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基于I-V曲线成像与双流深度神经网络的光伏系统遮挡类型及严重程度诊断
Shading type and severity diagnosis in photovoltaic systems via I-V curve imaging and two-stream deep neural network
Zengxiang Hea · Hong Cai Chen · Shuo Shan · Yihua Hu 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.324
摘要 遮挡是光伏（PV）系统中最常见的异常现象之一，会导致功率损失和热点效应。目前大多数研究仅能实现遮挡检测，而无法进一步诊断遮挡的类型和严重程度。本文提出了一种结合I-V曲线成像与双流深度神经网络（DNN）的有效方法，用于诊断遮挡类型，并估计实际运行光伏系统中五种常见遮挡类型的严重程度。该方法首先对光伏组串的I-V曲线进行重采样，并转换至标准测试条件（STC），以消除数据尺度和环境因素对遮挡诊断结果的影响。随后，采用一种称为格拉米安角和场（Gramian angular summation f...
解读: 该阴影诊断技术对阳光电源SG系列光伏逆变器及iSolarCloud平台具有重要应用价值。通过I-V曲线成像与双流深度神经网络,可实现阴影类型识别与严重程度量化评估,弥补现有MPPT优化技术仅能检测异常但无法精准诊断的不足。建议将GASF时序成像与LSTM-CNN融合算法集成至智能运维平台,结合组串级...
基于氮化镓单片双向晶体管的三相交流-交流电流型直流链路变换器与电压型直流链路变换器的实验对比
Experimental Comparison of Three-Phase AC-AC Monolithic Bidirectional GaN Transistor-Based Current DC-Link Converter and GaN Transistor-Based Voltage DC-Link Converter
Neha Nain · Yining Zhang · Stefan Walser · Johann W. Kolar 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
并网变频驱动系统通常采用电压源型或电流源型交流-交流变换器。本文在相同系统规格和芯片面积条件下，对比了基于600V氮化镓单片双向晶体管的电压源型（VSC）与电流源型（CSC）变换器。两者功率密度分别为1.7 kW/dm³和1.8 kW/dm³，额定效率均达97%。CSC在部分负载下效率更高，加权效率达96.6%，优于VSC的95.7%。电磁干扰预合规测试表明，二者均满足传导EMI限值，且CSC的电机侧滤波器在使用非屏蔽电缆时仍具良好辐射抑制效果。
解读: 该GaN单片双向晶体管对比研究对阳光电源多条产品线具有重要价值。CSC拓扑在部分负载下96.6%的加权效率优于VSC，可直接应用于ST系列储能变流器的双向AC-DC变换级，提升储能系统全工况效率。其优异的EMI特性和非屏蔽电缆兼容性，可简化SG系列光伏逆变器的滤波设计，降低系统成本。GaN器件的高功...
采用储能系统的电压暂降敏感工业用户两阶段商业模式
A two-stage business model for voltage sag sensitive industrial users employing energy storage systems
Hong Liao · Yunzhu Chen · Zixuan Zheng · Xianyong Xiao 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.379
在电表后端（behind-the-meter, BTM）集成储能系统（ESS）是降低易受电压暂降影响的工业用户用电成本并提升电能质量的可靠方法。然而，目前诸如高昂的初始投资成本、较长的投资回收周期以及服务策略灵活性不足等障碍，正阻碍着BTM储能系统在工业领域的广泛应用。综合能源服务提供商（IESPs）提供的创新性BTM储能解决方案已成为应对上述挑战的可行选择。本研究提出一种新的两阶段商业模式，旨在推进储能系统的部署，同时兼顾综合能源服务提供商与用户双方的需求。本文阐述了该商业模式的框架，以明确各...
解读: 该两阶段商业模式对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统在工商业场景的推广具有重要价值。研究验证了表后侧储能系统通过削峰填谷和电能质量治理可降低用户全生命周期成本2.35%-17.12%,与阳光电源iSolarCloud平台的智能运维能力高度契合。峰谷电价差和电压暂降治理性能是关键影响...
