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低开关频率下电机驱动的预测电流控制
Predictive Current Control in Motor Drives Operating at Steady Low Switching Frequency
Xin Qi · Jiashi Ren · Yi Deng · Joachim Holtz 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年12月
尽管多电平逆变器和宽带隙开关取得了进展，但让高功率逆变器在低开关频率下运行以降低开关损耗仍然非常有益，开关损耗对于提高系统效率和延长系统寿命至关重要。关于在低开关频率下控制电力驱动的问题已经开展了大量研究，尤其是预测方法提供了非常好的解决方案。本文探讨了一种经典的预测电流控制方法，即边界圆预测方案，并提出了改进措施，使开关频率接近预定水平。这通过控制边界电路的半径来实现。在从边界圆与开关频率之间的非线性相互作用中推导出线性关系后，所提出的方案动态调整边界圆，使逆变器运行接近预设的低频，从而在最大...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项预测电流控制技术对我们在大功率光伏逆变器和储能变流器领域具有重要的应用价值。当前我们的MW级集中式逆变器和储能PCS系统面临着功率密度提升与开关损耗控制的矛盾，该技术通过边界圆预测控制方案在低开关频率下实现精确电流控制，为解决这一核心问题提供了新思路。 技术价值方面，...
基于深度时空相关性挖掘的风电场群短期功率预测方法
Short-term power prediction method of wind farm cluster based on deep spatiotemporal correlation mining
Da Wang · Mao Yang · Wei Zhang · Chenglian Ma 等5人 · Applied Energy · 2025年2月 · Vol.380
摘要 本文提出了一种基于时空相关性挖掘的风电场群短期功率预测方法。首先，建立了一种考虑风速和风向的空间相关性量化指标。基于该指标，构建了包含虚拟节点的图结构以表征风电场之间的空间关联关系，其中虚拟节点为输入数据增添了额外的有效信息。随后，采用图注意力网络提取风电场群的空间特征，并构建双向循环残差网络以提取时间特征，同时引入多任务学习算法优化网络输出。最后，提出了一种针对虚假预测分量的评价指标，用于评估由正负误差累积所导致的预测偏差，为发电计划的制定提供了参考依据。利用中国21个风电场群的实际数据...
解读: 该风电集群时空关联预测技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。通过图注意力网络挖掘风电场空间关联和双向循环网络提取时序特征,可显著提升ST系列PCS的功率预测精度至89.69%,优化PowerTitan储能系统的充放电策略。虚拟节点增强的图结构建模方法可集成至iSolarCloud平台,实现风储协同...
系统强度约束下的构网型储能规划在可再生能源电力系统中的应用
System Strength Constrained Grid-Forming Energy Storage Planning in Renewable Power Systems
Yun Liu · Yue Chen · Huanhai Xin · Jingzhe Tu 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年11月
随着基于逆变器的可再生能源逐步替代同步发电机，现代电力系统的系统强度显著下降，可能引发小信号稳定性问题。构网型换流器储能系统虽在提升系统强度方面具有灵活性和有效性，但其规划阶段的经济性与系统强度支撑能力协同优化仍缺乏研究。本文提出一种考虑系统强度约束的构网型储能优化规划方法，以实现期望的小信号稳定裕度。基于广义短路比框架，量化储能容量与位置对系统强度的影响，并构建含特征值约束的选址定容优化模型。考虑有无候选站点数量限制两种场景，设计基于二次支撑函数的迭代优化算法求解。在改进的IEEE 39节点和...
解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的构网型GFM控制技术具有重要应用价值。文中提出的基于广义短路比的储能选址定容优化方法，可直接应用于阳光电源储能系统规划方案设计，通过量化储能容量与位置对系统强度的贡献，优化PowerTitan在弱电网场景下的配置策略。特征值约束的...
