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材料创新与界面工程协同优化以缓解高功率氮化镓基蓝光激光二极管中的COD
Synergistic optimization of material innovation and interface engineering for COD mitigation in high-power GaN-based blue laser diodes
Qiangqiang Guo · Shuiqing Li · Heqing Deng · Zhibai Zhong 等7人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127
针对高功率GaN基蓝光激光二极管中常见的灾变性光学损伤（COD）问题，本文提出了一种材料创新与界面工程协同优化的策略。通过改进电子阻挡层设计并引入高Al组分渐变层，有效抑制了电子泄漏并提升了空穴注入效率；同时优化p型欧姆接触界面，显著降低了接触电阻与界面缺陷密度。实验结果表明，该协同优化方法大幅提高了器件的COD阈值与可靠性，为高性能激光二极管的开发提供了关键技术路径。
解读: 该研究在GaN器件COD可靠性提升方面的创新对阳光电源的高频化产品布局具有重要参考价值。通过材料与界面优化提升的GaN器件可靠性，可直接应用于新一代SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的高频DC/DC模块，以及车载OBC等对功率密度要求较高的产品。特别是其提出的界面工程优化方法，有助于提升阳光电源...
钙钛矿材料与太阳能电池的数字化制造
Digital manufacturing of perovskite materials and solar cells
Zixuan Wangabc1 · Zijian Chenbcd1 · Boyuan Wangbc1 · Chuang Wu 等12人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 与已发展了半个世纪的晶硅电池相比，钙钛矿太阳能电池（PSCs）的光伏转换效率在短短15年内已超过26%，成为当前备受关注的研究热点。然而，传统研究方法在应对钙钛矿材料（PVKs）成分多样、合成复杂以及需精确调控性能等方面面临诸多挑战。本综述系统阐述了钙钛矿材料在数字化制造方面的最新研究进展，重点涵盖实验室自动化、数据驱动的理性设计、高通量实验以及机器学习（ML）算法等方向。首先，论述了实验室自动化在显著提升实验效率与可重复性方面的重要作用；其次，强调了数据驱动方法在指导钙钛矿材料及器件理性...
解读: 钙钛矿电池数字化制造技术对阳光电源光伏逆变器产品线具有前瞻价值。该技术通过机器学习和高通量实验加速新型光伏材料开发,其26%转换效率已接近晶硅电池。阳光电源SG系列逆变器可提前布局钙钛矿电池适配性研究,针对其独特的IV特性优化MPPT算法;iSolarCloud平台可集成数据驱动方法,实现钙钛矿组件...
基于关断米勒平台电流的IGBT结温在线监测方法
An Online Monitoring Method of IGBT Junction Temperature Based on Turn-Off Miller Plateau Current
Hu Cao · Kexing Yang · Pengcheng Xu · Jian Chen 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
绝缘栅双极型晶体管（IGBT）广泛应用于电力电子变换器中，其结温是评估器件可靠性的重要指标。本文采用关断过程中的米勒平台电流作为热敏感电参数（TSEP），实现对主功率电路的非侵入式监测。研究了米勒平台电流在栅极侧作为TSEP的特性及其与结温的关系，设计并分析了基于电流互感器（CT）的采样电路及参数计算方法，讨论了电路的不确定性和可积性。通过双脉冲测试和逆变器实验平台验证了理论分析的正确性，结果表明该方法从驱动侧即可实现对IGBT结温的高精度、高灵敏度监测，且采样电路结构简单，易于集成于驱动电路中...
解读: 该IGBT结温在线监测技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。通过关断米勒平台电流实现非侵入式结温监测，可直接集成于现有驱动电路，无需额外传感器，降低成本的同时提升可靠性。该方法可应用于PowerTitan大型储能系统的热管理优化，实时监测IGBT工作状态，实现预测性维...
