Mingming Zhang · Mian Li · Jun Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月

本文针对电池储能系统（BESS）中的并网功率转换系统（PCS）提出了一种解析模型预测电流控制器。该控制器旨在提供快速且鲁棒的动态响应，同时保持适中的计算成本，使其适用于实时工业微控制器。推导了并网PCS的精确离散时间模型以实现闭式解，并将包含BESS直流母线电压变化的三维电流参考跟踪问题表述为多参数二次规划问题。对于该优化问题，有约束最优控制律被证明是无约束解在相应有效电压约束上的精确正交投影。随后，开发了一种高效的几何方法来在一般情况下获得解析最优控制，从而使具有长预测时域的模型预测控制（MP...

解读: 从阳光电源储能系统业务角度来看，该论文提出的解析式模型预测电流控制技术具有显著的工程应用价值。该技术针对电池储能系统并网变流器的核心控制问题，通过闭式解法将三维电流跟踪问题转化为多参数二次规划，实现了快速动态响应与适度计算负荷的平衡，这与我司在大规模储能PCS产品中追求的高性能、低成本目标高度契合。...

Tingting Pei · Lei Jiang · Wei Chen · Haiyan Zhang 等6人 · IEEE Journal of Photovoltaics · 2025年8月

当今，光伏发电系统面临的最大挑战之一是使其保持在理想的发电效率下运行。为实现这一目标，对光伏阵列输出功率进行异常检测对于确保系统的可靠性和安全性至关重要。本文提出了一种基于时间柯尔莫哥洛夫 - 阿诺尔德网络（TKANs）的光伏阵列输出功率异常检测方法。首先，通过选取光伏阵列输出功率、环境温度、组件温度和辐照度的时间序列作为输入特征，构建光伏阵列参数数据集。其次，通过获取环境信息和运行参数的边界值，并将其缩放到 0 - 1 的范围，对光伏阵列参数数据集进行特征归一化处理。然后，使用 TKAN 神经...

解读: 该TKAN异常检测技术对阳光电源iSolarCloud智能运维平台具有直接应用价值。可集成至SG系列光伏逆变器的智能诊断模块，通过时序特征分析实时监测组串级输出功率异常，提前识别遮挡、热斑、组件失效等故障模式。相比传统阈值法，该方法的动态权重机制能适应不同天气条件下的功率波动特性，显著降低误报率。可...

Peiyong Niac · Yunlong Zhang · Xiangli Wangb · Xuewen Zhang 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.345

摘要 受仿生学启发，依据仿生学原理设计了六种具有叶形翅片的平板集热器，其翅片呈对称、交错和交替排列，并设计了三种分别带有2、4和6个翅片的平板冷却器，以增强热电发电机（TEG）中的废热回收效率。通过流动仿真确定了最优集热器结构，即采用长短交替椭圆翅片，实现了0.977的温度均匀性；同时确定了最优冷却器为具有4个翅片的结构，其速度均匀性达到0.852。最终的TEG装置将优化后的集热器夹置于两个优化后的冷却器之间，并在两侧各布置两列共二十个热电模块（TEMs），每列包含五个模块，呈对称分布。模拟研究...

解读: 该仿生热电发电技术对阳光电源电动汽车驱动系统及储能热管理具有重要参考价值。研究中优化的翅片式散热结构和流体布局可应用于功率器件热管理,特别是SiC/GaN模块的散热优化。逆流换热设计可提升ST系列PCS和电机驱动器的热传导效率,降低温升。仿生结构的温度均匀性(0.977)对提高功率模块可靠性有启发意...

