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基于改进长短期记忆网络与数据驱动预测控制的电动汽车能量管理
Energy management of electric vehicles based on improved long short term memory network and data-enabled predictive control
Bin Chen · Guo He · Lin Hu · Heng Li 等7人 · Applied Energy · 2025年4月 · Vol.384
摘要 作为混合储能系统(HESS)电动汽车中一种流行的能量管理策略(EMS),模型预测控制(MPC)易受现有参数建模方法在模型精度和参数敏感性方面的影响。本文提出了一种基于分层数据驱动预测控制的新型EMS。上层采用优化的长短期记忆(LSTM)网络进行轨迹预测,从而为下层获取具有成本效益的负载功率需求。在下层,针对HESS提出了一种数据驱动预测控制(DeePC)方法,以实现电池与超级电容器之间的最优功率分配,并最小化电池容量衰减。与传统的MPC不同,DeePC基于仅从HESS的输入-输出数据构建的...
解读: 该分层数据驱动预测控制技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。论文提出的DeePC方法无需精确参数建模,仅依赖输入输出数据即可实现电池-超级电容混合储能的最优功率分配,相比传统MPC降低运行成本22.68%。该技术可直接应用于ST系列PCS的能量管理策略优化,通过LSTM网络预测负荷需求,结合Dee...
对4H-SiC MOSFET双极性退化机制的新见解
A Novel Insight Into the Mechanism of Bipolar Degradation in 4H-SiC MOSFET
Yangtao Long · Yuan Chen · Pengkai Wang · Bo Hou 等5人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年3月
在变流器应用中,碳化硅(SiC)金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管(MOSFET)的体二极管常被用作续流二极管以降低成本和节省空间,这可能会导致器件出现双极退化现象。本文分析并比较了 1200 V SiC MOSFET 在直流和脉冲电流应力条件下的双极退化机制。研究表明,直流应力下的退化速度比脉冲应力下更快,这是因为在脉冲电流关断状态期间,器件中的位错会收缩,从而使整体退化速度变慢。在较低的直流电流密度下,双极退化过程在退化前会经历一个激活阶段,且随着电流密度的降低,激活时间和退化时间会变...
解读: 作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商,阳光电源产品中大量应用SiC MOSFET器件以提升功率密度和转换效率。该论文揭示的双极退化机制对我司产品可靠性具有重要指导意义。 在光伏逆变器和储能变流器应用中,为降低成本和优化空间布局,我们通常将SiC MOSFET的体二极管用作续流二极管。这种设计虽...
通过降低导通电阻改善FDSOI nMOSFET的开关电流比特性
Ion/ Ioff Characteristic Improvement Induced by Ron Reduction for FDSOI nMOSFETs
Jiu-He Wang · Jingya Cao · Yu-Long Jiang · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年7月
本研究展示了一种综合方法,用于有效降低基于22纳米全耗尽绝缘体上硅(FDSOI)技术的nMOSFET的导通电阻($R_{\text {on}}$)。通过减小第二侧墙厚度($t_{\text {Sp2}}$)、扩大镍硅化物接触窗口以及增加硅化物接触体积,导通电阻($R_{\text {on}}$)降低了6.4%。此外,将接触通孔的过刻蚀深度($d_{\text {OE}}$)最小化,增加了钨塞与镍硅化物之间的接触面积,从而使导通电阻($R_{\text {on}}$)降低了7.7%。为防止窄沟道器...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,该论文提出的22nm FDSOI nMOSFET工艺优化技术具有重要的战略价值。通过降低导通电阻(Ron)实现的5%离子/离子比(Ion/Ioff)改善,直接关系到我司光伏逆变器和储能变流器中功率半导体器件的性能提升。 **业务价值分析:** 该技术通过优化间隔层厚度、硅...
