Richard Reiner · Akshay G. Nambiar · Stefan Mönch · Michael Basler 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年2月

本研究提出了一种利用典型商用功率分析仪，通过电流 - 电压（I - V）测量来提取氮化镓（GaN）功率高电子迁移率晶体管（HEMT）高阶热模型的方法。该方法包括使用非线性最小二乘法求解器推导电热模型函数并将其拟合到测量数据中，从而得出高阶热模型的热参数。测量使用参数分析仪和可控热卡盘进行，并采集瞬态漏极电流响应信号。该方法用于推导 GaN 功率晶体管的五阶热福斯特（Foster）模型的热阻抗参数。福斯特模型参数在时域和频域中均有呈现，并随后转换为考尔（Cauer）模型参数。结果表明，该模型与片上...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对GaN功率HEMT器件高阶热阻抗提取的技术具有重要的工程应用价值。GaN功率器件凭借其高开关频率、低导通损耗和高功率密度特性，正逐步成为我司光伏逆变器和储能变流器等核心产品的关键功率半导体选择。 该论文提出的热模型提取方法对我司产品开发具有三方面直接价值：首先，通...

Ning Li · Hao Yu · Stephen Finney · Paul D. Judge · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年2月

传统的电力电子长时域有限控制集模型预测控制（FCS - MPC）在实时实现方面存在两个主要问题：1）计算负担和延迟；2）对现场可编程门阵列（FPGA）等实时平台的硬件资源要求较高。为解决这些问题，研究人员提出利用模型预测控制结果作为离线训练数据来训练人工神经网络（ANN），并将其应用于实时控制器中，以替代原有的模型预测控制模型。通过这种方式，人工神经网络减轻了在线计算负担和对硬件资源的需求。本文提出了一种基于FPGA的用于长时域FCS - MPC的一维卷积神经网络（CNN）。为进一步简化网络模型...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于FPGA的一维卷积神经网络（CNN）控制技术对我们的核心产品线具有重要战略价值。该技术通过机器学习方法解决了长时域有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）在功率电子变换器中的实时实现难题，这与我们在光伏逆变器、储能变流器等产品中面临的控制性能优化需求高度契合。 技...

Ming Li · Enjun Liu · Hua Geng · Yongtao Mao 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年2月

现有并网逆变器在面对电网非线性变化时会遇到稳定性问题，当前的解决方案难以有效应对复杂的电网环境。我们提出一种基于无源性的控制策略，以提高构网型多逆变器电站的稳定性和动态性能，从而应对这些挑战。从能量重塑的角度设计的内环，确保了逆变器输出的稳定性。采用微分无源性设计的外环，显著增强了对扰动的响应能力，并在多台逆变器并联运行时无需通信即可确保功率分配和相位同步。非线性扰动观测器估计并网点的非线性扰动，并将此信息反馈到内环进行参数补偿。我们基于李雅普诺夫稳定性准则证明了整个控制器的无源性。这确保了电站...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于无源性控制的构网型多逆变器协同控制技术具有重要的战略价值。随着我司在全球光伏逆变器和储能系统市场份额的持续扩大，大规模新能源电站面临的电网稳定性问题日益凸显，该技术为解决这一核心痛点提供了系统性方案。 该技术的核心创新在于三层协同控制架构：能量重塑的内环控制确保单...

Shahid Karim · Prajoona Valsalan · Faisal Alsaif · Haseeb Tahir 等5人 · IEEE Access · 2025年2月

本研究提出并网配电网创新孤岛检测方案，利用离散集合卡尔曼滤波器结合物联网设备实现实时监测和通信。通过IoT设备和MQTT协议采集公共连接点电压信号，DEKF在各种条件下准确估计PCC电压状态，IoT集成确保连续数据采集和与监测系统的快速通信。测量与估计信号之间的残差作为孤岛检测的可靠指标。MATLAB Simulink仿真显示检测准确率99.5%，响应时间1.5毫秒以内。该方案对非孤岛事件鲁棒，提供可靠高效的智能电网保护方案且计算开销最小。

解读: 该IoT孤岛检测技术与阳光电源智慧并网解决方案高度契合。阳光SG系列逆变器需要快速准确的孤岛检测以满足电网安全要求，该DEKF卡尔曼滤波方法可集成到阳光逆变器DSP控制算法中。结合阳光iSolarCloud云平台的IoT通信能力，可实现毫秒级孤岛检测和远程监控，提升分布式光伏并网安全性，满足IEEE...

