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具有稳定阈值电压和显著降低界面态密度的Al2O3/原位生长GaON栅介质GaN MIS-HEMT
Al2O3/ _in situ_ GaON gate dielectrics incorporated GaN MIS-HEMTs with stable VTH and significantly reduced interface state density
Tian Luo · Sitong Chen · Ji Li · Fang Ye 等7人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
本文报道了一种采用Al2O3与原位生长GaON复合栅介质的GaN基金属-绝缘体-半导体高电子迁移率晶体管（MIS-HEMT）。该结构通过原子层沉积Al2O3与氮等离子体原位处理形成的高质量GaON界面层，有效抑制了界面态密度。实验结果表明，器件具备稳定的阈值电压（VTH）和显著降低的界面态密度，提升了动态可靠性与开关性能。该方法为高性能GaN功率器件的栅介质优化提供了可行方案。
解读: 该GaN MIS-HEMT栅介质优化技术对阳光电源的高频化产品升级具有重要价值。稳定的阈值电压和低界面态密度特性可显著提升GaN器件在SG系列1500V组串式逆变器和ST系列储能变流器中的开关性能和可靠性。特别是在高频PWM控制场景下,可减少开关损耗,提高系统效率。这一技术可用于优化新一代车载OBC...
模拟季节性热储能的季节性动态在可再生能源系统全年调度中的应用
Modeling seasonal thermal storage dynamics in the year-round scheduling of renewable energy systems
Haiyang Jiang · Jiajun Luo · Yan Guo · Ershun Du 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.379
摘要 季节性热储能（STS）能够以热能形式长期储存可再生能源，从而有效缓解可再生能源供应与热负荷需求之间的季节性不匹配问题。本文建立了基于水体的STS温度分布模型，并考虑了储罐周围土壤隔热效应的影响。考虑到常用的荷电状态（SOC）模型在可再生能源系统调度问题中无法详细描述随时间变化的热损失过程，本文提出了一种温度场修正方法，用于校正调度结果。通过在Garver 6节点系统和HRP-38系统上开展三个案例研究，验证了所提方法相较于SOC模型在管理STS方面的更高精度。由于对热损失过程进行了更详细的...
解读: 该季节性热储能调度技术对阳光电源储能系统具有重要价值。论文提出的温度场修正方法可优化ST系列PCS的长周期储能调度策略,特别是在PowerTitan等大型储能系统中,通过精确建模热损耗动态过程,可提升可再生能源消纳率、降低弃电。该方法可集成至iSolarCloud平台,实现跨季节能量管理优化,为热电...
基于多时间尺度数字孪生的升压变换器健康与故障监测
Multitime-Scale Digital Twin for Health and Fault Monitoring of a Boost Converter
Kushan Choksi · Masayuki Hijikata · Abdul Basit Mirza · Austin Zhou 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
功率电子变换器中元器件的退化严重威胁系统可靠性，其退化行为与单个元件健康状态密切相关，可能引发连锁效应，导致系统寿命缩短或故障。本文提出一种基于多时间尺度数字孪生的运行状态监测方法，结合改进的伪启发式健康监测与基于模式识别的故障监测，并在升压变换器中进行验证。该方法利用上管开关/二极管电压和电感电流实现更精确的健康状态估计与快速故障检测。由于导通电阻R<sub>ds,ON</sub>与电感串联电阻R<sub>L</sub>退化对电感电流和输出电压影响相似，单独监测难度大。本文全面分析多种故障类型...
解读: 该多时间尺度数字孪生技术对阳光电源ST储能变流器和SG光伏逆变器的可靠性提升具有重要价值。文中针对SiC器件Rds,ON退化与电感ESR退化的解耦监测方法，可直接应用于阳光电源SiC功率模块的健康管理。基于器件脉动电压特征模式的故障检测算法，不依赖传感器完整性，可增强iSolarCloud平台的预测...
考虑状态耦合特性的动态定位自适应储能系统管理
Adaptive Energy Storage System Management Considering State Coupling Characteristics for Dynamic Positioning
Yingbing Luo · Sidun Fang · Laiqiang Kong · Tao Niu 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月
船舶电气化是不可逆转的发展趋势。大规模储能系统（ESS）集成可有效提高应对不确定航行条件的运行灵活性，尤其是在环境干扰高度不确定的动力定位（DP）场景中。然而，频繁的摇摆工况和不确定的功率需求凸显了储能系统的状态耦合特性，使其动态可行运行范围难以量化，甚至影响其供电能力。为解决这一问题，本文提出了一种考虑状态耦合特性的自适应储能系统管理方法。首先，提出了一种考虑船舶航行惯性的柔性推进功率模型，以减少脉冲负载。然后，基于为期六个月的电池循环实验，提出了一个三阶段状态耦合模型，以捕捉摇摆工况下观察到...
