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储能系统技术 调峰调频 ★ 5.0

考虑火电时滞特性的电池储能集群调频综合控制策略研究

Comprehensive Control Strategy for Battery Energy Storage Cluster Frequency Regulation Considering Time-Delay Characteristics of Thermal Power

肖家杰 · 李培强 · 毛志宇 · 涂春鸣 · 电工技术学报 · 2025年1月 · Vol.40

提出一种电池储能集群参与电网调频的综合控制策略,有效提升频率调节精度与系统经济安全性。针对火电机组响应时滞导致的调控偏差问题,构建基于全通滤波的储能-火电联合调频模型,通过相位补偿使负荷扰动与机组出力同步;结合频谱分析优化参数设计。进一步提出功率权重动态修正与储能单元序贯投入的SOC一致性控制策略,协调SOC均衡与功率响应,减少频繁投切。采用分组控制模式降低充放电切换损耗,延长储能寿命。仿真验证了所提策略的有效性。

解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的调频应用具有重要价值。全通滤波相位补偿技术可直接集成到ST储能变流器的控制算法中,解决火电时滞导致的调频偏差问题,提升PowerTitan系统在电网一次调频中的响应精度。SOC一致性控制策略与序贯投入机制可优化储能集群管理,减少电...

储能系统技术 储能系统 ★ 5.0

离网型光伏-风能-柴油混合系统的优化设计与调度策略:结合电化学、机械、化学及热能储能系统的比较研究

Optimum design and scheduling strategy of an off-grid hybrid photovoltaic-wind-diesel system with an electrochemical, mechanical, chemical and thermal energy storage systems: A comparative scrutiny

Clint Ameri Wankouo Ngouleu · Yemeli Wenceslas Koholé · Fodoup Cyrille Vincelas Fohagui · Ghislain Tchuen · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 全球对电力生产的需求正在稳步增长,使得采用混合系统成为一项关键解决方案。这些系统被用于为不同地区提供电力,以应对太阳能和风能资源的间歇性问题。通过整合两种或多种绿色能源,混合系统需要对不同配置进行技术经济性和环境影响评估,以确保可再生能源资源的高效利用。本研究针对喀麦隆库塞里地区,对包含电池储能(BES)、燃料电池储能(FCS)、抽水蓄能(HES)和热能储能(TES)单元的光伏/风能/柴油混合系统,与仅使用柴油发电的系统进行了深入的技术经济与环境性能分析。优化过程针对十二种不同的混合系统展...

解读: 该研究对阳光电源混合储能系统具有重要参考价值。研究表明PV/柴油/热储能配置在经济性和环保性上表现最优,验证了我司ST系列PCS与光储柴一体化方案的技术路线正确性。热储能系统优于电化学储能的结论,启发我司可探索PowerTitan系统与热储能的混合配置,针对离网场景开发多能互补解决方案。研究采用的布...

电动汽车驱动 SiC器件 工商业光伏 ★ 5.0

碳化硅功率MOSFET在25°C至375°C线性模式下的电热相互作用机制:理论分析、实验验证与封装效应

Electrothermal Interaction Mechanism for SiC Power MOSFET in Linear-Mode Operation From 25°C to 375°C: Theoretical Analysis, Experimental Verification and Packaging Effect

Fengtao Yang · Laili Wang · Zizhen Cheng · Mengyu Zhu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月

功率器件的高温能力是提升变换器功率密度的有效途径之一。热失控是线性模式下硅基MOSFET高温运行中的常见问题,但在碳化硅(SiC)器件中的表现尚不明确。本文首次系统研究了SiC功率MOSFET在25°C至375°C结温范围内线性模式下的电热相互作用机制,建立了理论模型,并通过半导体物理仿真与实验验证了其有效性。同时分析了封装参数对高温转换性能的影响,提出一种热敏感度控制方法,有望实现高灵敏度结温检测,为高温及超高温SiC应用提供理论依据与设计指导。

解读: 该SiC MOSFET高温电热相互作用机制研究对阳光电源功率器件应用具有重要价值。在ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中,SiC器件的高温运行能力直接影响系统功率密度和可靠性。研究提出的25-375°C全温域理论模型和热敏感度控制方法,可指导阳光电源优化功率模块设计,避免线性模式下的热失控风险。...

