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一种基于动态模型的碱性电解槽分钟级优化运行策略
A Dynamic Model-Based Minute-Level Optimal Operation Strategy for Alkaline Electrolyzers in Wind-Hydrogen Systems
Aobo Guan · Suyang Zhou · Wei Gu · Zhi Wu 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年3月
为保障风电-氢能系统外送功率稳定,需应对碱性电解槽(AWE)调度周期长与风电短期波动不匹配的挑战。本文提出一种分钟级AWE优化运行策略,综合考虑其稳态电化学特性及温度、氢氧比的三阶动态模型,构建了以每分钟调节碱液流量、冷却流量和压力等细粒度变量实现电解功率快速跟踪风电波动的优化框架。通过改进模型预测控制(MPC)方法,结合模型简化与优化-仿真迭代流程,在保证计算效率的同时确保运行可行性。算例表明,该策略使AWE负荷范围扩展13.8%,弃风率降低15.06%,并兼顾系统效率、稳定性与安全性。
解读: 该研究的分钟级AWE优化运行策略对阳光电源储能产品线具有重要参考价值。其动态模型与MPC控制方法可直接应用于ST系列储能变流器的功率调节算法优化,特别是在风电配套储能场景中。通过引入类似的多变量优化框架,可提升PowerTitan系统在大规模风电消纳中的调节性能,扩大储能系统的实际负荷范围。该技术还...
用于大功率燃料电池重型卡车动力系统的可调花瓣形阀芯喷射器的设计与性能研究
Design and performance investigation on adjustable ejector with petal spindle valve for high-power fuel cell adapted heavy-duty truck powertrain
Rongkang Liua1 · Xinning Zhua1 · Xi Wang · Ruiheng Xiang 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.390
喷嘴形状及运行工况对喷射器的引射性能具有显著影响。基于AVL Cruise-M平台,建立了氢燃料电池重型车辆仿真框架及110 kW氢燃料电池发动机模型。结合CHTC-TT行驶循环工况进行仿真,获取了燃料电池阳极端氢气质量流量与压力的数据。基于上述数据,开展了一种可调节花瓣形阀芯喷射器的设计与研究工作。研究分析了喷射器阀芯结构及供气位置对引射性能和稳定性的具体影响。结果表明,所设计的花瓣形阀芯喷射器有效增强了主流与次流之间的射流湍流程度以及物质与能量交换效果,在SP12定位条件下,其引射比相较于锥...
解读: 该可调引射器技术对阳光电源氢能业务拓展具有重要参考价值。研究中的花瓣形主轴阀设计通过增强湍流提升氢气循环效率,其动态响应能力和宽工况适应性(10-110kW)与我司充电桩及电驱系统的功率调节需求高度契合。引射器的背压稳定控制理念可借鉴至ST储能系统的热管理优化,特别是氢燃料电池与储能耦合场景。建议将...
基于关断栅极电压下冲与过冲的多芯片IGBT功率模块芯片失效程度评估方法
Die Failure Degree Evaluation Method in Multidie IGBT Power Modules Based on Turn-Off Gate Voltage Undershoot and Overshoot
Mingchao Zhou · Lei Wang · Lijun Diao · Yanbei Sha 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
大功率变换器常采用并联多芯片绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块。本文提出以关断过程中栅极-辅助发射极电压的下冲($V_{\text{ge}'\_\text{us}}$)和过冲($V_{\text{ge}'\_\text{os}}$)作为两个新型芯片失效敏感参数,用于评估因键合线脱落导致的芯片开路失效程度。分析表明,芯片失效会显著降低上述参数,且不受工况影响。通过双脉冲实验验证,随着失效芯片数量增加,所提参数单调下降,灵敏度高且对运行条件不敏感。进一步提出基于脉冲计数的评估电路与方法,仅需脉冲模式...
解读: 该IGBT芯片失效评估技术对阳光电源功率变换产品具有重要应用价值。ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器均采用大功率多芯片IGBT模块,所提出的基于栅极电压下冲/过冲的失效检测方法,可集成至现有驱动电路实现在线监测,无需高精度ADC即可通过脉冲计数识别键合线脱落故障。该技术对工况不敏感的特性尤其适合...
