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一种半去中心化的数据-模型驱动优化方案用于大规模风电场发电协同控制
A Semi-decentralized Data-Model-Driven Optimization Scheme for Coordinated Control of Large-Scale Wind Farm Power Maximization
Jingyao Hu · Qinmin Yang · Wenchao Meng · Jun Yang 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2025年12月
尾流效应会显著降低风电场的发电量，这促使人们广泛关注风电场级发电优化问题。然而，当大型风电场面临高度动态的风况时，该优化问题极具挑战性。为解决这一问题，我们提出了一种半分散式数据模型驱动的优化方案，该方案通过与风电场交互利用实时数据，且求解速度快。首先，根据不同风向的发电效率，将优化问题划分为若干静态子问题。对于每个静态子问题，基于尾流模型和谱聚类算法将大型风电场分解为多个集群。在进行在线控制时，根据集群划分结果并行采用数据驱动方法来实现发电量最大化。此外，采用多变量耦合尾流模型验证了该优化方案...
解读: 该论文提出的半分散式数据-模型驱动优化方案针对大规模风电场尾流效应问题，对阳光电源在风电变流器及新能源综合解决方案领域具有重要借鉴价值。 从技术架构层面，该方案将大规模优化问题分解为基于风向的静态子问题，再通过谱聚类算法进行集群划分，实现并行化数据驱动控制。这种"分而治之"的思路与阳光电源在大型光...
垂直超宽禁带Al0.5Ga0.5N P-N存储二极管
Vertical Ultra-Wide Bandgap Al0.5Ga0.5N P-N Memory Diodes
Hang Chen · Shuhui Zhang · Tianpeng Yang · Tingting Mi 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年7月
我们报道了基于蓝宝石衬底上超宽带隙 $Al_{{0}.{5}}$ $Ga_{{0}.{5}}$ N 异质结构的垂直 p - n 存储二极管。由于在 p - n 结界面处有意插入了重掺杂的 n - $Al_{{0}.{5}}$ $Ga_{{0}.{5}}$ N 层，在低触发电压 $\text {-}47$ V 下，AlGaN p - n 二极管中形成了具有可变电阻的导电通道。可以观察到显著的磁滞现象，其特点是具有可重复的写入/擦除编程循环。已观察到在 100 个循环中具有一致且可重复的开关性能，这...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于超宽禁带Al0.5Ga0.5N材料的垂直p-n存储二极管技术具有重要的战略参考价值，尽管其当前定位于存储器件领域，但其底层材料特性与我们在高功率电力电子器件方面的技术需求高度契合。 超宽禁带半导体材料（如AlGaN）相比传统硅基器件具有更高的击穿电压、更低的导通损...
基于硅基氮化镓的电源轨ESD钳位电路设计——具有超低漏电流和动态时序-电压检测功能
Design of GaN-on-Silicon Power-Rail ESD Clamp Circuit With Ultralow Leakage Current and Dynamic Timing-Voltage Detection Function
Chao-Yang Ke · Ming-Dou Ker · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年1月
提出了一种用于单片氮化镓（GaN）基集成电路（IC）的电源轨静电放电（ESD）钳位电路，该电路具有超低泄漏电流和动态定时 - 电压检测功能，并已在0.5微米的硅基氮化镓工艺中成功验证。其待机泄漏电流仅为0.8纳安。通过电压检测，所提出的ESD钳位电路仅能由ESD事件触发，在快速上电条件下不会被误触发。实验结果表明，所提出的设计的人体模型（HBM）ESD鲁棒性可达到6千伏以上。通过调整二极管连接的高电子迁移率晶体管（HEMT）的数量，ESD钳位电路的触发电压具有灵活性，因此它可用于不同额定电压的电...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项GaN基功率轨ESD保护技术具有重要的战略价值。当前公司在光伏逆变器和储能变流器中大量应用碳化硅等宽禁带半导体器件，而GaN器件凭借更高的开关频率和功率密度优势，正成为下一代功率电子系统的关键技术方向。 该论文提出的ESD保护方案解决了GaN集成电路应用中的两个核心痛...
