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结合内部电池物理特性的最优构网型储能系统管理
Optimal grid-forming BESS management incorporating internal battery physics
Yuanbo Chen · Kedi Zheng · Cheng Feng · Junling Huang 等6人 · Applied Energy · 2025年5月 · Vol.385
摘要 通过电池储能系统（BESS）提供构网服务（GFS）对于现代电网中日益增长的可再生能源并网至关重要。然而，GFS响应与电池物理特性之间的快速交互给构网型BESS运行管理带来了重大挑战。本文研究了考虑内部电池物理特性的构网型BESS管理方法。我们首先建立了一个基于物理机理的模型，以准确刻画BESS在提供GFS过程中的可用功率能力及老化动态特性。基于该物理模型，本文提出了一种两阶段随机优化问题，用于在日前阶段确定GFS控制系数并制定BESS功率调度计划，同时考虑电网频率的不确定性。进一步地，设计...
解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统的构网型控制策略具有重要参考价值。通过建立电池物理模型优化GFM服务系数,可提升我司储能系统在高比例新能源电网中的频率支撑能力和经济性。研究中的两阶段随机优化方法可集成至iSolarCloud平台,实现日前调度与实时功率调节的协同优化,同时...
基于有功功率前馈补偿的功率解耦方法在下垂控制变换器中的应用
An Active Power Feedforward Compensation-Based Power Decoupling Method for Droop Control Converters
Pengcheng Wang · Min Chen · Jiahui Wang · Guannan Zhu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
在构网型（GFM）控制中，有功功率和无功功率之间的固有耦合会降低无功功率控制精度、限制功率支撑能力并减缓动态过程。为解决这一问题，本文针对下垂控制变流器提出了一种基于有功功率前馈补偿的功率解耦方法，该方法可消除所有四个象限的功率耦合，尤其适用于运行模式灵活的分布式发电系统。利用小信号模型分析了物理功率耦合行为，确定线路阻抗比（R/X）和功率角是影响耦合特性的关键因素。通过比较耦合系数和变流器输出电压可知，可通过输出电压补偿实现功率解耦，这构成了所提方法的基础。通过精确计算补偿项，可在不影响响应速...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于有功功率前馈补偿的功率解耦方法对我司构网型逆变器产品具有重要的技术价值。当前，随着新能源渗透率提升和弱电网场景增多，构网型（GFM）控制已成为光储系统的核心技术方向，而有功-无功功率耦合问题一直制约着系统的动态响应速度和四象限运行能力。 该技术通过精确计算输出电压...
基于TPMS结构的电子设备散热冷板数值与实验研究
Numerical and experimental investigation of TPMS-structured cold plates for electronic device cooling
Junyu Chen · Xianhao Liu · Yuting Li · Xiangyou Feng 等7人 · Applied Energy · 2025年12月 · Vol.401
摘要 随着电子芯片功率的不断提升，冷板已成为冷却高热负荷电子器件的一种有前景的解决方案。增材制造技术的发展促进了复杂结构的加工成型，为先进结构设计提供了更广阔的可能性。三重周期性极小曲面（Triply Periodic Minimal Surface, TPMS）结构具有优异的热物理性能，因而成为传热应用中的重要候选结构。本研究通过数值方法系统分析了蛇形流道以及三种TPMS结构（Diamond、Gyroid和I-WP）冷板的传热能力与流动特性。基于数值模拟结果，从流动模式及导热与对流耦合传热的角...
解读: 该TPMS结构冷板技术对阳光电源SiC功率器件散热具有重要应用价值。Diamond结构可应用于ST系列PCS和电动汽车驱动系统的高功率密度模块,其256.9 W/cm²散热能力可支撑SiC器件高频开关损耗。梯度单元尺寸设计可优化三电平拓扑中不均匀热分布,提升PowerTitan储能系统功率密度3-6...
一种用于波浪能转换装置PTO系统的新型二维查表法MPPT设计与实验
Design and Experiment of a Novel 2-D Lookup Table MPPT for the PTO System of WECs
Weixing Chen · Yongjun Feng · Qingshu Liu · Chong Zhu 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年12月
功率输出（PTO）系统是波浪能转换装置（WEC）的核心单元。引入最大功率点跟踪（MPPT）技术可显著提升能量捕获效率，对现场运行的WEC尤为重要。传统在线MPPT算法在应用于WEC时面临响应慢、精度低和步长敏感等问题。本文提出一种新型二维查表法MPPT，通过建立发电机转速与外部负载对应的二维最大功率点映射表，避免了对波浪周期、幅值等参数的观测与识别，适用于随机波况。仿真与实验结果表明，相比传统在线MPPT，该方法电能捕获效率提升超过150%，具有快速、高效且准确的响应特性。
解读: 该二维查表法MPPT技术对阳光电源多条产品线具有重要借鉴价值。在ST系列储能变流器中，可借鉴其快速响应特性优化多变工况下的功率跟踪，特别是应对电网频繁波动场景。对于SG系列光伏逆变器，该方法通过预建映射表避免实时扰动观察，可显著提升复杂遮挡、快速云影变化等非理想工况下的MPPT效率，响应速度比传统P...