量化基于统计相似网络的虚拟车对车能量共享所提供的电网灵活性
Quantifying grid flexibility provision of virtual vehicle-to-vehicle energy sharing using statistically similar networks
Wei Gan · Yue Zhou · Jianzhong Wu · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.390
摘要 电动汽车(EV)保有量的迅速增长给电力系统带来了显著的容量挑战,但通过有效的充电管理,电动汽车亦可作为灵活资源,凸显了相关创新解决方案的必要性。本文提出了一种虚拟车对车(V-V2V)框架,使电动汽车能够在公共充电站或家庭等场景下,只要连接至同一配电网,即可实现彼此之间的能量共享。该框架摆脱了传统车对车(V2V)模式中对物理邻近性和点对点匹配的要求,通过协调电动汽车充电与其他负荷需求及光伏发电,增强了电网灵活性并缓解了容量压力。为量化V-V2V框架所提供的灵活性,本文实施并改进了统计相似网络...
解读: 该虚拟车-车能量共享(V-V2V)技术对阳光电源充电桩及储能业务具有重要启示。论文提出的配电网级EV柔性调度框架,可与我司ST系列PCS及PowerTitan储能系统协同,将分散充电桩聚合为虚拟储能资源池。其统计相似网络建模方法可优化iSolarCloud平台的负荷预测算法,结合蒙特卡洛用户行为分析...
基于相量与拓扑同调方法的跟网型与构网型电压源变换器一致性与差异性动态分析
Dynamic Analysis of Uniformity and Difference for Grid-following and Grid-forming Voltage Source Converters Using Phasor and Topological Homology Methods
Haiyu ZhaoHongyu ZhouWei YaoQihang ZongJinyu Wen · 现代电力系统通用与清洁能源学报 · 2025年1月 · Vol.1
跟网型(GFL-VSC)与构网型(GFM-VSC)电压源变换器在有功功率-频率及无功功率-电压支撑方面具有不同的动态特性。本文通过建立考虑电路约束的相量模型,揭示了在以电网电压相量为参考的相量空间中,电压与有功功率分别与水平轴和垂直轴呈线性对应关系。基于拓扑同调理论,GFL与GFM控制被映射为不同轨迹,其特征曲线的拓扑相似性是二者一致性的本质原因。研究表明,两类变换器在有功响应、耦合类型及相量轨迹上具有一致性,而在同步机制、功率耦合方式、动态特性及准稳态有功-电压运行域方面存在差异。四机两区系统...
解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。通过相量空间与拓扑同调方法揭示GFL与GFM控制的一致性与差异性,可指导产品在不同场景下灵活切换控制模式:弱电网环境采用GFM构网控制提供电压频率支撑,强电网环境采用GFL跟网控制优化功率传输。该方法建立的有功-电...
基于随机森林可解释人工智能揭示储能与可再生能源在脱碳进程中的协同作用
Understanding the synergy of energy storage and renewables in decarbonization via random forest-based explainable AI
Zili Chen · Zhaoyuan Wu · Lanyi Wei · Linyan Yang 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.390
摘要 可再生能源(RE)与储能系统(ESS)的协调发展对于低碳转型至关重要。除了最优规划方案外,理解规划结果背后的深层原因对于提升决策透明度与可靠性同样关键。本研究探讨了在不同脱碳阶段中可再生能源与中长期储能(MTES)之间协同关系的演变过程,提出了一种可解释的分析框架,用于归因并分析影响规划结果的关键因素。通过采用随机森林(Random Forest, RF)方法,该框架识别出在不同边界条件下(如碳排放限额、资源禀赋和经济约束)驱动可再生能源—储能协同效应的核心因素,从而深入揭示时间与空间因素...
解读: 该研究对阳光电源储能规划具有重要指导意义。研究揭示长时储能(LDES>100h)在新能源富集区域的季节性平衡价值,与PowerTitan液流储能系统的应用场景高度契合;短时储能在火电主导区域应对日内波动的需求,可通过ST系列PCS的快速响应能力实现。随机森林可解释性框架可集成至iSolarCloud...
基于加速应力测试预测实际运行中TOPCon光伏组件的潜在诱导衰减
Prediction of potential induced degradation for TOPCon PV modules working in field based on accelerated stress testing
Zhiwei Li · Kai Yu · Le Wang · Jian Huang 等10人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.290
摘要 潜在诱导衰减(PID)是光伏(PV)组件在高系统电压、高湿度和高温环境下运行时面临的一个严重问题,可能导致显著的性能损失。本研究建立了一种基于双面玻璃结构的隧穿氧化层钝化接触(TOPCon)电池组件来预测实际应用中PID衰减行为的方法。采用阿伦尼乌斯方程(Arrhenius equations),结合光照强度为800 W/m²的稳态试验箱中获得的PID数据,对光伏组件功率衰减速率进行拟合。此外,评估了不同温度条件下的加速因子(AF),即加速测试中的功率衰减速率与实地衰减速率之比。该方法被应...
