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用于可重构图像处理的相变超表面
Phase-change metasurfaces for reconfigurable image processing
Tingting Liu · Jumin Qiu · Tianbao Yu · Qiegen Liu 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年2月 · Vol.126
光学超表面为紧凑型高速低功耗图像处理提供了新途径，但其在实际应用中仍面临成像功能不可重构的挑战。本文提出并实现了一种基于相变材料的超表面，可在可见光波段动态切换边缘检测与明场成像模式。通过调控电学和磁学Mie型共振的角色散特性，在Sb2S3非晶态下实现角度依赖的透射响应，用于高效各向同性边缘检测；在晶态下则呈现角度无关响应，实现均匀明场成像。该可重构超表面在自动驾驶系统的计算机视觉中具有重要应用前景。
解读: 该相变超表面的可重构光学处理技术对阳光电源智能运维系统具有重要启发价值。其动态切换边缘检测与明场成像的能力，可应用于iSolarCloud平台的光伏组件智能巡检：通过边缘检测模式快速识别组件热斑、裂纹等缺陷边界，明场模式则用于常规监控成像。该技术的低功耗、高速处理特性契合大型PowerTitan储能...
基于双栅器件技术的p-GaN功率HEMT单片集成双向栅极ESD保护方案
Monolithically Integrated Bidirectional Gate ESD Protection Scheme of p-GaN Power HEMT by Dual-Gate Device Technology
Yanfeng Ma · Sheng Li · Mingfei Li · Weihao Lu 等12人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
本文提出了一种用于p-GaN功率高电子迁移率晶体管（HEMT）的单片集成双向栅极静电放电（ESD）保护方案。设计采用双栅HEMT作为放电管，在几乎不牺牲器件性能的前提下，将正向/反向传输线脉冲失效电流从0.156 A/0.08 A显著提升至1.36 A/5.26 A。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及微型逆变器领域对高功率密度和高效率的追求，GaN器件的应用日益广泛。该研究提出的单片集成ESD保护方案有效解决了GaN器件栅极脆弱的痛点，显著提升了器件在复杂工况下的静电耐受能力和可靠性。建议研发团队关注该双栅结构在提升功率模块鲁棒性方面的潜力，特别是在高频化、小型化的...
铁电ScAlN/GaN高电子迁移率晶体管中的自加热效应及热缓解策略
Self-Heating Effects and Thermal Mitigation Strategies in Ferroelectric ScAlN/GaN HEMTs
Jie Zhang · Jian Guan · Jiangnan Liu · Paiting Liu 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年12月
我们研究了铁电ScAlN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）中的自热效应（SHE）及其热缓解策略。采用分子束外延（MBE）生长的器件展现出约3.8 V的大记忆窗口（MW）、大于10⁸的开/关电流比（Iₒₙ/Iₒff）和约20 mV/dec的亚玻尔兹曼亚阈值摆幅（SS），这得益于ScAlN对二维电子气（2DEG）的极化控制。在高漏极偏压下，自热效应会使记忆和亚阈值特性退化。通过外部加热和跨导分析，证实了这种退化源于热效应。多频电导测量揭示了电荷的俘获和脱俘现象，而自热效应可能会加速这一过程。扫描...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项铁电ScAlN/GaN HEMT技术在功率电子器件领域展现出重要应用潜力。该器件实现了3.8V的大记忆窗口、超过10^8的开关电流比以及20 mV/dec的亚阈值摆幅，这些特性对于我们的光伏逆变器和储能变流器中的高频开关器件具有显著价值。 铁电极化控制二维电子气的技术...
基于简易迁移学习的模型-数据混合驱动电池逆变器故障检测方法
Easy Transfer Learning-Based Model-Data-Hybrid-Driven Fault Detection for Battery Inverters
Yu Zeng · Ezequiel Rodriguez · Qingxiang Liu · Gaowen Liang 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年10月
在这篇论文中，提出了一种基于简易知识迁移学习、结合数据与模型的混合故障检测方法。该方法应用于多个电池变流器，在离线阶段，利用现有系统获取的知识对并入微电网的新系统进行训练。新的目标分类器能够在数据集减少 60% 的情况下检测开路故障和电流传感器故障。该方法的有效性在一个包含两个三相两电平变流器（一个源变流器和一个目标变流器）的微电网中通过实验得到了验证。利用硬件在环测试了不同电压、容量和额定功率的电池。检测准确率达到了 99.1%。
解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，这项基于迁移学习的模型-数据混合驱动故障检测技术具有显著的工程应用价值。该技术针对电池变流器的开路故障和电流传感器故障检测，实现了99.1%的检测精度，同时将数据集需求降低60%，这对于我们大规模部署的储能电站运维具有重要意义。 该技术的核心优势在于知识迁移能力。在...
