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局部阴影遮挡下太阳能电池-超级电容一体化阵列功率补偿及其动态阵列重构
Power Compensation and Dynamic Array Reconfiguration of Solar Cell-Supercapacitor Integrated Arrays under Partial Shading Conditions
杨洪明 · 刘璐雨 · 段献忠 · Archie 等7人 · 高电压技术 · 2025年7月 · Vol.51
针对局部阴影导致光伏阵列输出功率下降、行电流不均及P-U特性多峰等问题，提出太阳能电池-超级电容（SCS）一体化阵列方案，结合SCS器件与动态重构拓扑。基于超级电容充放电特性，设计行电压闭环控制策略，以最大化输出功率为目标，通过开关矩阵调节SCS与光伏阵列连接方式，实现对阴影电池的功率补偿与电流均衡。建立9×9 SCS仿真模型，在四种云层阴影模式下对比TCT、静态与动态重构及SCS方案。结果表明，SCS阵列填充因子达77.4%，功率损耗约18 W，性能优于其他方案，显著提升阴影下输出功率。
解读: 该SCS一体化阵列技术对阳光电源SG系列光伏逆变器和ST储能系统具有重要应用价值。研究提出的动态重构拓扑与功率补偿策略可直接应用于：1）SG逆变器MPPT算法优化，通过集成超级电容模块实现阴影下的快速功率补偿，提升填充因子至77.4%；2）ST储能系统的混合储能方案，利用超级电容高功率密度特性应对光...
模块化多电平变换器子模块的无线控制
Wireless Control of Modular Multilevel Converter Submodules
Bars Ciftci · Sebastian Schiessl · James Gross · Lennart Harnefors 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
模块化多电平变换器（MMC）子模块的无线控制技术具有降低成本和简化安装的潜力。然而，无线通信带来的延迟和干扰等挑战，使得传统的有线控制方法无法直接应用，需开发针对无线环境的控制策略以确保系统稳定性。
解读: 该技术对阳光电源的集中式逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。MMC拓扑常用于高压大功率场景，无线控制可显著减少光纤布线，降低系统复杂度和安装成本，提升大型电站的运维效率。建议研发团队关注无线通信的实时性与抗干扰能力，探索其在PowerTitan储能变流器模块化设计中的...
功率变换器的模型预测直接斜率控制
Model Predictive Direct Slope Control for Power Converters
Baljit S. Riar · James Scoltock · Udaya K. Madawala · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年3月
模型预测控制（MPC）因其直观、灵活且易于实现，在电力电子领域广受欢迎。传统MPC通常局限于单步预测，而多步预测仍是当前研究热点。本文提出了一种新型模型预测直接斜率控制方案，旨在优化功率变换器的动态响应与稳态性能。
解读: 该研究提出的多步模型预测控制（MPC）技术对阳光电源的核心产品线具有显著的优化潜力。在组串式及集中式光伏逆变器中，先进的MPC算法能有效提升系统在复杂电网环境下的动态响应速度和稳态精度，尤其是在弱电网接入场景下，能显著改善电流质量。对于PowerTitan等储能变流器（PCS），该技术有助于实现更精...
浸没式冷却SiC T型牵引逆变器——热性能评估
An Immersion Cooled SiC T-Type Traction Inverter–Thermal Performance Evaluation
Yiju Wang · Reza Ilka · James Camp · JiangBiao He · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月
本文针对SiC三相三电平T型牵引逆变器，对比评估了新型浸没式冷却技术与传统散热器及冷板冷却方法的性能。研究表明，浸没式冷却在提升功率密度、效率及可靠性方面具有显著优势，为电动汽车驱动系统的热管理提供了优化方案。
解读: 该研究对阳光电源的电动汽车充电桩及未来车载电力电子产品具有重要参考价值。T型三电平拓扑与SiC器件的结合是提升功率密度的关键路径，而浸没式冷却技术能有效解决高功率密度下的散热瓶颈。建议研发团队关注该冷却技术在充电桩功率模块中的应用潜力，以进一步缩小设备体积并提升转换效率。此外，文中涉及的热性能评估方...
开关双馈电机驱动的固态转换开关拓扑
Solid-State Transfer Switch Topologies for a Switched Doubly Fed Machine Drive
Arijit Banerjee · Steven B. Leeb · James L. Kirtley · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年8月
开关双馈电机（DFM）实现了变速驱动，相比轴功率，其对电力电子器件的要求更低，并具备定子功率因数可控的优势。转换开关是开关DFM驱动系统的关键组件，用于实现定子电源连接的重构。固态转换开关不仅能够实现无缝切换，还提升了系统的可靠性与响应速度。
解读: 该文献探讨的固态转换开关技术主要应用于双馈电机驱动系统，与阳光电源核心的光伏逆变器及储能PCS产品线存在一定技术差异。然而，其涉及的“固态切换”与“功率重构”理念，对于阳光电源在风电变流器领域的功率模块拓扑优化具有参考价值。此外，该技术在提升系统可靠性和响应速度方面的研究思路，可借鉴至阳光电源iSo...
