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风力发电机多物理系统与交流电网的功率传播及频率耦合特性
Power Propagation And Frequency Coupling Characteristics of Wind Turbine Multi-Physical System With AC Grid
Lulan Yin · Weihao Hu · Rongwu Zhu · Marco Liserre 等5人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年3月
工业领域报告显示,基于风力发电机(WT)的能源系统易导致电网出现振荡问题。风力发电机系统与光伏系统的主要区别之一在于其一次能源的特性,前者是旋转的,而后者是静态的。因此,本文推导了基于双馈感应发电机(DFIG)的风力发电机系统的多物理域建模,该系统由空气动力学、力学、电磁学、电力电子学和控制系统组成,以研究从风能到电网的功率传播和频率耦合特性,展示风力发电机系统对电网性能的影响。理论分析表明,风能中的 $3n$p Hz 畸变可转换为交流电网中的 $(50\pm 3n)$p Hz 振荡。详细研究了...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,本文针对风电系统的多物理域建模与频率耦合特性研究具有重要的参考价值。虽然研究对象是双馈风电系统,但其揭示的能量传播机制和电网振荡问题与我司光伏、储能系统面临的电网稳定性挑战存在本质共性。 该研究的核心发现——风能扰动通过机械-电磁耦合转化为电网侧的特定频率振荡(3np H...
可切换自然冷却方式在光伏/热 collectors 中高效热管理的比较分析
Comparative analysis of switchable natural cooling methods for efficient thermal management in photovoltaic/thermal collectors
Siyan Chan · Ken Chen · Kongfu Hu · Lingfeng Shi 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.385
摘要 光伏/热(PV/T)集热器能够同时产生热量和电能,但在炎热天气下会出现过热现象,显著影响其性能和使用寿命。为解决这一问题,本研究提出在传统PV/T集热器中引入可切换的散热模式,以增强热管理能力。该方法可在热需求较高时实现高效热量收集,并在热需求较低时及时进行散热。本文介绍了四种具有不同可切换散热结构的PV/T集热器,并利用经过验证的二维稳态数学模型对其进行分析。结果表明,在合肥典型的夏季晴天条件下,这四种可切换冷却模式可显著降低停滞温度,降幅范围为26.2°C至46.6°C,从而将发电效率...
解读: 该PV/T热管理技术对阳光电源光伏逆变器产品具有重要参考价值。研究表明可切换散热模式可降低组件温度26-47°C,提升发电效率2.22-3.94%,这与SG系列逆变器的MPPT优化技术高度协同。建议将组件温度监测集成到iSolarCloud平台,结合储能系统ST系列PCS实现热电联供智能调度,在高温...
集成高K栅介质与分裂栅的4H-SiC超级结MOSFET
4H-SiC superjunction MOSFET with integrated high-K gate dielectric and split gate
Jiafei Yao1Zhengfei Yang1Yuxuan Dai1Ziwei Hu1Man Li2Kemeng Yang2Jing Chen2Maolin Zhang2Jun Zhang2Yufeng Guo2 · 半导体学报 · 2025年1月 · Vol.46
本文提出一种集成高K(HK)栅介质与分裂栅(SG)的4H-SiC超级结MOSFET(HKSG-SJMOS)。该器件采用高K介质作为包围源极连接分裂栅与金属栅的栅介质,优化漂移区电场分布,形成低阻导电通道,提升击穿电压(BV)并降低比导通电阻(Ron,sp)。分裂栅结构结合高K介质有效减小栅-漏电容(Cgd)与栅-漏电荷(Qgd),改善开关特性。仿真结果表明,相较于传统器件,HKSG-SJMOS的优值(FOM=BV²/Ron,sp)提升110.5%,高频优值(Ron,sp·Cgd)降低93.6%,...
解读: 该HKSG-SJMOS技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。其110.5%的FOM提升和93.6%的Ron,sp·Cgd降低,可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的SiC功率模块设计,显著降低导通损耗和开关损耗(开通/关断损耗分别减少38.3%/31.6%)。高K介质与分裂栅结构有效...
基于量子退火的多堆燃料电池混合动力系统三阶段调度策略
A Quantum Annealing-Based Three-Stage Scheduling Strategy for Multi-Stack Fuel Cell Hybrid Power Systems
Wenzhuo Shi · Junyu Chen · Xianzhuo Sun · Zhengyang Hu 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年5月
针对多堆配置下燃料电池混合动力系统优化问题非凸、二进制变量多导致求解困难的问题,本文提出一种基于量子退火的三阶段调度策略。该方法在日前、日内和实时阶段分层解耦决策过程,结合各时段预测信息优化启停计划与功率分配。利用量子退火高效求解大规模二进制优化问题,并通过OPAL-RT实验平台验证。相比传统方法,所提方法计算速度显著提升,较DMPC方法快49.89倍,较Gurobi方法快22.25倍,且总运行成本分别降低14.66%和10.62%。
解读: 该量子退火优化算法对阳光电源氢储能系统和混合储能产品具有重要应用价值。三阶段调度策略可直接应用于PowerTitan储能系统的多堆燃料电池配置,解决大规模二进制优化难题。相比传统MPC方法,计算速度提升49倍且成本降低14.66%,可显著改善ST系列储能变流器在氢储能场景下的启停优化与功率分配效率。...