光伏发电技术 调峰调频 光储一体化 ★ 5.0

面向区域电网光伏调峰的火光储系统优化调度

Optimal Dispatch Strategy of Thermal-Photovoltaic-Energy Storage System for Photovoltaic Peak Shaving in Regional Power Grid

应浩天 · 何旭 · 樊玉新 · 谢玉荣 等6人 · 太阳能学报 · 2025年1月 · Vol.46

针对高比例光伏接入下传统机组调峰困难的问题,结合光伏发电与机组运行特性,提出一种火光储系统优化调度策略。基于光伏功率概率预测构建启停调峰模型,上层以净负荷波动最小为目标优化机组启停,下层以运行经济性最优进行多能互补协调调度,并采用随机优化方法结合CPLEX求解。算例表明,该策略使弃光率和运行成本分别降低32.91%和19.95%,显著提升光伏消纳能力并降低系统运行成本。

解读: 该火光储协调调度策略对阳光电源PowerTitan储能系统和SG系列逆变器的协同控制具有重要应用价值。研究提出的双层优化模型可直接应用于ST系列储能变流器的调度算法,通过概率预测优化充放电策略,提升光储一体化系统的调峰能力。基于净负荷波动最小化的目标函数可集成到iSolarCloud云平台的智能调度...

风电变流技术 ★ 5.0

双馈风电场故障穿越控制策略对风火打捆系统暂态稳定性影响及提升控制策略

Impact of Fault Ride-Through Control Strategy of DFIG-Based Wind Farms on Transient Stability of Wind-Thermal Bundled Power Systems and Enhanced Control Strategy

张锋 · 陈武晖 · 康佳乐 · 余浩 · 电工技术学报 · 2025年1月 · Vol.40

为抑制风电波动并提高输电效率,大规模风电常以“风火打捆”形式外送。该系统因风电与火电动态耦合且远距离输送,暂态稳定性问题突出。本文基于故障期间双馈风电场的电流源模型,构建风火打捆系统单机等值功率特性方程,结合等面积定则分析无功比例系数与有功电流对加速面积的影响,揭示其对暂态稳定的作用机理,并提出改进控制策略。通过PSCAD/EMTDC仿真验证了理论分析的正确性。

解读: 该研究对阳光电源的大型储能和风电变流器产品具有重要参考价值。文中提出的故障穿越控制策略可优化ST系列储能变流器和风电变流器的暂态响应特性,提升系统稳定性。具体而言:1)无功电流比例控制可应用于PowerTitan储能系统的电网支撑功能;2)有功电流控制策略可用于优化风电变流器的故障穿越性能;3)等值...

氢能与燃料电池 储能系统 SiC器件 ★ 5.0

考虑多物理场暂态的质子交换膜电解槽等效电路建模

Equivalent Circuit Modeling of Proton Exchange Membrane Electrolyzer Considering Multi-physics Transients in EMTP-type Simulators

Yue Xia · Zhaoran Wang · Shaahin Filizadeh · Juan Su 等6人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年9月

电磁暂态程序(EMTP)广泛用于电力系统电磁暂态仿真。近年来,电解槽作为实现可再生能源制氢及提升系统灵活性的可控负荷,其在电力系统中的应用备受关注。为拓展EMTP对电解槽多物理场暂态过程的模拟能力,本文提出了一种适用于质子交换膜电解槽(PEMEL)的等效电路模型。通过电、质量传递与热力学量之间的类比,构建了包含电流、电压、物质传输、压力、热传递和温度动态的电路模型,并利用标准元件库在EMTP中实现。模型在稳态与暂态条件下均与实验数据吻合良好,并应用于电-气综合系统,验证了其有效性与实用性。

解读: 该PEMEL等效电路建模技术对阳光电源氢能储能系统开发具有重要价值。可直接应用于:1)ST储能系统与电解槽耦合的电-氢综合储能方案,通过EMTP仿真优化变流器与电解槽的暂态交互特性;2)光伏制氢系统中SG逆变器的协调控制策略设计,基于多物理场模型预测电解槽动态响应,提升MPPT算法在波动工况下的适配...