基于SHAP与物理引导神经网络的卡诺电池主导因素识别与快速优化
Dominant factor identification and fast optimization of carnot battery by integrating SHAP and physics-guided neural network
Yunfei Zhang · Jian Lia · Mingzhe Yua · Xu Chena 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401
摘要 卡诺电池是一种新兴的长时电能储存技术，有望大规模应用于促进波动性可再生能源的消纳。然而，卡诺电池由热泵、储热和热机单元组成，其内部存在复杂的能量流耦合关系。在不同工况下决定电-电（PTP）效率的主导因素及其耦合关系尚不明确，传统的优化方法也因耗时较长而制约了优化设计进程。本文构建了SHapley加性解释（SHAP）模型，用于识别卡诺电池的主导因素及其相互间的耦合关系。进一步提出一种融合SHAP与物理引导神经网络（PGNN）的新型优化方法——SPGO方法，能够快速实现最大PTP效率并给出相应...
解读: 该卡诺电池优化技术对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。论文提出的SHAP主导因素识别与物理引导神经网络(PGNN)优化方法,可应用于ST系列PCS及PowerTitan储能系统的效率优化。其多物理场耦合分析思路与SiC器件热管理优化高度契合,PGNN模型在插值/外推场景下误差降低15-30%的表现,...
钠诱导的掺钨氧化铟薄膜及异质结太阳能电池在湿热环境中的退化
Sodium-induced degradation of tungsten doped indium oxide film and HJT solar cells in damp-heat environment
Yunren Luo · Jianhua Shi · Shuyi Chen · Haodong Chen 等14人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.296
摘要 硅异质结（HJT）太阳能电池的可靠性是延长其光伏系统寿命的关键。钠被认为是使用钠钙玻璃封装的光伏组件性能衰减的主要因素之一。本研究探讨了在湿热条件（DH，85 °C和85%相对湿度）下，未封装HJT太阳能电池因NaHCO₃引起的退化行为。Na⁺和H₂O在IWO薄膜晶界处的化学吸附可促进氧化铟向氢氧化铟的转化，导致载流子迁移率下降以及晶界势垒升高。此外，Na⁺穿过IWO薄膜扩散至HJT太阳能电池的钝化层，会恶化nc-Si:H的钝化效果，从而引起HJT太阳能电池效率的降低。研究发现，具有大晶粒...
解读: 该研究揭示HJT电池在湿热环境下钠离子诱导的IWO薄膜降解机制,对阳光电源SG系列光伏逆变器系统可靠性设计具有重要参考价值。研究发现大晶粒IWO薄膜可显著降低效率衰减(从71.4%降至36.6%),为iSolarCloud平台的组件衰减预测模型提供理论依据。建议在逆变器MPPT算法中加入组件湿热老化...
氢储能与抽水蓄能容量配置优化及比较分析以提升清洁能源基地电力系统灵活性
Optimization and comparative analysis of hydrogen energy storage and pumped hydro storage capacity configuration for enhancing power system flexibility in clean energy bases
Xianan Sun · Yonglin Heab · Junqi Yang · Ziwen Zhao 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.342
摘要 可再生能源的并网引入了波动性和间歇性，对电力系统的稳定性构成挑战。尽管氢储能（HES）和抽水蓄能（PHS）均能有效缓解风电和光伏出力的波动，但二者在性能方面的系统性对比分析仍较为缺乏。本研究针对氢储能与抽水蓄能系统开展了能量容量最优配置的比较分析。我们构建了一种新颖的优化模型，综合考虑储能系统的约束条件，并引入小时利用率指标，结合熵权TOPSIS法进行综合评价。主要研究结果表明：两类技术各有优势，HES可提供61,200 MWh（85小时）的长时储能能力，而PHS则提供23,787 MWh...
