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考虑功率输出与平滑性的连续风扰下风能转换系统强迫扭振抑制方案
Suppression Scheme for WECS's Forced Torsional Vibration Under Continuous Wind Disturbance Considering Power Yield and Smoothness
Feng Jia · Zhe Xu · Xuhui Tan · Lei Chen 等6人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年11月
风能转换系统的主要控制目标包括最大化发电功率和最小化不必要的机械负载。在持续的风扰动下，传动系统会出现宽频带的强迫扭转振动，其频谱与风的波动频谱相似。研究还发现，现有的主动阻尼控制无法有效抑制强迫扭转振动，其中一些控制方法甚至可能产生不利影响。此外，抑制这种宽频带的扭转振动可能会恶化功率跟踪效果并加剧功率波动。为解决上述问题，本文首先定义了一个闭环传递函数来描述强迫扭转振动特性。揭示了抑制扭转振动所需的电气阻尼重塑要求，进而提出了一种具有频率区分性电气阻尼配置的控制器结构。定性分析了控制参数 τ...
解读: 从阳光电源风电变流器及新能源综合解决方案业务视角来看，这项针对风电系统传动链扭振抑制的研究具有重要的工程应用价值。论文提出的频率区分电阻尼控制策略，本质上是通过优化变流器控制算法来实现机电耦合系统的多目标协同优化，这与阳光电源在风电变流器领域追求高可靠性、高发电效率的技术路线高度契合。 该技术的核...
面向SiC上异质集成β-Ga2O3 SBD布局设计的电热分析
Electrothermal Analysis for Layout Design of Hetero-Integrated β-Ga2O3 SBDs on SiC
Yinfei Xie · Yang He · Zhenghao Shen · Zhenyu Qu 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2024年12月
β相氧化镓（β - Ga₂O₃）在下一代电力电子领域具有广阔前景，但其较低的热导率要求进行有效的热管理，特别是在高功率应用中。以往的研究主要集中于采用高导热率衬底策略来增强β - Ga₂O₃器件的散热性能。本研究通过三维拉曼测温法和电热模拟进行综合分析，对碳化硅（SiC）上异质集成的β - Ga₂O₃肖特基势垒二极管（SBD）的电极布局（包括形状、尺寸和间距）进行了优化。由于电流密度较高，圆形电极肖特基势垒二极管的峰值温度出现在内电极附近，而叉指电极肖特基势垒二极管的峰值温度出现在阳极附近。特别...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于β-Ga2O3肖特基势垒二极管（SBD）异质集成技术的研究具有重要的战略参考价值。作为功率半导体器件的潜在革新方向，β-Ga2O3材料凭借其超宽禁带特性，理论上可实现比传统硅基甚至碳化硅器件更高的击穿电压和更低的导通损耗，这与我们在光伏逆变器和储能变流器领域追求的高...
弱电网下构网型双馈感应风力发电机的机电振荡分析与抑制
Electromechanical Oscillation Analysis and Suppression of Grid Forming DFIG-Based Wind Turbines Under Weak Grid
Mengjie Li · Zhen Xie · Shang Xu · Shuying Yang 等5人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年11月
当前研究表明，在双馈感应发电机（DFIG）风力发电机组（WT）中实施构网型（GFM）控制有可能提高弱电网中电力系统的稳定性。然而，关于采用GFM控制的DFIG机电稳定性的研究较少。本研究首先建立了连接到弱电网的GFM DFIG机电系统的小信号模型。理论分析表明，随着电网强度的减弱，系统在传动链固有频率（NF）附近易发生机电振荡。随后，本文详细分析了控制系统中的传动链阻尼支路，建立了传动链NF振荡周期内的平均能量耗散模型，并研究了引起传动链振荡（DO）的机制。此外，从GFM控制参数的角度提出了振荡...
解读: 从阳光电源新能源系统集成业务视角来看，本文针对双馈风电机组在弱电网下的构网型控制技术研究具有重要的借鉴价值。尽管研究对象为风电系统，但其揭示的构网型控制在弱电网环境下的机电振荡机理，与我司光储系统面临的并网稳定性挑战存在本质相通性。 该研究的核心价值在于系统性地分析了构网型控制下的机电耦合振荡问题...
通过多角度云层三维重建优化区域太阳辐照度的时空预测精度
Optimizing spatiotemporal prediction accuracy of regional solar irradiance through multi-angle cloud layer 3D reconstruction
Wenwen Maab · Hai Zhou · Ji Wua · Fan Yang 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.334
准确的实时区域太阳辐照度估算是优化光伏发电系统和电网管理的关键。然而，传统方法在动态响应能力、空间分辨率和经济可行性方面存在显著局限性，难以满足复杂天气条件下的高精度应用需求。为应对这些挑战，本研究提出了一种基于全天空成像网络的高分辨率实时辐照度估算方法。通过部署十台鱼眼全天空相机，利用多视角三维云层重建技术构建区域全景云图。此外，引入一种创新的辐照度分离建模策略：直接辐照度通过云影模型计算，散射辐照度则通过时空卷积Transformer进行预测。该方法全面考虑了云层遮挡和散射效应，从而提升了辐...