基于物理信息的LSTM电力变压器时间序列预测模型
Physics-Informed LSTM-Based Time-Series Forecasting Model for Power Transformers
Leixiao Lei · Yigang He · Zhikai Xing · Zihao Li 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2025年4月
数据的复杂性和有限的模型泛化能力极大地阻碍了预测精度。本文提出了一种具有自适应权重分配的物理信息融合长短期记忆模型(PILSTM - AWA)。首先,PILSTM - AWA采用分段特征提取方法,以增强局部信息捕获能力,提高对非线性数据的特征提取能力。然后,将油中溶解气体的物理分布和动态变化规律嵌入到长短期记忆(LSTM)框架中。设计了PILSTM模型来约束数据波动并预测油中溶解气体。最后,引入自适应动态加权策略来平衡物理信息和数据信息,提高预测精度。本研究利用了一台1000 kV变压器的在线监...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项基于物理信息的LSTM时序预测技术虽然聚焦于电力变压器油中溶解气体预测,但其核心方法论对我司储能系统和光伏逆变器的预测性维护具有重要借鉴价值。 该技术的核心创新在于将物理约束嵌入深度学习框架,通过自适应权重平衡物理规律与数据驱动信息,这与我司大型储能电站中电池热管理、...
一种基于演化多分位数长短期记忆神经网络的超短期光伏功率概率预测混合模型
A novel hybrid model based on evolving multi-quantile long and short-term memory neural network for ultra-short-term probabilistic forecasting of photovoltaic power
Jianhua Zhu · Yaoyao He · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 概率预测在消除光伏发电不确定性方面具有极其重要的作用。由于具备强大的泛化能力,分位数回归长短期记忆神经网络(QRLSTM)被广泛认为是光伏发电概率预测中颇具前景的方法。然而,这类模型对每个分位数单独进行训练,忽略了不同分位数之间的相关性与单调性约束,且多次训练导致计算复杂度过高。此外,由分位数回归产生的不可微分的分位损失函数对优化算法提出了较高要求。为解决上述问题,本文提出一种基于演化分布混沌粒子群优化算法(EDCPSO)优化的多分位数LSTM(MQLSTM)模型,以实现高质量的光伏发电概...
解读: 该超短期光伏功率概率预测技术对阳光电源SG系列逆变器及iSolarCloud平台具有重要应用价值。MQLSTM多分位点神经网络可集成至智能运维系统,实现光伏出力的概率区间预测,优化MPPT控制策略。结合ST系列储能变流器,可基于预测置信区间动态调整充放电计划,提升能量管理精度。EDCPSO优化算法的...
面向输入饱和的非周期采样数据系统的数据驱动稳定化
Data-Driven Stabilization of Aperiodic Sampled-Data Systems Subject to Input Saturation
Yu-Long Fan · Chuan-Ke Zhang · Xing-Chen Shangguan · Li Jin 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年10月 · Vol.73
本文提出一种无需显式系统模型的数据驱动控制方法,针对受输入饱和约束的非周期采样未知系统,结合测量数据、环路泛函法、广义扇区条件与S-过程,构建LMI形式的局部稳定性设计条件,并优化吸引域估计与最大允许采样间隔。
解读: 该研究对阳光电源ST系列PCS、PowerTitan储能系统及组串式逆变器在弱电网/通信延迟场景下的鲁棒闭环控制具有重要参考价值。其数据驱动LMI设计框架可适配iSolarCloud平台实时量测数据,提升构网型储能系统在采样抖动、通信丢包下的暂态稳定裕度;建议在PowerStack多机协同控制中引入...
基于GAN-QRCNLSTM与高分辨率数据重构的日前光伏功率概率密度预测
Day-Ahead PV Power Probability Density Forecasting With GAN-QRCNLSTM Based on High-Resolution Data Reconstruction
Yaoyao He · Xiaolin Chen · Yifan Zhang · Xiaodong Yang · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2025年12月 · Vol.22
本文提出一种融合高分辨率多维相似时刻选择、GAN增强NWP-实测联合分布建模及QRCNLSTM多分支时空特征提取的概率预测模型,显著提升复杂天气下日前光伏功率预测精度与不确定性量化能力。
解读: 该研究高度契合阳光电源iSolarCloud智能运维平台及组串式逆变器、ST系列PCS的功率预测与协同调度需求。模型可嵌入iSolarCloud实现分钟级概率化发电预测,支撑PowerTitan储能系统在调峰调频中的动态充放电决策;建议将GAN-QRCNLSTM轻量化后集成至SG系列逆变器边缘AI模...