基于多元多尺度样本熵的储能电站电池内部短路故障诊断
Internal Short-Circuit Fault Diagnosis for Batteries of Energy Storage Stations Based on Multivariate Multiscale Sample Entropy
Chao Li · Kaidi Zeng · Bin Li · Guanzheng Li 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月
电池储能站（BESS）中锂离子电池（LIBs）的安全性正受到越来越多的关注。为确保电池储能站的安全运行，有必要检测可能导致火灾或爆炸的电池内部短路（ISC）故障。本文提出了一种基于多元多尺度样本熵（MMSE）的电池早期内部短路故障诊断方法。该方法利用电池的电压、电流和温度来提取故障特征。采用小波去噪方法提高多元多尺度样本熵的性能。提出自适应阈值来诊断早期内部短路故障并防止误诊断。最后，通过内部短路故障实验和电池过充实验验证了所提出的早期内部短路诊断方法的有效性。利用实际电池储能站运行数据验证了该...
解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，这项基于多元多尺度样本熵（MMSE）的锂电池内短路故障诊断技术具有重要的应用价值。当前，我司储能产品线涵盖工商业储能和大型储能电站解决方案，电池安全监测是系统可靠性的核心痛点。该技术通过融合电压、电流、温度等多维数据进行早期故障预警，与我司现有BMS系统形成技术互补，...
基于移动储能与孤岛联合鲁棒优化的主动配电网供电恢复方法
A Service Restoration Methodology for Active Distribution Network Based on Joint Robust Optimization of Mobile Energy Storage and Islanding
Shuxin Tian · Haoxing Zhao · Lang Liu · Yang Fu 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年9月 · Vol.41
针对极端事件下主动配电网应急供电难题，提出融合移动储能调度与孤岛划分的鲁棒供电恢复方法；构建考虑道路通行能力的MES交通阻抗模型、布尔变量负荷停电时间模型，并耦合道路/线路抢修队伍协同优化；采用C&CG算法求解，在改进IEEE 33节点配网与17节点路网联合系统中验证有效性。
解读: 该研究高度契合阳光电源ST系列PCS及PowerTitan移动式储能系统的黑启动与应急供电场景。其MES-孤岛联合鲁棒优化框架可直接赋能PowerTitan在灾后快速构建微电网并支撑关键负荷，提升ST PCS在弱网/离网工况下的动态响应与多目标协同调度能力。建议将文中RRC/LRC协同机制嵌入iSo...
基于移动储能与孤岛联合鲁棒优化的主动配电网服务恢复方法
A Service Restoration Methodology for Active Distribution Network Based on Joint Robust Optimization of Mobile Energy Storage and Islanding
Shuxin Tian · Haoxing Zhao · Lang Liu · Yang Fu 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年9月
针对极端事件下的应急供电难题，提出一种考虑孤岛供电与移动储能调度及抢修队伍协同的主动配电网服务恢复方法。基于移动储能站点与道路节点的映射关系，构建Davidson-WebertAkcelik交通阻抗函数，刻画极端事件下道路状况对移动储能灵活性的影响；建立基于布尔变量的负荷停电时间模型，量化恢复过程中的多次负荷转供操作；提出计及道路与线路抢修队伍的孤岛与移动储能鲁棒优化模型，通过列与约束生成算法进行迭代求解。仿真验证了所提方法的有效性与可行性。
解读: 该移动储能与孤岛联合优化技术对阳光电源PowerTitan移动储能系统和ST系列储能变流器具有重要应用价值。研究提出的交通阻抗函数与多队伍协同调度模型，可直接应用于阳光电源移动储能产品的智能调度系统，优化极端事件下的应急响应路径规划。基于布尔变量的负荷停电时间模型和鲁棒优化算法，可集成到iSolar...
面向设计的并网变流器暂态稳定性分析：分析方法的比较研究
Design-Oriented Transient Stability Analysis of Grid-Connected Converters: A Comparative Study of Analysis Methods
Chao Charles Liu · Chi K. Tse · Meng Huang · Zhenxi Wu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
并网变流器的暂态稳定性分析可为实际设计提供指导。以往的研究总结了稳定性与参数之间的单调关系。鉴于基于变流器的系统具有复杂的非线性行为，这些单调关系并不全面。本文以可行参数范围的形式制定了设计准则。利用灵敏度分析和分岔图，从典型的稳定性分析方法中推导可行参数范围，这些方法包括时域仿真、基于能量的方法（手动推导和算法搜索）以及分岔分析。研究发现，由于不同分析方法所识别的灵敏度模式相似，它们可能会提供等效的设计准则。此外，我们揭示了并网变流器的分岔行为会导致灵敏度模式发生变化。因此，稳定性分析方法之间...