解读: 该多角度云层3D重建辐照度预测技术对阳光电源SG系列光伏逆变器和ST储能系统具有重要应用价值。通过高精度区域辐照度实时预测(空间分辨率达4.39-19.45米),可显著优化MPPT算法动态响应速度,提升逆变器在复杂云层遮挡场景下的发电效率。结合iSolarCloud平台,该技术可实现分布式光伏电站群...
面向集成一致性的电池储能系统异常检测：条件驱动的集成平衡表示学习方法
Toward the ensemble consistency: Condition-driven ensemble balance representation learning and nonstationary anomaly detection for battery energy storage system
Jiayang Yang · Xu Chen · Chunhui Zhao · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.381
在电池储能系统（BESS）中，多个锂离子电池（LIB）单体被集成为LIB模块以实现可扩展的管理。通常认为同一模块内的LIB单体应表现出作为集成体的一致性行为。为了实现对LIB单体的可靠监测，如何在捕捉各单体整体工作状态的同时保持对其间一致性关系的感知，是一项极具挑战性的任务。此外，由于充电、放电及其他运行行为引起的LIB单体非平稳特性，进一步增加了异常检测的难度。在本研究中，我们提出了一种条件驱动的集成平衡表示学习与异常检测方法，以应对上述挑战，并首次将集成分析的概念引入到LIB异常检测领域。具...
解读: 该电池组一致性异常检测技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要应用价值。论文提出的集成平衡表征学习方法可集成至BMS系统,通过双层健康特征学习实时监测电芯状态差异,结合条件驱动模式划分应对充放电非平稳特性。该技术可增强iSolarCloud平台预测性维护能力,提升储能系统安...
AM-MFF：一种基于注意力机制的多特征融合框架用于鲁棒且可解释的锂离子电池健康状态估计
AM-MFF: A multi-feature fusion framework based on attention mechanism for robust and interpretable lithium-ion battery state of health estimation
Si-Zhe Chen · Jing Liu · Haoliang Yuan · Yibin Tao 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.381
健康状态（SOH）是电池管理系统（BMS）中的一个关键参数。利用多种数据源可有效提升端到端SOH估计的性能。然而，现有的基于多维特征的方法未能充分挖掘不同数据源之间的内在关联。同时，大多数方法缺乏可解释性，并忽视了噪声带来的不利影响。本研究提出了一种基于注意力机制的多特征融合框架（AM-MFF），以实现鲁棒且可解释的SOH估计。AM-MFF结合了卷积神经网络（CNN）和注意力机制（AM）的优势，能够高效提取并融合健康特征，从而全面感知电池老化信息。该框架将两个运行阶段的数据作为输入，并通过两个独...
解读: 该AM-MFF锂电池SOH估算框架对阳光电源储能系统具有重要应用价值。其多特征融合与注意力机制可直接集成至ST系列PCS和PowerTitan储能系统的BMS中,提升电池健康状态预测精度和抗噪性能。多输入容错设计确保单传感器故障时系统仍可靠运行,符合大规模储能安全需求。注意力分数的可解释性有助于iS...
中国废弃光伏分布的时空演化及能源-经济-环境-社会可持续效益综合评估
Spatiotemporal evolution of decommissioned photovoltaic distribution and integrated energy-economic-environmental-social sustainable benefit assessment in China
Jianli Zhou · Zihan Xu · Juan He · Dandan Liu 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.384
摘要 准确而详细地掌握中国废弃光伏（PV）系统在时间和空间上的分布特征，并结合对回收再利用这些废弃光伏组件所带来可持续性效益的全面评估，对于有效应对我国即将迎来的大规模光伏退役潮具有重要意义。目前，关于中国废弃光伏在时空分布及其回收利用方面的研究仍显不足。本研究采用随机森林与BP神经网络方法构建预测模型，刻画了2024年至2050年八种情景下废弃光伏的时空演化趋势，并从能源、经济、环境和社会四个维度对其可持续效益进行了综合评估。通过模糊层次分析法（FAHP）、基于指标间相关性的权重确定法（CRI...
