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用于设计高储能性能聚合物纳米复合材料的相场模拟物理信息神经网络
Physics-informed neural networks for phase-field simulation in designing high energy storage performance polymer nanocomposites
Qiao Li · Tan Zeng · Hongxiao Yang · Jun Ma 等6人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
本文提出一种基于物理信息神经网络（PINNs）的相场模拟方法，用于高效设计高能量存储性能的聚合物纳米复合材料。该方法融合深度学习与相场模型，通过嵌入控制方程和物理约束，显著提升计算效率并准确预测纳米复合材料中电畴演化与界面效应。结合实验验证，所提模型可优化填料分布与微观结构，实现高储能密度与低损耗。研究为多功能介电材料的设计提供了新范式。
解读: 该物理信息神经网络相场模拟技术对阳光电源储能系统的介电材料设计具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统中，高能量密度电容器是直流母线支撑和滤波的关键器件，该技术可优化聚合物薄膜电容的填料分布与微观结构，提升储能密度并降低介电损耗，直接改善功率密度和系统效率。结合SiC...
面向最少控制数量的超大规模电网热过载缓解方法
Toward Minimal Number of Controls for Thermal Violation Mitigation for Very Large-Scale Grids
Lin Zeng · Hsiao-Dong Chiang · Dong Liang · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年9月
为快速消除输电线路热过载以保障系统安全，需高效计算控制措施。本文提出一种新颖的两阶段方法，用于在大规模电网中快速求解最小控制动作集合，并在45000节点系统上以2秒内完成计算。第一阶段提取相关子网络，第二阶段采用迭代可行性检验（IFC）方法确定子网内最少控制数量。该方法综合考虑交流有功与无功潮流方程及混合整数非线性规划（MINLP）模型，常可达到全局最优。通过多规模系统测试，验证了方法的可扩展性与有效性，计算速度较传统方法提升三个数量级，且显著减少所需控制动作，适用于在线应用。
解读: 该超大规模电网热过载快速缓解技术对阳光电源PowerTitan储能系统和ST系列储能变流器具有重要应用价值。文中提出的两阶段最小控制动作算法可直接应用于储能系统的电网支撑功能：当检测到输电线路过载时，通过子网络提取和迭代可行性检验，在2秒内快速确定最少数量的储能单元参与有功/无功调节，避免全站响应造...
具有自供电功能的光电忆阻器用于动态信息识别
Photoelectric Memristor With Self-Powered for Dynamic Information Recognition
Dong-Liang Li · Zhi-Long Chen · Xin-Gui Tang · Qi-Jun Sun 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年5月
仿生视觉系统可实现对外界信息的光感知与图像处理。光电突触器件是该系统的基本单元。本文提出一种基于HfO2/Bi4Ti3O12（BIT）异质结的具突触行为的光电忆阻器，通过异质结中光生载流子的捕获与释放产生持续光电流（PPC）。在光脉冲刺激下可模拟多种突触行为，如双脉冲易化、脉冲数依赖可塑性及脉冲宽度依赖可塑性，并实现短时记忆（STM）向长时记忆（LTM）的转变。构建3×5阵列，利用器件时间动态特性区分动态输入。由光电突触器件构建的物理储层不仅提升数据处理速度，还实现高效数据存储，为图像、语音识别...
解读: 该光电忆阻器技术对阳光电源储能系统的智能化升级具有前瞻性启发价值。其基于HfO2/BIT异质结的突触行为特性，可应用于ST系列储能变流器的智能故障诊断模块，通过模拟生物视觉系统实现光伏阵列热斑、组件异常的实时图像识别。持续光电流特性与短时/长时记忆转换机制，可优化iSolarCloud云平台的预测性...
通过弹性能量存储与回收提高介电弹性体发电机的能量转换效率
Enhancing the energy conversion efficiency of dielectric elastomer generators via elastic energy storage and recovery
Zhong Wang · Chao Tang · Yixin Wang · Liang Zhou 等9人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.379
摘要 小型风能收集装置在驱动低功耗传感器、照明设备、机器人及其他电器方面具有广阔的应用前景。然而，传统的电磁发电机在小型化收集装置及低频条件下面临诸多挑战。介电弹性体发电机（DEGs）能够在小变形条件下实现能量收集，并具备微型化的潜力。受生物肌腱和肌肉中观察到的弹性能量存储与回收机制的启发，我们提出了一种提高DEG能量转换效率的方法。通过建立用于计算能量收集过程中能量流动的机电模型，我们系统地研究了DEG在不同工况下的能量收集原理以及弹性能量存储与回收在提升效率中的作用。在此理论基础上，我们设计...
解读: 该介电弹性体发电机的弹性储能与能量回收机制,为阳光电源储能系统提供创新启发。其小变形高效能量转换原理可应用于ST系列PCS的机械-电能耦合优化,特别是在低频振动能量捕获场景。弹性储能机制与PowerTitan储能系统的能量管理策略具有协同潜力,可探索用于分布式微能量采集单元,为iSolarCloud...
电磁感应加热陶瓷颗粒装置的实验研究
Experimental study of electromagnetic induction heating ceramic particles device (EIHCPD)
Tengyue Wang · Fengwu Bai · Pan Yao · Xin Yi Li 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.345
高效快速电热转换技术的发展是消纳光伏与风能等不稳定电源发电的重要途径。结合电磁感应加热原理与陶瓷颗粒耐高温的特性，提出一种高温电磁感应加热陶瓷颗粒装置（EIHCPD）。在石英管内部自由堆叠铁磁性小球，形成多孔通道结构，电磁感应加热线圈缠绕于石英管外壁。铁磁性小球在电磁感应作用下可实现快速升温，陶瓷颗粒流经多孔通道时与铁磁性小球进行热交换，从而实现高温加热。研究表明，相较于泡沫铁结构，堆叠式铁磁性颗粒的电磁感应加热具有更优的温度均匀性。在输入电功率为2049 W、陶瓷颗粒质量流量为5.0 g/s的...
解读: 该电磁感应加热陶瓷颗粒技术为阳光电源储能系统提供了新型热储能方案思路。其97.6%的高效电热转换效率和快速响应特性,可与ST系列PCS结合,将光伏/风电不稳定电力转化为高温热能存储。技术中的电磁感应加热原理与功率电子变换技术高度契合,可借鉴其多孔介质传热结构优化PowerTitan储能系统的热管理设...
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...