Shun Li · Hongliang Lu · Jing Qiao · Ruxue Yao 等6人 · Solid-State Electronics · 2025年1月 · Vol.227

摘要 漂移区长度的调整增强了横向扩散金属氧化物半导体场效应晶体管（LDMOSFET）在击穿电压和导通电阻等特性设计上的灵活性。然而，其对器件总电离剂量（TID）效应的影响不可忽视。本文研究了两种不同漂移区长度的N沟道LDMOSFET（NLDMOSFET）在经历TID辐照后，阈值电压（Vth）、跨导（gm）、漏极电流（Id）和导通电阻（Ron）的变化情况。研究发现，两种器件在辐照后的Vth和gm偏移几乎相同，而Id和Ron的偏移则表现出明显差异。通过技术计算机辅助设计（TCAD）方法，讨论了栅氧化...

解读: 该LDMOSFET漂移区抗辐照研究对阳光电源车载OBC和电机驱动产品具有重要参考价值。研究揭示长漂移区虽提升耐压和导通特性,但加剧总剂量辐照效应导致阈值电压漂移和导通电阻退化。这为SG系列逆变器和EV驱动系统中的功率MOSFET选型提供设计依据:在高海拔光伏电站、航天储能等辐射环境应用中,需在击穿电...

Sherzod Khaydarov · Haihua Wang · Wei Zhang · Peng Zhou 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年9月

本研究探讨了基于绝缘体上硅（SOI）衬底的伪反相器（Ψ - 反相器）和伪 MOS（Ψ - MOS）在 NO₂ 和 NH₃ 气体检测中的应用。实验结果表明，具有高内部增益特性的 Ψ - 反相器，在针对两种目标气体的不同沟道厚度条件下，与 Ψ - MOS 器件相比，始终表现出更优异的灵敏度。在 1 ppm 浓度下，Ψ - 反相器对 NO₂ 和 NH₃ 的灵敏度分别达到了 1248% 和 83.9%，分别是 Ψ - MOS 灵敏度的 102.5 倍和 19.7 倍。此外，Ψ - 反相器结构具有直接输出...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于SOI基板的伪逆变器气体检测技术具有重要的潜在应用价值。在光伏电站、储能系统及氢能设施的运维管理中，环境气体监测是保障设备安全和人员健康的关键环节。 该技术对NO₂和NH₃的高灵敏度检测能力（1 ppm浓度下分别达到1248%和83.9%的灵敏度）可为我司多个业务...

Chong Qian · Xu Gao · Zhong-Da Zhang · Zi-Yi Yin 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年9月

受人类大脑启发，人工神经元的开发对于实现脉冲神经网络至关重要，该网络通过离散的脉冲传输利用时空处理能力。在这项工作中，我们展示了一种具有类似反相施密特触发器功能的有机滞后反相器，其中 p 型和 n 型有机薄膜晶体管（OTFT）均采用与十六烷基三甲基氯化铵复合的脱氧核糖核酸（DNA - CTMA）这种生物材料作为栅极电介质。DNA - CTMA 介电层的极化特性赋予了反相器稳定的记忆窗口，该窗口被充分利用以构建一个电子漏电积分发放（LIF）神经元，该神经元能够对输入电流脉冲进行积分并产生输出电压脉...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于生物材料介电层的有机滞后逆变器研究虽然聚焦于神经形态计算，但其底层技术原理对我司在智能逆变器和储能系统控制领域具有前瞻性启示意义。 该研究展示的施密特触发器式滞后特性与我司光伏逆变器中的电压稳定控制、储能系统的充放电管理存在技术关联。其利用DNA-CTMA介电层实...

Zihan Sun · Jian Chen · Yang Chen · Wen Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年7月

与可再生能源集成的电氢耦合系统（EHCSs）在提供清洁能源方面具有显著优势，但在不同时间尺度上面临供需不平衡问题。本文提出了一种用于电氢储能的两层多步优化定容框架，以满足多尺度储能需求。第一步为优化定容层，通过遗传粒子群优化算法（GPSO）确定初始储能容量和聚类数量。第二步为运行层，在年度尺度上对长时储氢进行优化，以最小化不平衡风险并确定每日净氢能。将第二步得到的每日净氢能与原始可再生能源和负荷数据一起，采用基于优化的时间序列方法，并结合验证和补充技术，生成短时典型场景。最后一步是基于这些典型日...