解读: 该研究对阳光电源光储回收业务具有战略价值。2050年退役光伏将达670-1600GW,形成万亿级市场。阳光电源可结合iSolarCloud平台建立退役组件全生命周期追踪系统,为山东、河北等重点区域提前布局储能替代方案。ST系列储能系统可利用梯次利用组件降低成本,SG逆变器产品线需考虑模块化设计以延长...
一种集成实验与数值研究的竹节形流场设计下风冷式质子交换膜燃料电池性能及传热传质动力学
An integrated experimental and numerical investigation of performance and heat-mass transport dynamics in air-cooled PEMFCs with a bamboo-shaped flow field design
Kai-Qi Zhu · Quan Ding · Ben-Xi Zhang · Jiang-Hai Xu 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 风冷式质子交换膜燃料电池（PEMFC）中复杂的传热传质耦合现象以及物理场分布不均的问题，严重影响其功率密度和水热管理性能。作为关键部件，阴极流场在燃料供给、散热以及水传输方面对风冷式PEMFC起着至关重要的作用。优化流场结构设计是应对上述挑战的关键策略。本研究提出了一种创新的竹节形流场设计，并在25 cm²的单电池中进行了实验验证，结果证明该设计能有效提升风冷式PEMFC的传热传质能力与功率密度，同时降低供气能耗。此外，还建立了三维多相数值模型，用于深入探究该流场结构下液态水、反应物和热量...
解读: 该燃料电池热质传输优化技术对阳光电源氢能业务具有重要借鉴价值。竹节型流场设计通过分段加速和涡流区优化实现5.45%功率密度提升和4.17%能效增益,其多物理场耦合仿真方法可应用于公司储能PCS的热管理优化。研究中的熵分析法和非均匀流场设计理念,可迁移至SiC功率器件散热结构设计,提升ST系列PCS和...
基于湍流射流点火的掺氢椭圆转子发动机清洁燃烧：通过流场耦合协同提升热力学与排放性能
Clean combustion of a hydrogen-doped elliptical rotary engine based on turbulent jet ignition: Synergistic enhancement of thermodynamic and emission performance via flow field coupling
Zhenghao Yanga · Yang Dub · Guangyu Jiab · Xu Gaob 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.343
摘要 椭圆转子发动机（ERE）因其高能量密度和紧凑设计，有望作为特种动力替代传统的往复式发动机。然而，其特殊的偏心结构导致点火时刻燃烧室呈现扁平化形态，不利于完全燃烧。为优化热力学效率与排放特性，本文通过数值模拟方法，基于缸内压缩流场构建了适用于ERE的湍流射流点火构型（TJI-ERE）。设计了三种不同的射流方向——前向射流（FJ）、垂直射流（VJ）和后向射流（BJ），并分别设置孔径为1 mm（D1）、2 mm（D2）和3 mm（D3）的喷射孔口。通过机理分析，系统研究了射流火焰传播与双向涡旋形...
解读: 该椭圆转子发动机湍流射流点火技术的流场耦合优化思路,对阳光电源增程式电动汽车动力系统具有重要参考价值。研究中的多物理场耦合仿真方法可应用于我司电驱动系统的热管理优化,特别是电机冷却流场与温度场的协同设计。射流方向与孔径对燃烧效率的影响机制,可启发储能变流器ST系列的散热风道设计,通过调控气流方向提升...
通过层状C/Fe掺杂GaN缓冲层提升GaN HEMT的击穿电压和射频功率特性
Improved Breakdown Voltage and RF Power Characteristics of GaN HEMTs by Layered C/Fe-Doped GaN Buffer
Qian Yu · Meng Zhang · Ling Yang · Zou Xu 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年8月
本文提出了一种创新的层状氮化镓（GaN）缓冲层结构。该结构上层为低浓度碳（C）掺杂层，下层为铝镓氮/氮化镓（AlGaN/GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）中常用的铁（Fe）掺杂氮化镓缓冲层。在抑制铁掺杂拖尾效应的同时，氮化镓高电子迁移率晶体管的击穿电压从128 V提高到了174 V。由于铁掺杂拖尾效应得到抑制，晶体管的迁移率和跨导（<inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http:...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于分层C/Fe掺杂GaN缓冲层的HEMT技术突破具有重要的战略价值。该技术通过创新的双层掺杂结构，将器件击穿电压从128V提升至174V，同时显著改善了跨导和载流子迁移率，这对我们在高功率密度逆变器和储能变流器领域的产品升级具有直接意义。 在光伏逆变器应用中，更高的...
