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双馈感应风力发电机系统中电流控制与转子转速控制时间尺度间跨时间尺度交互作用分析
Cross-Timescale Interaction Analysis Between Current Control and Rotor Speed Control Timescale Dynamics in a High-Proportion DFIG-WT System
Jiabing Hu · Wei Wang · Yingbiao Li · Jianbo Guo · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年9月
电力电子设备包含多时间尺度的储能元件与控制回路,导致其动态过程呈现多时间尺度特性。现有研究多聚焦单一时间尺度,较少考虑跨时间尺度相互作用。本文针对高比例双馈感应风电机组系统,分析电流控制对转子转速控制时间尺度的跨尺度影响。基于含锁相环同步双馈风机的两机两区域系统,通过模态分析揭示锁相环对跨时间尺度交互的影响;推导电流控制等效电路,阐明其对转子运动的跨尺度作用机制,并揭示与电流控制相关的LC谐振机理。最后通过实时数字仿真验证了相关现象与机制。
解读: 该跨时间尺度交互分析技术对阳光电源ST储能变流器和风电变流器产品具有重要价值。研究揭示的电流控制与转速控制间跨尺度耦合机理,可直接应用于PowerTitan储能系统的多时间尺度协调控制优化,避免快速电流环与慢速功率环间的振荡风险。所提出的PLL影响机制和LC谐振分析方法,为阳光电源构网型GFM控制策...
一种具有光热、储热和电化学性能的新型集成碳化木电极用于太阳能驱动的热化学电池
A novel integrated carbon-wood electrode with photothermal, heat storage, and electrochemical properties for solar-driven thermochemical cells
Jun Zhang · Xiaotian Li · Jili Zheng · Yanan Zou 等8人 · Energy Conversion and Management · 2025年2月 · Vol.326
摘要 热化学电池为太阳能利用提供了一种可持续且环保的解决方案,但其性能常受到太阳辐射波动的限制。传统方法是将储热系统整合到热化学电池中,然而这些方法受限于较低的传热速率以及传统电极较小的电化学活性表面积。本研究创新性地提出一种碳化木电极设计,集成了增强的光热转换、储热和电化学性能,可实现太阳能驱动热化学电池中的连续发电。与传统的石墨电极相比,碳化木结构使光热转换效率提高了67%,电化学活性表面积增加了28%,单位体积(每立方厘米)的放热时间延长至16.67分钟。采用此类电极的热化学电池在太阳辐射...
解读: 该碳木一体化电极的光热-储热-电化学集成技术为阳光电源储能系统提供创新思路。其光热转换效率提升67%、电化学活性面积增加28%的设计理念,可应用于ST系列PCS的热管理优化和PowerTitan储能系统的温控策略改进。特别是其应对间歇性光照的稳定输出能力,与SG系列光伏逆变器的MPPT优化技术形成协...
本地负载对电压源型换流器直流电压控制时间尺度振荡的影响
Local Load Effect on the DC Voltage Control Timescale Oscillation of Voltage Source Converters
Yanjun Liu · Jiabing Hu · Wei He · Yunpeng Zhou 等5人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年8月 · Vol.41
本文揭示了VSC新能源电站附近接入本地负载可能引发的新型小信号失稳振荡,聚焦PLL与终端电压控制、直流电压控制的耦合机制,指出负载效应会引入负阻尼转矩,导致DVC时间尺度下的未阻尼振荡,并提出针对性抑制策略,经MATLAB/Simulink和RT-LAB验证。
解读: 该研究直击阳光电源ST系列PCS、PowerTitan及大型组串式逆变器在弱电网+分布式负载场景(如工商业光储一体化项目)下的并网稳定性瓶颈。本地负载加剧PLL-TVC-DVC动态耦合,易诱发直流母线振荡,影响iSolarCloud平台实时调控精度。建议在ST/PowerTitan固件中嵌入自适应P...
