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奇偶时间对称磁耦合无线电力传输系统的功率和距离增强
Power and Distance Enhancement in Parity-Time Symmetric Magnetic Coupling Wireless Power Transfer Systems
Jun Hang · Xiaodong Wang · Zhengzheng Tian · Jie Fang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
提出通过负阻结构和高阶补偿拓扑增强奇偶时间对称磁耦合无线电力传输系统输出功率和传输距离的方法。该方法利用PT对称特性突破传统WPT系统传输距离限制,同时提高功率传输能力。理论分析和实验结果验证所提方法显著提升系统性能。
解读: 该PT对称WPT研究对阳光电源长距离无线充电技术创新有前瞻价值。突破传统传输距离限制的技术可应用于阳光探索特殊场景无线供电方案,如工业设备远距离充电。对阳光拓展WPT应用边界有启发意义。...
太阳能辐照度与光伏发电的综合分析:以中国武汉和张北为例
Comprehensive Analysis of Solar Irradiance and Photovoltaic Power Generation: Case Studies in Wuhan and Zhangbei, China
Chakhung Yeung · Jianguo Wang · Yaping Du · Jinxin Cao 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年5月
推进可再生能源发展对于解决全球能源短缺问题以及减少二氧化碳排放至关重要。太阳能以其可持续性和可再生性著称,已成为一种关键能源,但太阳能固有的间歇性仍然是现代可再生能源电力系统面临的重大挑战。本研究对太阳辐照度和光伏发电特性进行了研究,重点分析了中国武汉和张北这两个气候和地理条件截然不同的代表性城市的数据。研究结果表明,尽管张北接收到的太阳辐照度较低,但其凭借地理优势实现了更高的光伏转换效率。研究还发现,太阳辐照度的分布会随天气条件变化,进而影响光伏发电量。光伏板倾斜角的影响主要取决于其接收到的直...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项针对武汉和张北两地光伏发电特性的研究具有重要的战略参考价值。研究揭示的区域性光伏转换效率差异与地理气候条件的关联性,为我们的光伏电站选址咨询和系统优化设计提供了科学依据。特别是张北地区在辐照量较低情况下仍能实现更高转换效率的发现,印证了我们在高海拔、低温地区推广高效逆变...
基于日前负荷预测的太阳能多储能多联供系统主动储能运行策略与优化
Proactive energy storage operation strategy and optimization of a solar polystorage and polygeneration system based on day-ahead load forecasting
Nan Zheng · Qiushi Wang · Xingqi Ding · Xiaomeng Wang 等7人 · Applied Energy · 2025年3月 · Vol.381
摘要 为提高冬季电池利用率并提升系统的经济技术性能,本文提出了一种基于日前负荷预测的新型主动储能运行策略,应用于耦合了蓄热装置和全钒液流电池的太阳能多储能多联供系统。本文对比研究了该多联供系统在主动储能策略与传统策略下的运行过程差异及其技术经济性能。此外,还分析了两种策略下系统在制冷与供热模式中主要设备的能量输出及运行状态。最后,基于主动储能策略对该多联供系统进行了多目标优化,以权衡㶲效率与单位能源成本之间的关系。结果表明:采用主动储能策略时,电池利用率最高可比传统策略提高14.65个百分点,年...
解读: 该主动式储能运行策略对阳光电源ST系列PCS及PowerTitan储能系统具有重要应用价值。研究提出的基于日前负荷预测的主动调度策略,可使电池利用率提升14.65%,系统火用效率达30.41%,与阳光电源iSolarCloud平台的预测性维护功能高度契合。建议将该策略集成到储能系统EMS中,结合光储...