基于RRAM的单器件实现向量乘法与多比特存储的超高面积效率方案
RRAM-Based Single Device for Vector Multiplication and Multibit Storage With Ultrahigh Area Efficiency
Yang Shen · Zhoujie Pan · Mengge Jin · Jintian Gao 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2024年12月
针对冯·诺依曼架构在速度与功耗方面的瓶颈,存内计算成为一种有前景的解决方案。该技术通常依赖由阻变存储器(RRAM)构成的存储单元阵列,利用其多阻态特性可提升数据存储密度。然而,RRAM普遍存在可靠性不足及长程循环特性难以优化的问题。本文提出一种新型三维RRAM器件,兼具2比特向量乘法与多比特存储功能。通过分析与SPICE仿真验证了其可行性,该器件无需写入验证过程,显著提升了面积效率、存储密度与运算速度。相较于传统用于向量乘法的CMOS电路,所需器件数量减少93.75%,为未来存内计算提供了新路径...
解读: 该RRAM存内计算技术对阳光电源储能系统的智能控制器具有重要应用价值。PowerTitan等大型储能系统需处理海量电池管理数据和实时功率调度计算,传统架构存在功耗与响应速度瓶颈。该技术通过单器件实现向量乘法运算,器件数量减少93.75%,可直接应用于ST系列储能变流器的BMS芯片和iSolarClo...
本地负载对电压源型换流器直流电压控制时间尺度振荡的影响
Local Load Effect on the DC Voltage Control Timescale Oscillation of Voltage Source Converters
Yanjun Liu · Jiabing Hu · Wei He · Yunpeng Zhou 等5人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年8月 · Vol.41
本文揭示了VSC新能源电站附近接入本地负载可能引发的新型小信号失稳振荡,聚焦PLL与终端电压控制、直流电压控制的耦合机制,指出负载效应会引入负阻尼转矩,导致DVC时间尺度下的未阻尼振荡,并提出针对性抑制策略,经MATLAB/Simulink和RT-LAB验证。
解读: 该研究直击阳光电源ST系列PCS、PowerTitan及大型组串式逆变器在弱电网+分布式负载场景(如工商业光储一体化项目)下的并网稳定性瓶颈。本地负载加剧PLL-TVC-DVC动态耦合,易诱发直流母线振荡,影响iSolarCloud平台实时调控精度。建议在ST/PowerTitan固件中嵌入自适应P...
一种模块化的多步预测方法用于海上风电场群
A modular multi-step forecasting method for offshore wind power clusters
Lei Fang · Bin He · Sheng Yu · Applied Energy · 2025年2月 · Vol.380
摘要 随着规模经济的推动,海上风电场群正逐渐成为一种普遍趋势。然而,由于风资源的不确定性,海上风电出力具有间歇性和波动性,给预测工作带来了显著挑战。目前针对海上风电场群功率预测的研究仍较为有限。本文针对这一研究空白,提出了一种面向海上风电场群的模块化、解耦式的多步预测方法。该方法采用模块化设计,能够适应多种预测场景,特别是有无数值天气预报(NWP)数据的情况,为未来的研究与应用提供了灵活的框架。该方法首先利用信号处理技术(包括快速傅里叶变换FFT和奇异值分解SVD)对集群内各风电场的历史功率输出...
解读: 该海上风电集群多步预测方法对阳光电源储能系统(ST系列PCS、PowerTitan)具有重要应用价值。通过时空特征提取和多模态数据融合,可显著提升风储协同控制精度,优化iSolarCloud平台的预测性维护能力。模块化架构适配有无NWP数据场景,可集成至GFM/GFL控制策略中,提升电网友好型并网性...
本地负荷对电压源换流器直流电压控制时间尺度振荡的影响
Local Load Effect on the DC Voltage Control Timescale Oscillation of Voltage Source Converters
Yanjun Liu · Jiabing Hu · Wei He · Yunpeng Zhou 等5人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年8月
摘要:电压源换流器(VSC)接入的可再生能源发电厂通常远离负荷中心,弱电网条件会带来显著的稳定性风险。目前已有大量研究对直流电压控制(DVC)时间尺度内的振荡进行分析。然而,大多数研究聚焦于发电机通过长输电线路接入电网的场景。更普遍的情况,即负荷沿这些输电线路分布的场景,尚未得到足够关注,这可能导致一些振荡机制未被发现。本文发现了一个小信号稳定性问题,即当本地负荷连接在基于VSC的发电厂附近时,可能会出现意外的振荡。为全面分析这一现象,本文以锁相环(PLL)为主要研究对象,分析了端电压控制(TV...