拓扑与电路 ★ 4.0

基于片上嵌入式温度传感器在高电流密度下微凸点电迁移诱导退化的表征

Characterization of Electromigration-induced degradation in Micro Bumps Via On-Chip Embedded Temperature Sensors Under High Current Density

Zhenwen Pu · Yuexing Wang · Linwei Cao · Jichao Qiao 等5人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年5月

本研究通过实验与计算相结合的方法,研究了微凸点中电迁移引起的退化问题。在倒装芯片试样中嵌入了铂薄膜温度传感器,以实现实时热监测。利用这些传感器测量封装内部温度,并通过红外热成像进行验证,从而定量表征高电流密度条件下的焦耳热效应。对经过加速电流应力测试的试样进行横截面扫描电子显微镜(SEM)分析后发现,在电热耦合环境中,电迁移会引发两种并发的失效机制:(1)空洞在金属间化合物(IMC)/焊料界面形核并扩展;(2)焊料加速消耗导致的缩颈现象。本研究开发了一个多物理场建模框架,将统一蠕变塑性(UCP)...

解读: 从阳光电源功率电子产品的可靠性角度审视,该研究针对微凸点电迁移失效的表征方法具有重要参考价值。在光伏逆变器和储能变流器等核心产品中,功率模块的封装互连结构长期承受高电流密度和温度循环应力,电迁移导致的微观失效是影响系统25年以上生命周期的关键因素。 该论文提出的片上嵌入式温度传感技术为我们提供了实...

储能系统技术 多物理场耦合 ★ 5.0

熔盐耦合蒸汽蓄热器用于燃气-蒸汽联合循环热电联产机组的新型热电解耦系统的经济技术分析

Techno-economic analysis of a novel heat-power decoupling system of molten salt coupled steam accumulator used in gas-steam combined cycle CHP unit

Yuanhui Wanga · Hanfei Zhanga · Shuaiyu Jia · Guido Francesco Frate 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.400

摘要 随着可再生能源发电系统的快速发展,热电解耦技术近年来受到越来越多的关注,因其能够解决热电联产机组电能与热能输出之间的时间和空间不匹配问题。传统方法采用蒸汽-熔盐储热技术,但该技术仅能储存蒸汽的显热,而忽略了潜热的利用。为实现蒸汽热能的充分利用,本文提出了一种将熔盐储热与蒸汽蓄热器相结合的集成系统。在该设计中,熔盐用于储存来自过热蒸汽的高品质显热,而蒸汽蓄热器则用于储存蒸汽冷凝过程中释放的剩余显热和潜热。本文对熔盐耦合蒸汽蓄热器系统的热力学性能和经济性进行了多准则分析,以评估其技术经济可行性...

解读: 该热电解耦储能技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要参考价值。熔盐-蒸汽蓄能器耦合方案实现63.7%储热比例和84.7%火用效率,可启发我们在工商业储能系统中集成多级储能介质,提升能量利用效率。其热电解耦思路可应用于光储充一体化场景,通过iSolarCloud平台实现电热...