解读: 从并网变流器设计角度来看，这项关于暂态稳定性分析方法的比较研究对阳光电源的核心业务具有重要指导意义。随着我们在全球部署的光伏逆变器和储能系统规模不断扩大，特别是在弱电网环境下的应用场景日益增多，暂态稳定性问题已成为影响系统可靠性的关键技术瓶颈。 该研究突破了传统单调参数关系的局限性，提出基于可行参...
钙钛矿材料与太阳能电池的数字化制造
Digital manufacturing of perovskite materials and solar cells
Zixuan Wangabc1 · Zijian Chenbcd1 · Boyuan Wangbc1 · Chuang Wu 等12人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 与已发展了半个世纪的晶硅电池相比，钙钛矿太阳能电池（PSCs）的光伏转换效率在短短15年内已超过26%，成为当前备受关注的研究热点。然而，传统研究方法在应对钙钛矿材料（PVKs）成分多样、合成复杂以及需精确调控性能等方面面临诸多挑战。本综述系统阐述了钙钛矿材料在数字化制造方面的最新研究进展，重点涵盖实验室自动化、数据驱动的理性设计、高通量实验以及机器学习（ML）算法等方向。首先，论述了实验室自动化在显著提升实验效率与可重复性方面的重要作用；其次，强调了数据驱动方法在指导钙钛矿材料及器件理性...
解读: 钙钛矿电池数字化制造技术对阳光电源光伏逆变器产品线具有前瞻价值。该技术通过机器学习和高通量实验加速新型光伏材料开发,其26%转换效率已接近晶硅电池。阳光电源SG系列逆变器可提前布局钙钛矿电池适配性研究,针对其独特的IV特性优化MPPT算法;iSolarCloud平台可集成数据驱动方法,实现钙钛矿组件...
基于动态灵活性聚合的分布式光伏集群二次调频控制
Secondary Frequency Regulation From Aggregated Distributed Photovoltaics: A Dynamic Flexibility Aggregation Approach
Songyan Zhang · Peixuan Wu · Chao Lu · Huanhuan Yang 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年1月
为充分挖掘大规模小型分布式光伏（DPV）参与二次频率调节（SFR）的潜力，本文提出一种分层协调框架，引入DPV对自动发电控制（AGC）信号的动态响应特性（DRC），以表征聚合分布式光伏（ADPV）的动态灵活性。首先，考虑光伏发电不确定性及减载运行约束，确定功率备用控制（PRC）的可行调度范围；其次，构建计及PRC影响的两阶段多簇DRC聚合方法，描述ADPV的等效动态响应特性；进而建立综合成本函数（ICF），揭示SFR能力、等效DRC与调节成本间的耦合关系，实现SFR指标与PRC方案的解耦调度，并...
解读: 该动态灵活性聚合技术对阳光电源SG系列分布式光伏逆变器及iSolarCloud平台具有重要应用价值。研究提出的两阶段多簇DRC聚合方法可直接应用于SG系列逆变器的AGC响应优化，通过功率备用控制（PRC）实现减载运行，使分布式光伏具备二次调频能力。事件触发的占空比重分配机制可集成至iSolarClo...
多逆变器微电网暂态稳定性提升
Transient Stability Enhancement of Multi-Inverter Microgrids
Jingxi Yang · Chi K. Tse · Meng Huang · Dong Liu 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年3月
大规模分布式可再生能源通过构网型和跟网型逆变器接入电力系统，可聚合成孤岛微电网以优化能源利用。然而，短时短路故障可能导致微电网失步。研究表明，当跟网型逆变器注入足够无功功率或构网型逆变器采用较高低通滤波截止频率时，临界故障清除时间得以延长。该现象与一种隐匿周期轨道及稳定平衡点吸引域的相对范围相关。该隐匿轨道使锁相环在故障期间保持正常运行，从而保障故障后系统的同步稳定性；而构网型逆变器截止频率的提升引发同宿分岔，扩大了吸引域，促进故障清除后的再同步。仿真与实验验证了上述机理。
解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的暂态稳定性提升具有重要指导意义。研究揭示的GFL逆变器无功支撑机制可直接应用于SG系列光伏逆变器的故障穿越策略优化，通过动态无功注入延长临界故障清除时间。GFM控制中低通滤波器截止频率优化策略可改进阳光电源VSG虚拟同步机算法，通...