基于切换仿射系统的交错并联VRM均流控制:面向计算芯片供电的Lyapunov-LMI方法
Switched Affine System-Based Current Sharing Control in Interleaved VRM: A Lyapunov-LMI Approach for Compute Chip Power Delivery
Xiaokai Su · Wei Hu · Yuefeng Zeng · Guidong Zhang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
为满足计算芯片对大电流供电的需求,交错并联Buck变换器因其高输出电流能力、低输出纹波和高效率成为电压调节模块(VRM)的核心结构。然而,其性能高度依赖稳态与动态条件下的均流能力。现有均流控制策略在面对计算芯片类负载的供电场景时,存在性能不足与稳定性问题。本文提出一种基于切换仿射系统模型的均流控制策略,通过频率自适应的动态相间补偿实现电压与电流的解耦调节。结合Lyapunov稳定性理论,采用线性矩阵不等式(LMI)方法设计控制器,并严格证明系统全局稳定性。仿真与实验结果表明,该策略显著提升了动态...
解读: 该交错并联均流控制技术对阳光电源储能与功率变换产品具有重要应用价值。在ST系列储能变流器中,多相并联Buck/Boost拓扑广泛用于DC-DC变换环节,该研究提出的切换仿射系统建模与Lyapunov-LMI控制器设计方法可显著提升相间均流精度和动态响应速度,降低电流不平衡导致的热应力与器件老化。在S...
本地负荷对电压源换流器直流电压控制时间尺度振荡的影响
Local Load Effect on the DC Voltage Control Timescale Oscillation of Voltage Source Converters
Yanjun Liu · Jiabing Hu · Wei He · Yunpeng Zhou 等5人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年8月
摘要:电压源换流器(VSC)接入的可再生能源发电厂通常远离负荷中心,弱电网条件会带来显著的稳定性风险。目前已有大量研究对直流电压控制(DVC)时间尺度内的振荡进行分析。然而,大多数研究聚焦于发电机通过长输电线路接入电网的场景。更普遍的情况,即负荷沿这些输电线路分布的场景,尚未得到足够关注,这可能导致一些振荡机制未被发现。本文发现了一个小信号稳定性问题,即当本地负荷连接在基于VSC的发电厂附近时,可能会出现意外的振荡。为全面分析这一现象,本文以锁相环(PLL)为主要研究对象,分析了端电压控制(TV...
解读: 该研究对阳光电源的弱电网并网产品具有重要指导意义。研究发现的本地负荷影响机理可直接应用于SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的控制策略优化,特别是在偏远地区大型光储电站中。通过合理配置本地辅助负载和改进直流电压控制算法,可以提升产品在弱电网条件下的稳定性。这对完善阳光电源的GFL/GFM控制技术、...
基于灵敏度的可再生能源可用发电容量变化跟随滚动运行可靠性评估方法
A Sensitivity-Based Rolling Operational Reliability Evaluation Method Following the Changing Available Generation Capacity of Renewable Energies
Xuan Li · Kaigui Xie · Changzheng Shao · Bo Hu 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年4月
由于可靠性评估过程耗时,电力系统运行可靠性通常基于可再生能源出力的预测值提前进行。然而,在实际运行中,可再生能源预测值不断更新,需进行滚动评估以保持可靠性评估的准确性。本文提出一种基于系统可靠性对可再生能源可用出力灵敏度的日内滚动评估方法。该方法在可再生能源出力小幅波动时,通过修正前次评估结果快速获取可靠性指标。首先,结合输电线路状态字典法与负荷可行域(LFR)方法,构建基于LFR的蒙特卡洛可靠性评估模型;其次,提出一种负荷削减计算的近似距离法,建立负荷削减量与可再生能源可用出力之间的线性多项式...
解读: 该滚动可靠性评估方法对阳光电源储能系统与光伏逆变器产品具有重要应用价值。针对ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统,可集成该灵敏度模型实现日内实时可靠性评估,根据光伏出力预测更新动态调整储能充放电策略,提升系统应急响应能力。对于SG系列光伏逆变器,该方法可优化iSolarCloud云平...