基于谱阻抗的概率化宽频振荡稳定性分析与可视化
Spectral Impedance-Based Probabilistic Wideband Oscillatory Stability Analysis and Visualization
Qifan Chen · Siqi Bu · Xin Zhang · Shijun Yi 等5人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年7月
概率化振荡稳定性分析（POSA）是评估含不确定性电力系统振荡失稳风险的重要工具。传统基于特征值的POSA主要关注特定低频点的振荡，难以有效识别宽频振荡风险。为此，本文提出一种基于谱阻抗的POSA方法，结合累积量法与新兴的频率响应梯度阻抗稳定性判据（FRGISC）。首先建模风速等不确定变量的概率分布，再获取系统在特定运行点的谱阻抗，并利用FRGISC计算阻抗稳定裕度，避免特征值求解。随后通过累积量法推导裕度与振荡频率的概率密度函数和累积分布函数。最后提出综合累积分布曲线谱图，实现宽频振荡风险与失稳...
解读: 该基于谱阻抗的概率化宽频振荡稳定性分析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ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统，该方法可有效评估风光储混合系统中宽频振荡风险（2-50Hz及以上），避免传统特征值法的计算复杂性。频率响应梯度阻抗稳定性判据（FRGISC）可直接集成到...
基于神经网络的LCC-HVDC系统准稳态动态增强模型
Dynamics Enhanced Quasi-Steady-State Model of LCC-HVDC Systems Based on Neural Network
Ke Yang · Xin Wang · Quan Zhang · Guangchao Geng 等5人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年5月
现有LCC-HVDC系统时域仿真在精度与效率之间存在权衡。电磁暂态模型虽精确但计算成本高，准稳态模型高效却难以准确描述换相过程，尤其在不对称故障下表现不足。本文提出一种基于神经网络的准稳态模型（NN-QSS），可精确刻画LCC-HVDC动态特性，有效识别换相失败，并适用于不平衡故障场景。通过改进的IEEE 39节点系统、中国某省级实际电网及CIGRE标准系统硬件在环验证表明，该模型在准稳态尺度下动态响应接近电磁暂态模型，换相失败识别准确率较现有方法提升18.8%。
解读: 该神经网络增强的LCC-HVDC准稳态建模技术对阳光电源大型储能系统和光伏并网产品具有重要应用价值。在PowerTitan储能系统中，可借鉴NN-QSS方法建立储能变流器快速仿真模型，实现电网故障下的换相失败预测与主动保护，提升ST系列储能变流器在不对称故障工况下的低电压穿越能力。该技术将准稳态建模...
面向任务的参数解耦框架用于持续异常检测
A Task-Aware Parameter Decoupling Framework for Continual Anomaly Detection
Zhizhong Zhang · Guchu Zou · Chengwei Chen · Zhenyi Qi 等10人 · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2025年11月 · Vol.22
本文提出一种面向工业场景的持续异常检测框架，基于ViT重构架构，融合实例感知提示调优（IPT）和梯度感知参数解耦（GPD），缓解灾难性遗忘，提升多阶段缺陷模式识别能力，在MVTec等数据集上达到SOTA性能。
解读: 该持续异常检测技术可赋能阳光电源iSolarCloud智能运维平台及ST系列PCS、PowerTitan储能系统的设备级故障预测与自适应诊断。尤其适用于光伏电站组件热斑、PID、接线盒失效等新型缺陷的增量式识别，以及储能系统BMS与PCS协同运行中未知工况异常的在线演化建模。建议在组串式逆变器边缘侧...
电路到图：基于多维泛化的功率变换器建模
Circuit-to-Graph: Power Converters Modeling With Multidimensional Generalization
Weihao Lei · Fanfan Lin · Xin Zhang · Xinze Li 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年11月 · Vol.14
本文提出Circuit-to-Graph（C2G）方法，利用图神经网络（GNN）建模功率变换器全局结构特征，并结合领域自适应（DA）实现跨工况、调制策略和拓扑结构的高效泛化建模，显著提升小样本预测精度与训练效率。
解读: 该C2G方法高度适配阳光电源ST系列PCS、PowerTitan储能系统及组串式光伏逆变器的智能建模需求，可支撑iSolarCloud平台对多型号、多场景下设备损耗、温升与效率的快速精准预测。建议在下一代PCS固件中嵌入轻量化GNN推理模块，结合实时运行数据在线校准模型，提升故障预警与寿命评估能力；...