变耦合集中线圈系统的设计考量
Design Considerations for Variable Coupling Lumped Coil Systems
Chang-Yu Huang · Jason E. James · Grant A. Covic · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年2月
本文研究了感应电能传输（IPT）集中线圈系统中耦合变化和反射阻抗对系统整体性能的影响。提出了一种量化这些变化并设计谐振网络以最小化其负面影响的流程，并对系统中二次侧与一次侧电源之间的无功功率流动进行了分析。
解读: 该研究聚焦于无线电能传输（IPT）技术，虽然目前阳光电源的核心业务集中在有线光伏逆变器和储能系统，但IPT技术在电动汽车充电桩领域具有潜在的长期应用前景。文章提出的谐振网络设计方法和无功功率分析，可为公司研发下一代高效率、高功率密度的无线充电模块提供理论支撑。建议研发团队关注该技术在未来智能充电桩产...
高频与超高频功率变换器中的有源功率器件选型
Active Power Device Selection in High- and Very-High-Frequency Power Converters
Grayson Zulauf · Zikang Tong · James D. Plummer · Juan Manuel Rivas-Davila · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年7月
本文旨在为兆赫兹（MHz）频率下的软开关功率变换器提供功率器件选型指南。在超高频应用中，功率半导体寄生输出电容（COSS）的充放电损耗是制约效率的关键因素，但该损耗通常未在厂商数据手册中明确标注。本文通过分析与测量，为高频变换器的器件评估与选型提供了重要参考。
解读: 随着阳光电源组串式逆变器及户用储能系统向高功率密度、小型化方向发展，开关频率的提升已成为技术演进的必然趋势。本文关于MHz级频率下COSS损耗的分析，对公司研发下一代基于SiC/GaN的宽禁带半导体功率模块具有重要指导意义。建议研发团队在PowerTitan等储能系统及新一代组串式逆变器的拓扑设计中...
三相逆变器在线原位RDSON测量挑战与实现
Challenges and Implementation of Online In Situ RDSON Measurement in a Three-Phase Inverter
Chondon Roy · Namwon Kim · Daniel Evans · James Gafford 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
本文探讨了三相逆变器中功率半导体器件导通电阻（RDSON）的实时监测难题。提出了一种优化的导通电压（VDSON）测量电路及多相变换器架构配置，旨在克服电流与电压测量中的非理想特性及器件差异带来的挑战，为实现电力电子系统的健康状态监测提供技术支撑。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan储能系统）具有极高的应用价值。RDSON作为功率器件（IGBT/SiC）健康状态的关键指标，实现其在线原位测量可显著提升iSolarCloud平台的故障预警与全生命周期运维能力。建议研发团队将此测量电路集成至功率模块驱动板中...
基于单电流传感器的开关磁阻电机在线无传感器位置估计
Online Sensorless Position Estimation for Switched Reluctance Motors Using One Current Sensor
Chun Gan · Jianhua Wu · Yihua Hu · Shiyou Yang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年1月
本文提出了一种仅使用一个电流传感器实现开关磁阻电机（SRM）转子位置在线估计的技术。通过将励磁电流与母线电流解耦，在非对称半桥变换器的下管注入相移PWM信号，从而在每个电流周期内实现位置信息的提取。
解读: 该技术主要针对开关磁阻电机（SRM）的无传感器控制，虽然阳光电源目前的核心业务集中在光伏逆变器、储能系统及风电变流器领域，主要使用永磁同步电机或感应电机，但该研究中关于“单电流传感器”及“PWM注入”的控制策略，对于优化阳光电源电动汽车充电桩内部功率模块的驱动控制，或在未来探索低成本、高可靠性电机驱...
考虑子模块电压传感器噪声的模块化多电平变换器
MMC）建模
Shiqi Ji · Xingxuan Huang · James Palmer · Fred Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月
模块化多电平变换器（MMC）广泛应用于中高压领域。随着功率半导体开关速度的提升及子模块设计的紧凑化，子模块电压传感器噪声（SVSN）的影响日益显著，但传统模型尚未充分考虑该因素。本文旨在建立考虑SVSN影响的MMC精确模型，以提升变换器在复杂电磁环境下的控制精度与稳定性。
解读: MMC拓扑是阳光电源在大功率储能系统（如PowerTitan系列）及高压并网变流器中的核心技术方向。随着系统功率密度的提升，子模块内部的电磁干扰对电压采样精度的影响成为制约控制性能的关键。该研究提出的噪声建模方法，有助于优化阳光电源储能变流器（PCS）的采样滤波算法与闭环控制策略，提升系统在复杂电网...
