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基于强化学习与多目标模型预测控制的热电联产机组灵活经济运行双层优化策略
A bi-level optimization strategy for flexible and economic operation of the CHP units based on reinforcement learning and multi-objective MPC
Keyan Zhu · Guangming Zhang · Chen Zhu · Yuguang Niu 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.391
摘要 提升热电联产（CHP）机组的综合性能对于消纳可再生能源和实现节能减排具有重要意义。为此，本文提出一种基于强化学习（RL）与多目标模型预测控制（MOMPC）的双层优化策略，以提升CHP机组的灵活性与经济运行性能。首先，构建了CHP机组模型，并将其各类参数纳入MOMPC的滚动优化过程中，作为下层跟随者以求解基础控制问题。其次，提出了一种融合双延迟深度确定性策略梯度（TD3）算法与MOMPC的双层优化策略（TD3-MOMPC），将TD3智能体设定为上层领导者；通过分解复杂的灵活性需求与CHP机组...
解读: 该双层优化策略对阳光电源储能系统(ST系列PCS/PowerTitan)具有重要应用价值。TD3强化学习与多目标MPC结合的架构可借鉴至储能参与调频调峰场景:上层TD3智能体动态调整MPC权重和预测时域,下层MPC执行功率控制,实现灵活性与经济性平衡。该方法可优化储能系统在新能源消纳中的充放电策略,...
缺陷钝化的宽带隙钙钛矿薄膜用于高效四端钙钛矿/硅 tandem 太阳能电池
Defect passivated wide-bandgap perovskite films for high performance four-terminal perovskite/silicon tandem solar cells
Muhammad Rafiq · Hengyue Li · Xinyue Wang · Xiang Liao 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127
本文报道了通过缺陷钝化策略制备高性能宽带隙钙钛矿薄膜，用于四端钙钛矿/硅叠层太阳能电池。研究人员采用界面工程与体相钝化相结合的方法，有效抑制了非辐射复合，提升了载流子寿命和薄膜质量。优化后的器件在标准光照条件下表现出优异的开路电压和填充因子，实现了超过26%的光电转换效率。该方法为提升叠层太阳能电池中宽带隙子电池性能提供了可行路径。
解读: 该宽带隙钙钛矿叠层电池技术对阳光电源SG系列光伏逆变器产品线具有重要应用价值。四端叠层架构突破单结硅电池效率极限，26%+转换效率意味着相同装机容量下发电量提升20%以上，可显著降低系统LCOE。对于阳光电源1500V高压系统，高开路电压特性可减少组件串联数量，优化MPPT工作区间。缺陷钝化带来的载...
Mg0.85Bi0.1ZrO3掺杂(Bi0.5Na0.5)0.7Sr0.3TiO3陶瓷的能量存储性能
Energy storage performance for Mg0.85Bi0.1ZrO3 doping (Bi0.5Na0.5)0.7Sr0.3TiO3 ceramics
Xujun Li · Zhonghua Dai · Yuanyuan Zheng · Chenxi Liu · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0
近年来，随着电子元器件行业的快速发展，脉冲功率电容器的能量存储性能已提升到更高的水平。本研究通过引入Mg0.85Bi0.1ZrO3（MBZ）来改善(Bi0.5Na0.5)0.7Sr0.3TiO3（BNST）陶瓷的能量密度和功率密度（PD）。引入MBZ显著减小了陶瓷晶粒尺寸，并提高了陶瓷的击穿电场（Eb）。在208 kV/cm的电场下，0.90BNST-0.10MBZ陶瓷的可回收储能密度（Wrec）达到2.67 J/cm³，此时极化差值为39.52 μC/cm²，能量存储效率（η）为63.55%。...
解读: 该陶瓷电容储能材料研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有前瞻价值。其2.67 J/cm³能量密度和13.02 MW/cm³功率密度特性,可为PCS直流侧支撑电容、母线滤波电容提供小型化方案。1.368μs快速放电特性适配SiC/GaN功率器件的高频开关需求,有助于提升三电平拓...
基于Bi2O2Se/CdSe垂直型II类异质结的宽带、高性能自供电光电探测器
Broadband, High-performance, and Self-Powered Photodetector based on a Bi2O2Se/CdSe vertical type-II heterojunction
Qianjin Wang · Qicheng Zhang · Peizhi Yang · Yingkai Liu 等5人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年9月
目前，基于 Bi₂O₂Se 的光电探测器存在响应度低、探测灵敏度有限以及宽带光响应能力不足等问题，这极大地阻碍了其在高性能光电器件中的实际应用。为克服这些局限，本研究设计并制备了一种基于垂直堆叠 Bi₂O₂Se/CdSe 异质结的宽带（300 - 1300 nm）高性能光电探测器。在 560 nm 光照和 5 V 偏置电压下，该器件表现出 6.18×10³ A/W 的高响应度、1.46×10⁴ 的开关比以及 1.95×10¹⁴ Jones 的比探测率。值得注意的是，即使在零偏置条件下，该器件仍能...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该Bi₂O₂Se/CdSe异质结自供电光电探测器技术展现出与我司核心业务领域的多维度协同潜力。 **直接应用价值**：该器件在零偏压条件下仍保持1.99 A/W的响应度和2.52×10³的开关比，其自供电特性与我司分布式光伏和储能系统的智能监控需求高度契合。在光伏电站的组...