长期测试研究:抗拉ETFE、PTFE和PVDF膜结构集成薄硅基光伏组件
Long-term testing study of tensile ETFE, PTFE and PVDF membrane structure integrated thin Si-PV
Yongsheng Yan · Wujun Chen · Jianhui Hu · Iqra Tariq · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.289
摘要 光伏膜结构将膜材与柔性光伏板相结合,可利用太阳能发电,同时实现柔性化与轻量化设计。然而,在光伏一体化发展的过程中,膜结构面临一些问题,例如能量转换效率较低,以及光伏组件与结构在长期使用中的一体化可靠性问题。因此,本文描述并测试了一种新型的、集成高效柔性薄硅基光伏(Si-PV)电池的膜材料,以探究在不同太阳辐射条件下转换效率与温度之间的关系。通过单轴拉伸试验,研究了该新材料在太阳辐射环境下的力学性能,结果表明其具备良好的工程应用力学特性。本文还设计并建造了一座集成光伏功能的膜结构原型建筑,该...
解读: 该膜结构集成薄膜光伏技术对阳光电源SG系列光伏逆变器及智能运维系统具有重要参考价值。研究揭示的光伏转换效率与温度、辐射关系可优化我司MPPT算法的温度补偿策略;三种膜材料的长期可靠性测试数据可指导柔性光伏场景的逆变器环境适应性设计;膜结构原型的多参数监测方案与iSolarCloud平台的预测性维护功...
近零碳能源系统的优化与评估:光伏、热泵及电热联合储能方案的集成
Optimization and evaluation of a near-zero carbon energy system: Integration of photovoltaics, heat pumps, and combined thermal and electrical storage solutions
Hu Chen · Xin Ji · He Wang · Ye Ning 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.327
摘要 随着建筑领域对“零碳”能源解决方案需求的不断增长,光伏技术与储能技术日益受到关注。然而,实现这些系统协调且实用的“零碳”运行仍面临重大挑战。本研究提出一种新型综合能源系统,集成了光伏组件、跨季节热能储存、电能储存和热泵技术。该系统旨在解决大规模光伏发电与建筑用能需求在时间上的不匹配与不稳定性问题,以实现“零碳”运行目标。采用TRNSYS软件建立了该综合能源系统的能耗模型,模拟了典型日及典型年份的运行数据。针对一栋建筑面积为25,000 m²的公共建筑,优化后的系统配置包括一台2.6 MW的...
解读: 该近零碳能源系统对阳光电源ST系列储能变流器与SG光伏逆变器的协同应用具有重要价值。研究中96.24%净碳减排率验证了光储耦合系统的技术可行性,其85.21%光伏电力直接利用率为我司MPPT优化技术与PowerTitan储能系统的能量管理策略提供了实证参考。跨季节储能与热泵集成方案启发我司在综合能源...
解锁建筑一体化光伏与电池
BIPVB)系统深度强化学习中的预测洞察力与可解释性
Yuan Gao · Zehuan Hu · Shun Yamat · Junichiro Otomo 等9人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.384
摘要 可再生能源的部署以及智能能源管理策略的实施对于建筑能源系统(BES)的脱碳至关重要。尽管数据驱动的深度强化学习(DRL)在优化BES方面已取得近期进展,但仍存在显著挑战,例如缺乏针对时间序列数据观测空间的研究以及模型可解释性的不足。本文首次将未来预测信息引入DRL算法中,以构建时间序列数据的观测空间,并采用门控循环单元(GRU)和Transformer网络与DRL算法相结合,用于建筑一体化光伏与电池(BIPVB)系统的运行控制。此外,通过将前沿的Shapley加性解释(SHAP)技术与所开...
解读: 该深度强化学习优化技术对阳光电源光储一体化系统具有重要应用价值。研究中的GRU/Transformer时序预测与DRL决策框架可直接应用于ST系列储能变流器的智能调度策略,结合电价预测信息实现成本降低10%以上。SHAP可解释性分析方法可增强iSolarCloud平台的AI决策透明度,为PowerT...