1100 V、600 A/cm² 4H-SiC 横向IGBT
1100-V, 600-A/cm2 4H-SiC Lateral IGBT on N-Sub/N-Epi Stack With P-Top Protected Lightly Doped Drift Region
Jie Ma · Mengyao Zhao · Tianchun Nie · Yong Gu 等12人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年12月 · Vol.47
本文报道了一种基于N型衬底/N型外延结构的1100 V 4H-SiC横向IGBT，采用P型顶层保护轻掺杂漂移区，实现600 A/cm²高电流密度；低掺杂增强电导调制效应，P-top缓解栅极拐角电场集中，结合场限环提升垂直击穿电压，达到同类SiC横向器件最优BV-Iₛₐₜ折衷。
解读: 该SiC横向IGBT在高压、高电流密度和低导通损耗方面取得突破，可提升阳光电源组串式逆变器（如SG系列）和ST系列储能PCS中高频开关模块的效率与功率密度。尤其适用于高功率密度、紧凑型单面散热设计场景。建议在下一代1500V+组串逆变器及PowerStack液冷储能变流器中开展SiC IGBT模块替...
基于浮动N型岛提升沟道载流子迁移率的4H-SiC横向扩散MOSFET技术
Mobility-Boosting Technique With Floating N-Islands for 4H-SiC LDMOS
Yong Gu · Tianchun Nie · Shuqiang Chen · Yawen Xu 等13人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年12月 · Vol.47
针对4H-SiC LDMOS因SiC/SiO₂界面质量差导致沟道载流子迁移率低的问题，本文提出在沟道区嵌入浮动N型岛（FN）作为“载流子库”，调控二维静电势与载流子分布，提升载流子发射效率和有效迁移率，降低比导通电阻。实验显示场效应迁移率最高提升86.7%，R_on,sp降低46.2%，且击穿电压几乎不受影响。
解读: 该技术显著提升SiC MOSFET器件的导通性能与高频开关效率，可直接赋能阳光电源组串式逆变器（如SG3125HV）、ST系列储能双向PCS及PowerTitan系统的主功率模块。尤其适用于高功率密度、高温工况下的新一代SiC功率模块设计，建议在下一代1500V+高压平台产品中联合封装厂开展FN结构...
基于矩阵构造的模块化多电平变换器电压传感器缩减分析与优化
Analysis and Optimization of Matrix-Construction-Based Voltage Sensor Reduction for MMCs
Shunfeng Yang · Yudong Guan · Jie Gong · Zhi Yang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
采用矩阵构造技术减少电压传感器数量的模块化多电平变换器（MMC）可显著降低硬件成本，但可能因开关矩阵奇异及子模块电容电压估测不准而影响系统性能。本文分析了奇异矩阵的生成机理并计算其发生概率，评估关键参数对方法适用性的影响，提出补偿功率器件导通压降与采样偏差以提高估测精度，并给出组内子模块数目的选取准则。通过闭环电压控制验证了该方法在多种工况下的可行性，实验结果证明了所提策略的有效性。
解读: 该MMC电压传感器缩减技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。通过矩阵构造方法减少传感器数量可直接降低硬件成本，提升系统可靠性。文中提出的奇异矩阵规避策略、功率器件压降补偿方法及组内子模块数优化准则，可应用于阳光电源多电平储能变流器的传感器配置优化，在保证...
一种用于室温下垂直磁隧道结器件确定性翻转的无磁场高效写入脉冲方案
A Field-Free and Power-Efficient Write Pulse Scheme for Deterministic Switching in Perpendicular Magnetic Tunnel Junction Devices at Room Temperature
Jie Liu · Pingfan Ning · Delin Zhang · Pingjuan Niu 等5人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年5月
摘要：采用包含重金属（HMs）和拓扑绝缘体（TIs）作为自旋源材料的垂直磁化磁隧道结（p - MTJs），在自旋转移矩（STT）或电压控制磁各向异性（VCMA）的辅助下实现无场确定性切换。反铁磁体和过渡金属二硫属化物（TMDs）也是无场切换自旋源材料的可选方案。通过修正的朗道 - 栗弗席兹 - 吉尔伯特（LLG）方程建立的单畴紧凑模型，描述了上述不同自旋轨道矩（SOT）通道材料在输入不同写入脉冲方案后的动力学特性。切换时间和功耗与写入脉冲方案中脉冲宽度和幅度参数的变化之间存在显著的相关性。尖峰形...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于垂直磁隧道结（p-MTJ）无外场确定性开关技术的研究，为我们在储能系统和智能控制领域的产品升级提供了潜在的技术路径。该技术通过自旋轨道矩（SOT）、自旋转移矩（STT）和电压控制磁各向异性（VCMA）的协同作用，实现了室温下的低功耗磁性存储开关，其86%以上的功耗和...