新型电力系统中混合储能系统的轻量级数据驱动规划方法
Lightweight Data-Driven Planning Method of Hybrid Energy Storage Systems in the New Power System
Yanda Huo · Jiahui Yang · Jiahui Qu · Chao Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月
随着储能系统（ESS）的发展，在新型电力系统中集成混合储能系统（HESS）有助于缓解可再生能源（RES）高渗透率带来的不确定性和灵活性不足问题。然而，混合储能系统的多时间尺度耦合特性给传统规划方法的建模过程带来了挑战。为提高规划模型的适用性，本文提出一种运行与规划阶段解耦的轻量级数据驱动规划方法。首先，基于生产模拟对混合储能系统在新型电力系统中的需求函数进行量化。其次，建立图形化模型来描述混合储能系统的多时间尺度特性。然后，考虑投资成本，提出一种轻量级数据驱动规划模型，对包括能量型储能系统和功率...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的轻量化数据驱动混合储能系统规划方法具有重要的战略价值。该方法通过解耦运行与规划阶段，有效解决了多时间尺度耦合特性带来的建模难题，这与我们在储能系统集成方面的技术痛点高度契合。 论文核心价值在于将能量型储能与功率型储能进行协同优化配置。对于阳光电源而言，这意味...
基于无微分快速终端滑模控制与降阶误差扩展状态观测器的飞轮储能系统增强控制策略
Enhanced Control Strategy for FESSs: A Derivative-Free Fast Terminal Sliding Mode Approach with Reduced-Order Error based ESO
Xiaojun Zhang · Min Kang · Chao Gong · Jiaqiang Yang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
飞轮储能系统（FESSs）主要用于实现平滑高效的直流电压调节，但其性能易受转速突变和直流侧负载扰动影响。为此，本文提出一种基于降阶误差扩展状态观测器（REESO）增强的无微分快速终端滑模控制（DFTSMC）策略。REESO用于估计电压环总扰动，并结合低通滤波与新型趋近律抑制抖振。REESO还提供电压误差微分信号，避免传统TSMC微分噪声问题。该方法为误差驱动型，具备快速动态响应、强鲁棒性与低抖振特性。3.75 kW实验平台验证了所提方法的有效性。
解读: 该DFTSMC-REESO控制策略对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。飞轮储能的快速功率响应特性可与阳光电源电化学储能形成互补，应用于电网调频和微电网稳定场景。所提出的降阶扰动观测器和无微分滑模控制技术可直接移植到ST储能变流器的直流母线电压控制中，提升负...
量化光伏双层幕墙的参数交互：基于二阶Morris方法的敏感性分析
Quantifying the parameter interaction of photovoltaic double skin façade: A sensitivity analysis based on second-order Morris method
Xingjiang Liu · Haotian Yang · Chao Shen · Lin LU 等5人 · Applied Energy · 2025年5月 · Vol.386
针对光伏双层幕墙（PV-DSF）的大量参数化分析已为其实际设计提供了有价值的参考，然而已有研究报道的最优参数值存在不一致现象，通常归因于气候条件的差异。其他研究也识别出参数之间的耦合效应，这种耦合可能对优化结果引入潜在误差。为解决参数影响中的此类差异，本文采用Morris方法对三类共十个参数分别进行一阶和二阶敏感性分析。通过选取具有最大欧氏距离的轨迹组以实现高效的分析过程。一阶敏感性分析结果表明，太阳能量丰富程度、室内照度设定值（Lset）以及半透明光伏模块的蚀刻率（ϑSTPV）具有最强的独立影...
解读: 该光伏双层表皮幕墙参数耦合研究对阳光电源SG系列光伏逆变器及智能运维平台具有重要价值。研究揭示的半透明光伏组件蚀刻比与腔体深度的强耦合效应,可指导逆变器MPPT算法优化,针对建筑光伏复杂遮挡场景实现精准功率追踪。室内照度设定值与采光参数的交互作用,为iSolarCloud平台开发BIPV智能控制策略...