解读: 该研究对阳光电源的弱电网并网产品具有重要指导意义。研究发现的本地负荷影响机理可直接应用于SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的控制策略优化,特别是在偏远地区大型光储电站中。通过合理配置本地辅助负载和改进直流电压控制算法,可以提升产品在弱电网条件下的稳定性。这对完善阳光电源的GFL/GFM控制技术、...
基于先验知识的大规模超高清光伏板分割数据集增强框架
A large-scale ultra-high-resolution segmentation dataset augmentation framework for photovoltaic panels in photovoltaic power plants based on priori knowledge
Ruiqing Yang · Guojin He · Ranyu Yin · Guizhou Wang 等9人 · Applied Energy · 2025年7月 · Vol.390
摘要 当前大多数提升模型精度的研究主要集中在模型本身的优化上,往往忽视了数据集质量的关键作用,尤其是在遥感大数据背景下。许多关于光伏发电(PV)的大规模提取研究通常仅关注光伏电站边界的粗略勾画,这限制了更深入的下游分析潜力。本文提出了一种针对光伏电站内部光伏板进行细粒度提取的框架,而非仅仅捕捉电站的外部轮廓。通过聚焦于单个光伏板级别的分割,该方法为下游应用(如发电量估算和空间布局优化)提供了更为精确的评估基础。该框架融合了先验知识,以应对地表覆盖、成像条件以及背景干扰所带来的挑战。一种创新的标签...
解读: 该超高分辨率光伏板分割框架对阳光电源iSolarCloud智能运维平台具有重要应用价值。通过面板级精细识别,可显著提升SG系列逆拟器的MPPT优化策略精度,实现组串级故障诊断与发电量评估。数据集质量提升(78%→92%)为预测性维护算法提供可靠训练基础,结合先验知识的标注效率提升75%可加速电站数字...
基于未来三天逐时辐射预测的PV/T集热器多种运行策略研究
Multiple operational strategies investigations of the PV/T collectors based on 3 days ahead hourly radiation prediction
Shiqian Donga · Yanqiang Dib · Yafeng Gaoa · He Longc 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 PV/T集热器是一种先进的光伏光热一体化技术,能够实现太阳能全光谱利用。PV/T集热器的能量收益不仅依赖于精密的设备设计,还与运行调控条件密切相关。本文基于未来三天逐时水平面太阳总辐射预测模型,结合鲸鱼优化算法(WOA),对混合运行策略进行了分析。结果表明,为期三天的变倾角运行策略效果不理想。当地面反射率从0.4变化到0.95时,月累计辐射量相对提高了8%;地面反射率每增加5%,平均可带来0.45%的性能提升。反射板长边与宽边的最优比例分别为0.9和0.6,可使热能增益和电能增益分别提高8...
解读: 该PV/T光热光伏一体化运行优化研究对阳光电源SG系列光伏逆变器及iSolarCloud平台具有重要参考价值。研究基于3天辐照预测的多混合策略可使热增益和电增益分别提升17.76%和13.61%,这与阳光电源MPPT优化技术和预测性维护理念高度契合。LSTM-Attention预测模型(R²达94%...
基于可变对称约束的大时延信息物理电力系统稳定性分析
Variable Symmetry Constraints-Based Stability Analysis of Large Delayed Cyber-Physical Power System
Li Jin · Qian-Long Pan · Yong He · Chuan-Ke Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年10月 · Vol.73
本文提出一种基于可变对称约束的时延相关稳定性分析方法,通过挖掘新能源与控制回路的结构对称性,减少LMI决策变量数量,并引入可调参数适应动态稳定性条件,在保证精度前提下显著提升大规模时延电力系统(如含高比例新能源的DCPPS)的计算效率。
解读: 该研究对阳光电源ST系列PCS、PowerTitan储能系统及构网型光储电站的宽域协同控制具有重要参考价值。其可变对称约束思想可优化多机群PCS集群的分布式协同稳定判据,提升iSolarCloud平台在弱电网/长通信时延场景下的LFC与惯量响应鲁棒性。建议在PowerStack多机并联控制算法中嵌入...
