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无模型I-V曲线重构实现光伏系统全局柔性功率点跟踪
Model-free reconstruction of I-V curve for global flexible power point tracking of photovoltaic systems
Jun Yang · Qiao Peng · Haichuan Zhao · Tianqi Liu 等7人 · Solar Energy · 2026年5月 · Vol.309
本文提出一种无需光伏系统数学模型的I-V曲线实时重构方法，结合在线测量与数据驱动拟合，支持动态阴影、老化等复杂工况下的全局最大功率点跟踪（GMPPT），提升多峰场景下能量捕获效率。
解读: 该技术可直接赋能阳光电源组串式逆变器（如SG系列）及iSolarCloud平台的智能MPPT算法升级，尤其适用于分布式工商业光伏中组件失配严重的场景。建议将该无模型重构方法嵌入ST系列PCS和PowerTitan储能系统的光储协同MPPT模块，增强弱光/局部遮挡下的功率追踪鲁棒性；同时为PowerS...
基于I-V曲线变形特征与计算机视觉的光伏组件故障诊断
PV Module Fault Diagnosis Based on I–V Curve Deformation Characteristics and Computer Vision
Lingxiang Zhang · Kun Xia · Po Xu · Yibo Yu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月
本文针对光伏组件早期故障诊断问题，提出了一种基于三二极管模型分析I-V曲线变形特征的新方法。不同于传统仅提取特征点的方式，该研究利用计算机视觉技术全面捕捉曲线形态变化，实现了更精准的故障识别，有效降低了运维成本。
解读: 该技术对阳光电源的iSolarCloud智能运维平台具有极高的应用价值。通过将基于计算机视觉的I-V曲线分析算法集成至iSolarCloud，可实现对组串式逆变器和集中式逆变器接入的光伏阵列进行远程、自动化的故障预警与诊断，无需人工现场巡检即可精准定位遮挡、老化或隐裂等问题。建议研发团队将此算法模型...
基于卷积神经网络的归一化I-V曲线光伏故障诊断及可解释性分析
CNN-based photovoltaic fault diagnosis using normalized I–V curves with Explainability analysis
Woogyun Shin · Jin Seok Lee · Young Chul Ju · Hye Mi Hwang 等5人 · Solar Energy · 2025年11月 · Vol.301
摘要 全球各国正在扩大可再生能源的应用，以实现2050年碳中和目标。在各类可再生能源中，太阳能的发展速度最快，部署规模最为广泛。随着光伏（PV）电站数量的增加，运维市场不断扩大，故障诊断技术也逐步发展，融合了传统方法与人工智能技术。本研究提出一种利用光伏组串的归一化电流-电压（I-V）曲线并结合卷积神经网络（CNN）的故障诊断方法。实测的I-V曲线通过考虑辐照度、组件温度和衰减率的仿真模型进行归一化处理。归一化后的曲线根据其形态特征和电气参数被标注为正常状态或六种故障类型之一。使用这些数据训练的...
解读: 该基于CNN的光伏故障诊断技术对阳光电源SG系列逆变器及iSolarCloud平台具有重要应用价值。通过归一化I-V曲线实现99.39%验证准确率的六类故障识别,可直接集成至智能运维系统,增强预测性维护能力。技术核心在于消除辐照度和温度影响的归一化处理,与阳光电源MPPT优化算法形成互补,可在组串级...
反向偏置电池光伏系统的高分辨率建模与多尺度实验研究
High-resolution modeling and multiscale experiment study of photovoltaic with reverse-biased cell
Fuxiang Liab · Yunren Sui · Haosheng Lin · Zengguang Sui 等5人 · Applied Energy · 2025年11月 · Vol.398
摘要 光伏（PV）技术在全球能源转型中具有关键作用。影响其效率与可靠性的主要障碍之一是局部遮挡条件（PSC）。深入理解光伏器件的电学行为机制，对于预测和缓解这一问题至关重要。然而，现有研究尚未通过系统的实验探究和模型构建充分解决该问题。本研究致力于系统性地探讨上述问题，采用融合实验与数值模拟的多尺度研究方法。在电池层面，构建了一个测量平台，用于表征太阳能电池在不同工况下（200–1200 W/m²，20–60 °C）的电流-电压（I-V）特性。测量结果表明，辐照度始终影响电池的I-V特性，而温度...