Dinh Du To · Dong-Choon Lee · IEEE Access · 2025年2月

本文提出四电平非对称混合飞跨电容逆变器的新型混合PWM技术，这是HFC拓扑的变体。该技术结合电平移位和相移PWM方法，在理想和稳态运行条件下实现飞跨电容的自然电压平衡。为保持平衡直流链路电容电压，开发基于零序电压注入的控制策略。此外对四电平非对称混合飞跨电容逆变器进行全面分析，在元件数量、成本、总谐波畸变和功率损耗方面与其他四电平逆变器拓扑比较。2千伏1兆伏安四电平非对称混合飞跨电容逆变器系统相比传统HFC电路总驻波电压降低10%且成本降低20%。此外采用所提PWM方法的四电平非对称混合飞跨电容...

解读: 该四电平飞跨电容拓扑技术对阳光电源大功率储能变流器具有重要参考价值。阳光ST系列储能系统采用三电平拓扑，该四电平方案可进一步降低谐波和提升效率。该混合PWM和电容平衡控制策略可应用于阳光下一代高压大容量储能产品，降低滤波器成本20%，提升系统功率密度和可靠性，增强1500V高压系统竞争力，推进储能系...

Xianghao Mo · Daniel Ríos Linares · Regina Ramos · Miroslav Vasić · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年2月

提出采用时域有限差分(FDTD)方法的新型体素法用于功率变换器实时三维温度映射。该方法通过数字孪生(DT)提供功率变换器瞬态热行为,为功率变换器健康管理提供先进温度监测解决方案。核心特征是从物理设计到热仿真对功率变换器及其元件进行数字化。采用自适应网格技术应对FDTD计算需求,显著减少功率变换器热仿真所需资源。为确保实时监测在嵌入式系统上实现DT,分析DSP与FPGA适用性,结论是FPGA因热求解器并行化和SoC平台数据管理协同而理想。实验验证所提方法精度误差不高于5%。

解读: 该可嵌入数字孪生温度监测技术对阳光电源功率变换器健康管理有重要创新价值。体素FDTD方法可应用于ST储能变流器和SG光伏逆变器的实时热监测,实现精准温度预测和故障预警。FPGA实现的自适应网格DT对PowerTitan大型储能系统的在线热管理有借鉴意义,可优化散热设计并延长器件寿命。该技术对阳光电源...

Cheng Li · Chuan Xie · Guangda Ma · Chao Peng 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年2月

单逆变器侧电流反馈（ICF）LCL型并网逆变器（GFLI）因过流保护便捷和成本低而在工业中广泛应用，但在电网电压畸变及电网阻抗变化导致谐振频率超过fs/6时，存在注入电流质量差和振荡风险。为此，本文提出一种仅需单ICF的虚拟电网侧电流控制（VGCC）方案，并结合重复控制器（RC）以提升电流质量并满足并网标准。通过微分器获取电容电流构建虚拟电网侧电流，采用电容电压前馈有源阻尼（CVF-AD）实现输出导纳重塑，并在无源性约束下整定控制器参数。所提方案在无需增加硬件成本的前提下，兼顾高电流质量和接近奈...

解读: 该单电流传感器LCL滤波控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。虚拟电网侧电流控制方案可直接应用于工商业光伏和电网侧储能系统，在弱电网和电网阻抗波动场景下，通过电容电压前馈有源阻尼实现输出导纳重塑，有效抑制LCL谐振并提升注入电流质量，满足严格并网标准。该方案在保持...

Zhengchao Yan · Baidong Peng · Jipan Wang · Bo Liang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年2月

本文提出了一种面向自主水下航行器（AUV）的水下无线电力传输（WPT）系统，旨在减小轴向错位的影响。设计并分析了多绕组螺线管发射线圈，以提高对轴向错位的容忍度。通过对所提出的磁耦合结构进行优化，仿真与实验结果表明，其互感在大范围轴向错位下仍保持稳定。搭建了基于该磁耦合结构的水下WPT实验平台，验证了理论与仿真分析。当轴向错位达到100 mm线圈宽度的80%时，输出功率波动率低于6%，输出功率基本稳定；在错位从0增至80 mm时，系统效率维持在89.4%～90.4%，输出功率为454～481 W。

解读: 该水下无线电力传输技术对阳光电源新能源汽车充电桩产品线具有重要借鉴价值。其多绕组螺线管结构实现的80%错位容忍度和89.4%~90.4%高效率传输，可直接应用于动态无线充电场景，解决车辆停靠位置偏差问题。该磁耦合优化设计方法可迁移至ST储能系统的模块化连接方案，提升储能柜间无线通信与辅助供电的可靠性...