地下氢气储存:技术进展、挑战与机遇综述
Underground hydrogen storage: A review of technological developments, challenges, and opportunities
Shadfar Davoodi · Mohammed Al-Shargabi · David A. Woo · Promise O.Long 等6人 · Applied Energy · 2025年3月 · Vol.381
摘要 氢能(HE)是大规模储能的一种有前景的解决方案,尤其适用于将间歇性可再生能源整合到全球能源系统中。实现这一转型的关键推动因素是地下氢气储存(UHS),该技术具备大规模储存氢气(H₂)的潜力;然而,由于存在技术、运行和工程上的复杂性,其实际部署仍面临重大挑战。针对这些挑战,本文对UHS技术进行了全面分析,重点探讨了其可行性、性能表现以及相关障碍。本文考虑了氢气独特的物理化学性质——如密度、黏度、扩散性、溶解度和吸附能力——及其对地下储存过程的影响。随后评估了将多种地质构造改造用于UHS的可行...
解读: 地下储氢技术为阳光电源储能系统提供长周期、大规模能量存储新思路。ST系列PCS可与氢储能系统协同,实现可再生能源消纳:电解制氢时作整流逆变,燃料电池发电时作并网变流。盐穴、枯竭油气藏等地质储氢方案可作PowerTitan储能站的季节性调峰补充,解决锂电储能时长受限问题。氢能与电化学储能混合配置,需G...
利用光伏、光催化和热化学耦合的混合制氢系统实现高效全光谱太阳能收集
Hybrid hydrogen production system utilizing photovoltaics, photocatalysis, and thermochemistry for effective full-spectrum solar energy harvesting
Pei Li · Rujing Yan · Jing Zhang · Mou Wu 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年7月 · Vol.336
摘要 将太阳能转化为氢气为解决太阳能发电的间歇性问题并实现长期能量存储提供了一种有前景的解决方案。然而,当前基于光伏、光催化和热化学过程的制氢方法通常未能充分考虑太阳光谱中不同波段能量品质的差异,从而限制了其能量转换效率。针对这一问题,本文提出一种创新性的高效率制氢方法,通过集成上述三种技术路径,并优化太阳光谱能量的梯级利用。该方法将太阳光按紫外、可见光和红外波段进行分谱,分别驱动光热催化、光伏电解水以及甲醇重整反应,同时结合废热回收以进一步提升系统整体能效。为评估系统性能,建立了全面的运行仿真...
解读: 该全光谱制氢技术对阳光电源光储氢一体化解决方案具有重要启示。其光伏电解水部分可与SG系列逆变器及ST系列PCS深度耦合,通过MPPT优化提升光电转化效率;系统40.20%的太阳能制氢效率和68.01%的能源效率为我司PowerTitan储能系统与制氢装置的协同设计提供参考;光谱分级利用思路可应用于i...
基于静止卫星数据的太阳能发电临近预报Transformer方法
Transformer approach to nowcasting solar energy using geostationary satellite data
Ruohan Li · Dongdong Wang · Zhihao Wang · Shunlin Liang 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
到达光伏面板的全球水平辐照度(GHI)在空间和时间上的不可预测性,给区域尺度上稳定且经济高效地将太阳能电力接入电网带来了挑战。因此,亟需一种及时且准确的大规模GHI临近预报方法,而现有大多数研究在此方面仍显不足。本研究提出了SolarFormer模型,该模型利用卫星数据并结合门控循环单元,实现近实时的GHI估算;同时引入时空Transformer模块,以15分钟为间隔提供最长3小时的预报,且在较长的预报时效内仍能保持较高的预报精度而不出现显著退化。SolarFormer仅需GOES-16与Him...
解读: 该SolarFormer卫星辐照度预测技术对阳光电源储能系统(ST系列PCS、PowerTitan)具有重要应用价值。3小时提前量、15分钟间隔的GHI精准预测可优化储能充放电策略,提升电网友好性。结合iSolarCloud平台可实现区域级光储协同调度,降低预测偏差导致的弃光率。其近实时特性可增强S...
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...
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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