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双环连续控制集模型预测控制在高压大功率储能系统中的应用
Dual-Loop Continuous Control Set Model Predictive Control for a High-Voltage and High-Power Energy Storage System
Zihe Meng · Dongyang Sun · Shuai Wang · Li Sun · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月
本文针对基于直流动态电压调节器（dc - DVR）的高压大功率储能系统（ESS），提出了一种双环连续控制集模型预测控制（CCS - MPC）方法。与传统控制方法不同，该控制方法在内、外控制环采用级联双模型预测控制。建立了储能系统的数学模型。内环模型预测控制（MPC）控制器基于电感特性方程，用于控制直流动态电压调节器的电感电流；外环模型预测控制（MPC）控制器基于电容特性方程，用于控制输出电压跟踪参考值。在该方案中，内环和外环模型预测控制控制器的参数在每个控制周期都会更新，以提高对负载变化和参数不...
解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，这项基于DC动态电压调节器（dc-DVR）的双环连续控制集模型预测控制技术具有重要的应用价值。该技术针对高压大功率储能系统的控制难题，提出了内外双环级联MPC架构，内环控制电感电流、外环控制输出电压，这与我司大型储能变流器PCS产品的控制需求高度契合。 该技术的核心...
重复脉冲功率应力下SiC门极可关断晶闸管退化机理分析
Degradation Mechanism Analysis for SiC Gate Turn-Off Thyristor Under Repetitive Pulse Power Stress
Haoshu Tan · Juntao Li · Yinghao Meng · Lin Zhang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
SiC门极可关断(GTO)晶闸管被视为提高脉冲功率应用功率密度和效率的先进方案。全面研究循环脉冲应力下的长期退化和机理,器件重复承受5.0kA约40微秒正弦波脉冲应力。阈值栅极电流降低和栅极漏电流增加是主导退化模式。界面测量揭示SiC/SiO2界面阳极和栅极间定位的碳原子增强电子俘获是阈值电流不稳定性的主要原因。扫描电镜图像显示循环脉冲应力最终导致热失控以及阳极-栅极边界定位的空洞和裂纹形成。
解读: 该SiC GTO退化机理研究对阳光电源SiC器件可靠性评估有重要参考价值。阈值电流和界面缺陷退化机理分析可应用于ST储能变流器和SG光伏逆变器的SiC器件选型和可靠性设计,提高长期稳定性。该研究对PowerTitan大型储能系统的脉冲功率应力评估和寿命预测有指导意义,可优化器件工作条件并延长使用寿命...
一种用于锂离子电池退化轨迹预测的合成数据生成方法及进化型Transformer模型
A synthetic data generation method and evolutionary transformer model for degradation trajectory prediction in lithium-ion batteries
Haiyan Jin · Rui Ru · Lei Cai · Jinhao Meng 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 在锂离子电池使用的早期阶段识别其长期退化行为，对于电池管理系统（BMS）在实际应用中有效维护电池至关重要。然而，由于电池在生产和运行条件方面存在差异，该过程面临较大挑战。近年来，已有研究经验证明，数据驱动方法在处理退化预测问题上具有良好的应用前景。然而，合适数据的缺乏仍是影响预测最终性能的主要障碍。此外，预测结果还受到预测器设置的影响，包括神经网络结构及其超参数的设定。实现该过程自动化的挑战至今仍未得到解决。在本研究中，我们提出了一种新颖的退化轨迹预测框架。首先，通过条件生成对抗网络（CG...
解读: 该锂电池退化预测技术对阳光电源储能系统具有重要价值。通过CGAN合成数据和Transformer模型可显著提升ST系列PCS及PowerTitan储能系统中BMS的预测精度,解决早期退化识别难题。自动化超参数优化框架可集成至iSolarCloud平台,实现储能电站电池全生命周期健康管理和预测性维护,...
钠诱导的掺钨氧化铟薄膜及异质结太阳能电池在湿热环境中的退化
Sodium-induced degradation of tungsten doped indium oxide film and HJT solar cells in damp-heat environment
Yunren Luo · Jianhua Shi · Shuyi Chen · Haodong Chen 等14人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.296
摘要 硅异质结（HJT）太阳能电池的可靠性是延长其光伏系统寿命的关键。钠被认为是使用钠钙玻璃封装的光伏组件性能衰减的主要因素之一。本研究探讨了在湿热条件（DH，85 °C和85%相对湿度）下，未封装HJT太阳能电池因NaHCO₃引起的退化行为。Na⁺和H₂O在IWO薄膜晶界处的化学吸附可促进氧化铟向氢氧化铟的转化，导致载流子迁移率下降以及晶界势垒升高。此外，Na⁺穿过IWO薄膜扩散至HJT太阳能电池的钝化层，会恶化nc-Si:H的钝化效果，从而引起HJT太阳能电池效率的降低。研究发现，具有大晶粒...
解读: 该研究揭示HJT电池在湿热环境下钠离子诱导的IWO薄膜降解机制,对阳光电源SG系列光伏逆变器系统可靠性设计具有重要参考价值。研究发现大晶粒IWO薄膜可显著降低效率衰减(从71.4%降至36.6%),为iSolarCloud平台的组件衰减预测模型提供理论依据。建议在逆变器MPPT算法中加入组件湿热老化...