Wen Gao · Kaishun Xiahou · Yang Liu · Zhigang Li 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年2月

针对基于电压源换流器的多端直流系统（VSC-MTDC）并网的低惯量海上风电场（OWFs）所面临的暂态频率与电压稳定性问题，提出一种基于非线性扰动观测器与漏斗控制的暂态频率-电压支撑（PFTFVS）策略。该策略通过改进观测器的扰动估计能力与漏斗控制器的自适应特性，提升系统的暂态支撑能力及抗干扰性能。方案包含三部分：风电机组的自适应暂态频率与转速控制、利用直流电容储能特性的换流站频率支撑控制，以及基于快速功率调节能力的换流站电压支撑控制。仿真验证了所提策略的有效性与鲁棒性。

解读: 该暂态频率-电压支撑策略对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。文章提出的扰动观测器与漏斗控制方法可直接应用于构网型GFM控制技术优化，提升储能系统在弱电网下的暂态支撑能力。其直流电容储能特性的频率支撑控制思路可借鉴至SG系列光伏逆变器的直流侧能量管理，增强光...

Szymon Stoczko · Marcin Szewczyk · Waldemar Chmielak · Radosław Szreder 等5人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年2月

本文提出一种用于测量真空断路器开断后击穿电压特性的试验电路。该电路结合IEC 62271-101标准中的合成试验电路大电流部分与Rabus型高压部分，前者模拟过零后的实际电流条件，后者施加高压以获取击穿电压特性。通过调节大电流部分可反映影响灭弧室物理状态的实际开断电流条件。以一款商用12 kV/1250 A/31.5 kA真空断路器为例，测量击穿电压随时间的变化，并结合触头行程曲线转换为触头开距函数，使结果可适用于具有相同灭弧室特性但操动机构不同的断路器。

解读: 该真空断路器击穿电压特性测量技术对阳光电源中压储能系统具有重要应用价值。在PowerTitan等大型储能系统中，中压真空断路器是关键保护设备，其开断后的介质恢复特性直接影响系统可靠性。该研究提出的击穿电压-触头开距特性测量方法，可用于优化ST系列储能变流器的中压开关柜设计，特别是在短路故障开断后的重...

Yi Zhang · E. Zhang · Haomiao Li · Min Zhou 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月

电池技术在大规模储能系统中至关重要，因其灵活性和高效率而备受重视。在众多电池选项中，液态金属电池（LMBs）凭借低成本、长寿命、高安全性和大容量等优势，在储能领域展现出了极具前景的应用潜力。外部短路（ESC）作为一种常见的滥用形式，有可能引发更为严重的内部短路（ISC）。然而，目前大多数关于液态金属电池的研究尚未深入探讨其潜在的触发机制。本文通过电极形态分析揭示了该触发机制，并通过多物理场模型模拟进行了验证。在外部短路过程中，不均匀的电流密度会导致锂的不规则沉积，最终会导致阳极和阴极接触，即发生...

解读: 该液态金属电池短路机理研究对阳光电源PowerTitan大型储能系统的安全设计具有重要参考价值。虽然阳光电源主流储能系统采用锂电池技术，但研究揭示的外短路诱发内短路的动态演化机制——局部过热导致电流分布失衡、界面扰动增长形成短路通道——对ST系列储能变流器的多层次保护策略设计具有启发意义。可应用于优...

Erinç Altıntaş · Işık Çadırcı · Özgül Salor · M. Cengiz Taplamacıoğlu · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月

本文评估了利用电池储能系统（BESS）减少电网中多个电弧炉（EAF）运行在互联线路上造成的非计划功率流动的各种策略。研究使用了土耳其电网的数据，为该问题提出了切实可行的解决方案。土耳其电网通过三条超高压（EHV）输电线路与欧洲输电系统运营商网络（ENTSO - E）同步相连。由于存在大量直接由输电系统层面供电的间歇性负荷，如电弧炉，互联线路会出现非计划功率偏差，导致区域控制误差（ACE）性能下降。因此，输电系统运营商（TSO）在实施自动发电控制（AGC）时需要额外的自动频率恢复备用（aFRR）容...

解读: 该研究针对电弧炉等冲击性负荷引起的功率波动问题，与阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的应用场景高度契合。文中提出的基于预测的协同控制策略可直接应用于工业园区储能解决方案，优化ST储能系统的功率响应算法，提升对ms级功率波动的抑制能力。该技术对阳光电源构网型GFM控制策略具有...