光伏发电技术 储能系统 深度学习 ★ 5.0

基于深度学习的光伏组件红外、电致发光和红绿蓝图像自动缺陷检测

Deep learning-based automatic defect detection of photovoltaic modules in infrared, electroluminescence, and red–green–blue images

Yi-Sheng Laia · Chien-Chun Hsieh · Ting-Wei Liaoa · Chao-Yang Huang 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.332

摘要 本研究提出了一种结合图像处理技术与深度学习模型的光伏组件自动化缺陷检测系统。该系统利用三种成像方法——红外成像、红绿蓝成像和电致发光成像,识别21种类型的缺陷。红外成像通过安装在无人机上的热成像仪获取,用于检测热点和开路等热异常现象;红绿蓝成像用于识别玻璃破裂、污渍污染和植被遮挡等表面缺陷;电致发光成像则在受控暗室环境中使用电荷耦合器件相机采集,可揭示微裂纹、电池片性能退化和主栅腐蚀等内部缺陷。通过交叉比对红外图像与红绿蓝图像的结果,可有效识别缺陷成因,而电致发光成像进一步确认内部问题,并...

解读: 该深度学习缺陷检测技术对阳光电源智能运维体系具有重要价值。可集成至iSolarCloud平台,通过无人机红外成像实现光伏电站巡检自动化,结合EL成像诊断组件内部微裂纹与电池衰减,为SG系列逆变器的MPPT优化提供精准数据支持。系统99%以上检测精度和0.1秒处理速度,可显著提升PowerTitan储...

电动汽车驱动 ★ 4.0

空间运行中传导冷却超导直流电缆的初步实验验证

Preliminary experimental verification of conduction-cooled superconducting DC cables in space operation

Yong Yanga · Kun Sua · Qian Gonga · Xiaohang Libc 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.340

传导冷却超导电力电缆被认为是未来无人航天环境中实现电能传输的一种可靠方案。该方法采用低温制冷机进行导热冷却,无需定期补充额外冷却剂,从而保障空间电力系统长期高效稳定运行。然而,该装置尚未在相关使用条件下得到实际运行验证。本文建立了一套适用于真空环境的传导冷却高温超导电缆系统的实施方案,并报告了相关研究结果。该系统由两台低温制冷机和一根置于真空腔内的传导冷却高温超导(HTS)直流电缆组成,具备充电测试、温度与临界电流数据采集以及热状态监测等功能。文中系统地测量并分析了电缆在预冷阶段及通流运行过程中...

解读: 该超导直流电缆技术对阳光电源高功率密度应用场景具有启发价值。传导冷却超导方案在极端环境下的稳定运行特性,可为ST系列储能变流器、大功率充电桩的母线设计提供参考。超导电缆的低损耗、高载流特性与阳光电源SiC/GaN功率器件技术协同,有望突破MW级储能系统PowerTitan的功率密度瓶颈。虽然当前成本...

储能系统技术 调峰调频 ★ 5.0

现货市场下考虑风电不确定性的光热与风电联合系统经济调度

Economic Dispatch of Hybrid Solar Thermal and Wind Power System Considering Wind Power Uncertainty in Spot Market

李子郎 · 侯宏娟 · 王佳怡 · 滕宇航 · 太阳能学报 · 2025年1月 · Vol.46

为研究现货市场下“光热+”可再生能源的经济调度策略,构建50 MW塔式光热电站与300 MW风电场的联合系统模型。基于分布鲁棒优化理论,结合1-范数与∞-范数构建不确定集,建立以系统收益最大化为目标的两阶段优化调度模型,求解联合系统在电力现货市场中的最优出力分配,并与独立运行系统进行收益对比。结果表明,在联合参与能量市场与辅助服务市场的场景下,风电偏差惩罚降低92.70%,系统总收益提升3.19%;进一步分析了历史数据量、概率分布置信度、调频及旋转备用容量对收益的影响。

解读: 该光热-风电联合调度技术对阳光电源PowerTitan储能系统和ST系列储能变流器具有重要应用价值。研究中的分布鲁棒优化方法可直接应用于储能系统参与现货市场的调度策略优化,特别是在风光波动场景下的偏差惩罚降低92.70%,验证了储能平抑可再生能源波动的经济性。建议将两阶段优化模型集成到iSolarC...