重离子辐照引起SiC功率MOSFET栅氧损伤的研究
Investigation on Gate-Oxide Damage of SiC Power MOSFETs Induced by Heavy Ion
Ziwen Chen · Yuxiao Yang · Ruize Sun · Yijun Shi 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年6月
近期研究表明，碳化硅（SiC）功率MOSFET在重离子辐照后，在极低的漏极应力水平下就会出现故障，且结构损伤主要集中在氧化层。然而，其损伤机制尚未得到精确分析。本研究考察了器件在不同漏极偏置条件下的栅极损伤机制。在200 V漏极偏置下，1200 V SiC功率MOSFET的栅极结构未出现损伤。漏极偏置高于200 V时，器件的损伤位置集中在沟道区上方的氧化层。在以往的研究中，栅极电介质内皮秒级的瞬态电场被认为是氧化层损伤的主要原因；然而，仅这一机制无法解释本文所报道的现象。因此，本文通过计算重离子...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于SiC功率MOSFET栅氧化层重离子损伤机制的研究具有重要的战略意义。SiC器件已成为我们新一代光伏逆变器和储能变流器的核心功率开关，其可靠性直接影响系统的长期稳定运行。 该研究揭示了一个关键发现：在200V以上漏极偏置条件下，重离子辐照会在沟道区域上方的氧化层造...
通过溶液中无机配体交换法合成p型PbS量子点墨水用于高效稳定太阳能电池
Synthesis of p-type PbS quantum dot ink via inorganic ligand exchange in solution for high-efficiency and stable solar cells
Napasuda Wichaiyo1Yuyao Wei1Chao Ding1Guozheng Shi1Witoon Yindeesuk2Liang Wang1Huān Bì1Jiaqi Liu1Shuzi Hayase1Yusheng Li1Yongge Yang1Qing Shen1 · 半导体学报 · 2025年4月 · Vol.46
传统胶体量子点太阳能电池中的p型空穴传输层多基于有机配体交换与逐层沉积技术，易引发配体脱落与表面缺陷，影响器件效率与稳定性。本研究首次提出一种溶液相无机配体交换法，制备稳定的p型硫化铅量子点墨水。通过调控锡碘（SnI₂）浓度，实现量子点由n型向p型的转变。采用无机配体钝化的量子点墨水器件相较传统EDT配体器件，效率提升至10.93%（对照组为9.83%），归因于界面缺陷减少与载流子迁移率增强。该方法为高性能柔性量子点光电器件提供了新途径。
解读: 该p型PbS量子点墨水技术对阳光电源光伏产品线具有前瞻性参考价值。溶液相无机配体交换法制备的稳定量子点墨水，其10.93%的效率提升和增强的稳定性，为SG系列光伏逆变器的前端光伏组件技术升级提供新思路。该技术的界面缺陷抑制与载流子迁移率优化机制，可借鉴应用于阳光电源功率器件的表面钝化工艺，特别是Si...
一种集成的工业光伏面板清洁推荐系统以实现最优除尘
An integrated industrial PV panel cleaning recommendation system for optimal dust removal
Chao Zhang · Yunfeng Ma · Guolin Yang · Tao Chen · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 基于前期研究，本文对光伏枢纽清洁推荐系统（PNCRS）的有效性进行了全面研究。PNCRS是一种智能清洁推荐系统，旨在针对不同环境条件下优化光伏（PV）面板的清洁调度。传统的固定时间间隔和基于性能退化的光伏面板维护策略往往难以奏效，主要原因是其无法适应不断变化的环境影响，特别是在极端天气条件下。这些传统方法虽然简单直接，却未能捕捉到环境变化与面板效率之间的复杂相互作用，导致清洁计划次优以及能量输出下降。该智能清洁推荐系统通过实时环境适应性、数据驱动的决策机制以及综合利润优化，在确定光伏面板清...
解读: 该智能清洁推荐系统对阳光电源iSolarCloud平台具有重要应用价值。系统采用的VMD-CGAN数据增强和WPETF特征优化技术,可与SG系列逆变器的MPPT优化算法协同,通过实时环境数据动态调整清洁策略,在工商业光伏场景下提升29-34%收益。其贝叶斯优化的利润曲线模型可集成至预测性运维系统,为...
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5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...
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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