并网型风光储电解铝系统容量优化
Capacity Optimization of Grid-Connected Solar-Wind-Storage-Electrolytic Aluminum System
Qunhai Huo · Xiaoqian Li · Qiran Liu · Huawei Deng 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年12月
摘要：能源密集型产业消耗大量能源并排放大量二氧化碳，给环境保护带来了沉重负担。然而，这些产业向绿色低碳运营转型可能不足以应对全球气候变化和实现碳中和目标。为应对这一挑战，本文聚焦负荷型电解铝生产过程，构建了一个双层优化模型。其目标是优化光伏（PV）、风力发电机（WT）和储能系统的配置，以最大限度地提高铝生产中可再生能源的利用率。双层优化模型的外层旨在实现最大经济效益，内层则设定为确定最小储能配置容量。采用非支配排序遗传算法 II（NSGA-II）进行优化分析。此外，该模型考虑了电解铝的灵活可调性...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的"光伏-风电-储能-电解铝"系统容量优化模型具有重要的战略价值和实践意义。 首先，该研究为阳光电源拓展高耗能工业领域的新能源解决方案提供了理论支撑。电解铝行业作为典型的能源密集型产业，其负荷特性与新能源波动性的匹配一直是行业痛点。论文中将电解铝负荷视为可调节资...
通过应力工程增强柔性AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管阵列的电学性能
Enhanced electrical properties of flexible AlGaN/GaN HEMT arrays via stress engineering
Xiu Zhang · Wei Ling · Junchen Liu · Hu Tao 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127
宽禁带半导体因其优异的电学与机械特性，在柔性电子器件中展现出巨大潜力。本文报道了通过深硅刻蚀和晶圆级衬底转移工艺制备的柔性AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）阵列。器件在_VGS_＝1 V时实现最高饱和漏极电流密度达166.5 mA/mm，在_VDS_＝5 V时峰值跨导为42.6 mS/mm，并表现出良好的抗机械变形能力。此外，在面内拉伸应变下，器件性能进一步提升，归因于应变诱导的压电极化调控AlGaN/GaN异质界面二维电子气密度。该结果凸显HEMT在下一代柔性电子，尤其是生物电子...
解读: 该柔性GaN HEMT技术对阳光电源功率器件应用具有前瞻价值。研究中应力工程调控二维电子气密度提升器件性能的机制，可为ST系列储能变流器和SG逆变器中GaN器件的封装应力优化提供理论指导，通过合理设计功率模块封装结构实现应变调控以提升开关特性。柔性HEMT阵列的抗机械变形能力对新能源汽车OBC和电机...
考虑直流换流站控制模式切换的含可再生能源交直流系统静态电压稳定裕度最优增益控制
Optimal Enhancement Control of Static Voltage Stability Margin for AC/DC Power System With Renewables Considering Control Mode Switching of DC Converter Stations
Wanbin Liu · Shunjiang Lin · Yuerong Yang · Ziqing Yang 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年1月
在可再生能源电站（RESs）高渗透率的交直流电力系统中，注入母线的功率具有高度随机波动性，这给确保系统具备足够的静态电压稳定裕度（SVSM）带来了巨大挑战。本文考虑了可再生能源输出的不确定性以及直流换流站控制模式随负荷增长而切换的影响，提出了一种交直流电力系统的最优静态电压稳定裕度提升控制模型。在该模型中，通过调节发电机的功率输出和端电压以及直流换流站多种控制模式的参数，提升了可再生能源功率不确定情况下系统的静态电压稳定裕度。通过提出三角凸包松弛法，并利用不确定性感知模型（UaM）方法和内层优化...
解读: 该交直流系统电压稳定性优化技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究中的直流换流站控制模式动态切换机制可直接应用于储能变流器的GFM/GFL混合控制策略，提升构网型与跟网型模式切换的平滑性。所提出的无功补偿协调优化方法可增强储能系统在高比例新能源场景下的...