储能系统技术 ★ 5.0

内加热填充床储热罐高温固体-空气储能温度演化的渐近解析解

Asymptotic analytical solution for the temperature evolution in internally-heated packed-bed tanks for high-temperature solid-air energy storage

A.Martín-Alcántar · Ramon Fernandez Feri · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

采用多孔介质中带有局部热源的单向流动方程,对内加热式填充床热能储存(IH-TES)装置中的流体与固体温度进行建模。在无热源项的情况下,通过文献中已有的TES装置实验数据验证了模型方程的数值结果。利用摄动方法获得了该方程组的近似解析解,并基于此解推导出适用于IH-TES系统设计与运行的有用关系式。内部热源的存在显著改变了系统相对于以往TES装置研究结果的操作尺度和定性行为特征。本文根据所获得的解析解,提出了若干改进IH-TES系统设计与运行的实用建议。例如,为实现最优性能,热源应布置在填充床长度约...

解读: 该固态储热技术研究为阳光电源储能系统热管理提供理论参考。论文揭示的热源优化布局(3/4位置)、高孔隙率设计原则可应用于PowerTitan液冷系统和ST系列PCS散热优化。解析解方法对预测性维护算法开发有启发,可集成至iSolarCloud平台实现储能柜温度场建模与故障预警。固-气耦合传热机理亦适用...

功率器件技术 SiC器件 功率模块 热仿真 ★ 4.0

芯片参数分散性对多芯片并联SiC MOSFET热安全工作区的影响

Impact of Chip Parameter Mismatch on Thermal Safe Operating Area of Parallel-Connected SiC MOSFETs

蒋馨玉 · 孙鹏 · 唐新灵 · 金锐 等5人 · 电工技术学报 · 2025年1月 · Vol.40

为评估多芯片并联SiC MOSFET在最高结温限制下的热安全工作区(TSOA),提出一种基于芯片-模块-系统级联合电热仿真与输出电流预测模型的评估方法,有效减少仿真次数并经实验验证。采用蒙特卡罗模拟分析芯片参数分散性对TSOA的影响,发现高开关频率下主导因素为阈值电压与栅源电压极差,低频下则为导通电阻与跨导均值。进一步通过TSOA灵敏度进行多目标优化分组,实现TSOA延拓。

解读: 该研究对阳光电源的高功率密度产品设计具有重要指导意义。SiC MOSFET多芯片并联是SG350HX等大功率光伏逆变器和PowerTitan储能系统的关键技术,研究成果可直接指导功率模块选型与分组优化。通过TSOA评估方法可提升产品可靠性设计水平,尤其适用于高开关频率、大电流的应用场景。对于储能双向...

储能系统技术 储能系统 调峰调频 ★ 5.0

调节性能导向的火-储联合调频混合储能双层优化配置策略

A Bi-level Optimization Configuration Strategy for Thermal-Storage Combined Frequency Regulation with Hybrid Energy Storage Oriented by Regulation Performance

严干贵沙千理李军徽詹朔李永越乔馨 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49

针对电池储能辅助火电机组调频中存在的容量配置不合理、储能寿命短及经济性差等问题,提出调节性能导向的火-储联合调频混合储能双层优化配置策略。内层以最小化电池寿命损耗和最大化调频性能为目标,优化HESS响应需求;外层以年均净收益最大为目标,优化容量配置。通过双层协同优化,兼顾调频性能与经济效益。基于实际运行数据的算例验证了该策略的有效性与优越性。

解读: 该火-储联合调频双层优化配置策略对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究提出的混合储能配置方法可直接应用于火电辅助调频场景,通过内层优化电池寿命损耗、外层优化容量配置的双层协同机制,能够显著提升阳光电源储能系统在调频市场的经济性和竞争力。该策略可集成至iS...