基于SiC功率器件的低电压应力、快速响应高精度软开关变换器
High-Precision Soft-Switching Converter With Low Voltage Stress and Fast Response Characteristics Based on SiC Power Devices
Jian Wei · Guangjuan Qiu · Baoquan Kou · Xiaobao Yang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月
由于无死区时间的特性，双降压拓扑结构在高精度应用中颇具吸引力，并且通过注入偏置电流来消除过零失真。然而，随着母线电压的升高，由于偏置电流运行的限制以及开关器件寄生参数的影响，很难保证电流响应速度和精度。因此，本文提出一种结合碳化硅（SiC）功率器件的低电压应力谐振双降压软开关拓扑结构，以实现快速响应和高精度。首先，介绍了偏置电流和软开关拓扑的原理。然后，结合偏置电流解耦以及零电流开关和零电压开关的实现，对控制策略进行了分析。此外，基于考虑寄生参数的谐振电路，阐述了影响电压和电流应力的因素。最后，...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于SiC器件的高精度软开关技术具有重要的应用价值。该技术采用谐振双Buck拓扑结合碳化硅功率器件，在500V母线电压下实现100kHz开关频率，有效解决了传统拓扑在高压应用中的响应速度和精度瓶颈问题。 对于光伏逆变器业务，该技术的无死区时间特性和偏置电流注入方案能够...
基于单元级的有限控制集模型预测控制在并联三相三电平逆变器中的应用
Cell-by-Cell-Based Finite Control Set Model Predictive Control for Paralleled Three-Phase Three-Level Inverters
Hanbin Zhou · Jian Yang · Xiaojiao Chen · Liansheng Huang 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月
针对有低开关频率要求的高功率并联三相三电平逆变器，本文提出了一种基于逐个单元（CBCB）的新型有限控制集模型预测控制算法。首先，CBCB架构包含两个控制时序交错半个周期的独立逆变器。其次，在CBCB架构内，阐述了一种估计误差更小的延迟补偿方案。此外，为每个独立逆变器设计了一种新型代价函数，使等效控制频率提高一倍。第三，为提高计算效率，在相电压跃变约束和低相环流（PCC）要求下预选候选电压矢量。与传统的分散式有限控制集模型预测控制（FCS - MPC）算法和现有的优化算法相比，所提算法在低平均开关...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的"逐单元"有限集模型预测控制算法对我司大功率光伏逆变器和储能系统产品线具有重要应用价值。 在技术层面，该算法针对并联三相三电平逆变器的控制难题提出了创新性解决方案。通过错开半个周期的交错控制时序设计，使等效控制频率提升一倍，这对我司1500V大功率光伏逆变器和...
基于FDTD显式时间步进框架的功率器件封装瞬态热力耦合分析
Transient Thermomechanical Coupling Analysis of Power Device Encapsulation Using an FDTD-Based Explicit Time-Stepping Framework
Yan Peng · Huaguang Bao · Tiancheng Zhang · Dazhi Ding 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年8月
为解决封装过程中影响功率器件可靠性的关键热机械耦合难题，本文基于时域有限差分（FDTD）方法建立了瞬态热机械耦合数值模型。通过拓展FDTD的显式时间步进策略，在统一的计算框架内对热传导方程和固体力学方程进行离散和求解。该方法无需生成和求逆隐式算法所固有的大型刚度矩阵，从而显著降低了计算复杂度。采用傅里叶定律结合Yee网格中心差分格式对热场进行离散，并引入实时热膨胀应变张量修正机制，以准确捕捉材料非线性特性，并持续更新结构场中的位移和应力。基于所提出的数值模型，我们对实际回流焊接过程进行了模拟，并...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于FDTD方法的瞬态热-机械耦合分析技术对我们的核心产品具有重要的工程应用价值。在光伏逆变器和储能系统中，功率器件（如IGBT模块、SiC功率芯片）的封装可靠性直接影响产品的长期稳定性和市场竞争力，尤其在户外极端温度环境和频繁充放电循环工况下，热应力导致的封装失效是系...