解读: 该研究对阳光电源SG系列光伏逆变器的MPPT优化技术具有重要价值。文章揭示的反向偏置电池特性和局部遮挡下的热斑效应,可直接应用于提升多路MPPT算法精度,优化旁路二极管保护策略。研究提出的全范围I-V特性建模方法,能增强iSolarCloud平台的故障诊断能力,实现遮挡场景下的精准功率预测和预防性运...
通过超椭圆模型的渐近解对太阳能电池I-V特性进行参数化
Parametrization of _I-V_ characteristics of solar cells via asymptotics solutions of the super-ellipse model
José G.Tirado-Serrato · Alfredo Sanchez · Serguei Maximov · Solar Energy · 2025年11月 · Vol.300
摘要 计算I-V特性曲线对于与光伏组件设计、尺寸确定和仿真相关的任务至关重要，因为它使研究人员能够在变化的天气条件下评估不同光伏技术的性能。一种简单且计算效率高的I-V曲线计算方法是使用显式的超椭圆模型。然而，该模型的参数化过程较为复杂，因其需要数值求解复杂的非线性方程组。针对这一问题，本文提出了用于超椭圆模型参数化的解析方法。开发了两种方法：一种利用最大功率点（MPP），另一种采用I-V曲线上的两个测量点。这些方法通过渐近近似来求解方程，避免了计算密集型的数值技术。该模型在六种光伏技术和18种...
解读: 该I-V曲线超椭圆模型参数化方法对阳光电源SG系列光伏逆变器的MPPT优化具有重要价值。通过最大功率点和双点测量的渐近解析方法,可显著提升MPPT算法的计算效率和实时性,误差仅0.0705W且符合IEC EN 50530标准。该技术可集成至iSolarCloud平台,实现不同光伏技术在多变气象条件下...
一种用于太阳能功率优化器的多层控制系统：集成I-V曲线扫描与过压保护
A Multi-Layer Control System for Solar Power Optimizers: Integrated I-V Curve Scanning and Overvoltage Protection
Ali Akbar Shalbaf · Amir Hossein Riyahi · Mohammad Hemati · Amir Hossein Jabbarpoor Shahrezaei 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
太阳能功率优化器（SPOs）通过解决组件失配与局部遮挡问题，显著提升光伏系统性能。本文提出一种面向串联SPOs的创新性多层控制系统，结合诊断与保护功能。基于四开关Buck-Boost拓扑，系统实现多模块I-V曲线扫描与过压保护。研究设计两种独立过压控制器，分别应对I-V扫描与遮阴工况，并引入无线通信协议实现模块间高效数据交互。实验验证表明，该系统在不同工况下可有效维持最大功率点跟踪、准确提取I-V曲线并抑制电压应力，提升系统稳定性与可靠性。
解读: 该多层控制系统对阳光电源SG系列组串式逆变器及分布式MPPT方案具有重要应用价值。四开关Buck-Boost拓扑与多模块I-V扫描技术可直接应用于SG110CX等高功率组串逆变器的多路MPPT优化，提升局部遮挡场景下的发电效率。集成过压保护机制可增强1500V高压系统的安全性，与阳光电源现有MPPT...
通过光伏组件重新配置提升退化光伏电站性能的可行性研究
Viability of performance improvement of degraded Photovoltaic plants through reconfiguration of PV modules
Ruchita Korgaonka · Narendra Shiradka · Solar Energy · 2025年6月 · Vol.293
摘要 本文分析了通过重新配置光伏组件来提升退化光伏电站性能的技术经济可行性。据作者所知，这是首次在文献中提出此类分析，且分析中考虑了多种退化模式的影响以及对组件进行I-V曲线 tracing 的成本。文中探讨了多种重新配置策略，并通过比较各策略所带来的性能增益与实现该策略所需组件更换的成本，对它们进行了基准对比。为此，基于单二极管模型对每个组件中的每个电池建立了一个基于Python的、面向实用规模光伏电站的自下而上模型。针对两个具有代表性的国家——印度和美国，分析了重新配置的经济可行性，以对比不...
解读: 该研究针对老化光伏电站通过组件重构提升性能的技术经济可行性分析,对阳光电源SG系列逆变器及iSolarCloud智能运维平台具有重要参考价值。研究指出在劳动力成本低、非均匀退化场景下,组件重构可在2年内回本。阳光电源可将此思路融入智能运维策略:通过iSolarCloud平台的IV曲线诊断功能识别局部...