Muhammad Zarkab Farooqi · Bhim Singh · Bijaya Ketan Panigrahi · Rohit Kumar · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月

单相 AC - DC 功率变换器面临着由功率不平衡导致的二倍电网频率功率纹波（TGFPR）挑战，这需要使用大容量直流侧电容器。有源功率解耦电路（APDC），通常为降压、升压或升降压变换器，常用于单级和两级 AC - DC 变换器中以解决 TGFPR 问题。本文提出了一种用于单级和两级 AC - DC 变换器中 APDC 的新型混合连续和临界导通模式（HyCCM）调制技术，以应对减轻 TGFPR 的挑战。与传统的软开关技术（如临界导通模式（CrCM））不同，CrCM 由于传导损耗、绕组损耗和磁芯损...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项混合调制有源功率解耦技术具有重要的应用价值。在单相光伏逆变器和储能变流器中，二倍工频功率脉动一直是制约系统小型化和可靠性提升的关键瓶颈。传统方案依赖大容量电解电容来吸收功率脉动，但这类元件寿命短、体积大，直接影响产品的功率密度和长期可靠性。 该论文提出的HyCCM调制...

Atif Iqbal · Sheetal Deshmukh · Shirazul Islam · Mousa Marzband 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月

电力系统中的电压偏差问题，尤其是在重载和轻载条件下，已成为一个备受关注的重要问题。为解决这一问题，可利用光伏（PV）电源将电压偏差补偿至规定范围内。现有的控制方案，如P - Q - V下垂控制和网络激励自适应PQ法，存在不协调的问题，可能导致系统过载和压力过大。为满足这一需求，本文提出了一种集中式监控电压控制器（CSVC），以最小化各母线处的电压偏差。CSVC利用广域测量系统（WAMS）获取母线电压信息。基于所获取的电压偏差，CSVC为分布式光伏电源的各个本地控制器分配参考有功和无功功率信号。通...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项集中式协调电压控制技术（CSVC）与我们在分布式光伏并网和智能电网解决方案领域的战略布局高度契合。该技术通过广域测量系统（WAMS）实现多个光伏电源的协调控制，有效解决了传统P-Q-V下垂控制等非协调方案导致的系统应力不均问题，这对我们的光伏逆变器产品升级具有重要参考价...

Li Wang · Ningting Zhou · Yi Shu · Xiangjun Zeng 等6人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年2月

摘要：可再生能源，特别是光伏发电大规模接入电网，逐渐削弱了电网强度。针对这一挑战，本文提出了一种具有电网跟随（GFL）/电网形成（GFM）控制结构的光伏储能系统新型切换控制方法。利用积分器和状态跟随法，实现了这两种控制模式之间的平滑切换控制策略，确保了系统在不同电网强度下的稳定运行。通过采用库拉托莫模型和盆地稳定性方法，划定了GFM控制下微电网的参数稳定域，并基于短路比确定了切换边界。此外，考虑到电网故障时光伏储能系统稳定运行的要求，提出了一种具有负序电流抑制策略的故障穿越控制方法，该方法能有效...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项双模式切换控制技术对我们的光储一体化系统具有重要战略价值。该技术通过GFL（跟网型）/GFM（构网型）的灵活切换，直接解决了当前高比例新能源接入导致电网强度减弱的核心痛点，这与我们在全球市场推广的1+X模块化逆变器和液冷储能系统的应用场景高度契合。 技术层面上，该方案...

Nathan Baeckeland · Diptak Pal · Gab-Su Seo · Brian Johnson 等5人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年2月

本文提出了一种基于能量函数的直接方法，用于评估构网型（GFM）逆变器的大信号稳定性，该方法利用了所有相关控制层和物理层动态的等效电路表示。建模与分析框架涵盖了三种不同的一次控制、标准的电流内环 - 电压外环级联控制架构、输出 $LCL$ 滤波器以及参考电流饱和限幅。通过对从电路表示中获取的各个能量分量求和，得到了 GFM 逆变器的复合能量函数。由于该方法基于电路理论基础，因此可以很容易地推广到不同的一次控制、输出滤波器配置和电流限幅器。数值仿真验证了该方法在估计大信号扰动后临界清除时间方面的有效...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于能量函数的构网型逆变器大信号稳定性分析技术具有重要的战略价值。随着新能源渗透率不断提升，电网对逆变器的构网能力提出更高要求，阳光电源作为全球领先的逆变器供应商，亟需突破传统小信号分析的局限性，应对电网大扰动场景下的稳定性挑战。 该论文提出的等效电路模型方法具有显著...