基于两级螺杆驱动的谐振式直线压电平台研制：实现纳米级分辨率与高输出力
Development of a Resonant Linear Piezoelectric Platform Driven by Two-Staged Screws With Nanometer Resolution and High Output Force
Jianhua Sun · Jie Deng · Shijing Zhang · Jing Li 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年12月
高性能直线压电平台是微纳操作与超精密制造的核心装置。本文提出一种尺寸为Φ60 mm × 76.5 mm的新型谐振式直线压电平台（RLPP），其特点在于采用两级螺杆机构实现双向直线运动，兼具纳米级分辨率、高输出力及断电自锁功能。该平台由悬臂梁结构的弯曲型混合压电执行器（BHPA）驱动，可在两种弯曲振动模式下工作，并通过双行波驱动显著提升输出力。理论分析与有限元仿真验证了两种工作模式及双行波驱动机制。实验结果表明，在300 V<sub>p-p</sub>电压和24.2 kHz频率下，样机最大输出力达...
解读: 该纳米级压电驱动技术对阳光电源功率器件封装与精密制造环节具有重要应用价值。在SiC/GaN功率模块生产中，两级螺杆压电平台的40nm分辨率可用于芯片键合、引线焊接等超精密装配工艺，72N高输出力满足压接需求，断电自锁功能确保工艺稳定性。在ST储能变流器与SG逆变器的母排焊接、散热器装配等环节，该平台...
基于深度强化学习的考虑动态风的风电场流动控制
Deep reinforcement learning-driven wind farm flow control considering dynamic wind
Hangyu Wang · Shukai He · Jie Yan · Shuang Han 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年8月 · Vol.337
摘要 克服由尾流效应引起的功率损失对于提高运行中风电场的效率至关重要。风电场流动控制是实现这一目标的关键方法。然而，包括风速和风向变化在内的动态风况以及环境不确定性，给有效的流动控制带来了重大挑战。为应对这些挑战，本文提出了一种基于深度强化学习并考虑动态风的风电场流动控制方法。首先，从LiDAR测量数据中提取动态风波动特征，构建了全面的数据集。随后，开发了一种以动态风作为输入、通过偏航角调整最大化风电场输出功率的流动控制方法。最后，引入双延迟深度确定性策略梯度（Twin Delayed Deep...
解读: 该深度强化学习风电场流控技术对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。TD3算法的实时优化与在线学习机制可应用于ST系列PCS的动态功率调度,通过经验回放处理新能源波动不确定性。动态风况建模思路可迁移至PowerTitan储能系统,结合iSolarCloud平台实现风光储协同控制,优化多能互补场景下的功率...
一种用于低风力发电预测的自监督预学习方法
A Self-Supervised Pre-Learning Method for Low Wind Power Forecasting
Weiye Song · Jie Yan · Shuang Han · Ning Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年1月
随着风电在电力系统中占比提升，其出力间歇性导致的低功率风险日益突出，准确预测低风力发电对缓解电力短缺至关重要。然而，由于低风速事件稀少，传统方法面临样本不足难题，制约了预测精度提升。为此，本文提出一种自监督预学习方法，通过挖掘低出力样本间的相似性与差异性，分别预测低风力发电事件（LWPE）的发生时段和低风力发电过程（LWPP）的功率序列。针对LWPE预测，设计基于对比学习的孪生残差收缩网络，利用样本对进行特征预学习以缓解样本不平衡；对于LWPP预测，构建基于模式识别的嵌入式预测框架，将典型波动模...
解读: 该自监督预学习方法对阳光电源储能与风电产品线具有重要应用价值。可将其集成至ST系列储能变流器的EMS能量管理系统，提升风储联合运行策略的精准度；应用于PowerTitan大型储能系统的调度优化，实现对低风力时段的精准响应。该技术可优化iSolarCloud平台的预测算法，提高风电场群的运维效率。特别...