解读: 该研究对阳光电源储能系统配置具有重要指导意义。针对氢储能与抽水蓄能的对比分析,可优化ST系列PCS在大规模新能源基地的容量配置策略。研究提出的小时利用率指标和熵权TOPSIS评估方法,可集成至iSolarCloud平台,实现储能系统经济性与技术性能的智能评估。4000MW光伏配1200MW储能的最优...
具有超高流速的微流体燃料电池：一种用于冷电联供应用的潜在技术
Microfluidic fuel cell with ultrahigh flow rates, a potential technology for combined cooling and power applications
Hao Daia · Ehtesham Alia · Xinhai Xua · Mingming Zhang 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.344
摘要 微流体燃料电池（MFC）通常采用两种微流体电解质进行发电，该系统还可与加热系统集成以实现微流体冷却，从而形成一种冷电联供技术。为实现这一目标，需要显著提高电解质的流速，以确保较强的冷却效果。传统的MFC研究长期避免进入超高流速区域，主要是出于流动稳定性的担忧；然而，本研究首次证明，即使在高达100 mL/min（Re = 677.4）的流速下，仍可维持稳定的共层流状态，从而有效利用超高流速区域以增强冷却能力。当室温电解质以100 mL/min的流速流动时，面对5 W/cm²热负荷的加热系统...
解读: 该微流体燃料电池的冷热电联供技术对阳光电源电动汽车驱动系统具有重要启示。其超高流速下的热管理方案可应用于我司电机驱动器和车载充电机(OBC)的散热优化,特别是功率密度提升42%的电极布局优化思路,可借鉴至SiC/GaN功率器件的热设计中。该技术在5W/cm²热负荷下实现79%温降的能力,为充电桩和储...
通过优化微电网中混合储能系统退化成本模型实现多时间尺度调度
Multiple-time-scale scheduling by optimizing the degradation cost models of hybrid energy storage systems in microgrids
Yonggang Lia · Yaotong Sua · Yuanjin Zhang · Weinong Wub 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.343
摘要 为了促进可再生能源的广泛应用，综合能源系统（IES）的研究已成为关键。然而，多能系统的协调运行以及电池的耐久性约束，尤其是在混合储能系统（HESS）中的问题，仍然是重大挑战，制约了系统的经济效率与运行可靠性。本研究提出了一种短期能量调度模型，通过优化混合储能系统的退化成本来应对上述挑战。首先，建立了集成混合储能系统的能量管理系统框架。随后，基于各设备的运行特性，分别构建了化学电池、电解槽以及质子交换膜燃料电池（PEMFC）的退化成本模型。此外，为弥补现有方法在储能系统不同动态响应能力方面处...
解读: 该多时间尺度调度技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要应用价值。研究中的化学电池与氢储能分层调度策略,可直接应用于我司混合储能解决方案优化:ST系列PCS负责快时间尺度响应,氢储能系统承担慢时间尺度调度。退化成本模型可集成至iSolarCloud平台,实现预测性维护和全生...
水下超临界CO2循环发电系统原型的性能分析
Performance analysis of a underwater power transcritical CO2 cycle system prototype
Zhi Ling · Xuan Wang · Hua Tian · Gequn Shu 等10人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.391
摘要 深海水下设备的能量系统是支撑其运行的核心要素，高能量密度、高安全性和稳定性是衡量该系统性能的关键指标。针对目前水下设备缺乏高度适应性二次循环系统的现状，本文构建了一套100 kW级回热再热型超临界CO2循环水下动力系统原型，并首次在模拟深海冷源（<2 °C）与微型反应堆热源（>500 °C）条件下，完成了从待机到发电全过程的性能测试。结果表明，该系统的实际循环热效率达到22.7%，发电功率为97.6 kW，在冷源温度±1 °C波动范围内均可稳定运行，且当海水温度突变时，系统流量波动仅为0....
解读: 该超临界CO2循环技术对阳光电源海上储能及电力电子系统具有重要借鉴价值。其22.7%循环效率和1MW/m³功率密度为海上风电储能系统(PowerTitan海上版)提供热管理优化思路。密闭自回流冷却技术可应用于ST系列PCS和SG大功率逆变器的液冷散热设计,提升功率密度。±1°C温度波动下0.725%...