采用冲击冷却和立体光刻技术的电力电子热管理设计多物理场优化
Multiphysics Optimization of Thermal Management Designs for Power Electronics Employing Impingement Cooling and Stereolithographic Printing
Mohammad Shawkat Zaman · Andrew Michalak · Miad Nasr · Carlos da Silva 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年11月
针对电动汽车电力电子变换器，本文提出了一种多学科热管理设计方法。该方法利用遗传算法（GA）生成拓扑优化的几何结构，通过冲击冷却技术与立体光刻打印工艺，实现对变换器电性能与热性能的协同优化，以满足严苛的性能要求。
解读: 该研究关注电力电子系统的高效热管理与拓扑优化，对阳光电源的核心业务具有重要参考价值。在电动汽车充电桩及高功率密度光伏逆变器（如组串式逆变器）的开发中，散热设计是提升功率密度的瓶颈。通过引入冲击冷却与增材制造（立体光刻）技术，可显著降低功率模块结温，提升系统可靠性。建议研发团队在下一代高功率密度Pow...
非均匀老化光伏阵列的效率提升研究
Efficiency Improvement of Nonuniformly Aged PV Arrays
Yihua Hu · Jiangfeng Zhang · Jiande Wu · Wenping Cao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年2月
随着光伏电站服役年限增加，恶劣环境导致的非均匀老化现象显著影响系统发电效率。本文探讨了非均匀老化对光伏阵列性能的负面影响，并提出了相应的优化策略，旨在提升电站中后期的发电性能与可靠性。
解读: 该研究直接关联阳光电源组串式逆变器及iSolarCloud智能运维平台的核心业务。随着存量电站进入中后期运营，非均匀老化导致的失配损耗是影响发电量的重要因素。建议将该研究成果集成至iSolarCloud的智能诊断算法中，通过更精准的组串级故障识别与MPPT优化策略，提升阳光电源组串式逆变器在复杂老化...
旋转超声加工非接触式能量传输与振动系统的自补偿理论与设计
Self-Compensation Theory and Design of Contactless Energy Transfer and Vibration System for Rotary Ultrasonic Machining
Xinggang Jiang · Kaiqiang Wang · Ruijie Shao · James K. Mills 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年10月
针对旋转超声加工中的非接触式能量传输与振动系统（CETVS），本文提出了一种自补偿系统架构。该方法通过简化电路结构，克服了传统外部补偿元件占用空间大、设计复杂等缺陷，实现了能量向旋转主轴超声换能器的高效传输。
解读: 该文献探讨的非接触式能量传输（CET）技术在旋转机械中的应用，与阳光电源现有的光伏逆变器、储能系统或充电桩产品线无直接重叠。然而，其核心的“自补偿”拓扑设计思想及对松耦合变压器（LCT）的优化，对阳光电源在研发下一代高功率密度、高集成度电力电子变换器（如无线充电技术储备或特殊工况下的功率传输）具有一...
一种基于注入输出频率环流的M3C分层能量平衡控制方法
A Hierarchical Energy Balance Control Method for M3C Based on Injecting Output Frequency Circulating Currents
Jiankai Ma · Mohamed S. A. Dahidah · Volker Pickert · James Yu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年3月
本文针对用于低频交流输电系统的模块化多电平矩阵变换器（M3C），提出了一种简化的分层能量平衡控制方法。该方法通过在M3C的每个子变换器中注入输出频率环流，实现独立的能量平衡控制，有效解决了M3C在变频运行中的能量分配难题。
解读: M3C作为一种先进的多电平拓扑，在超大功率变换及特殊频率变换场景下具有应用潜力。虽然阳光电源目前主营产品以组串式/集中式逆变器及PowerTitan系列储能系统为主，但该研究中涉及的“多电平拓扑”与“环流抑制/能量平衡控制”技术，对于提升公司大功率并网逆变器及未来高压直流/交流变换器的效率与可靠性具...
用于抑制并联碳化硅MOSFET瞬态电流不平衡的芯片分类方法
Chips Classification for Suppressing Transient Current Imbalance of Parallel-Connected Silicon Carbide MOSFETs
Junji Ke · Zhibin Zhao · Peng Sun · Huazhen Huang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年4月
本文研究了参数离散性对并联碳化硅（SiC）MOSFET瞬态电流分布的影响，并提出了一种芯片分类方法以抑制电流不平衡。文章首先对比了硅（Si）与SiC MOSFET的参数差异，随后提出了一种新的分类准则，旨在优化并联应用中的电流分配，提升功率模块的性能与可靠性。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的高功率密度产品线，特别是组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统。随着SiC器件在高性能PCS及逆变器中的广泛应用，并联均流问题是提升功率模块可靠性的核心挑战。通过引入芯片分类方法，阳光电源可在生产端优化SiC模块的筛选流程，有效降低并联带来的瞬态电...