通过废活性污泥与聚对苯二甲酸乙二醇酯共热解探究废弃物资源化潜力
Investigating waste valorization potential through the co-pyrolysis of waste activated sludge and polyethylene terephthalate: Analysis on thermal degradation behavior, kinetic properties and by-products
Meng Yang Tee · Dechao Wang · Ka-Lun Wong · Terri Zhuan Ean Lee 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.325
摘要 来自食品制造行业的废活性污泥（WAS）对环境构成严重威胁，亟需可持续的管理策略。针对WAS含水量高、灰分含量高的挑战，引入聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）进行共热解，为将WAS转化为高附加值生物产品提供了一种潜在解决方案。本研究在不同混合比例（3:1、1:1、1:3）下，评估了WAS与PET在共热解过程中的协同作用，重点分析其热降解行为、动力学特性及释放挥发物的特征。结果表明，添加PET可协同促进WAS的分解，而在高WAS比例下，PET的降解则受到抑制。动力学分析进一步证实了WAS与PET之...
解读: 该废弃物共热解制备生物油技术为阳光电源储能系统提供绿色能源供应链启示。研究中PET与污泥协同热解产生富芳烃生物油且降低CO2排放,可为ST系列PCS及PowerTitan储能系统探索生物质能源耦合方案。热解动力学优化思路与储能系统热管理策略相通,特别是活化能与焓变差值控制(4-6kJ/mol)对电池...
替代燃料分布式发电系统的可行性、环境与经济性分析
Feasibility, environmental, and economic analysis of alternative fuel distributed power systems for reliable off-grid energy supply
Zaixing Wang · Yi Lin · Yu Guo · Fengli Liang 等9人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.384
可靠的离网能源供应在偏远地区和应急场景中仍然面临挑战，特别是对于通信基站而言，传统的单燃料系统常常面临燃料依赖性和供应中断的问题。在我们前期验证了现场制氢用多燃料重整技术的基础上，本研究开发了一种集成燃料重整与燃料电池技术的替代燃料灵活发电系统。首先通过实验验证该系统的可行性，随后通过仿真模拟评估多种系统结构。实验验证结果表明，甲烷、甲醇、乙醇、煤油和柴油五种燃料均能实现稳定的氢气生成和持续的电力输出。各燃料系统均可稳定输出接近500 W的功率，燃料转化率均超过95%，氢气含量高于70%，产氢速...
解读: 该多燃料制氢-燃料电池系统为阳光电源离网储能方案提供重要补充思路。针对通信基站等场景,可与ST系列PCS协同构建混合供电系统:燃料电池提供长时基载,储能系统负责功率调节与波动平抑。系统53.1%的能效及多燃料适应性,启发iSolarCloud平台开发燃料-储能协同优化算法。GFM控制技术可实现燃料电...
高dv/dt方波电压与高温下局部放电导致的功率模块封装绝缘老化与寿命研究
Aging and Lifetime of Power Module Packaging Insulation Due to Partial Discharge Under High dV/dt Square Wave Voltage and High Temperature
Yi Ding · Yalin Wang · Meng Chen · Lu Fan 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月
宽带隙半导体的应用给功率模块在高d<italic xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">V</i>/d<italic xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">t</i>方波电压和高温条件下的封装可靠性带来了挑战。灌封材...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于宽禁带半导体功率模块封装绝缘老化的研究具有重要的战略价值。随着公司在光伏逆变器和储能系统中大规模采用SiC、GaN等宽禁带器件以提升功率密度和转换效率，高dV/dt应力下的局部放电问题已成为制约产品可靠性的关键瓶颈。 该研究揭示的局部放电演化规律对阳光电源的产品设...
用于燃料生产的太阳能热化学反应器中氧泵辅助的先进热管理
Advanced thermal management for oxygen pump assisted solar thermochemical reactor for fuel production
Runsen Wang · Yuzhu Chen · Meng Lin · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.388
摘要 高性能的热化学循环在燃料生产过程中需要一个高能耗的还原步骤，这是由于其对高温和低氧分压的严格条件所致。集成的高温电化学氧泵（EOP）能够实现有效的原位除氧，以较低的能量消耗灵活调节氧环境。然而，由极端高的还原温度（通常超过1500 °C）引起的热失效问题对氧泵的稳定性构成了挑战。本研究提出了一种通过主动冷却氧泵以防止过热的热管理策略，用于实现氧泵的集成。采用数值模拟与实验方法相结合的方式评估了反应器的性能。在有无主动冷却条件下，分别评估了氧化铈（ceria）的热化学性能和EOP的电化学性能...
解读: 该太阳能热化学制氢技术对阳光电源储能系统具有重要启示。研究中的热管理策略与主动冷却方案可应用于PowerTitan储能系统的热控优化,特别是电化学氧泵的温度梯度控制思路可借鉴至ST系列PCS的功率器件散热设计。文中提出的多参数协同优化方法(材料高度、间隙距离、温差控制)对储能系统电芯热管理和BMS策...
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