一种用于风电机组的非线性传动系统扭振阻尼器：在平衡噪声抑制能力下的强鲁棒抗扰
A Nonlinear Drivetrain Torsional Oscillation Damper for WTGs: Robust Rejection of Large Disturbances with Balanced Noise Immunity
Bi Liu · Qi Huang · Lijia Xu · Weihao Hu · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年9月
针对风电机组（WTG）并网运行中传动系统扭振在非线性和不确定性影响下引发的稳定性问题，尤其在大扰动及测量噪声条件下的挑战，本文提出一种基于自抗扰控制（ADRC）框架的非线性传动系统扭振阻尼器（DTOD）。通过微分同胚坐标变换，将非线性传动系统模型精确转化为二阶Brunovsky标准型，并采用归一化多目标频域优化方法对扩展状态观测器（ESO）和非线性状态误差反馈（NLSEF）参数进行Pareto最优整定，在增强大扰动抑制能力的同时兼顾噪声鲁棒性。该DTOD仅依赖本地测量信号，具备完全去中心化与可扩...
解读: 该非线性传动系统扭振阻尼技术对阳光电源储能和风电产品线具有重要应用价值。基于ADRC的扭振抑制方法可优化ST系列储能变流器和PowerTitan系统中的机电耦合控制,提升大容量储能系统的稳定性。其抗扰性和噪声免疫特性可应用于风电变流器的传动系统控制,增强风机并网运行可靠性。该技术的去中心化特点契合阳...
考虑LCC-HVDC与新能源电站动态交互的暂态过电压分析与抑制
Analysis and Suppression for Temporary Overvoltage Considering Dynamic Interactions Between LCC-HVDC and Renewable Energy Plants
Xinyu Liu · Jierui Huang · Di Zheng · Huanhai Xin 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年2月
暂态过电压（TOV）严重制约可再生能源电力的输送与利用，尤其在采用电网换相换流器高压直流（LCC-HVDC）系统送电时。本文通过划分系统暂态过程阶段，揭示换相失败期间送端系统的TOV机理，并量化重复换相失败下交流电压与直流电流的演化特性。进一步分析新能源电站与LCC-HVDC控制参数对TOV的影响，提出参数协同优化方法以抑制过电压；当系统趋于闭锁时，确定最优闭锁时机以降低闭锁引发的TOV。基于典型算例的电磁暂态仿真验证了所提方法的准确性与有效性。
解读: 该研究对阳光电源大规模新能源并网系统具有重要应用价值。针对LCC-HVDC换相失败引发的暂态过电压问题，可直接应用于PowerTitan储能系统和SG系列光伏逆变器的控制策略优化。研究提出的参数协同优化方法为阳光电源构网型GFM控制技术提供理论支撑，通过优化储能变流器的电压/无功控制参数与HVDC系...
重新审视跟网型变流器对频率动态的影响——第二部分：空间差异
Revisiting the Effect of Grid-Following Converter on Frequency Dynamics - Part II: Spatial Difference
Jiahao Liu · Cheng Wang · Tianshu Bi · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年9月
除了第一部分讨论的惯性中心（COI）频率动态外，采用电网跟随型（GFL）变流器的电力系统中的空间频率差异也至关重要。第二部分重新探讨了GFL变流器对空间频率差异的影响。基于第一部分定义的接口状态变量和等效频率，本文提出了一个扩展的频率分割器（FD）公式。建立了网络节点频率与同步发电机（SG）转子频率和GFL等效频率之间的映射关系。结果表明，GFL变流器的叠加贡献取决于GFL变流器与频率观测节点之间的电气距离以及系统潮流条件，而不依赖于系统运行状态假设。此外，本文首次探讨了支路电流的频率映射问题。...
解读: 该研究揭示的GFL变流器导致系统频率空间差异问题，对阳光电源ST储能系统和SG光伏逆变器产品具有重要指导意义。研究表明高比例GFL接入会削弱频率耦合、加剧区域频率差异，这启发阳光电源：1）在PowerTitan大型储能系统中优化GFL控制参数设计，增强频率支撑能力；2）在分布式光伏场景推广构网型GF...
基于分布鲁棒优化的含快速频率响应低惯量电力系统恢复方法
System Restoration for Low-Inertia Power Systems Incorporating Fast Frequency Response via Distributionally Robust Optimization
Zhijun Qin · Yunming Li · Xinwei Chen · Hui Liu · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年10月
高比例可再生能源导致系统惯量下降与不确定性增加，给大停电后的系统恢复带来挑战。本文研究低惯量电力系统的可恢复性，提出滚动时域框架下的序贯决策方法，优化黑启动、电网 energization、风电重连与负荷恢复。针对风电重连引入的时变外生不确定性，构建双层优化模型：上层结合最小系统惯量常数（MSIC）与快速频率响应（FFR）确定非黑启动机组及可接纳风电容量增量；下层通过前导确定性模型与考虑风电不确定性的分布鲁棒优化模型，分别确保功率平衡与非同步渗透水平（SNSP）安全。基于IEEE 14节点与11...