解读: 该双层多步优化方法对阳光电源PowerTitan储能系统和光储一体化解决方案具有重要应用价值。研究提出的多尺度储能需求分析框架，可直接应用于ST系列储能变流器与电解制氢系统的容量配置优化，通过上层经济性优化与下层时序运行验证的迭代机制，能够精准匹配不同时间尺度的功率波动需求。该方法可集成到iSola...

Jingxuan Zhang · Xinyue Chang · Yixun Xue · Jia Suab 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.345

摘要 南极科考站严重依赖柴油发电机，运行成本高昂且环境可持续性差。为解决这一问题，本文研究了一种经济调度策略，通过引入电–氢–热混合储能系统，提升能源供应可靠性并降低对柴油的依赖。首先，构建了一种温度依赖型储能模型，以适应南极极端低温环境条件。基于该模型，设计了多时间尺度混合储能系统：短期采用锂电池应对小时级功率波动，中期采用钒氧化还原液流电池平抑日级波动，长期利用氢储能缓解季节性能量不平衡；同时设计了混合热储能系统，包含短期热储能用于缓冲快速变化的热负荷，以及长期热储能以维持稳定的供热输出。在...

解读: 该多时间尺度混合储能调度技术对阳光电源极端环境微网解决方案具有重要价值。文中温度自适应储能模型可指导ST系列PCS在极寒环境的热管理优化;短中长期储能协同策略(电池-液流电池-氢储能)与PowerTitan系统架构高度契合,可提升多时间尺度能量平衡能力;零敏感聚类算法对极夜场景的处理,可增强iSol...

Haiyang Jiang · Jiajun Luo · Yan Guo · Ershun Du 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.379

摘要 季节性热储能（STS）能够以热能形式长期储存可再生能源，从而有效缓解可再生能源供应与热负荷需求之间的季节性不匹配问题。本文建立了基于水体的STS温度分布模型，并考虑了储罐周围土壤隔热效应的影响。考虑到常用的荷电状态（SOC）模型在可再生能源系统调度问题中无法详细描述随时间变化的热损失过程，本文提出了一种温度场修正方法，用于校正调度结果。通过在Garver 6节点系统和HRP-38系统上开展三个案例研究，验证了所提方法相较于SOC模型在管理STS方面的更高精度。由于对热损失过程进行了更详细的...

解读: 该季节性热储能调度技术对阳光电源储能系统具有重要价值。论文提出的温度场修正方法可优化ST系列PCS的长周期储能调度策略,特别是在PowerTitan等大型储能系统中,通过精确建模热损耗动态过程,可提升可再生能源消纳率、降低弃电。该方法可集成至iSolarCloud平台,实现跨季节能量管理优化,为热电...

Raza Moshwan · Xiao-Lei Shi · Min Zhang · Yicheng Yu 等9人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.380

将热电发电机（TEGs）与光伏（PV）器件相结合，是一种有效提升光伏电池发电能力的策略，从而显著促进太阳能的广泛应用。通过同时利用太阳光中的光子能量和热能，该集成方式能够最大化能量捕获，提高整个系统的整体效率，进而推动太阳能发电的可行性与规模化发展。本文及时综述了混合光伏-热电发电机（PV-TEG）技术在基础原理、热阻、接触电阻和负载电阻对性能的影响、多种集成方案（如结合光谱分束器、相变材料及热力系统的混合PV-TEG系统）、热管理、可行性分析以及经济与环境影响、长期效率提升等方面的最新进展与面...

解读: 该PV-TEG混合发电技术对阳光电源光伏逆变器产品线具有重要启示价值。热电联合发电可提升组件侧能量利用率,与SG系列逆变器的MPPT优化技术形成协同:通过精准追踪光伏-热电双模式功率点,配合三电平拓扑降低损耗,可进一步提升系统效率。该技术的热管理方案可为PowerTitan储能系统的温控设计提供参考...

