-V曲线导数确定MPP位置，并通过求解线性方程交点实现快速跟踪，显著缩短响应时间并消除漂移现象。仿真与实验验证表明，相较于总交叉连接（TCT）结构，CS方...
解读: 该文提出的TS-MPPT算法对阳光电源SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。其基于P-V曲线导数判定MPP位置并通过线性方程交点快速跟踪的方法，可显著优化现有MPPT算法性能：启动时间缩短60.6%、跟踪时间减少39.1%，且消除漂移现象，这对提升逆变器在复杂遮阴场景下的发电效率至关重要。循环移位重构...
Ti₃AuC₂ MAX相/4H-SiC异质结构界面与输运特性在高温功率器件应用中的理论研究
Theoretical Study on the Interface and Transport Properties of Ti₃AuC₂ MAX Phase/4H-SiC Heterostructures for High-Temperature Power Device Applications
Qingzhong Gui · Zhen Wang · Wei Yu · Guoyou Liu 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年6月
高质量的电接触是高温电子器件应用中长期以来的需求。然而，由于性能退化，传统金属已无法满足日益增长的需求。幸运的是，新兴的 MAX 相金属展现出了良好的电学性能。在本文中，我们研究了 Ti₃AuC₂ 的结构稳定性和力学性能，然后通过第一性原理计算系统地研究了 Ti₃AuC₂/4H - SiC 界面的原子结构、电子性质和输运性质。Ti₃AuC₂ 相呈现出金属特性，具有出色的热稳定性和力学性能，适用于高温场景。考虑了基于堆叠序列的不同界面几何结构，结果表明界面的局部键合可以有效调节界面接触特性并降低肖...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于Ti₃AuC₂ MAX相/4H-SiC异质结构的研究具有重要的战略意义。4H-SiC作为第三代宽禁带半导体，是我们高功率光伏逆变器和储能变流器的核心器件材料，其耐高温、高频、低损耗特性直接决定了系统效率和可靠性。然而，传统金属电极在高温工作环境下的性能退化一直是制约...
一种导纳重塑控制方法用于提升多并联并网变流器的稳定性
An Admittance-Reshaping Control Method for Improving the Stability of Multi-Parallel Grid-Connected Converters
Zhen Li · Xin Tang · Kaixuan Tang · Bei Qu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
弱电网中多并联并网变流器（MPGCC）之间的相互作用常常会带来稳定性挑战。本文提出一种变流器导纳重塑控制方法，旨在提高MPGCC系统的稳定性。首先，建立了包含变流器间相互作用的三相MPGCC系统的通用数学模型，并采用小信号模型进行分析。分析表明，在MPGCC系统中，$k_{dq1}(s)$和$k_{dq2}(s)$必须满足奈奎斯特准则，其中$k_{dq1}(s)$表示主电网与MPGCC系统之间的串联相互作用，$k_{dq2}(s)$表示变流器之间的相互作用。考虑到MPGCC系统稳定性分析的独特性...
解读: 从阳光电源的业务实践来看，这项多并联并网变流器导纳重塑控制技术具有重要的应用价值。随着集中式光伏电站和大型储能系统规模不断扩大，多台逆变器并联接入弱电网已成为常态，特别是在西北高比例新能源接入地区，系统稳定性问题日益突出。 该技术的核心价值在于通过导纳重塑实现系统无源化设计，从理论上保证多并联系统...
耦合多物理场全耦合模型与优化原子通量散度仿真对铝互连电迁移的加速寿命试验与预测
Accelerated Life Test and Prediction of Electromigration in Aluminum Interconnects Coupling Multiphysics Full Coupled Model With Optimized Atomic Flux Divergence Simulation
Xueliang Wang · Shuo Feng · Tao Luo · Jinyuan Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年3月
随着微电子器件的小型化和高功率需求，封装结构中互连所承载的电流密度不断增加，并达到了电迁移（EM）失效的阈值。在本研究中，我们研究了铝（Al）互连在三种不同电流密度（1/3/5 MA/cm²）下电迁移过程中的微观结构演变和空洞形成情况，并提出了一种将全耦合理论与优化的原子通量散度法相结合的方法。研究结果如下。首先，对于集成电路中的互连，在一定温度范围内，电流密度是影响互连电迁移寿命的主要因素。随着电流密度的逐渐增加，热传递对电迁移的影响不可忽视。原子浓度梯度和应力梯度可以抑制电迁移失效。其次，互...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于铝互连电迁移加速寿命测试与预测的研究具有重要的工程应用价值。在光伏逆变器和储能系统的功率电子器件中，铝互连作为关键的封装结构，直接承载着高密度电流传输任务。随着我们产品向高功率密度、小型化方向发展，特别是在1500V及以上高压系统中，互连结构面临的电流密度持续攀升，...