功率器件技术 DC-DC变换器 GaN器件 ★ 5.0

面向功率密度和效率提升的氮化镓基DC-DC变换器设计优化

Design Optimization for Enhancing the Power Density and Efficiency for GaN-Based DC–DC Converter

作者未知 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月

本文提出了一种用于提高基于氮化镓(GaN)的直流 - 直流转换器效率和功率密度的优化策略,该策略适用于具有宽输入电压范围调节需求的不同应用场景。该优化方案采用空心电感,并实施可变开关频率调制方法,以使氮化镓晶体管实现零电压开关导通,从而在频率调整方面提供更大的灵活性,并改善热管理。此外,针对基于交错式升降压氮化镓晶体管的直流 - 直流转换器,引入了一个专门的热模型,该模型考虑了自然对流散热器的存在。最后,通过对实验室原型进行测试,将理论探讨转化为实际应用。该原型实现了高效率(约 99%),在配备...

解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项基于GaN器件的DC-DC变换器优化技术具有显著的战略价值。该技术实现的99%高效率和17.5kW/L功率密度指标,直接契合我们在光伏逆变器和储能系统领域对高功率密度、高效率的核心追求。 在光伏应用场景中,该技术的宽输入电压范围(110-450V)特性尤为关键。这可有...

光伏发电技术 多物理场耦合 ★ 5.0

考虑建筑屋顶光伏/光热和生物质耦合的农村综合能源系统研究

Research on Rural Integrated Energy System Considering Coupling of Building Roof Photovoltaic/Thermal and Biomass

张时聪 · 李涵钰 · 刘志坚 · 吴迪 等6人 · 太阳能学报 · 2025年1月 · Vol.46

基于农村能源特性分析,充分挖掘屋顶光伏与光热系统的供能潜力,结合生物质能协同利用,提出一种光伏-生物质耦合的农村综合能源系统。研究表明,屋顶光伏可满足系统75.36%的电能需求,太阳能集热器提供57.14%的热负荷,其余由生物质能补充,显著提升可再生能源利用率。该分布式系统总投资为158.61万元,较传统电网供能系统(326.77万元)具有明显经济优势,兼具环保与可持续性,适用于农村能源转型。

解读: 该农村综合能源系统研究对阳光电源分布式光伏解决方案具有重要参考价值。屋顶光伏75.36%的电能供给率验证了SG系列组串式逆变器在农村分布式场景的适配性,可结合MPPT算法优化提升发电效率。光伏-生物质-光热多能互补架构为PowerTitan储能系统提供应用场景,通过ESS集成方案实现能量时移与削峰填...

可靠性与测试 SiC器件 多物理场耦合 ★ 5.0

多孔腔体内圆形LED散热器的热管理

Thermal Management of Circular Led Heat Sink in a Multi-Hole Cavity

Zouhour Araoud · Khaoula Ben Abdelmlek · Ahlem Ben Halima · Kamel Charrada 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月

在本研究中,我们使用COMSOL Multiphysics软件,通过分数析因设计,对四个参数(灯具功率、环境温度、灯具倾斜角度以及灯具腔体上的孔洞数量)对置于多孔腔体内的LED灯结温变化的影响进行了数值分析。根据所得结果,我们使用Minitab处理软件对模型进行了优化。为此,进行了帕累托分析(方差分析),并推导了一个数学模型,用于根据可控参数估算LED灯的结温。由此,可以计算并论证不同的影响因素,特别是它们对LED芯片温度影响的相对幅度。如果LED的供电功率仍然是影响温度的首要因素,那么诸如孔洞...

解读: 该LED散热器多孔腔体热管理技术对阳光电源功率器件散热设计具有重要借鉴价值。研究中的多物理场耦合仿真方法可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中SiC/IGBT模块的热设计优化,特别是三电平拓扑中多芯片封装的温度均衡控制。开孔布局优化思路可改进PowerTitan大型储能系统的柜体通风设...