V10：固定暗电流偏置作为光伏组件损伤评估指标
V10: Fixed dark bias current as a photovoltaic module damage assessment metric
Ryan M.Smith · Dylan J.Colvin · Solar Energy · 2025年3月 · Vol.288
摘要 在光伏组件生命周期的各个阶段，快速、低成本且可靠的诊断技术在光伏产业中至关重要。暗态电流-电压（I-V）是一种用于评估组件健康状况的方法，能够提取受多种退化机制影响的关键电学参数。然而，对于某些特定损伤和退化模式的有效监测，可能并不需要完整的暗态I-V曲线。本文提出一种名为‘V10’的新型诊断技术，该技术通过监测达到某一特定电流注入时所需电压的变化，在低电流区域识别组件损伤，为现有方法提供了一种更高效的替代方案。实验表明，随着组件损伤加剧，V10值显著下降，说明其对不可见损伤的敏感性高于传...
解读: V10暗电流诊断技术为阳光电源组件级监测提供创新方案。可集成至iSolarCloud平台实现光伏电站全生命周期健康管理,在SG逆流器MPPT优化中嵌入低功耗V10检测算法,实时识别组件隐性损伤。该技术对ST储能系统中光储耦合场景的组件质量把控具有重要价值,可在运输、安装、调试阶段快速筛查,降低系统失...
硅基光伏组件退化及近期识别技术综述
A review on silicon photovoltaic module degradations and recent identification techniques
Abdulwahab A.Q.Hasan · A.W.Mahmood Zuhdi · Abbas M.Al-Ghaili · Ali Q. Al Shetwi 等7人 · Solar Energy · 2025年3月 · Vol.288
摘要 光伏（PV）系统因全球对清洁能源日益增长的需求而以前所未有的速度部署。然而，最大的挑战在于确保这些光伏系统特别是光伏组件能够长期有效运行。本综述研究了不同硅基太阳能光伏技术的退化问题，包括双面电池，并重点关注近年来引入的技术，如隧穿氧化层钝化接触（TOPCon）电池和硅异质结（SHJ）电池。此外，本文还考察了太阳能光伏行业中用于故障和退化识别的最新技术进展。通过回顾多种分析与实验研究，建立了对太阳能光伏组件退化分析方法的深入理解，包括现场监测和加速老化实验。我们的分析表明，在新近开发的光伏...
解读: 该研究对阳光电源SG系列光伏逆变器及iSolarCloud平台具有重要价值。文章指出将扫描I-V曲线功能集成到逆变器中可实现早期衰减检测,这与我们SG系列逆变器的MPPT优化技术高度契合,可通过固件升级增强组件健康诊断能力。针对TOPCon和HJT等新型组件对UV和湿热敏感的发现,建议优化iSola...
基于I-V曲线成像与双流深度神经网络的光伏系统遮挡类型及严重程度诊断
Shading type and severity diagnosis in photovoltaic systems via I-V curve imaging and two-stream deep neural network
Zengxiang Hea · Hong Cai Chen · Shuo Shan · Yihua Hu 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.324
摘要 遮挡是光伏（PV）系统中最常见的异常现象之一，会导致功率损失和热点效应。目前大多数研究仅能实现遮挡检测，而无法进一步诊断遮挡的类型和严重程度。本文提出了一种结合I-V曲线成像与双流深度神经网络（DNN）的有效方法，用于诊断遮挡类型，并估计实际运行光伏系统中五种常见遮挡类型的严重程度。该方法首先对光伏组串的I-V曲线进行重采样，并转换至标准测试条件（STC），以消除数据尺度和环境因素对遮挡诊断结果的影响。随后，采用一种称为格拉米安角和场（Gramian angular summation f...
解读: 该阴影诊断技术对阳光电源SG系列光伏逆变器及iSolarCloud平台具有重要应用价值。通过I-V曲线成像与双流深度神经网络,可实现阴影类型识别与严重程度量化评估,弥补现有MPPT优化技术仅能检测异常但无法精准诊断的不足。建议将GASF时序成像与LSTM-CNN融合算法集成至智能运维平台,结合组串级...
也门萨那气候条件下38年老化光伏组件的退化分析
Degradation Analysis of 38-Year-Old PV Modules Under the Weather Conditions of Sana'a-Yemen
Mohammed Dahesh · Mohammed Al-Matwakel · Marwan Dhamrin · IEEE Journal of Photovoltaics · 2024年10月
本文对17块使用38年的光伏组件进行退化分析，评估其峰值功率（P<sub>Peak</sub>）、短路电流（I<sub>SC</sub>）、开路电压（V<sub>OC</sub>）和填充因子的衰减率，并识别主要退化模式。其中16块组件在也门萨那大学科学学院屋顶的离网系统中户外运行，1块储存在仓库（累计暴露时间<48小时）。通过目视检查、I-V曲线测试、红外热成像、电致发光成像和绝缘测试发现，户外组件中位峰值功率衰减率达25.37%，仓库储存组件为14.30%。主要退化模式包括封装材料变色、电池栅...