Huangqing Xiao · Qiluan Yang · Qionghai Zhu · Lidong Zhang · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年9月

可再生能源的大规模接入推动了对远距离大容量输电与电网互联的需求。为此，本文提出一种以模块化多电平换流器（MMC）为核心、部分子模块集成低压储能的电网支撑型HVDC系统（MMC-PLVES）。储能型子模块集成于集装箱阀体，非储能子模块安装于底座支撑阀塔，实现了结构分离。文中分析了系统拓扑结构，建立了数学模型，并提出了电网支撑与直流故障穿越控制策略及参数设计方法。基于PSCAD/EMTDC搭建改进的两区域Kundur系统验证了所提拓扑与控制策略的可行性。结果表明，该系统适用于不同短路比（SCR）的电...

解读: 该MMC-PLVES技术对阳光电源PowerTitan储能系统与ST系列储能变流器具有重要应用价值。文中提出的模块化分离式安装方案（储能子模块集装箱化、非储能子模块阀塔化）可直接应用于大型储能系统集成设计，有效解决当前1500V储能系统体积与散热难题。电网支撑控制策略与直流故障穿越技术可增强阳光电源...

Xiaobo Meng · Bo Zhang · Fangyuan Cao · Yongli Liao · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年5月

高压直流输电是新型电力系统中新能源输送的骨干技术，也是实现“双碳”目标的关键手段。当HVDC系统以大地为回路时，接地极注入的直流电流可能危及邻近天然气管道的阴极保护系统，威胁人身安全。目前尚缺乏考虑复杂土壤结构下HVDC接地极与管道耦合效应的深入研究。本文提出了一种计及土壤电阻率垂直分区与水平分层的复杂土壤结构中直流电流分布计算方法，并基于矩量法建立了复杂地质条件下长距离管道受地电流影响的仿真模型。仿真结果与实测数据高度吻合，验证了模型的有效性。利用该模型深入研究了管道防护措施对抑制直流电流影响...

解读: 该HVDC接地极与管道耦合效应研究对阳光电源大型储能系统和光伏电站接地设计具有重要参考价值。PowerTitan等MW级储能系统在直流侧故障或接地电流泄漏时，其复杂土壤结构下的电流分布特性与HVDC接地极类似，该文提出的垂直分区与水平分层土壤模型可优化储能系统接地网设计，避免对周边金属管道、电缆屏蔽...

Shuang Han · Weiye Song · Jie Yan · Ning Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年2月

延长风电功率预测（WPF）的时间尺度对于以可再生能源为主的电力系统的电网管理和市场运营至关重要。然而，风电功率预测对数值天气预报（NWP）的高度依赖带来了巨大挑战。基于短期数据的数值天气预报迭代运算会放大其固有的不确定性，导致其超过10天的预报精度降低。为解决这一问题，引入季节内振荡（ISO）来捕捉更长期、更大尺度的气象模式，进而提出了用于15天风电功率预测的ISO - NWP集成框架。首先，开发了一个遥相关（TC）的历史时空定位模型，该模型在季节内振荡的影响下关联远距离的天气变化和风电功率波动...

解读: 该研究对阳光电源的风电变流器和储能系统具有重要应用价值。通过融合季内振荡预测与数值天气预报的混合建模方法，可显著提升风电功率预测精度，这对我司ST系列储能变流器的调度策略优化和PowerTitan储能系统的容量配置具有直接指导意义。具体而言，可将该预测算法集成到iSolarCloud平台，优化储能调...