基于双馈感应发电机的风电机组时变惯量表征方法用于电力系统频率动态分析
Time-Varying Inertia Characterization of DFIG-Based Wind Turbines for Power System Frequency Dynamic Analysis
Yifan Fang · Wei He · Yanjun Liu · Jiabing Hu 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年8月 · Vol.17
本文针对双馈风电机组惯量时变特性,提出基于角动量定理的时域惯量计算方法,并建立频域惯量表征模型,揭示其物理本质。IEEE 39节点系统仿真验证该方法可准确刻画惯量动态,适用于高比例可再生能源系统的频率稳定分析。
解读: 该研究对阳光电源风电变流器及构网型储能系统(如PowerTitan在风光储协同场景中)的惯量支撑功能设计具有重要指导价值。虽阳光电源主力为光伏逆变器与储能PCS,但其ST系列PCS及PowerStack在风电配套调频应用中需精准建模DFIG/直驱机组的等效惯量响应。建议在iSolarCloud平台中...
通过升华法中锂掺杂提升Sb2(S,Se)3薄膜太阳能电池的效率
Enhancing the efficiency of Sb2(S,Se)3 thin-film solar cells via Li doping in close-spaced sublimation
Zhi-Ping Huanga1 · Hui-Lib1 · Wei-Ze Wang · Hu Li 等8人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.285
Sb2(S,Se)3是一种具有广阔前景的光伏材料,因其带隙可调、热稳定性高以及具备低成本制备潜力。然而,通过近距离升华法(CSS)制备的薄膜通常存在较多缺陷,从而降低器件效率。本研究引入锂(Li)掺杂以改善晶体质量、载流子浓度和电导率。通过熔盐处理将锂掺入升华源中,成功制备出均匀的Li-Sb2(S,Se)3薄膜。所制备的ITO/CdS/Li-Sb2(S,Se)3/PbS/碳基太阳能电池实现了6.18%的功率转换效率,显著优于未掺杂器件。本研究进一步系统分析了材料的光电性能,结果表明,锂掺杂能有效...
解读: 该Li掺杂Sb2(S,Se)3薄膜技术通过优化载流子浓度和能级匹配,将光伏转换效率提升至6.18%,为阳光电源SG系列光伏逆变器的上游组件技术提供创新思路。其降低非辐射复合、改善载流子提取的机制,可启发我司MPPT算法优化和弱光响应改进。碱金属掺杂提升薄膜导电性的方法,对PowerTitan储能系统...
基于DFIG风力发电机的时变惯性表征及其在电力系统频率动态分析中的应用
Time-Varying Inertia Characterization of DFIG-based Wind Turbines for Power System Frequency Dynamic Analysis
Yifan Fang · Wei He · Yanjun Liu · Jiabing Hu 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年8月
准确评估可再生能源发电的惯性响应对频率稳定至关重要。然而,以双馈感应发电机(DFIG)为代表的风力发电机具有固有的时变惯性特性,与同步发电机有本质区别。现有惯性评估方法多基于同步机的时域惯性常数,难以刻画该时变特性,直接套用缺乏理论依据。本文基于角动量定理推导了时变惯性的计算表达式,揭示其随扰动动态变化的特性。进一步研究频域惯性表征方法,实现与扰动无关的惯性描述,并建立频域与时域惯性间的数学关系,阐明频域惯性的物理意义。IEEE 39节点系统仿真验证了频域方法能准确捕捉惯性动态,适用于高比例新能...
解读: 该DFIG时变惯性表征技术对阳光电源构网型储能系统具有重要应用价值。ST系列储能变流器的虚拟同步机VSG控制需准确模拟惯性响应,传统基于同步机恒定惯性常数的方法难以适配风储混合场景。文中提出的频域惯性表征方法可为PowerTitan储能系统提供与扰动无关的惯性参数整定依据,优化GFM控制器的虚拟惯量...