热电子增强型太阳能碟式-斯特林发电系统的环境、能源与经济评估
Environmental, energy and economic assessment of thermionic enhanced solar dish–Stirling power generation
Zhuhao Zhanga1 · Guanghua Zhenga1 · Lili Wang · Ning Ding 等5人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.285
摘要 本文提出了一种创新且全面的环境、能源与经济评估框架,用于潜在前景广阔的太阳能热电子-斯特林发电(TSP)技术,该技术将热电子发射与传统的10 kW碟式-斯特林转换系统相结合。首次通过参考原材料的工业生产过程,核算了热电子能量转换器的碳排放。在整个从摇篮到坟墓的生命周期中,TSP的净碳排放量为17726.35 kgCO₂当量,其中热电子转换器和斯特林发动机分别贡献了2.01×10³和5.38×10³ kgCO₂当量。在杭州,当发射极功函数为1.8 eV、收集极功函数为1.1 eV时,TSP的...
解读: 该热离子增强碟式斯特林发电技术展示了32.91%的高效光热转换能力,为阳光电源光储一体化系统提供创新思路。其全生命周期碳排放评估方法可应用于ST系列储能系统的环境效益分析,49.73美元/MWh的平准化度电成本验证了高效转换技术的经济性。该研究的能量转换优化理念可启发SG系列逆变器在MPPT算法和功...
基于共模电流模式的逆变器馈电电机线端和内部线圈绝缘在线状态监测
Online Condition Monitoring of Line-end and Internal Coils Insulation for Inverter-fed Machines Based on Common-mode Current Modes
Shanhu Li · Chang Wang · Tianrui Fang · Xinhao Ding 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年10月
针对实际应用中电缆绝缘参数影响,提出使用共模电流模式评估逆变器馈电电机线端和内部线圈绝缘状态的在线方法。建立包含电缆绝缘参数的共模等效模型,分析共模阻抗特性揭示共模电压阶跃下共模电流的主导模式和路径。得出高频共模电流振荡频率(fHFCM)与线端线圈绝缘的关系,以及变化电缆电感下中频振荡频率(fMFCM)与线端和内部线圈绝缘的耦合关系。采用变分模态分解(VMD)算法克服经典FFT和EMD局限性获得fHFCM和fMFCM。监测策略采用fHFCM确定线端线圈绝缘退化,结合电缆电感和线端线圈绝缘退化条件...
解读: 该共模电流绝缘监测技术对阳光电源电机驱动产品的预测性维护有重要应用价值。VMD算法在线监测方法可应用于新能源汽车电机驱动系统的绝缘状态评估,实现早期故障预警并延长电机寿命。共模等效模型对ST储能系统电机的绝缘退化机理研究有参考意义,可优化绝缘设计并提高可靠性。该技术对阳光电源智能运维平台的电机健康管...
基于共模电流模态的逆变器供电电机线端与内部绕组绝缘在线状态监测
Online Condition Monitoring of Line-End and Internal Coils Insulation for Inverter-Fed Machines Based on Common-Mode Current Modes
Shanhu Li · Chang Wang · Tianrui Fang · Xinhao Ding 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年10月 · Vol.14
本文提出一种基于共模电流模态的在线绝缘监测方法,通过建立含电缆绝缘参数的共模等效模型,利用VMD算法提取高频/中频振荡频率f_HFCM和f_MFCM,分别表征线端与内部绕组绝缘退化状态,实验验证其对早期绝缘劣化的高灵敏度。
解读: 该技术高度适配阳光电源组串式逆变器(如SG系列)及ST系列储能PCS在复杂电磁环境下的长期运行可靠性需求。逆变器驱动电机(如光储柴微网中的离网水泵、制氢压缩机电机)的绕组绝缘退化是常见故障源,本方法可嵌入iSolarCloud平台实现边缘侧实时诊断,提升PowerTitan系统配套电机的预测性维护能...
多环路构网型变换器的串并联序阻抗模型
Series-parallel Sequence Impedance Models of Multi-loop Grid-forming Converters
Xiaokuan Jin1Jianhua Wang1Han Yan1Xijun Ni2Zhendong Ji3Baojian Ji3Ding Wan2 · 现代电力系统通用与清洁能源学报 · 2025年1月 · Vol.1
随着构网型(GFM)变换器在含可再生能源的新电力系统中渗透率逐步提高,可能出现小信号稳定性问题。序阻抗模型相比dq域阻抗模型和状态空间模型能提供更直观的物理解释。现有研究主要集中于功率环与内环控制对稳定性的影响,但尚未明确揭示GFM变换器内电压环与电流环在电路中的物理意义。本文推导了多环路GFM变换器的串并联序阻抗模型,表明电压环等效为并联阻抗,电流环等效为串联阻抗,从而可通过序阻抗Bode图或串并联阻抗的物理含义分析其小信号稳定性。结果表明,单功率环GFM变换器因控制参数少、低频性能优,尤其适...