Xiaoping Gao · Guobing Song · Chenhao Zhang · Xiaoning Kang 等5人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2024年11月

低频输电系统（LFTS）已成为远距离海上风电输送的优选方案。然而，由于两端均连接电力电子装置，基于工频相量的传统保护可能性能不佳。本文分析了传统保护的适应性，发现典型控制策略会削弱故障特征。为此，提出电网侧变换器（GSC）与模块化多电平矩阵变换器（M3C）的阻抗构建方法，以增强内外部故障的特征差异。进而提出一种方向纵联保护方案：不对称故障下，负序阻抗角由电流环参考值决定；对称故障下，调节GSC电流环参考系数可提升高阻故障下的性能。通过构建不同故障类型的序网，提出基于电压幅值的选相方法。PSCAD...

解读: 该研究对阳光电源的海上风电和储能产品线具有重要参考价值。文中提出的GSC与M3C阻抗构建方法可应用于ST系列储能变流器和大型储能系统的保护设计，特别是在构建电网故障特征识别方面。研究的方向纵联保护方案对阳光电源开发新一代海上风电并网变流器提供了创新思路，尤其是在不对称故障和高阻故障场景下的保护策略优...

Xianbo Zhou · Lei Fan · Jing Ning · Hao Zhou 等9人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.383

摘要 液态金属电池（LMBs）因其长循环寿命、高安全性和低成本，在大规模储能领域具有广阔的应用前景。然而，LMBs在放电过程中存在较大的浓差极化以及一定的内部短路风险，严重阻碍了其实际应用。本研究提出采用施加外加磁场的策略来解决上述两个问题。首先，通过数值模型和逻辑推理阐明了外加磁场发挥作用的机理。进一步的实验结果表明，外加磁场显著提升了LMBs的放电性能。在500 mA cm−2的电流密度下，61.9 mT的磁场使放电电压提高了34.64%；在1000 mA cm−2的电流密度下，29.6 m...

解读: 该液态金属电池外磁场调控技术为阳光电源ST系列储能系统提供创新思路。研究揭示的磁场抑制浓差极化机制(500mA/cm²下电压提升34.64%)可启发PowerTitan大容量储能产品的热管理优化和电化学性能提升。磁场快速修复短路故障的能力对储能PCS的故障诊断与自愈合控制策略具有借鉴意义,可集成至i...

Zilin Zhang · Zhiwei Xie · Wenhua Wu · Yandong Chen 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月

基于逆变器资源（IBR）的宽频导纳测量装置是验证和修正其导纳模型的关键工具。在低压宽频导纳测量过程中，扰动注入单元（PIU）直流侧产生多频电压纹波，不仅增加保护误动风险，还限制扰动幅值，影响测量精度。本文首先建立扰动注入过程中直流侧纹波电压的数学模型，分析扰动电压对纹波的影响，确定考虑电压波动限值的扰动幅值边界。在此基础上，结合扰动幅值边界、频谱泄漏及噪声干扰，提出一种集成高精度信号提取的自适应扰动电压注入方法，根据PIU幅值边界与信噪比需求自适应调节扰动幅值，在保证测量精度的同时维持直流侧电压...

解读: 该自适应扰动导纳测量技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的并网性能优化具有重要价值。文章提出的宽频导纳测量方法可精确验证阳光电源构网型GFM和跟网型GFL控制策略的频域特性，解决多机并联时的谐振风险评估难题。所提出的直流侧纹波抑制与自适应扰动注入技术，可直接应用于PowerTitan...

Haoji Qian · Rongzong Shen · Minglei Ma · Miaomiao Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年9月

在电循环过程中，反铁电（AFE）到铁电（FE）的相变（PT）会降低氧化锆（ZrO₂）基反铁电器件的储能性能和存储可靠性，限制了它们在微电子领域的应用。在这项工作中，我们研究了20%铪（Hf）掺杂的ZrO₂（Hf₀.₂Zr₀.₈O₂）反铁电薄膜在电循环过程中极化特性随厚度的演变。厚度缩放能有效抑制反铁电到铁电的相变，经过10⁸次电循环后，10纳米、8纳米和6纳米的Hf₀.₂Zr₀.₈O₂薄膜的相变程度分别为86.2%、27.9%和8.0%。结构分析表明，从10纳米到6纳米，微晶尺寸减小了43.58...