高整流比、低漏电流的p-Si/n-AlN异质结PN二极管
High Rectification, Low Leakage p-Si/n-AlN Heterojunction PN Diode
Yi Lu · Jie Zhou · Jiarui Gong · Yang Liu 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年7月
超宽带隙氮化铝（AlN）是一种极具吸引力的用于功率和射频电子领域的材料。单极n型AlN肖特基势垒二极管已展现出其优势，然而，基于AlN的双极型器件虽有待进一步发展，但相关研究却较为匮乏。在本文中，我们报道了具有优异性能的单晶硅p型/氮化铝n型（p - Si/n - AlN）pn结二极管（PND），该二极管是通过将p型硅纳米膜嫁接到n型AlN薄膜上制成的。通过在1100℃下进行高温退火，在n型AlN上直接实现了改进的欧姆接触，接触电阻率为4.9×10⁻³ Ω·cm²。这些PND在整个晶圆上表现出显...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项p-Si/n-AlN异质结二极管技术展现出显著的战略价值。该技术基于超宽禁带半导体AlN材料，实现了3×10^7的高整流比和6.25×10^-9 A/cm²的超低漏电流，这些性能指标对我们的核心产品线具有重要意义。 在光伏逆变器和储能变流器领域，功率器件的性能直接决定...
一种用于模块化多电平矩阵变换器的新型谐波状态空间建模方法及耦合分析
A Novel Harmonic State-space Modelling Method on the Modular Multilevel Matrix Converter and Coupling Analysis
Jing Li1Boyang Zhao1Shenquan Liu2Jie Li2Xiuli Wang1Xifan Wang1 · 中国电机工程学会热电联产 · 2025年1月 · Vol.45
分数频率输电系统是远距离风电并网的新兴技术，模块化多电平矩阵变换器（M3C）为其核心装备。由于M3C直接连接不同频率的交流电网，其内外部谐波具有复杂的耦合关系及独特的双基频谱特性，但因缺乏有效建模方法而研究不足。本文提出一种新型谐波状态空间建模方法，基于二维傅里叶变换原理，实现双基频谐波分解，并通过频域双重卷积建模时域变量间的乘性耦合。给出了方法的通用表达式，构建了模块化矩阵结构，易于扩展以满足不同截断需求。进一步建立了计及闭环控制的M3C谐波状态空间模型，揭示了系统侧与低频侧之间的全景谐波耦合...
解读: 该谐波状态空间建模方法对阳光电源的储能与风电变流产品具有重要参考价值。特别是对ST系列储能变流器和大型储能系统PowerTitan的多电平拓扑设计与控制优化提供了新思路。通过双基频谐波分解和频域耦合分析，可以优化储能双向变流器的谐波控制性能，提升电网适应性。该方法的模块化建模框架也可用于SG系列光伏...
基于“动态匹配与在线建模”策略的超短期风功率预测
Ultra-Short-Term Wind Power Forecasting Based on the Strategy of “Dynamic Matching and Online Modeling”
Yuhao Li · Han Wang · Jie Yan · Chang Ge 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年8月
超短期风功率预测对电力系统实时调度、频率调节和日内市场交易具有重要意义。由于天气系统复杂性、机组老化及风电场控制策略等因素，风功率序列的时间依赖关系时变（即概念漂移），导致常用离线建模方法预测精度偏低。在线建模可利用流式数据最新信息捕捉动态变化规律，但现有方法难以满足电网对预测时效性的要求。为此，本文提出“动态匹配与在线建模”策略，通过幅值与波动特征相似性动态筛选训练样本，提升样本代表性并缩短训练时间；同时在匹配过程中引入数值天气预报风速信息以提高预测精度。基于中国三个风电场运行数据的实验结果表...
解读: 该风功率预测技术对阳光电源储能产品线具有重要应用价值。可直接应用于ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的调度控制,通过准确预测风电出力波动,优化储能系统的充放电策略,提升调峰调频性能。'动态匹配'方法可集成到iSolarCloud平台,为储能系统提供更精准的调度指令。该技术的在线建模...
基于解聚合策略的虚拟电厂异构柔性资源优化协同调度
A De-aggregation strategy based optimal co-scheduling of heterogeneous flexible resources in virtual power plant
Zixuan Zheng · Jie Li · Xiaoming Liu · Chunjun Huang 等10人 · Applied Energy · 2025年4月 · Vol.383
摘要 虚拟电厂（VPP）作为一种有效解决方案，可在包含多种类型柔性资源（FRs）的并网型微电网中维持内部功率平衡，并参与外部削峰辅助服务。然而，随着不同类型柔性资源在响应行为上的特征异质性日益显著，以及其在削峰过程中的耦合关系，给VPP调度指令的精确分解带来了挑战。本文提出一种基于离散选择模型和特征匹配方法的解聚合策略，以动态排序柔性资源的响应顺序，同时优化VPP的削峰能力。首先，对异构特征进行精细化建模，以刻画多类型柔性资源满足并网微电网调度需求（SDGM）的响应能力。随后，构建特征差异量化模...