解读: 该研究对阳光电源储能与光伏产品的大规模并网具有重要指导意义。研究提出的FFR快速频率响应策略可直接应用于ST系列储能变流器的GFM控制算法优化，提升系统黑启动与恢复能力。MSIC最小惯量约束与SNSP非同步渗透率指标可用于PowerTitan储能系统的容量配置与控制策略设计。对于SG系列光伏逆变器，...
基于耗散的动力学感知学习方案用于网络化黑箱构网型逆变器的暂态稳定性分析
Dissipation-Based Dynamics-Aware Learning Scheme for Transient Stability Analysis of Networked Black-Box Grid-Forming Inverters
Zhong Liu · Jialin Zheng · Xiaonan Lu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
基于耗散性的稳定性分析方法借助李雅普诺夫函数，在评估基于逆变器的电力系统暂态稳定性方面应用广泛。然而，特定厂商的逆变器控制方案具有专有性，这常常导致逆变器模型成为“黑箱”，透明度有限。同时，目前仍需要一个“通用”的暂态稳定性评估框架，以替代当前实践中通常采用的针对特定案例的设计。为克服这些局限性，本文提出了一种基于耗散性的动态感知学习方案，用于对含网络化黑箱型电网形成逆变器的电网进行暂态稳定性分析。与传统的黑箱建模方法不同，传统方法学习逐点轨迹映射作为输出特性，而所提出的方法直接学习状态变量的导...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于耗散理论的黑箱构网型逆变器暂态稳定性分析技术具有重要的战略价值。随着我司大规模储能系统和构网型逆变器在高比例新能源电网中的广泛应用，系统暂态稳定性评估已成为制约项目落地的关键技术瓶颈。 该技术的核心创新在于突破了传统方法对精确数学模型的依赖，通过神经网络直接学习系...
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1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...
具有低功耗突触仿生潜力的(1–x)Bi0.88Nd0.12FeO3–xCaBi4Ti4O15薄膜中的可调谐电容性电阻开关特性
Tunable capacitive resistance switching with low-power synaptic bionic potential in (1–x)Bi0.88Nd0.12FeO3–xCaBi4Ti4O15 thin films
Wenlong Liu · Jin Zong · Di Li · Jiahua Wei 等5人 · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0
由于忆阻器具有独特的非线性、记忆性和局部活性，使其在神经网络计算系统中展现出广阔的应用前景，尤其是在低功耗、非易失性和自适应能力方面。本文采用溶胶-凝胶法制备了Au/(1-x)Bi0.88Nd0.12FeO3–xCaBi4Ti4O15（BNFO-CBTO，x = 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5）非易失性存储器件，该器件表现出明显的电阻开关（RS）行为。(1-x)BNFO-xCBTO样品的电容性电阻开关行为可通过CBTO相进行调控，即CBTO相含量越高，电容性电阻开关现象越显著。此...
解读: 该忆阻器薄膜技术展现的超低功耗(nA级)非易失性存储特性,对阳光电源储能系统ST系列PCS的状态记忆单元及电动汽车驱动控制器具有应用潜力。其类突触行为模拟能力可启发iSolarCloud平台的神经网络预测性维护算法优化,特别是在电池SOC/SOH估算中引入忆阻器非线性特性,可降低边缘计算功耗。材料可...
数字孪生驱动的高可靠性电力电子系统特刊主编寄语
Guest Editorial Special Issue on Digital Twin Driven High-Reliability Power Electronic Systems
Jiangbiao He · Paolo Mattavelli · Fernando Briz · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
为满足全球零排放可持续能源发展需求，交通和公用电力等行业正经历快速变革，电力电子在电动汽车、电动船舶、飞机、太阳能/风能发电和储能等众多功率转换系统中发挥支柱作用。然而电力电子可靠性尚未受到足够重视，特别是在安全关键应用中可靠性应是首要设计优先级。工业4.0和5.0着重互联性、自动化、智能和实时状态监测，数字在线预防性维护和优化至关重要。数字孪生是物理系统的数字复制品，可准确预测和反映物理系统的实时健康状况，通过物理组件与数字孪生模型间的实时双向数据流实现。该特刊发表10篇文章涵盖数字孪生参数估...
解读: 该数字孪生特刊与阳光电源智能运维战略高度契合。特刊涵盖的Buck/Boost变换器数字孪生参数估计、五电平ANPC逆变器故障诊断和SiC MOSFET模块电-热-机械建模与阳光iSolarCloud平台的智能诊断和预测性维护功能发展方向一致。数字孪生技术在直流电容、电感、开关管寄生电阻实时估计方面的...