基于天气类型可信度预测与多模型动态组合的短期光伏功率预测方法
A short-term PV power forecasting method based on weather type credibility prediction and multi-model dynamic combination
Haonan Dai · Zhao Zhen · Fei Wang · Yuzhang Lin 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.326
准确的短期光伏发电功率预测结果可为电网管理提供有力支持。光伏发电在短期内表现出不同的日发电出力模式，这些模式与每日天气类型密切相关。现有研究表明，相较于统一建模，合理划分天气类型并对每种天气类型分别建模是提高预测精度的有效途径。然而，这种分类建模框架是一把双刃剑，其有效发挥作用的前提是能够准确预测次日的天气类型。一旦天气类型判断错误，错误地应用相应的功率预测模型将导致预测精度下降，但现有研究大多忽视了这一问题。为此，本文提出一种基于天气类型可信度预测与多模型动态组合的短期光伏功率预测方法。首先，...
解读: 该天气类型可信度预测与多模型动态组合的短期光伏功率预测方法,对阳光电源iSolarCloud智慧运维平台及储能系统协同控制具有重要价值。通过引入天气分类可信度评估机制,可显著提升SG系列逆变器的功率预测精度(提升4.46%)。该方法可集成至iSolarCloud平台的预测性维护模块,结合ST系列PC...
盐穴压缩空气储能系统中动态湿环境对其性能的影响：一种热-湿-流体动力学模拟研究
Effect of the dynamic humid environment in salt caverns on their performance of compressed air energy storage: A modeling study of thermo-moisture-fluid dynamics
Zhen Zeng · Hongling Ma · Chunhe Yang · Youqiang Liao 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 盐穴压缩空气储能（CAES）系统的性能受洞穴内空气状态的影响。学者们长期以来关注CAES运行过程中空气温度的波动，然而很少有人注意到同时发生的湿度变化。本研究提出了一种热-湿-流体动力学模型（TMFD模型），用于模拟CAES盐穴中的动态湿环境，以评估其对空气状态及系统储能性能的影响。该模型不仅考虑了热与湿的耦合作用以及空气的注入和抽出过程，还包含了水相变过程，如凝结、蒸发、吸湿和潮解。模型应用于容积为140,000 m³的Huntorf电站NK1号盐穴。模拟结果与实测温度数据吻合良好，并揭...
解读: 该盐穴压缩空气储能湿热耦合模型对阳光电源储能系统具有重要参考价值。研究揭示的温湿度耦合效应及相变潜热对系统效率的影响,可应用于PowerTitan等大型储能系统的热管理优化。ST系列PCS可借鉴其动态环境建模方法,改进BMS算法中的温度预测模型。研究发现的水汽累积导致容量衰减问题,为iSolarCl...
基于SiC/派瑞林衬底的异质集成柔性GaN射频功率放大器
Heterogeneously Integrated Flexible GaN RF Power Amplifier on SiC/Parylene Substrate
Wenhao Zheng · Qingzhi Wu · Zhen Zhao · Ziyu Zhang 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年8月
柔性射频（RF）系统的发展增加了对高功率柔性氮化镓（GaN）放大器的需求。在本文中，提出了一种利用碳化硅（SiC）/聚对二甲苯异质集成衬底的异质集成工艺，用于制造柔性射频GaN功率放大器（PA）。在该制造工艺中，首先在厚度为<inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex-math notation="LaTeX">$100...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项柔性GaN射频功率放大器技术虽然聚焦于通信领域，但其底层的异质集成工艺和材料创新对我司在功率电子领域的技术演进具有重要参考价值。 该技术采用SiC/Parylene异质集成基板方案，通过将SiC衬底减薄至5微米并与柔性Parylene层结合，在保持柔性的同时显著改善了...