内在与外在学习框架用于多设备初期故障检测与分类
Intrinsic and Extrinsic Learning Framework for Multi-Equipment Incipient Fault Detection and Classification
Lixian Shi · Yang Weng · Qiushi Cui · Xiaodong Zheng 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年9月
早期故障（IFs）是电力设备故障的先兆。由于发生频率低，早期故障数据十分稀缺。早期故障数据的稀缺导致识别早期故障存在困难。传统方法缺乏学习早期故障数据丰富且有意义表征的能力，尤其是在早期故障数据有限的情况下。此外，一些将波形转换为图像的方法在捕捉时间关系和分析波形失真方面并无优势。为解决这些问题，本文开发了一个名为INTEL - IFD的智能框架。在数据处理过程中，提出了一种加权早期故障格拉姆矩阵表达方法，以获得增强了早期故障特征的加权格拉姆图像，用于进一步基于图像的智能识别。为应对故障数据有限...
解读: 该内在与外在学习框架对阳光电源的功率器件故障预测具有重要应用价值。可应用于ST系列储能变流器、SG系列光伏逆变器中的SiC功率模块故障预警,以及PowerTitan大型储能系统的预测性维护。通过挖掘有限故障样本的深层特征并引入外部知识,可提升iSolarCloud平台对功率器件初期故障的诊断准确率。...
基于多域协作与协变量交互的严重数据缺失下鲁棒光伏预测
Robust photovoltaic forecasting under severe data missingness via multi-domain collaboration and covariate interaction
Ke Yana · Jian Liua · Jiazhen Zhang · Fan Yangb 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401
摘要 高质量的光伏发电（PV）功率预测对于高效的能源管理和可靠的电网集成至关重要，然而实际应用中的数据常常面临目标变量和辅助变量的大范围缺失问题。为应对这一挑战，本文提出MDCTL-MCI，一种具备缺失感知能力的预测框架，该框架联合利用信号分解、多尺度协变量交互以及多域协同迁移学习。首先，采用多元奇异谱分析（MSSA）对不完整时间序列进行去噪与重构，在无需显式填补的情况下增强潜在的时间结构特征。接着，引入轻量级的多尺度协变量交互（MCI）模块，建模重构后的光伏功率、全球水平辐照度、直接法向辐照度...
解读: 该多域协同光伏预测技术对阳光电源iSolarCloud智慧运维平台具有重要应用价值。针对实际电站数据缺失问题,MSSA信号重构与多尺度协变量交互建模可直接集成至SG系列逆变器的MPPT优化算法,提升发电功率预测精度10.5%-15.3%。多站点迁移学习策略可赋能PowerTitan储能系统的充放电调...
风电场在中长期滚动交易中的策略性投标：一种双层多智能体深度强化学习方法
Strategic bidding of wind farms in medium-to-long-term rolling transactions: A bi-level multi-agent deep reinforcement learning approach
Yi Zheng · Jian Wang · Chengmin Wang · Chunyi Huang 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.383
摘要 随着可再生能源在电力市场中渗透率的不断提高，边际电价受到抑制，给风电生产商的盈利能力带来了挑战。为此，有效的中长期（MLT）滚动交易能够对冲现货市场价格风险，提升盈利水平。然而，传统的投标方法往往难以捕捉风电出力及交易动态在较长时间跨度内的复杂不确定性。本文提出了一种专为优化风电中长期滚动交易而设计的双层多智能体深度强化学习（DRL）方法。该方法创新性地将Black–Scholes模型与Hamiltonian函数相结合，构建了一个最优决策框架，能够在短期投标效率与长期战略定位之间实现平衡。...
解读: 该深度强化学习竞价策略对阳光电源储能系统(ST系列PCS、PowerTitan)具有重要应用价值。通过双层多智能体优化框架,可提升风储联合系统在中长期电力市场的收益能力,有效对冲现货价格风险。其时空建模技术可集成至iSolarCloud平台,实现储能参与市场交易的智能决策,优化充放电策略。结合阳光电...