符合概率分布的物理约束风力发电预测方法：面向抗噪深度学习
Physics-constrained wind power forecasting aligned with probability distributions for noise-resilient deep learning
Jiaxin Gao · Yuanqi Cheng · Dongxiao Zhang · Yuntian Chen · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.383
摘要 风电作为关键的可再生能源之一，在实现碳中和目标中发挥着重要作用。然而，由于风速预测数据具有高噪声特性，风力发电功率的准确预测面临挑战，这会降低预测的精度与鲁棒性。为解决这一问题，本文提出一种理论引导（即物理约束）的深度学习风力发电预测方法（TgDPF）。TgDPF将表征风电功率概率分布的风电功率曲线领域知识，与长短期记忆网络（LSTM）深度学习模型相结合。该融合机制确保模型输出与风电功率的概率分布保持一致，遵循物理约束条件，从而增强对噪声的抵抗能力。因此，TgDPF是一种典型的物理约束建模...
解读: 该物理约束深度学习风电预测技术对阳光电源储能系统(ST系列PCS、PowerTitan)具有重要应用价值。通过融合风电功率曲线概率分布与LSTM模型,在高噪声环境下预测精度提升24.7%-73.9%,可显著优化储能系统的充放电策略与能量管理。该方法的抗噪声特性与物理约束思想可迁移至iSolarClo...
邻近高压对汽车应用SOI功率器件特性与可靠性的影响
Influences of Adjacent High Voltage on the Characteristics and Reliability of SOI Power Devices for Automotive Application
Ran Ye · Jiaojing Bian · Hao Luo · Qiao Kang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2024年12月
基于0.18微米工艺节点的绝缘体上硅（SOI）双极互补金属氧化物半导体 - 双扩散金属氧化物半导体（BCD）技术因其卓越的特性在汽车应用中广受欢迎。在实际的集成电路中，为了平衡性能和芯片面积，器件通常会紧密排列。对于p型横向双扩散金属氧化物半导体（pLDMOS）而言，无论采用何种布局配置，其漏极和源极均会施加高电压。如此一来，如果功率器件与pLDMOS相邻，施加在pLDMOS上的高电压将对功率器件的特性产生不可预测的影响。在本研究中，针对汽车应用，全面研究了这种相邻高电压在室温（25°C）和高温...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对SOI BCD工艺中功率器件邻近高压影响的研究具有重要的技术参考价值。在光伏逆变器和储能变流器等核心产品中，功率半导体器件的可靠性直接影响系统效率和使用寿命，而该研究揭示的邻近高压效应正是高功率密度设计中的关键挑战。 该论文系统分析了pLDMOS器件在不同布局配置...
利用光伏、光催化和热化学耦合的混合制氢系统实现高效全光谱太阳能收集
Hybrid hydrogen production system utilizing photovoltaics, photocatalysis, and thermochemistry for effective full-spectrum solar energy harvesting
Pei Li · Rujing Yan · Jing Zhang · Mou Wu 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.336
摘要 将太阳能转化为氢气为解决太阳能发电的间歇性问题并实现长期能量存储提供了一种有前景的解决方案。然而，当前基于光伏、光催化和热化学过程的制氢方法通常未能充分考虑太阳光谱中不同波段能量品质的差异，从而限制了其能量转换效率。针对这一问题，本文提出一种创新性的高效率制氢方法，通过集成上述三种技术路径，并优化太阳光谱能量的梯级利用。该方法将太阳光按紫外、可见光和红外波段进行分谱，分别驱动光热催化、光伏电解水以及甲醇重整反应，同时结合废热回收以进一步提升系统整体能效。为评估系统性能，建立了全面的运行仿真...
解读: 该全光谱制氢技术对阳光电源光储氢一体化解决方案具有重要启示。其光伏电解水部分可与SG系列逆变器及ST系列PCS深度耦合,通过MPPT优化提升光电转化效率;系统40.20%的太阳能制氢效率和68.01%的能源效率为我司PowerTitan储能系统与制氢装置的协同设计提供参考;光谱分级利用思路可应用于i...