具有受控直流侧故障阻断能力的模块化多电平变换器
MMC）建模研究
Willem Leterme · Paul D. Judge · James Wylie · Tim C. Green · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年6月
直流系统中的故障电流特性很大程度上取决于交直流变换器的响应及拓扑结构。本文针对具有受控故障阻断能力的变换器拓扑，探讨了其直流侧故障响应的通用建模方法，旨在为直流保护研究提供理论支撑。
解读: 该研究关注MMC拓扑的故障阻断能力及建模，对阳光电源的电力电子技术储备具有重要意义。在大型储能系统（如PowerTitan系列）及高压直流输电应用中，具备故障阻断能力的拓扑能显著提升系统安全性。建议研发团队参考该建模方法，优化大功率PCS在直流侧故障下的保护策略，提升系统在复杂电网环境下的鲁棒性，并...
利用厚CVD生长石墨烯纳米材料进行大功率开关晶体管的热管理
Thermal Management of High-Power Switching Transistors Using Thick CVD-Grown Graphene Nanomaterial
Vishank Talesara · Paul. D. Garman · James L. Lee · Wu Lu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年1月
石墨烯在热管理领域具有巨大潜力。功率电子设备中的发热问题会导致性能衰减甚至失效。针对单层或少层石墨烯热容极小的问题，本文提出了一种新型化学气相沉积（CVD）生长的厚石墨烯纳米材料，旨在有效提升大功率开关器件的散热性能，从而提高功率模块的可靠性与功率密度。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有显著的工程价值。随着PowerTitan系列储能系统及组串式逆变器向更高功率密度演进，功率模块（如SiC/IGBT模块）的散热瓶颈日益突出。引入厚CVD石墨烯作为新型热界面材料或散热增强层，可有效降低结温，提升器件在高温环境下的输出能力，并延长产品寿命。建议研发团队关...
基于传导EMI时频分析与机器学习分类的直流母线电容状态监测
Condition Monitoring of DC-Link Capacitors Using Time–Frequency Analysis and Machine Learning Classification of Conducted EMI
Tyler McGrew · Viktoriia Sysoeva · Chi-Hao Cheng · Chad Miller 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月
本文提出了一种非侵入式状态监测系统，利用三相逆变器直流母线电容产生的传导电磁干扰（EMI）的时频分析特征，结合机器学习算法对电容的健康状态进行分类，旨在降低电力电子系统的维护成本并提升可靠性。
解读: 直流母线电容是阳光电源组串式逆变器、集中式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）中的核心易损件。该研究提出的非侵入式EMI监测技术，无需额外传感器即可实现电容健康状态的在线诊断，极大地契合了iSolarCloud智能运维平台对设备全生命周期管理的需求。建议研发团队将此...
高速电机驱动应用中逆变器拓扑的比较
Comparison of Inverter Topologies for High-Speed Motor Drive Applications
Mohammad M. Qasim · David M. Otten · Jeffrey H. Lang · James L. Kirtley 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年6月
本文研究并比较了三相逆变器与多组单相全桥逆变器在电机驱动应用中的性能。在相同的半导体器件面积和均方根相电流纹波条件下，分析了不同拓扑的优势设计空间。研究发现，在特定高速电机驱动场景下，独立全桥逆变器具有显著性能优势。
解读: 该研究探讨的逆变器拓扑优化与功率器件利用率分析，对阳光电源的核心业务具有参考价值。虽然文章侧重于电机驱动，但其关于拓扑对比及器件选型的分析方法可迁移至光伏逆变器及储能变流器（PCS）的研发中，特别是在提升功率密度和优化散热设计方面。对于阳光电源的组串式逆变器和PowerTitan储能系统，通过引入文...
一种针对LCL滤波中压并网变流器的预测参考模型预测直接电流控制策略
A Model Predictive Direct Current Control Strategy With Predictive References for MV Grid-Connected Converters With LCL-Filters
James Scoltock · Tobias Geyer · Udaya K. Madawala · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年10月
本文提出了一种针对中压中点钳位（NPC）变流器的新型模型预测直接电流控制（MPDCC）策略。该策略通过引入虚拟电阻（VR）概念，有效解决了LCL滤波器的谐振阻尼和电流谐波衰减问题。该方法在保证系统快速动态响应的同时，显著提升了中压并网系统的稳定性和电能质量。
解读: 该研究对于阳光电源的中压集中式光伏逆变器及大型储能变流器（如PowerTitan系列）具有极高的参考价值。中压并网场景下，LCL滤波器的谐振抑制是提升系统可靠性的关键。MPDCC-VR策略通过算法层面实现阻尼优化，可减少硬件损耗并提升控制带宽，有助于阳光电源在弱电网环境下进一步优化逆变器性能。建议研...
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