漂浮式光伏电站集电系统发电单元布局与电缆敷设协同优化
Collaborative optimization of generation unit layout and cable laying for collector system in floating photovoltaic power station
Jingyao Yang · Hongmei Li · Xiao Ye · Keyong Jiang 等5人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.300
摘要 针对漂浮式光伏电站（FPPS），现有的集电系统设计主要依赖人工设计，存在自动化程度低、经济性差、耗时长等缺陷。因此，本文首先基于最小发电单元的定义，建立了一个综合考虑发电单元成本与电缆成本的优化模型，在满足FPPS发电容量及运维通道等约束条件的基础上，提出了一种协同优化方案。对于所提出的方案，首先采用遗传算法（GA）实现发电单元布局的优化；随后，将改进的模糊C均值（FCM）聚类算法与遗传算法、DM-MSTP（Dhouib矩阵最小生成树问题）算法以及自动选缆算法相结合，实现电缆敷设的优化；进...
解读: 该漂浮式光伏电站集电系统协同优化技术对阳光电源SG系列逆变器布局规划具有重要参考价值。研究中的发电单元布局优化与电缆敷设协同方案,可直接应用于我司1500V光伏系统的集电线路设计,通过遗传算法与改进FCM聚类算法结合,能有效降低电缆成本15-25%。该方法可集成至iSolarCloud平台的智能设计...
纳米晶高频变压器振动与噪声特性的仿真与实验验证
Simulation and Experimental Verification of Vibration and Noise Characteristics of Nanocrystalline High-Frequency Transformer
Pengning Zhang · Yajin Yang · Ze Liu · Ning Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
高频变压器（HFT）是电力电子变压器的核心部件，但高频变压器在正常运行过程中的振动和噪声问题较为严重。因此，本文对高频变压器的振动噪声特性进行了研究。首先，研究了高频变压器的振动机理，推导了引起高频变压器振动的电磁力模型，并建立了高频变压器的电磁 - 机械 - 声学多物理场耦合模型。然后，基于该模型研究分析了高频变压器在正弦波和方波激励下的振动和噪声特性。结果表明，当激励频率为 5 kHz 时，正弦波激励下的主要振动频率为 10 kHz。对于方波激励，主要频率为 10、20 和 30 kHz，声...
解读: 从阳光电源的业务角度来看，这项关于纳米晶高频变压器振动噪声特性的研究具有重要的工程应用价值。高频变压器是我司光伏逆变器、储能变流器及电力电子变压器等核心产品的关键部件，其振动噪声问题直接影响产品的市场竞争力和用户体验。 该研究建立的电磁-机械-声学多物理场耦合模型，为我司产品设计提供了重要的理论工...
考虑多尺度储能需求的电氢储能系统优化配置：一种双层多步方法
Optimal Sizing of Electric-Hydrogen Energy Storage with Consideration of Multi-scale Energy Storage Requirements: A Two-layer Multi-step Approach
Zihan Sun · Jian Chen · Yang Chen · Wen Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年7月
与可再生能源集成的电氢耦合系统（EHCSs）在提供清洁能源方面具有显著优势，但在不同时间尺度上面临供需不平衡问题。本文提出了一种用于电氢储能的两层多步优化定容框架，以满足多尺度储能需求。第一步为优化定容层，通过遗传粒子群优化算法（GPSO）确定初始储能容量和聚类数量。第二步为运行层，在年度尺度上对长时储氢进行优化，以最小化不平衡风险并确定每日净氢能。将第二步得到的每日净氢能与原始可再生能源和负荷数据一起，采用基于优化的时间序列方法，并结合验证和补充技术，生成短时典型场景。最后一步是基于这些典型日...
解读: 该双层多步优化方法对阳光电源PowerTitan储能系统和光储一体化解决方案具有重要应用价值。研究提出的多尺度储能需求分析框架，可直接应用于ST系列储能变流器与电解制氢系统的容量配置优化，通过上层经济性优化与下层时序运行验证的迭代机制，能够精准匹配不同时间尺度的功率波动需求。该方法可集成到iSola...