基于数据驱动和改进光谱算法的质子交换膜燃料电池堆功率密度优化
Power density optimization for proton exchange membrane fuel cell stack based on data-driven and improved light spectrum algorithm
Xi Chen · Wentao Feng · Yukang Hu · Shuhuai You 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.326
摘要 作为一种绿色能量转换装置,质子交换膜燃料电池(PEMFC)堆的功率性能由实际运行参数决定。根据目标需求对PEMFC的功率密度及其相应操作参数进行优化至关重要。本文提出了一种结合随机森林算法(RF)与改进的光谱优化算法(ILSO)的PEMFC堆功率密度全局优化策略。基于PEMFC数学模型的仿真结果构建数据集,并用于训练一种数据驱动的代理模型。代理模型的输入变量包括工作温度、阳极压力、阴极/阳极相对湿度和电流密度,输出为功率密度。预测性能结果显示,训练集中平均绝对误差(MAE)、均方误差(MS...
解读: 该PEMFC功率密度优化技术对阳光电源氢能储能系统具有重要借鉴价值。文中数据驱动建模与智能优化算法结合的思路,可应用于ST系列PCS多参数协同优化,提升能量转换效率。随机森林代理模型将优化时间缩短44.8%,与iSolarCloud平台预测性维护理念高度契合。温度、压力、湿度等多维参数寻优方法,可迁...
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...
高频无线电力传输技术特刊主编寄语
Guest Editorial Special Issue on High-Frequency Wireless Power Transfer Technology
Fei Lu · Grant Covic · Shu Yuen Ron Hui · Fernando Briz · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
无线电力传输WPT技术在交通电气化、电网、消费电子、医疗和太空等众多新兴应用中日益关键。其非接触特性在脏污或超洁净、高温、水下、地下和外太空等恶劣环境条件下具有优势。当前WPT系统性能与开关频率、耦合度、初次级磁元件伏安需求和组件质量密切相关,这些是功率容量、功率密度和效率的关键决定因素。为提升WPT技术运行安全性和可靠性,抑制和消除高频磁场引起的电磁干扰EMI和电动势EMF问题至关重要。该特刊从74篇投稿中录用31篇,涵盖高频谐振变换器技术、高频电磁场约束与发射抑制、抗失调与传输距离增强、高频...
解读: 该高频WPT特刊对阳光电源无线充电技术发展有全面指导价值。特刊涵盖的多MHz IPT系统、SiC全桥逆变器和三相高频IPT系统与阳光新能源汽车OBC无线充电模块的技术路线一致。高频电磁场约束和EMI/EMF抑制技术为阳光无线充电产品满足安全标准提供了解决方案。抗失调和传输距离增强技术(圆柱螺线管耦合...
特刊主编寄语:电力电子在未来可再生能源和Power-to-X系统中的作用
Guest Editorial: Special Issue on Power Electronics Role in Future Renewables and Power-to-X Systems
Ahmed Abdelhakim · Dmitri Vinnikov · Jon Are Suul · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
2015巴黎协定和2023年IPCC气候变化报告将主要能源消费部门的脱碳列为首要任务,对当今能源系统提出了长期可持续能源生产和存储的重大挑战。氢能和Power-to-X(P2X)方案是最具前景的应对策略之一,可大量利用可再生能源并开辟绿色能源存储和运输的新途径。P2X是将电力转换为碳中和合成燃料(如氢气、合成天然气或化学品)的转换技术集合术语。电力电子在提升此类系统性能和降低最终产品成本方面发挥关键作用,需整合不同系统如各类可再生能源供电电解槽集群制氢并可能连接电网提供电网支持。
解读: 该P2X特刊主题与阳光电源氢能战略高度契合。阳光电源在电解槽变流器、氢能源管理系统和可再生能源制氢一体化解决方案方面具有技术积累。特刊涵盖的电力电子变换器及调制、直流和交流微电网控制、变换器分析建模、测量与保护四大主题与阳光ST系列储能变流器、SG系列光伏逆变器和微电网解决方案的技术路线一致。文中提...
客座编辑特刊:面向零排放电动交通的电机驱动先进技术
Guest Editorial Special Issue on Advanced Technologies of Motor Drives for Zero-Emission E-Mobility
Yunwei Ryan Li · Wei Hua · Luca Zarri · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
为实现《巴黎协定》将全球温升控制在2°C以内的目标,电动交通(e-mobility)迅速发展。然而,其电机驱动系统所耗电能仍部分来自化石能源,因此提升驱动系统能效成为实现净零排放的关键。本期特刊聚焦电机驱动在新材料、谐波抑制、电磁干扰抑制、智能控制、故障容错、能量管理及系统设计等方面的前沿进展,收录43篇高质量论文,涵盖提高能效的多种技术路径,推动电动交通可持续发展。
解读: 该特刊聚焦的电机驱动先进技术对阳光电源新能源汽车产品线具有直接应用价值。其中SiC/GaN器件应用、三电平拓扑技术可直接优化车载OBC充电机和电机驱动系统的功率密度与效率;PWM控制、SVPWM及模型预测控制MPC等智能控制算法可提升电机驱动精度和动态响应;谐波抑制与EMI抑制技术可改善充电桩的电能...
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