解读: 该串并联序阻抗建模技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的构网型控制优化具有重要价值。研究揭示电压环等效并联阻抗、电流环等效串联阻抗的物理本质,可直接指导PowerTitan大型储能系统在弱电网场景下的多环路控制参数整定。单功率环GFM方案因参数少、低频性能优的特点,特别适用于阳光电源...
基于相变材料与针翅散热器在周期性加热冷却循环下电子器件热管理性能研究
Investigation of thermal management performance of electronic devices with phase change materials and pin fin heat sinks under periodic heating and cooling cycles
Haocheng Wang · Haoyu Wanga · Jing Wangc · Ding Luod 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年10月 · Vol.342
有效的热管理对于高功率器件(如金属氧化物半导体场效应晶体管)至关重要,因为过高的温度会降低其性能和可靠性。现有研究通常将热源简化为恒定功率区域,忽略了周期性热循环的影响。此外,针对循环功率负载下的热量累积问题缺乏深入研究,而在比较不同针翅几何结构时又常常忽视体积一致性。本研究通过建立一个基于碳化硅的金属氧化物半导体场效应晶体管系统的三维瞬态模型,弥补了上述不足;该系统可在150 °C以内稳定运行,并引入正弦变化的功率负载以及材料特定的产热区域。本文数值评估了不同类型相变材料、针翅形状及体积比下的...
解读: 该研究针对SiC-MOSFET周期性热循环管理,对阳光电源ST系列PCS和PowerTitan储能系统具有重要价值。研究提出的微胶囊相变材料结合膨胀石墨方案可降温15.7%并改善均温性36.9°C,可直接应用于功率模块散热优化。圆形翅片设计和12%体积配比策略为三电平拓扑中SiC器件热管理提供量化依...
通过界面增强实现高效光热转换、储能及优异形状稳定性的复合相变材料
Composite phase change materials with efficient solar-thermal energy conversion, storage and superior shape stability by interfacial enhancement
Rong Xu · Kaiyuan Wang · Zhongguo Zhao · Wenhu Li 等12人 · Energy Conversion and Management · 2025年6月 · Vol.334
摘要 相变材料在热管理领域具有广泛应用,但由于光热转换效率低和易泄漏等问题,其在新能源转换与存储领域的应用受到限制。本研究通过溶液共混、定向冷冻、化学气相沉积处理和真空浸渍方法制备了一种垂直取向的聚乙烯醇/MXene/正二十八烷复合相变材料。MXene的引入拓宽了材料的光吸收光谱,增加了复合相变材料的表面粗糙度,有助于形成额外的热传导通路并提高负载能力。通过化学气相沉积法对材料进行甲基三乙氧基硅烷改性后,显著增强了聚乙烯醇/MXene气凝胶与正二十八烷之间的相互作用,进一步提升了材料的负载能力、...
解读: 该复合相变材料技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。其97.1%的光热转换效率和236 J/g高焓值可优化PowerTitan储能柜的热管理系统,解决电池模组散热难题。垂直取向结构与MXene增强的0.42 W/(m·K)热导率,可应用于ST系列PCS功率器件散热设计,提升SiC/IGBT模块可靠...