基于深度Q网络并考虑充放电次数的电池储能系统控制策略
Deep Q-network based battery energy storage system control strategy with charging/discharging times considered
Jun Cai · Maowen Fua · Ying Yana · Zhong Chenb 等5人 · Applied Energy · 2025年11月 · Vol.398
摘要 电池储能系统（BESS）在维持用户侧电力供需平衡中发挥着关键作用。本文提出了一种基于深度Q网络（DQN）算法的BESS能量管理系统（EMS），该系统充分考虑了电池的充放电次数限制。首先，建立了EMS的数学模型；随后，将EMS的最优决策过程建模为马尔可夫决策过程（MDP），并在此基础上设计了相应的MDP公式与DQN算法，以根据负荷情况制定合理的充放电调度计划。最后，基于中国贵州省遵义市某线路的实际负荷数据开展了实验研究。测试结果表明，本研究所提出的优化方法可将电网功率波动的最大方差降低至原始...
解读: 该DQN深度强化学习储能控制策略对阳光电源ST系列PCS及PowerTitan储能系统具有重要应用价值。通过MDP建模优化充放电决策,可将电网波动方差降至49%,充放电次数减少50-67%,显著延缓电池老化。该算法可集成至iSolarCloud平台,结合阳光电源三电平拓扑和GFM控制技术,提升用户侧...
基于Cuk电压平衡器的单级对称双极多端口变换器及输出电流纹波抑制
Single-Stage Symmetrical Bipolar Multi-Port Converter
Qingxin Tian · Guohua Zhou · Jianping Xu · Xin Zhang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月
针对双极直流微电网因两极负荷和发电机分布不均导致母线电压不对称限制稳定运行的问题,提出严格对称双极输出电压的多端口变换器。结合半桥整流器和Cuk电压平衡器实现单级功率变换,大幅提高成本和效率。通过耦合电感集成正负极端口进一步抑制输出电流纹波,大幅减小磁性元件和滤波电容尺寸,提高功率密度。宽范围软开关运行、双向功率流能力和简单控制使该变换器成为双极直流微电网应用的优秀候选。2kW样机设计实现160V输入到±200V输出,实验结果与理论分析吻合良好。
解读: 该双极多端口变换器技术对阳光电源直流微电网和储能系统有重要应用价值。单级Cuk电压平衡器方案可应用于ST储能系统的双极直流母线接口,简化拓扑并提高效率。耦合电感集成技术对阳光电源高功率密度变换器设计有借鉴意义,可减小体积和成本。双向功率流和宽范围软开关特性对PowerTitan储能系统的多端口能量管...
基于矩阵编码的主级虚假数据注入攻击影响缓解方法
Matrix Coding Enabled Impact Mitigation Against Primary False Data Injection Attacks in Cyber-Physical Microgrids
Mengxiang Liu · Xin Zhang · Chengcheng Zhao · Ruilong Deng · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年1月
针对网络物理微电网中主级虚假数据注入攻击（PFDIA）的影响缓解问题，提出一种高效轻量的防御方案。该方法通过可逆编码矩阵对传输测量值进行交替编码，并在检测到攻击后触发两个半下采样未知输入观测器，利用编码与未编码数据的残差递推重构完整偏差向量，进而消除恶意影响。通过优化编码矩阵，在保证重构稳定性与隐蔽性的同时抑制系统噪声对精度的影响。实验验证了该方案的有效性、鲁棒性与低开销特性。
解读: 该矩阵编码防御技术对阳光电源PowerTitan储能系统及ST系列储能变流器的网络安全防护具有重要应用价值。在大型储能电站中，iSolarCloud云平台需实时采集海量测量数据（电压、电流、SOC等），易遭受FDIA攻击导致BMS误判或功率调度失控。该方案的轻量级编码机制可集成至储能PCS通信模块，...