基于关断米勒平台电流的IGBT结温在线监测方法
An Online Monitoring Method of IGBT Junction Temperature Based on Turn-Off Miller Plateau Current
Hu Cao · Kexing Yang · Pengcheng Xu · Jian Chen 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
绝缘栅双极型晶体管（IGBT）广泛应用于电力电子变换器中，其结温是评估器件可靠性的重要指标。本文采用关断过程中的米勒平台电流作为热敏感电参数（TSEP），实现对主功率电路的非侵入式监测。研究了米勒平台电流在栅极侧作为TSEP的特性及其与结温的关系，设计并分析了基于电流互感器（CT）的采样电路及参数计算方法，讨论了电路的不确定性和可积性。通过双脉冲测试和逆变器实验平台验证了理论分析的正确性，结果表明该方法从驱动侧即可实现对IGBT结温的高精度、高灵敏度监测，且采样电路结构简单，易于集成于驱动电路中...
解读: 该IGBT结温在线监测技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。通过关断米勒平台电流实现非侵入式结温监测，可直接集成于现有驱动电路，无需额外传感器，降低成本的同时提升可靠性。该方法可应用于PowerTitan大型储能系统的热管理优化，实时监测IGBT工作状态，实现预测性维...
带有源箝位零电压开关的新型混合级联堆叠耦合电感升压变换器
A Novel Hybrid Cascaded and Stacked Coupled Inductor Boost Converter With Active Clamping ZVS
Jing-Yuan Lin · Chuan-Ting Chen · Yi-Feng Lin · IEEE Access · 2024年12月
传统升压变换器应用需要宽占空比实现高升压增益，宽占空比存在大输入电流导致高电流峰值问题。基于耦合电感的升压变换器实现高升压比并降低宽占空比问题。然而，基本耦合电感变换器存在一些缺点，如漏感导致开关高电压尖峰以及大输入电流问题仍不能有效改善。本文旨在解决这些问题。所提拓扑使用耦合电感实现高升压比，设计的稳压电容环路降低主耦合电感电流峰值。采用有源箝位抑制电压尖峰并实现开关零电压开关ZVS以提升效率。本研究描述该拓扑工作原理和时域分析，详细设计组件并提出最佳设计流程。构建输出功率400W的原型变换器...
解读: 该高增益升压变换器技术对阳光电源光伏储能系统具有应用价值。阳光在低压光伏和储能场景需要高效DC-DC升压方案。该研究的耦合电感级联拓扑和有源箝位ZVS技术可应用于阳光组串逆变器的直流升压模块，提升低压输入场景下的效率。在储能系统中，该拓扑可用于阳光ST变流器的DC-DC变换级，实现宽电压范围输入和高...
降低直流母线电容的两级单相逆变器系统中DAB优化控制
Optimized Control of DAB in Two-Stage Single Phase Inverter System with Reduced DC-Bus Capacitance
Fei Xiong · Qiangfu Feng · Shanfeng Chen · Dong Yan · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
为在两级单相逆变器系统中降低中间直流母线电容同时保持高效率，提出了高直流母线电压纹波和降低直流母线电容条件下双有源桥DAB的优化二倍频功率控制方法。首先基于直流母线电压与电网电压位置关系分析推导出直流母线电压纹波最大允许值的通用近似解析计算方法。然后优化DAB中的二倍频功率和直流母线电压基准以降低整个二倍频周期内DAB的有效值电流。推导出解析表达式形式的最优控制组合。考虑最大电压纹波限制和DAB电流优化，提出优化协调控制方法，在确保逆变器系统稳态和瞬态过程稳定运行的同时最小化DAB有效值电流。
解读: 该DAB优化控制研究对阳光电源储能变流器设计有重要参考价值。降低直流母线电容同时保持高效率的技术目标与阳光ST系列储能变流器的小型化和高功率密度发展方向一致。二倍频功率优化控制方法可应用于阳光单相储能逆变器和户用光伏逆变器的直流母线管理，减小薄膜电容使用量降低成本。解析化的最优控制组合推导为阳光iS...
一种用于中压电力牵引驱动的100 kHz内并联Si+SiC混合多电平变换器的设计与验证
Design and Validation of a 100 kHz Inner-Paralleled Si+SiC Hybrid Multilevel Converter for Medium-Voltage Electric Traction Drives
Feng Guo · Fei Diao · Zhuxuan Ma · Pengyu Lai 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年8月
本文针对 3 kV 直流母线的电力牵引驱动系统，设计并开发了一种新型的带有内部并联（IP）半桥（HB）的中压（MV）混合式多电平逆变器。在该提出的混合式拓扑结构中，每相由一个有源中性点钳位（ANPC）三电平（3 - L）单元和一个 IP 单元组成，其中 ANPC 三电平单元采用工作在基频的 3.3 kV 硅（Si）绝缘栅双极型晶体管（IGBT），而 IP 单元采用定制的 3.3 kV H 桥碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET），工作频率为 50 kHz。通过线...