通过溶液中无机配体交换法合成p型PbS量子点墨水用于高效稳定太阳能电池
Synthesis of p-type PbS quantum dot ink via inorganic ligand exchange in solution for high-efficiency and stable solar cells
Napasuda Wichaiyo1Yuyao Wei1Chao Ding1Guozheng Shi1Witoon Yindeesuk2Liang Wang1Huān Bì1Jiaqi Liu1Shuzi Hayase1Yusheng Li1Yongge Yang1Qing Shen1 · 半导体学报 · 2025年4月 · Vol.46
传统胶体量子点太阳能电池中的p型空穴传输层多基于有机配体交换与逐层沉积技术,易引发配体脱落与表面缺陷,影响器件效率与稳定性。本研究首次提出一种溶液相无机配体交换法,制备稳定的p型硫化铅量子点墨水。通过调控锡碘(SnI₂)浓度,实现量子点由n型向p型的转变。采用无机配体钝化的量子点墨水器件相较传统EDT配体器件,效率提升至10.93%(对照组为9.83%),归因于界面缺陷减少与载流子迁移率增强。该方法为高性能柔性量子点光电器件提供了新途径。
解读: 该p型PbS量子点墨水技术对阳光电源光伏产品线具有前瞻性参考价值。溶液相无机配体交换法制备的稳定量子点墨水,其10.93%的效率提升和增强的稳定性,为SG系列光伏逆变器的前端光伏组件技术升级提供新思路。该技术的界面缺陷抑制与载流子迁移率优化机制,可借鉴应用于阳光电源功率器件的表面钝化工艺,特别是Si...
4H-SiC MOSFET电子辐照耦合短路特性的研究
A Study on Short Circuit Characteristics of 4H-SiC MOSFET Coupled With Electron Irradiation
Yan Chen · Yun Bai · Antao Wang · Leshan Qiu 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2024年12月
本文研究了4H-碳化硅(SiC)MOSFET的电子辐照耦合短路(SC)特性。提出了电子辐照耦合的短路影响机制,并进一步研究了少数载流子寿命对辐照后器件短路特性的影响。采用2 MeV电子对4H-SiC MOSFET和4H-SiC晶圆进行辐照。分析了4H-SiC MOSFET静态参数的变化,并通过极限短路(LSC)测试方法研究了电子辐照耦合下4H-SiC MOSFET的短路特性。结果表明,辐照后,4H-SiC MOSFET的短路峰值电流增加了9.6%,临界短路失效时间( ${t}_{\text {c...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项关于4H-SiC MOSFET电子辐照耦合短路特性的研究具有重要的工程应用价值。SiC MOSFET作为我司光伏逆变器和储能变流器的核心功率器件,其可靠性直接影响系统的安全运行和全生命周期成本。 该研究揭示了电子辐照对SiC器件短路承受能力的退化机制:辐照后器件短路峰...
SnO₂-Ti₃C₂复合电子传输层用于高效且易制备的平面钙钛矿太阳能电池
SnO2-Ti3C2 Blends as Electron Transport Layer for Efficient and Easily Fabricated Planar Perovskite Solar Cells
Yaling Wang · Yi Ding · Liying Yang · Shougen Yin 等6人 · IEEE Journal of Photovoltaics · 2024年11月
本研究通过将二维Ti₃C₂-MXene引入SnO₂并结合紫外臭氧处理,构建了SnO₂-Ti₃C₂杂化电子传输层(ETL)。系统探究了Ti₃C₂与紫外臭氧处理对ETL电荷传输、界面特性、钙钛矿形貌及器件性能的协同作用。结果表明,Ti₃C₂的引入不改变SnO₂的形貌与透光性,显著改善钙钛矿薄膜的结晶质量,获得更致密、粗糙度更低、晶粒更大且贯穿性更好的薄膜。紫外臭氧诱导Ti₃C₂表面氧化,提升ETL电荷传输能力,增强界面电子提取与转移,有效抑制载流子复合。基于该ETL的钙钛矿太阳能电池具有更高的电荷复...
解读: 该SnO₂-Ti₃C₂复合电子传输层技术对阳光电源光伏产品线具有重要参考价值。研究中19.52%的钙钛矿电池效率提升及79.38%的高填充因子,为SG系列逆变器的MPPT算法优化提供了新型电池特性数据支撑。复合材料改善的电荷传输特性与载流子复合抑制机制,可启发功率器件中SiC/GaN材料的界面优化设...