Yatai Ji · Paolo Giangrande · Weiduo Zhao · Jing Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年2月

电动汽车应用中使用的逆变器供电电机越来越容易出现局部放电（PD）现象，尤其是在 800 V 动力系统中。因此，准确评估局部放电风险对于确保无局部放电设计和保证可靠性至关重要。IEC 60034 - 18 - 41 中引入了多个增强因子，以考虑影响因素对局部放电活动的影响。然而，准确确定热老化增强因子仍然是一个具有挑战性的问题。本文在三个加速老化温度水平下进行了超过 10 个老化子周期的局部放电起始电压（PDIV）变化测量。然后利用这些数据推导出一般温度条件下局部放电起始电压的变化率，最后基于速率...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对电动汽车电机绕组局部放电（PD）风险评估的研究具有重要的跨领域应用价值。虽然论文聚焦于800V电动汽车动力系统，但其核心技术原理与阳光电源的高压光伏逆变器、储能变流器等产品面临的绝缘可靠性挑战高度相关。 该研究的核心价值在于建立了基于阿伦尼乌斯定律的热老化增强因子...

L. Pichon · L. Le Brizoual · H. Djeha · E. Ferrucho Alvarez 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年2月

提出了一种激光照射下MOS晶体管中感应瞬态光电流的理论模型，用于预估引发位翻转所需激光的入射功率面密度。该模型基于激光与半导体材料（硅）相互作用的物理效应，考虑了激光特性、硅的物理性质以及几何和工艺参数。结果凸显了体积效应，较厚的有源层会产生更多的电子 - 空穴对，从而使光电流水平更高，这使得这些结构对脉冲红外激光的故障注入更为敏感，特别是对于传统体CMOS技术和基于鳍式场效应晶体管（FINFET）的全耗尽绝缘体上硅（FDSOI）技术而言。这个理论模型与基于光电晶体管的电气模型相结合，是一种很好...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇关于CMOS逆变器在红外激光脉冲下瞬态电流理论模型的研究，对我们的光伏逆变器和储能系统的功率半导体安全性具有重要警示意义。 该研究揭示了激光诱导光电流可能导致FDSOI技术中的位翻转现象，这直接关系到我们产品中功率控制芯片的可靠性。研究发现，较厚有源层会产生更高的光电...

Wei-Cheng Lin · Yu-Sheng Hsiao · Chen Sung · Chu Thị Bích Ngọc 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年2月

本研究探讨了平面SiC功率MOSFET在超过雪崩击穿条件的高漏极偏压下第三象限特性的稳定性。通过实验测量与TCAD仿真，分析了第三象限运行中反向导通电压（Vrev,on）正向漂移的机理。当漏极偏压从1500 V增至1620 V时，观察到阈值电压（VTH）明显负向漂移，同时Vrev,on出现正向漂移。TCAD仿真表明，该现象源于p阱区高电场引发的碰撞电离效应。进一步引入位于SiO2/SiC界面附近栅氧化层中的正固定电荷作为空穴陷阱后，仿真结果与实验一致。结果表明，雪崩击穿以上高漏压导致的空穴俘获会...

解读: 该研究揭示的SiC MOSFET雪崩击穿后第三象限特性退化机理，对阳光电源功率器件应用具有重要价值。在ST储能变流器和SG光伏逆变器中，SiC MOSFET常工作在硬开关和体二极管续流模式，第三象限反向导通特性直接影响系统效率和可靠性。研究指出的栅氧界面空穴俘获导致Vrev,on正漂移现象，为优化器...

Gaoxiang Li · Keyu Wang · Xiao Liu · Jining Chen · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2025年2月

当发生大规模电网扰动时，基于电网跟踪控制的逆变器易因同步旋转坐标系锁相环产生的弱阻尼或负阻尼而导致暂态失稳。首先，分析了基于电网跟踪控制的逆变器的暂态失稳机理和特性。随着电网扰动的增大，暂态阻尼会减小甚至变为负值，系统的暂态稳定性会恶化。为解决这一问题，提出了一种恒阻尼锁相环（CD - PLL），该锁相环可实现恒定正阻尼控制。同时，详细介绍了所提出的CD - PLL的工作原理、特性和设计方法。所提出的CD - PLL不仅能增强系统的暂态稳定性，还能改善动态性能。最后，通过仿真和实验研究验证了理论...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项恒定阻尼锁相环（CD-PLL）技术对提升并网逆变器的暂态稳定性具有重要战略价值。当前，随着光伏和储能系统大规模接入电网，跟网型逆变器在电网扰动下的暂态失稳问题已成为制约新能源高比例并网的关键瓶颈。传统同步参考系锁相环在大扰动下易产生弱阻尼甚至负阻尼效应，导致系统振荡甚至...