研究一种离子掺杂剂在有机半导体及热电应用中的掺杂性能
Investigating the doping performance of an ionic dopant for organic semiconductors and thermoelectric applications
Jing Guo1Yaru Feng2Jinjun Zhang2Jing Zhang3Ping-An Chen4Huan Wei5Xincan Qiu6Yu Liu6Jiangnan Xia5Huajie Chen7Yugang Bai8Lang Jiang9Yuanyuan Hu10 · 半导体学报 · 2025年8月 · Vol.46
掺杂在提升有机半导体在光电子和热电器件中的性能方面起着关键作用。本研究系统探讨了离子掺杂剂4-异丙基-4′-甲基二苯基碘𬭩四(五氟苯基硼酸盐)(DPI-TPFB)作为p型掺杂剂在有机半导体中的性能与适用性。以p型PBBT-2T为模型,通过ESR、紫外-可见-近红外吸收光谱及功函数分析证实其显著掺杂效果,使薄膜电导率提升超过四个数量级。DPI-TPFB还表现出广泛的适用性,可有效掺杂多种p型材料,并使n型N2200转变为p型行为。将其应用于有机热电器件,获得约10 μW∙m⁻¹∙K⁻²的功率因子,...
解读: 该离子掺杂有机半导体技术对阳光电源热管理系统具有潜在价值。研究中10 μW∙m⁻¹∙K⁻²的热电功率因子可应用于ST储能变流器和SG光伏逆变器的余热回收利用,将功率器件散热转化为电能,提升系统综合效率。有机热电材料的柔性特性适合贴合SiC/GaN功率模块表面进行温差发电,为辅助电路供电。在电动汽车驱...
基于可重构变换器型软开断点辅助的含冷负荷投入配电网动态恢复
Reconfigurable Converter-Formed Soft Open Point-Assisted Dynamic Restoration for Distribution Systems With Cold-Load Pickup
Xiaodong Yang · Zihao Li · Lijian Ding · Zhengli Hu 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年1月
针对极端条件下提升供电韧性这一现代配电网建设的重要目标,本文提出一种由可重构变换器型多端口软开断点(R-SOP)辅助的含冷负荷投入(CLPU)动态恢复框架。传统SOP常采用对称容量结构,可能限制系统恢复能力。所提R-SOP在总容量不变下采用非对称设计,结合网络动态重构与柔性资源协调控制,构建多时段恢复模型,并在快时间尺度上引入频率约束以应对CLPU带来的暂态冲击,提升可再生能源利用率与恢复可靠性。基于改进IEEE测试系统及实际配电网的仿真验证了该框架的有效性。
解读: 该R-SOP动态恢复技术对阳光电源PowerTitan储能系统和配电网解决方案具有重要应用价值。可重构变换器的非对称容量设计理念可应用于ST系列储能变流器,通过动态调整各端口功率分配,提升系统在故障恢复场景下的灵活性。冷负荷投入的快时间尺度频率约束策略可融入构网型GFM控制算法,增强储能系统应对负荷...
解锁建筑一体化光伏与电池
BIPVB)系统深度强化学习中的预测洞察力与可解释性
Yuan Gao · Zehuan Hu · Shun Yamat · Junichiro Otomo 等9人 · Applied Energy · 2025年4月 · Vol.384
摘要 可再生能源的部署以及智能能源管理策略的实施对于建筑能源系统(BES)的脱碳至关重要。尽管数据驱动的深度强化学习(DRL)在优化BES方面已取得近期进展,但仍存在显著挑战,例如缺乏针对时间序列数据观测空间的研究以及模型可解释性的不足。本文首次将未来预测信息引入DRL算法中,以构建时间序列数据的观测空间,并采用门控循环单元(GRU)和Transformer网络与DRL算法相结合,用于建筑一体化光伏与电池(BIPVB)系统的运行控制。此外,通过将前沿的Shapley加性解释(SHAP)技术与所开...
解读: 该深度强化学习优化技术对阳光电源光储一体化系统具有重要应用价值。研究中的GRU/Transformer时序预测与DRL决策框架可直接应用于ST系列储能变流器的智能调度策略,结合电价预测信息实现成本降低10%以上。SHAP可解释性分析方法可增强iSolarCloud平台的AI决策透明度,为PowerT...
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...
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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