机器学习预测三重管相变材料蓄热系统熔化响应时间的潜力
The potential of machine learning to predict melting response time of phase change materials in triplex-tube latent thermal energy storage systems
Peiliang Yan · Chuang Wen · Hongbing Ding · Xuehui Wang 等5人 · Applied Energy · 2025年7月 · Vol.390
准确预测熔化响应时间对于优化热能储存系统至关重要,这类系统在解决建筑环境中热能供需之间的时间不匹配问题中发挥着关键作用。本研究旨在定量预测一种新型三重管热能储存系统的熔化响应时间,该系统结合了相变材料和Y形翅片以增强传热性能。基于焓-孔隙度方法建立了数值模型来模拟熔化过程,在不同的设计和运行条件下共生成60个案例的数据集,其熔化响应时间范围为15至45分钟。研究的关键参数包括翅片角度(10°–30°)、翅片宽度(5–15 mm)以及传热流体温度(60 °C–80 °C)。在模型构建之前,验证了变...
解读: 该相变储能系统的机器学习优化技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan液冷储能系统具有重要借鉴价值。研究中XGBoost算法对热响应时间的92%预测精度,可应用于我司液冷储能系统的热管理优化,特别是三电平拓扑功率器件的散热预测。传热流体温度和翅片宽度作为主导因素的发现,可指导PowerT...
高dv/dt方波电压与高温下局部放电导致的功率模块封装绝缘老化与寿命研究
Aging and Lifetime of Power Module Packaging Insulation Due to Partial Discharge Under High dV/dt Square Wave Voltage and High Temperature
Yi Ding · Yalin Wang · Meng Chen · Lu Fan 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月
宽带隙半导体的应用给功率模块在高dV/dt方波电压和高温条件下的封装可靠性带来了挑战。灌封材料中发生的局部放电(PD)是导致封装绝缘老化和失效的主要原因之一。然而,有限的研究聚焦于温度和方波参数对封装绝缘老化原理的影响,确切的机制在很大程度上仍不清楚。为解决这一问题,本文聚焦于功率模块封装绝缘在高dV/dt方波和高温耦合应力下因局部放电导致的老化过程。采用专门设计的下混局部放电检测系统在老化过程中提取局部放电信号。实验结果表明,局部放电的幅值在老化过程中呈波动增长趋势,且在击穿前局部放电活动最为...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项关于宽禁带半导体功率模块封装绝缘老化的研究具有重要的战略价值。随着公司在光伏逆变器和储能系统中大规模采用SiC、GaN等宽禁带器件以提升功率密度和转换效率,高dV/dt应力下的局部放电问题已成为制约产品可靠性的关键瓶颈。 该研究揭示的局部放电演化规律对阳光电源的产品设...
钇掺杂浸渍钪酸盐阴极的制备及发射性能研究
Preparation and Emission Performance Investigation of Yttrium-Doped Impregnated Scandate Cathode
Ruoqi Zhang · Shixian Ding · Xiaoxia Wang · Feng Ren 等5人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年2月
针对钪酸盐阴极在微波真空器件中因发射均匀性和重复性差而受限的问题,通过掺杂钇元素改善其发射性能。结合浸渍剂成分分析、阴极发射测试、表面元素表征及密度泛函理论计算,研究了钇对表面功函数和吸附能的影响机制。结果表明,当钇含量为3 at%时,阴极发射性能最优,1100 °C下脉冲电流密度达466.4 A/cm²,实用功函数为1.64–1.68 eV。适量钇促进Ba₂ScAlO₅生成,提升钡覆盖度;过量则生成BaY₂O₄,抑制发射性能。
解读: 该钇掺杂浸渍钪酸盐阴极技术对阳光电源真空电子器件应用具有参考价值。虽然该研究聚焦微波真空器件阴极材料,与阳光电源核心业务(光伏逆变器、储能变流器)的功率半导体器件技术路线存在显著差异,但其材料掺杂优化方法论具有启发意义:通过精确控制掺杂元素(钇3 at%)优化表面功函数(1.64-1.68 eV)和...
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...
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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