解读: 该VPP解聚优化策略对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要应用价值。通过异构资源特征建模和动态响应排序,可提升储能系统参与电网调峰辅助服务的精准度。结合iSolarCloud平台的预测性维护能力,能够优化多类型柔性资源协同调度,降低70%调峰偏差。该技术可增强阳光电源微网解决...
基于SCADA数据的周期增强型Informer模型用于短期风电功率预测
Periodic-Enhanced Informer Model for Short-Term Wind Power Forecasting Using SCADA Data
Zhao-Hua Liu · Long-Wei Li · Hua-Liang Wei · Ming Li 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年4月
针对风电场SCADA系统提供的丰富运行与环境数据，提出一种周期增强型Informer模型用于短期风电功率预测。首先，采用基于v-p曲线与四分位法结合的方法滤除稀疏离群点，并利用DBSCAN算法去除功率曲线中的聚集噪声；其次，基于最大信息系数筛选多特征输入集以提升数据利用效率；进而设计时序卷积网络提取输入特征的标量投影，并融合局部与全局时间戳构建周期信息增强的嵌入层；最后，在Informer模型中引入多尺度深度融合模块，实现跨时间尺度特征的深层整合，有效避免了模型加深带来的资源浪费与过拟合问题。实...
解读: 该周期增强型Informer模型对阳光电源的智能运维和储能系统具有重要应用价值。首先，该模型的多特征输入与时序预测技术可直接应用于iSolarCloud平台的发电预测模块，提升风光储多能互补系统的调度效率。其次，模型的周期性特征提取方法可优化ST系列储能变流器的能量管理策略，特别是在PowerTit...
基于联邦强化学习的多连接混合动力汽车集成热能与能量隐私保护管理
Privacy-preserving integrated thermal and energy management of multi connected hybrid electric vehicles with federated reinforcement learning
Arash Khalatbarisoltani · Jie Han · Muhammad Saee · Cong-zhi Liu 等5人 · Applied Energy · 2025年5月 · Vol.385
摘要 深度强化学习（DRL）算法在针对预定义驾驶循环下开发单个混合动力电动汽车（HEV）最优能量管理策略（EMS）方面已展现出优异的性能。然而，在该研究领域中，热负荷及热管理（TM）的影响常被忽视。此外，HEV可能面临未见过的驾驶模式，从而影响EMS的整体性能。连接型HEV（C-HEV）提供了有前景的解决方案，但仍存在隐私、安全和通信负载等问题。本文提出一种基于联邦强化学习（FRL）的新型集成热能与能量管理（ITEM）方法，旨在实现多个C-HEV之间的通用化策略。该框架能够在拓展多环境学习能力的...
解读: 该联邦强化学习架构对阳光电源充电桩及储能系统具有重要价值。其隐私保护的分布式学习机制可应用于iSolarCloud平台,实现多站点充电桩协同优化而无需上传敏感数据。热管理与能量管理集成策略可迁移至ST系列PCS的温控优化,通过多储能站点联合学习提升功率变换效率和电池热管理性能。云端-边缘协同架构与阳...
跟网型与构网型变流器并存电力系统的混合频域建模与稳定性分析
Hybrid Frequency-domain Modeling and Stability Analysis for Power Systems with Grid-following and Grid-forming Converters
Ni Liu1Hong Wang1Weihua Zhou2Jie Song3Yiting Zhang1Eduardo Prieto-Araujo3Zhe Chen4 · 现代电力系统通用与清洁能源学报 · 2025年1月 · Vol.1
随着可再生能源装机容量的增加，电网对并网变流器的控制要求日益多样化，系统稳定性分析复杂度上升。本文通过多种频域模型揭示其差异，阐明将自稳定变流器传递函数假设为无右半平面（RHP）极点的局限性。讨论了跟网型（GFL）与构网型（GFM）变流器频域建模的适用性，建议含理想源的GFM变流器应采用P/Q-θ/V导纳模型而非V-I阻抗模型，并通过两个案例验证其合理性。提出一种适用于多GFL与GFM变流器共存系统的混合频域建模框架及稳定性判据，该判据在应用奈奎斯特判据时无需检查非无源子系统的RHP极点数，简化...
解读: 该混合频域建模方法对阳光电源ST系列储能变流器与SG系列光伏逆变器的协同稳定性分析具有重要价值。文章提出的P/Q-θ/V导纳模型可直接应用于PowerTitan储能系统的构网型控制优化，解决传统V-I阻抗模型在含理想源GFM变流器建模中的局限性。所提混合频域稳定性判据无需检查RHP极点，可显著简化光...
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