光伏发电技术 ★ 5.0

玻璃光伏面板在火灾场景中多层材料结构燃烧危险性的研究

Investigation of combustion hazards of glass photovoltaic panels with multilayer material structures in fire scenarios

Baisheng Liao · Shaohui Jiang · Dimeng Lai · Lizhong Yang · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.292

摘要 目前,全球范围内玻璃面板光伏组件的应用规模正在迅速扩大,广泛应用于集中式和分布式光伏电站。本文探讨了玻璃面板光伏组件在火灾场景下的热危害特性。采用火灾量热法,本研究在保持均匀空气大气条件的前提下,系统考察了不同水平的外部热辐射对玻璃光伏组件燃烧特性的影响。多个与消防救援密切相关的关键火灾参数被深入分析,包括点火时间、临界点火温度和放热速率。在一定假设条件下,基于具有Neumann边界条件的多层聚合物结构的传热模型被用于模拟材料内部温度场,并可有效预测临界点火温度和临界点火时间。实验数据表明...

解读: 该研究揭示光伏组件多层聚合物结构的火灾燃烧特性,对阳光电源集中式及分布式光伏电站的消防安全设计具有重要参考价值。研究中的多层传热模型和临界点火温度预测方法,可应用于SG系列逆变器及储能系统ST系列PCS的热管理优化设计。实验数据显示的多峰值热释放特征和有毒气体排放规律,为iSolarCloud平台的...

可靠性与测试 SiC器件 有限元仿真 多物理场耦合 ★ 4.0

基于POD热网络模型的SiC MOSFET浪涌安全工作区评估

Surge Safe Operating Area Evaluation of SiC MOSFET Based on POD Thermal Network Model

赵耀刘征王志强王进君李国锋 · 中国电机工程学报 · 2025年15月 · Vol.45

碳化硅(SiC)金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)在实际运行中常面临浪涌工况,易导致器件失效,其浪涌安全工作区(SOA)是可靠性评估的关键指标。传统评估方法依赖多次破坏性实验,成本较高。为此,提出一种低成本评估方法:首先建立考虑温度非线性影响的降阶热网络模型,并结合体二极管电路模型构建电热耦合模型;进而生成多工况下器件温度数据集,采用Kriging代理模型建立工况与结温的映射关系,实现SOA快速预测;最后通过破坏性实验验证了该方法的有效性。

解读: 该SiC MOSFET浪涌SOA评估技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。在ST储能变流器和SG光伏逆变器中,SiC器件常面临电网故障、负载突变等浪涌工况,传统破坏性测试成本高昂。该研究提出的POD降阶热网络模型结合Kriging代理模型方法,可快速预测器件在多工况下的结温与SOA边界,显著降低可...

储能系统技术 储能系统 多物理场耦合 ★ 5.0

基于电-热-老化耦合模型的脉冲负载混合储能电源系统容量配置与低温预热策略联合优化

Joint Optimization of Capacity Configuration and Low-Temperature Preheating Strategy for Pulsed Load Hybrid Energy Storage Power System Based on Electro-Thermal-Aging Coupled Model

宋元明周星刘亚杰黄旭程金光 · 中国电机工程学报 · 2025年17月 · Vol.45

针对锂离子电池在低温下性能骤降难以满足高功率脉冲负载需求的问题,提出一种被动式锂离子电池-超级电容器混合储能系统的多目标联合优化方法。建立电-热-老化耦合模型以准确表征低温动态特性,构建以系统重量和最低工作温度为目标的联合优化模型,并采用NSGA-II算法求解。案例研究表明,在-40℃时混合储能系统质量较单一电池方案降低44.18%,平均单次脉冲成本和预热时间分别仅为后者的52.50%和35.63%,综合性能显著提升。

解读: 该电-热-老化耦合建模与多目标优化技术对阳光电源ST系列储能系统和PowerTitan大型储能方案具有重要应用价值。研究提出的锂电池-超级电容混合储能架构可直接应用于高寒地区储能项目,通过精确的电热耦合模型优化低温预热策略,可显著降低ST储能变流器在极寒工况下的启动能耗。多目标优化方法(系统重量与工...

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