解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，这项针对船舶动态定位场景的自适应储能管理技术具有重要的跨领域借鉴价值。论文聚焦于高度不确定环境下的储能系统状态耦合特性，这与我们在陆上储能系统面临的电网波动、可再生能源间歇性等挑战存在本质相似性。 该研究的核心创新在于三阶段状态耦合模型和自适应功率控制方案。通过六个...
集成储能系统的全电船大信号稳定性分析
Large-Signal Stability Analysis of All-Electric Ships With Integrated Energy Storage Systems
Litao Zheng · Yingbing Luo · Sidun Fang · Tao Niu 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年3月
配备高效直流（DC）船载微电网的全电动船舶（AESs）成为减少碳排放的重要手段。大规模储能系统（ESSs）可为船载微电网系统提供足够的运行灵活性，以缓解功率波动。然而，船载电池的供电能力在实际运行过程中会发生显著变化，可能导致船载微电网系统出现电压不稳定问题。本文针对船载微电网系统提出了一种考虑电池动态特性的大信号稳定性分析方法。首先，提出了一种新颖的全阶船载微电网系统模型，以全面捕捉系统的电动力学特性。然后，推导出考虑电池峰值电流约束的保守稳定性条件。基于这些条件，首次揭示了电池动态特性对系统...
解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，这项针对全电船舶直流微电网的大信号稳定性研究具有重要的技术迁移价值。论文提出的考虑电池动态特性的稳定性分析方法，与我司在大规模储能系统集成中面临的核心挑战高度契合。 该研究的关键创新在于建立了全阶微电网系统模型，并首次揭示了电池动态特性对系统吸引域的显著影响。这为我...
PCB寄生电容对采用TO-247封装SiC器件的斩波与半桥电路开关瞬态的影响
Impact of PCB Parasitic Capacitance on Switching Transients in Chopper and Half-Bridge Configurations Utilizing TO-247 SiC Devices
Abdul Basit Mirza · Andrew Castiblanco · Abdul Muneeb · Yang Xie 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年3月
采用TO - 247封装的碳化硅（SiC）金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）和肖特基二极管是斩波器（降压/升压）和半桥电路配置的经济选择，而斩波器和半桥电路是各种功率变换器拓扑的基本组成部分。然而，碳化硅器件的快速开关意味着较高的 $\text{d}\boldsymbol{v}/\text{d}\boldsymbol{t}$ 和 $\text{d}\boldsymbol{i}/\text{d}\boldsymbol{t}$，这对功率回路电感的印刷电路板（PCB）部分提出了限制，以在关断...
解读: 该PCB寄生电容优化技术对阳光电源SiC器件应用具有重要价值。在ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中，TO-247封装SiC MOSFET已广泛应用于三电平拓扑和半桥电路。研究揭示的PCB布局优化方法可直接应用于功率模块设计，通过减小关键路径寄生电容降低电压过冲和EMI，提升系统在高频开关下的可...
结合氨分解、质子交换膜燃料电池与微型燃气轮机的高效氨燃料混合发电系统：热力学模型与性能优化
High-efficiency ammonia-fueled hybrid power generation system combining ammonia decomposition, proton exchange membrane fuel cell and micro gas turbine: A thermodynamic model and performance optimization
Li Linabc1 · Mingwei Sunac1 · Yifan Wu · Wenshi Huang 等11人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.325
摘要 作为一种具有液化储存和运输优势的无碳氢（H₂）载体，氨（NH₃）被视为用于氢气生产和发电的一种有竞争力的清洁能源载体。本文设计了一种新型以氨为燃料的混合发电系统，该系统将氨分解反应器（ADR）、质子交换膜燃料电池（PEMFC）和微型燃气轮机（MGT）相结合，并采用热化学余热回收技术用于ADR。建立了系统级的热力学模型，以评估不同优化策略下的系统性能。模型计算结果表明，将氨分解温度从500 °C降低至350 °C，可使能量效率从33.5%提升至43.2%，因此提出了两种改进的集成策略。将部分...
解读: 该氨燃料混合发电系统对阳光电源氢能储能方向具有前瞻价值。其PEMFC与微燃机耦合架构可借鉴至ST储能系统的冷热电三联供场景,通过热化学回收提升能效至44%的思路,可启发PowerTitan储能电站集成燃料电池的热管理优化。氨作为零碳储氢载体的液化运输优势,契合大规模储能调峰需求。系统级热力学建模方法...
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...