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光伏发电技术 储能系统 MPPT ★ 5.0

鲁棒最大功率点跟踪在破缺/精确相位宇称-时间对称无线电力传输系统中的应用

Robust Maximum Power Point Tracking for Parity–Time-Symmetric Wireless Power Transfer Systems in Broken/Exact Phases

作者
期刊 IEEE Transactions on Power Electronics
出版日期 2025年1月
技术分类 光伏发电技术
技术标签 储能系统 MPPT
相关度评分 ★★★★★ 5.0 / 5.0
关键词 无线电能传输 最大功率点跟踪 PT对称 负载电阻跟踪 分叉频率跟踪
语言:

中文摘要

本文研究了一种统一方法,用于实现串联 - 串联宇称 - 时间(PT)对称无线电能传输系统在破缺和精确PT 相位下的鲁棒最大功率点跟踪(MPPT)。在破缺相位中,通过负载电阻跟踪实现最大功率点跟踪,同时将工作频率固定在自然谐振频率。在精确相位中,通过分叉频率跟踪实现最大功率点跟踪,同时保持负载电阻不做调整。理论和实验分析均表明,在两种 PT 相位下,均可在较宽的耦合系数范围内轻松实现并稳健维持最大功率点跟踪。这些研究结果尤其适用于同时要求高功率和抗偏移鲁棒性的无线充电场景。

English Abstract

This letter investigates a unified approach to achieve robust maximum power point tracking (MPPT) for the series–series parity–time (PT)-symmetric wireless power transfer system, considering both broken and exact PT phases. In the broken phase, MPPT is accomplished through load resistance tracking, while the operating frequency is fixed at the natural resonant frequency. In the exact phase, MPPT is realized via bifurcated frequency tracking, while the load resistance is kept untuned. Both theoretical and experimental analyses show that MPPT can be readily achieved and robustly maintained across a wide range of coupling coefficients in both PT phases. These findings are particularly applicable to wireless charging scenarios that simultaneously demand high power and robustness against misalignment.
S

SunView 深度解读

从阳光电源的业务视角来看,这项基于宇称-时间对称(PT-symmetric)的无线电力传输最大功率点跟踪(MPPT)技术呈现出重要的战略价值,特别是在储能系统和电动汽车充电领域的应用潜力值得关注。

该技术的核心创新在于统一解决了PT对称系统在不同相态下的MPPT问题:在破缺相通过负载电阻跟踪实现,在精确相通过分岔频率跟踪实现。这种双模式自适应策略能够在宽耦合系数范围内保持稳健的功率传输,直接对应我们在实际应用中面临的关键痛点——充电位置偏移导致的效率下降。对于阳光电源正在拓展的电动汽车无线充电业务,这意味着可以显著降低对精确停车定位的要求,提升用户体验。

从储能系统集成角度,该技术可与我们现有的智能MPPT算法形成互补。PT对称结构本身具有的功率稳定性特征,能够为储能单元的无线充电维护提供更可靠的解决方案,特别适用于模块化储能系统中难以接触的内部单元。此外,该技术在高功率传输场景的鲁棒性优势,与我们工商业储能产品的大功率需求高度契合。

然而,技术挑战同样明显。PT对称系统需要精确的参数匹配和实时相态识别,这对控制系统的响应速度和算法复杂度提出更高要求。从产业化角度,还需评估增益饱和放大器等特殊元件的成本和可靠性。建议阳光电源可先在特定场景(如AGV储能车无线充电)进行小规模验证,积累工程化经验,为后续大规模应用奠定基础。该技术代表了无线电力传输领域的前沿方向,与公司新能源全场景布局战略高度吻合。