基于个性化联邦强化学习的多微电网协同优化调度低碳经济方法
Cooperative optimal dispatch of multi-microgrids for low carbon economy based on personalized federated reinforcement learning
Ting Yang · Zheming Xu · Shijie Ji · Guoliang Liu 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378
摘要 互联多微电网（MMG）系统的协同优化调度为大规模可再生能源资源的高效利用提供了广阔前景和重要机遇。此类系统有助于实现能源资源的最优配置，并提升运行成本的经济性。然而，在协同优化调度过程中，异构微电网（MG）实体之间利益诉求的差异导致数据共享受阻，并引发隐私泄露问题。此外，多能耦合关系与高维决策过程进一步加剧了该问题的复杂性，可能导致优化过程难以收敛以及能源管理精度下降。同时，新建微电网缺乏运行数据与调度经验，制约了其调度任务的快速“冷启动”能力。为弥补上述研究空白，本文提出一种基于聚类的个...
解读: 该联邦强化学习多微网协同调度技术对阳光电源ST储能系统和iSolarCloud平台具有重要应用价值。可应用于PowerTitan储能集群的分布式优化调度,在保护各微网数据隐私前提下实现碳-电联合交易优化,降低综合成本5.78%、碳排放8.43%。其冷启动迁移策略可加速新建微网接入速度提升42.83%...
一种基于SiC衬底、采用钨栅的高性能p沟道GaN MESFET，在525 K下工作并具有高ION/IOFF比
A Performance-Enhanced p-Channel GaN MESFET With Tungsten Gate and High ION/ IOFF Ratio on SiC Substrate Operational at 525 K
Huake Su · Tao Zhang · Shengrui Xu · Yachao Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年7月
在本文中，首次展示了一种基于碳化硅（SiC）衬底的常关型 p 沟道氮化镓（GaN）金属 - 半导体场效应晶体管（MESFET），其具有高的 <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex-math notation="LaTeX">${I}_{\text {ON}}$ </tex-math></inline-formula...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项p沟道GaN MESFET技术具有重要的战略参考价值。该技术实现了常关型p沟道器件，结合n沟道器件可构建互补型CMOS架构，这为我们在光伏逆变器和储能变流器中追求更高功率密度和效率提供了新的技术路径。 该器件在SiC衬底上实现了3.3×10⁷的超高开关比和83 mV/...
高频无线电力传输技术特刊主编寄语
Guest Editorial Special Issue on High-Frequency Wireless Power Transfer Technology
Fei Lu · Grant Covic · Shu Yuen Ron Hui · Fernando Briz · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
无线电力传输WPT技术在交通电气化、电网、消费电子、医疗和太空等众多新兴应用中日益关键。其非接触特性在脏污或超洁净、高温、水下、地下和外太空等恶劣环境条件下具有优势。当前WPT系统性能与开关频率、耦合度、初次级磁元件伏安需求和组件质量密切相关，这些是功率容量、功率密度和效率的关键决定因素。为提升WPT技术运行安全性和可靠性，抑制和消除高频磁场引起的电磁干扰EMI和电动势EMF问题至关重要。该特刊从74篇投稿中录用31篇，涵盖高频谐振变换器技术、高频电磁场约束与发射抑制、抗失调与传输距离增强、高频...
解读: 该高频WPT特刊对阳光电源无线充电技术发展有全面指导价值。特刊涵盖的多MHz IPT系统、SiC全桥逆变器和三相高频IPT系统与阳光新能源汽车OBC无线充电模块的技术路线一致。高频电磁场约束和EMI/EMF抑制技术为阳光无线充电产品满足安全标准提供了解决方案。抗失调和传输距离增强技术（圆柱螺线管耦合...
特刊主编寄语：电力电子在未来可再生能源和Power-to-X系统中的作用
Guest Editorial: Special Issue on Power Electronics Role in Future Renewables and Power-to-X Systems
Ahmed Abdelhakim · Dmitri Vinnikov · Jon Are Suul · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
2015巴黎协定和2023年IPCC气候变化报告将主要能源消费部门的脱碳列为首要任务，对当今能源系统提出了长期可持续能源生产和存储的重大挑战。氢能和Power-to-X（P2X）方案是最具前景的应对策略之一，可大量利用可再生能源并开辟绿色能源存储和运输的新途径。P2X是将电力转换为碳中和合成燃料（如氢气、合成天然气或化学品）的转换技术集合术语。电力电子在提升此类系统性能和降低最终产品成本方面发挥关键作用，需整合不同系统如各类可再生能源供电电解槽集群制氢并可能连接电网提供电网支持。
解读: 该P2X特刊主题与阳光电源氢能战略高度契合。阳光电源在电解槽变流器、氢能源管理系统和可再生能源制氢一体化解决方案方面具有技术积累。特刊涵盖的电力电子变换器及调制、直流和交流微电网控制、变换器分析建模、测量与保护四大主题与阳光ST系列储能变流器、SG系列光伏逆变器和微电网解决方案的技术路线一致。文中提...
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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