解读: 该38年长期退化研究对阳光电源SG系列光伏逆变器和iSolarCloud智能运维平台具有重要参考价值。研究揭示的25.37%功率衰减率和热斑、分层等退化模式，可优化逆变器MPPT算法对老化组件的追踪策略，提升发电效率。封装材料变色、栅线腐蚀等失效机理为iSolarCloud平台的红外热成像和IV曲线...
一步式包含变异的紧凑建模方法结合条件变分自编码器
One-step variation included compact modeling with conditional variational autoencoder
Shuhan Wang · Zheng Zhou · Zili Tang · Jinghan Xu 等6人 · Solid-State Electronics · 2025年8月 · Vol.227
高效且精确的变异建模是电路评估中的关键环节，能够复现半导体器件的实际电学行为。传统的变异建模通常包含两个步骤：首先对基本电学特性进行紧凑建模，然后对MOSFET制造过程中引入的变异源（主要是结构参数和掺杂参数）进行子模型建模。这一冗长的过程导致器件生产与快速电路分析之间存在脱节。为了提高建模效率，本文提出了一种基于机器学习的一次性包含变异的紧凑建模方法。该方法利用条件变分自编码器（cVAE），直接构建包含变异的电流响应，无需单独的子模型建模步骤，因为cVAE模型能够自动提取变异源。通过与基于BS...
解读: 该基于条件变分自编码器的一步式变异建模技术对阳光电源SiC/GaN功率器件开发具有重要价值。传统MOSFET工艺变异建模需分步进行紧凑建模和子模型构建,周期长。该方法可直接生成含工艺变异的I-V特性曲线,显著缩短ST系列PCS和SG逆变器中功率器件的SPICE仿真建模周期。特别适用于三电平拓扑中Si...
高单色辐射对CIGS太阳能电池电学性能的影响
Effect of High Monochromatic Radiation on the Electrical Performance of CIGS Solar Cell
C. Casu · M. Buffolo · A. Caria · C. De Santi 等6人 · IEEE Journal of Photovoltaics · 2024年11月
本文研究了单色激光辐照下Cu(In,Ga)Se₂（CIGS）太阳能电池的光致退化行为。实验采用在氟掺杂SnO₂玻璃衬底上制备的双面CIGS电池，测试其在光照和暗态下的电学特性。电流-电压特性分析表明，空间电荷区内的载流子输运以缺陷辅助机制为主。持续激光照射导致开路电压（Voc）下降。暗电流-电压曲线显示，饱和电流（IS）和理想因子（n）随时间呈平方根关系增加，归因于Na离子向结区的扩散。而Voc的衰减与暗I-V曲线中开启电压的降低相关，主要由CdS/CIGS界面处光生缺陷引起漏电流增加所致。
解读: 该研究揭示的CIGS电池光致退化机理对阳光电源SG系列光伏逆变器的智能运维具有重要参考价值。研究发现的Na离子扩散导致饱和电流增加、CdS/CIGS界面缺陷引起漏电流上升等退化机制，可指导iSolarCloud平台优化CIGS组件的故障诊断算法，通过监测Voc衰减特征实现早期预警。对于MPPT控制策...
基于光伏模拟器近似模型的小信号稳定性分析
Small-Signal Stability Analysis With Approximated PV Model for Solar Array Simulator
Thusitha Randima Wellawatta · Sung-Jin Choi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年1月
光伏模拟器（SAS）用于模拟光伏发电系统的I-V特性曲线。由于光伏模型中I-V曲线的隐式和非线性映射关系，导致其环路分析复杂，目前缺乏对SAS参考信号稳定性的深入研究。本文提出了一种超椭圆近似模型，以简化SAS的控制环路分析，提升其在模拟真实光伏阵列动态特性时的稳定性与精度。
解读: 该研究对于阳光电源的研发测试环节具有重要价值。光伏模拟器是逆变器（组串式、集中式及户用）出厂测试及研发验证的核心设备。通过该文提出的超椭圆近似模型，研发团队可以更精确地模拟极端天气下的光伏特性，优化逆变器MPPT算法在动态过程中的稳定性。此外，该技术有助于提升iSolarCloud智能运维平台中对光...