解读: 从阳光电源储能系统和功率电子产品的技术演进角度看，这项关于反铁电氧化铪锆薄膜的研究具有重要的前瞻价值。该研究通过厚度调控有效抑制了反铁电到铁电的相变退化，为高可靠性储能器件和嵌入式存储器提供了新的材料解决方案。 对于阳光电源的储能业务，这项技术的潜在价值体现在两个层面。首先，反铁电材料具有优异的能...

Lei Zheng · Wei Jiang · Li Zhang · Le Peng 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月

随着分布式电源的快速发展，基于电力电子的设备广泛应用，需具备通信能力以实现远程协调。鉴于电力电子变换器内嵌数字信号调制的潜力，能量-信息融合输电（EIT）技术可实现电能传输与信号通信的统一。然而，由于交流系统在高频信号生成、分离与处理方面的复杂性，EIT多用于直流配电系统。为推动EIT在交流系统中的实用化，并为智能电网中EIT通信系统的参数与软件设计提供依据，亟需分析建模交流输电信道特性并评估其信息承载能力。本文建立了包含电力电子变换器、输电线路和负载的交流信道模型，通过分析各组成部分得到整体信...

解读: 该能量-信息融合交流输电技术对阳光电源储能与光伏产品线具有重要应用价值。研究提出的交流信道建模方法可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的通信功能优化，通过在功率传输的同时实现信号调制，可减少独立通信模块需求，降低系统成本。该技术为阳光电源构网型GFM控制策略提供新思路：在PowerTi...

Yingdun Yea · Weihang Dengb · Zifan Yec · Fouad Belhora 等5人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.299

摘要 漏电流会加速光伏组件的老化，影响光伏（PV）系统的长期可靠性，在盐雾环境中这种效应可能进一步加剧。现有的漏电流监测技术，如分流电阻和霍尔电流传感器，虽具备一定的实用功能，但在海上光伏应用中存在抗电磁干扰能力弱、无法实现无源监测等局限性。本文提出了一种基于法布里-珀罗（F-P）干涉原理的光纤漏电流传感器，用于对光伏组件的漏电流进行实时监测。该传感器表现出优异的线性度（0.994）和灵敏度（408.33 pm/kV）。结果表明，该传感器具有高线性度、可实现无源监测以及良好的抗电磁干扰性能。同时...

解读: 该光纤法布里-珀罗传感技术对阳光电源海上光伏及储能系统具有重要应用价值。针对SG系列逆变器和PowerTitan储能系统在盐雾环境下的漏电流监测痛点,该无源光学传感方案可有效解决传统霍尔传感器电磁干扰问题,灵敏度达408.33pm/kV且线性度0.994。可集成至iSolarCloud平台实现预测性...

Zhen Zhang · Xin Gu · Ziheng Mao · Jinglun Li 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年10月

作为电池管理系统中的一项关键技术，故障诊断方法的迭代创新与发展正受到越来越多的关注。然而，早期故障相关的异常特征并不明显，通过传统诊断技术难以识别。为此，本文提出了一种基于累积概率分布（CPD）的锂离子电池组快速准确故障诊断方法。CPD算法可将电池电压序列转换为非时间序列。基于CPD算法设计了两种故障诊断子方法，包括以长期电压数据为输入的快速预检测方法A和以短期电压数据为输入的准确诊断方法B。此后，这些提出的方法在诊断效率和准确性之间取得了平衡。实验结果表明，所提出的方法能够检测电池早期故障并估...

解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，这项基于累积概率分布的锂电池故障诊断技术具有重要的工程应用价值。当前储能系统的安全性和可靠性是制约行业发展的关键瓶颈，而该技术通过将电池电压序列转换为非时间序列的创新方法，实现了早期故障的快速准确识别，这与我们在大规模储能电站运维中的实际需求高度契合。 该方法的双重...