混合动力与低碳燃料对重型卡车的技术经济与环境影响
Techno-economic and environmental impacts of hybridization and low-carbon fuels on heavy-duty trucks
Kangjie Liu · Zhiyu Han · Junbo Zhang · Ziwei Tang 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.332
摘要 重型卡车在汽车领域中占据了相当大比例的石油消耗和二氧化碳排放。然而，其向低碳可再生能源的转型进程却落后于乘用车。本研究系统评估了多种低碳燃料动力系统及燃料-电力混合系统在重型长途卡车上的性能、能耗、全生命周期成本（TCO）以及油井到车轮（WTW）的二氧化碳排放表现。所考虑的燃料包括液化天然气（LNG）、甲醇、氢气和电能，而评估的混合系统构型则涵盖串联式、并联式和混联式。首先对这些柴油-电力混合系统的结构参数进行了优化，以提升其性能与成本效益。结果表明，混联式设计为最有效的构型，并被进一步应...
解读: 该研究揭示重卡混合动力与低碳燃料的协同减排路径,对阳光电源充电桩及储能业务具有战略价值。研究证实电池-燃料混合系统优于纯内燃机,验证了阳光电源充电站配套储能系统的市场潜力。氢能与甲醇重卡的TCO分析表明,需通过可再生能源制氢/醇降低全生命周期碳排,这与阳光电源光伏-储能-制氢一体化解决方案高度契合。...
基于气源能量与盐水合物热化学热变换器耦合的朗肯-卡诺电池的技术经济性评估
Techno-economic evaluation of a Rankine Carnot battery coupling air-source energy and salt hydrate thermochemical heat transformer
Wei Liab · Lianjie Zhang · Qiuwang Wangb · Kai Zhaoc 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.339
摘要 为支持可再生能源的并网，亟需具备地理适应性强、大规模、长时储能能力的储能解决方案，这凸显了传统热储能系统的关键局限性。为实现高能量密度和高品质热能提升，本文提出一种新型由气源能量驱动的朗肯-卡诺电池系统，该系统采用级联式盐水合物热化学储能（TCES）模块，以提高能量密度、往返效率及经济可行性。针对两种储能构型——增压辅助热化学储能和增压辅助级联热化学储能结合冷凝热回收——开展了系统的综合建模与技术经济性评估。结果表明，后者具有更优的热力学性能，其往返效率显著达到67.73%，㶲效率为71....
解读: 该Rankine-Carnot电池技术为阳光电源储能系统提供重要参考。其67.73%往返效率和0.214$/kWh平准化成本与ST系列PCS性能指标形成互补,盐水合物热化学储能的高能量密度(136.38kWh/m³)可启发PowerTitan系统热管理优化。压缩机-膨胀机占比超50%投资的分析,对储...
基于SiC/派瑞林衬底的异质集成柔性GaN射频功率放大器
Heterogeneously Integrated Flexible GaN RF Power Amplifier on SiC/Parylene Substrate
Wenhao Zheng · Qingzhi Wu · Zhen Zhao · Ziyu Zhang 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年8月
柔性射频（RF）系统的发展增加了对高功率柔性氮化镓（GaN）放大器的需求。在本文中，提出了一种利用碳化硅（SiC）/聚对二甲苯异质集成衬底的异质集成工艺，用于制造柔性射频GaN功率放大器（PA）。在该制造工艺中，首先在厚度为<inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex-math notation="LaTeX">$100...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项柔性GaN射频功率放大器技术虽然聚焦于通信领域，但其底层的异质集成工艺和材料创新对我司在功率电子领域的技术演进具有重要参考价值。 该技术采用SiC/Parylene异质集成基板方案，通过将SiC衬底减薄至5微米并与柔性Parylene层结合，在保持柔性的同时显著改善了...
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...
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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