解读: 该100kHz Si+SiC混合多电平技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在新能源汽车业务中，可直接应用于电机驱动系统，高频运行特性能显著提升功率密度，降低车载系统体积重量。对于ST系列储能变流器和SG光伏逆变器，内并联混合拓扑可优化现有三电平方案，通过Si/SiC器件协同工作实现开关损耗与成...
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...
基于2英寸β-Ga2O3晶圆无金工艺制备的大面积肖特基势垒二极管的统计研究
Statistical Study of Large-Area Schottky Barrier Diodes Fabricated on 2-in β-Ga2O3 Wafer Using Au-Free Processes
Yitao Feng · Hong Zhou · Sami Alghamdi · Hao Fang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年1月
本研究报道了在2英寸β-Ga2O3外延晶圆上采用工业兼容且低成本的无金工艺制备大面积（3×3 mm²）肖特基势垒二极管（SBDs）的统计分析。器件集成注入边缘终端与低掺杂环结构，有效调控电场分布，实现超过1300 V的击穿电压和2 V下10 A以上的正向电流，性能优于已报道的同类大尺寸SBDs。全晶圆统计显示，重复击穿电压平均为347 V，12.5%器件超过650 V。同时分析了器件特性波动的物理成因，为工业化晶圆级制造提供了重要参考。
解读: 该β-Ga2O3肖特基二极管技术对阳光电源功率器件升级具有前瞻价值。Ga2O3超宽禁带（4.8eV）特性使其击穿场强达8MV/cm，远超SiC的3倍，可显著提升ST系列储能变流器和SG逆变器的耐压等级与功率密度。研究中1300V击穿电压与10A正向电流性能，适配1500V光伏系统需求。无金工艺与2英...
基于数据驱动和改进光谱算法的质子交换膜燃料电池堆功率密度优化
Power density optimization for proton exchange membrane fuel cell stack based on data-driven and improved light spectrum algorithm
Xi Chen · Wentao Feng · Yukang Hu · Shuhuai You 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年2月 · Vol.326
摘要 作为一种绿色能量转换装置，质子交换膜燃料电池（PEMFC）堆的功率性能由实际运行参数决定。根据目标需求对PEMFC的功率密度及其相应操作参数进行优化至关重要。本文提出了一种结合随机森林算法（RF）与改进的光谱优化算法（ILSO）的PEMFC堆功率密度全局优化策略。基于PEMFC数学模型的仿真结果构建数据集，并用于训练一种数据驱动的代理模型。代理模型的输入变量包括工作温度、阳极压力、阴极/阳极相对湿度和电流密度，输出为功率密度。预测性能结果显示，训练集中平均绝对误差（MAE）、均方误差（MS...
解读: 该PEMFC功率密度优化技术对阳光电源氢能储能系统具有重要借鉴价值。文中数据驱动建模与智能优化算法结合的思路,可应用于ST系列PCS多参数协同优化,提升能量转换效率。随机森林代理模型将优化时间缩短44.8%,与iSolarCloud平台预测性维护理念高度契合。温度、压力、湿度等多维参数寻优方法,可迁...
基于跨域自适应生成对抗网络的多退化水平光伏阵列故障诊断
Fault diagnosis of photovoltaic arrays with different degradation levels based on cross-domain adaptive generative adversarial network
Peijie Lin · Feng Guo · Yaohai Lin · Shuying Cheng 等7人 · Applied Energy · 2025年5月 · Vol.386
摘要 近年来，由于光伏电站运行与维护的重要性，光伏（PV）阵列故障诊断（FD）取得了令人瞩目的进展。然而，由于运行工况复杂，光伏阵列不可避免地会发生渐进式退化，导致输出数据出现域偏移，这对故障诊断性能产生显著的负面影响。为解决上述问题，本研究提出了一种两阶段跨域自适应生成对抗网络深度学习方法，用于不同退化水平下的光伏阵列故障诊断。在第一阶段，利用源域（即无性能退化的光伏阵列）中的正常数据进行训练；随后，在对抗训练过程中将最大均值差异（MMD）损失引入故障生成器，以生成源域故障数据的高层特征表示。...
解读: 该跨域自适应GAN故障诊断技术对阳光电源SG系列光伏逆变器及iSolarCloud智慧运维平台具有重要应用价值。针对光伏阵列性能衰减导致的数据域偏移问题,该方法通过MMD损失函数实现跨域特征对齐,仅需健康状态数据即可生成故障样本进行诊断,准确率达98.34%。可集成至iSolarCloud平台的预测...
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