解读: 该TOPCon组件PID预测方法对阳光电源SG系列光伏逆变器及iSolarCloud平台具有重要价值。研究揭示不同气候区PID衰减规律(华南30年衰减1.57%,中东1.13%),可指导1500V高压系统设计优化。建议将Arrhenius加速因子模型集成至iSolarCloud预测性维护算法,针对高...
面向280 Ah棱柱形储能电池热管理的液冷板多目标拓扑优化设计
Multi-objective topology optimization design of liquid-based cooling plate for 280 Ah prismatic energy storage battery thermal management
Xiang-Wei Lin · Ming-Yu Shi · Zhifu Zhou · Bin Chen 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.325
摘要:基于锂离子电池构建储能系统已成为缓解可再生能源间歇性问题、提高其利用效率的有前景途径。在此背景下,热管理技术需在不消耗大量功率的前提下维持电池的温度水平与热均匀性。然而,传统冷板通常采用试错法设计,存在热性能与流动阻力之间的权衡难题。本研究针对电池模组提出了一种融合电化学、流体动力学和传热场的多物理场耦合模型,同时引入多目标拓扑优化方法,在给定约束条件下自由演化嵌入冷板内的流体域分布。多目标函数采用归一化加权求和方法构建。在此基础上,通过响应面法建立设计参数(即雷诺数和权重系数)与冷板性能...
解读: 该多目标拓扑优化冷却技术对阳光电源ST系列储能系统及PowerTitan产品具有重要应用价值。研究针对280Ah大容量棱柱电池的液冷板优化,通过多物理场耦合模型和遗传算法实现热管理性能与压降的最优平衡,相比传统直通式冷板换热能力提升15.6-42.2%。该方法可直接应用于阳光电源液冷储能系统的冷板设...
基于6英寸Si衬底的高RF性能AlGaN/GaN HEMT用于低压应用
High RF Performance AlGaN/GaN HEMTs on 6-in Si Substrate for Low Voltage Applications
Yuxi Zhou · Jiejie Zhu · Bowen Zhang · Qiyu Wang 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年2月
本文展示了用于低压应用的、基于6英寸硅衬底且具有出色射频性能的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)。采用金属有机化学气相沉积法再生长n⁺ - InGaN欧姆接触,整片晶圆上的欧姆接触电阻平均值达到<0.08 Ω·mm。该器件栅长为220 nm,源漏间距为2.2 μm,饱和电流高达1689 mA/mm,峰值跨导为436 mS/mm。将晶圆减薄至100 μm后,对栅宽(Wg)为2×100 μm的HEMT在3.6 GHz下进行负载牵引测量,结果表明,在5 - 15 V的低漏极电压(Vd)下...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,该论文展示的基于6英寸硅基底的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)技术具有重要的战略参考价值,但其应用方向与我司核心产品存在显著差异。 该技术的核心优势在于低电压(5-15V)下的射频性能优化,在3.6GHz频段实现了业界领先的功率密度(最高4.35W/mm)...
基于逆变器小交流信号注入的电池阻抗在线辨识
Online Battery Impedance Identification Based on Small AC Signal Injection of Inverter
Hongyan Qu · Ding Luo · Dong Jiang · Min Zhou 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
电池阻抗在线识别是一种用于电池状态评估和健康诊断的无损测量技术。然而,传统方法成本高、耗时长,且只能在离线的小电池上进行。受此推动,我们专注于开发一种透明且新颖的测量方法,该方法首次利用与电池相连的现有逆变器产生的可控正弦扫频扰动。在本文中,通过逆变器控制,由于功率流动,具有可控幅度和目标频率的小交流激励信号可以传输到电池。这种方法无需将电池从操作系统中断开或添加额外的激励电路,为电池阻抗在线识别提供了一种低成本、高可用性且实时的手段。一旦将其开发为广泛使用的电池 - 逆变器系统中的嵌入式功能,...
解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看,这项基于逆变器小信号注入的在线电池阻抗识别技术具有重要的战略价值。该技术通过现有储能逆变器产生可控正弦扫频扰动来实现电池电化学阻抗谱(EIS)测试,无需额外硬件投入或系统离线,这与我们追求低成本、高可靠性的储能解决方案理念高度契合。 技术价值方面,该方法可直接嵌入阳...
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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