基于拓扑可迁移网络的双有源桥变换器家族通用建模方法
A Generic Modeling Approach for Dual-Active-Bridge Converter Family via Topology Transferrable Networks
Xinze Li · Fanfan Lin · Changjiang Sun · Xin Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月
新兴的电力变换器灰箱建模方法有效缓解了传统基于物理的白箱模型中存在的模型差异问题，同时为数据驱动的黑箱模型提供了一种数据需求少且可解释的替代方案。然而，现有灰箱建模方法仍面临一个重大挑战，即对域外拓扑结构的泛化能力较差。这一局限性使得在遇到新的拓扑结构时，需要重建或重新训练模型，从而阻碍了其广泛应用。针对这些挑战，本文提出了一种专门适用于双有源桥（DAB）变换器拓扑族的通用灰箱建模方法，该方法基于所提出的拓扑可迁移的架构内物理混合密度网络（T²PA - MDN）。作为核心部分，T²PA 网络对循...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对双有源桥（DAB）变换器族的通用灰盒建模技术具有重要的战略价值。DAB拓扑是我司储能系统、光储一体化方案以及电动汽车充电设备中的核心功率变换单元，该技术的拓扑迁移能力直接契合我们产品线多样化的现实需求。 该技术的核心创新在于T²PA-MDN网络架构，通过将电路物理...
界面钝化与能级调控工程增强Cs2TiBr6钙钛矿太阳能电池的载流子传输：第一性原理计算与SCAPS分析
Interface passivation and energy level tuning engineering to enhance carrier transport in Cs2TiBr6 perovskite solar cells: first-principles calculations and SCAPS analysis
Xin Zhang · Yaru Wangb · Guangze Niea · Zhenkun Suna 等6人 · Solar Energy · 2025年9月 · Vol.298
摘要 Cs2TiBr6钙钛矿由于其环境稳定性，被认为是钙钛矿太阳能电池（PSCs）领域中铅基材料的理想替代物。然而，其光电转换效率（PCE）仍然不足。改善载流子传输对于提升PSCs的光伏性能至关重要。本研究基于实验设计，构建了具有C60界面钝化层的能级偏移结构PSCs，并采用SCAPS-1D（太阳能电池电容模拟器）和第一性原理方法进行了系统研究。结果表明，CBTS/Cs2TiBr6能级偏移结构为载流子传输提供了有利路径，从而减少了器件内部光生电子与空穴的复合，提高了载流子分离效率。进一步从奈奎斯...
解读: 该Cs2TiBr6无铅钙钛矿电池研究对阳光电源SG系列光伏逆变器及未来组件集成具有前瞻价值。研究中的能级调控、界面钝化技术可启发我们在MPPT算法优化中考虑新型电池特性;27.78%的效率提升路径为高效光伏系统设计提供参考。C60界面层降低载流子复合的机制,与我们三电平拓扑中减少开关损耗理念相通。该...
基于帽层设计的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管电学性能研究
Study on electrical performance of AlGaN/GaN high electron mobility transistor based on cap layer design
Tieying Zhang · Peng Cui · Xin Luo · Siheng Chen 等11人 · Solid-State Electronics · 2025年2月 · Vol.224
摘要 本研究探讨了不同帽层对AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMTs）电学特性的影响。通过对比制备的具有GaN和AlN帽层的AlGaN/GaN HEMTs，发现AlN帽层由于其优异的钝化效果和极化效应，能够提高二维电子气（2DEG）密度，从而获得更高的饱和电流，并使击穿电压从615 V（GaN帽层）提升至895 V（AlN帽层）。Sentaurus TCAD仿真结果验证了上述实验发现，表明AlN帽层器件中形成了更深的三角形量子势阱，导致2DEG电子密度达到1.19 × 10^13 cm^...
解读: 该AlN帽层GaN HEMT技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。研究显示AlN帽层可将击穿电压提升至895V，梯度帽层结构更达1308V，2DEG密度提升28%。这为我司SG系列光伏逆变器、ST储能PCS及充电桩的GaN功率模块设计提供优化方向：通过改进帽层结构可提升器件耐压等级和导通性能，支持...
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