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增强型GaN p型场效应晶体管中的极化增强电导
Polarization-enhanced conductivity in enhancement-mode GaN p-FET
Hengyuan Qi · Teng Li · Jingjing Yu · Jialin Duan 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127
本文报道了一种通过极化工程实现高电导率的增强型GaN p型场效应晶体管。利用AlN/GaN超晶格中的自发和压电极化效应，显著增强了空穴载流子浓度与迁移特性，从而在常关型器件中实现了优异的导通性能。实验结果表明，极化诱导的二维空穴气有效调制了p型沟道电导，提升了器件的电流开关比和阈值电压稳定性。该策略为高性能GaN基互补电路的发展提供了可行路径。
解读: 该GaN p-FET极化增强技术对阳光电源的功率变换产品具有重要价值。通过AlN/GaN超晶格结构提升的载流子特性，可显著改善SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器中GaN器件的导通性能，有助于降低开关损耗。特别是在1500V高压系统中，该技术可提升GaN器件的可靠性和效率。同时，增强型p-FET的...
电荷转移速率调控的室内有机光伏电池能量损失
Charge transfer rate modulated energy loss in indoor organic photovoltaic cells
Kangning Zhang · Jiawei Qiao · Sixuan Cheng · Mingxu Zhou 等7人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127
本研究聚焦于室内有机光伏电池中的能量损失机制，揭示了电荷转移速率对能量损耗的关键调控作用。通过优化活性层材料的分子排列与界面特性，有效提升了电荷分离效率并抑制了非辐射复合。结合光强依赖性与外量子效率测量，阐明了低光照条件下能量损失的主要来源及其与电荷动力学的关联。该工作为设计高效室内有机光伏器件提供了理论依据与技术路径。
解读: 该室内有机光伏电池的电荷转移速率调控技术对阳光电源室内光伏应用场景具有参考价值。研究揭示的低光照条件下能量损失机制与电荷动力学关联，可启发SG系列逆变器在弱光环境下的MPPT算法优化，特别是针对室内分布式光伏系统的最大功率点追踪策略。电荷分离效率提升与非辐射复合抑制的思路，可借鉴至功率器件的载流子输...
基于残差评估与机器学习的逆变器开路故障诊断方法
Inverter Open Circuit Fault Diagnosis Method Based on Residual Evaluation and Machine Learning
Tianyu Sun · Chaobo Chen · Jiawei Dai · Binbin Zhang 等5人 · IET Power Electronics · 2025年9月 · Vol.18
以三相两电平电压源逆变器（3P-2L-VSI）为研究对象，提出一种融合残差评估技术与机器学习框架的混合驱动故障诊断方法。该方法通过构建残差生成机制实现故障初步检测，并结合机器学习算法对残差特征进行分类识别，有效提升故障诊断的准确性与鲁棒性。实验结果表明，该方法可实现对不同负载条件及噪声干扰下的开路故障快速、准确识别。
解读: 该混合驱动故障诊断方法对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器中，可集成该残差评估与机器学习框架实现IGBT/SiC功率器件开路故障的快速定位，提升系统可靠性；在SG系列光伏逆变器中，该方法可适应不同光照条件下的负载波动，增强故障诊断鲁棒性；在电动汽车OBC及电机驱动系统中，可实现...
一种具有快速直流故障处理能力的低成本MMC子模块拓扑
A low-cost MMC submodule topology with fast DC fault handling capability
Yiqi Liu · Laicheng Yin · Zhaoyu Duan · Zhenjie Li 等6人 · IET Power Electronics · 2025年1月 · Vol.18
本文提出了一种具有低开关损耗和快速阻断直流双极短路故障电流能力的模块化多电平换流器（MMC）子模块结构。该结构可输出三电平电压，与由全桥子模块构成的传统MMC相比，在子模块数量相同的情况下，其故障电流阻断速度提高了一倍，显著提升了系统对直流故障的响应能力。
解读: 该低成本三电平MMC子模块拓扑对阳光电源储能和电驱产品线具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统中，该技术可显著提升直流侧双极短路故障的快速响应能力，故障阻断速度提升一倍，增强系统安全性。对于新能源汽车电机驱动系统，低开关损耗特性可降低功率模块热应力，提高系统效率。该拓扑与阳光电源现有三...
考虑短路比要求的多直流输电系统同步调相机配置
Synchronous Condenser Placement for Multiple HVDC Power Systems Considering Short-Circuit Ratio Requirements
Jiaxin Wang · Jiawei Zhang · Qingchun Hou · Ning Zhang · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年5月
高压直流输电（HVDC）接入会降低系统的短路比（SCR）和电网强度，可能导致电压稳定性问题，尤其在高比例可再生能源系统中更为显著。同步调相机（SynCon）是提升SCR的有效手段。然而，由于SCR约束为非线性特征值不等式组，难以直接求解。本文基于广义谱分解提出瑞利割方法，将特征值不等式约束等价转化为线性约束，构建了求解SCR约束下SynCon选址定容问题的混合整数线性规划模型。理论分析了方法的收敛性、复杂度与误差，并通过与其他七种模型的数值对比验证了所提模型在解的质量和计算效率方面的优越性。
解读: 该同步调相机优化配置技术对阳光电源构网型储能系统具有重要参考价值。在高比例新能源接入场景下，阳光电源PowerTitan储能系统可通过GFM构网型控制模拟同步调相机功能，提供短路容量支撑。文中基于广义谱分解的瑞利割线性化方法，可直接应用于ST系列储能变流器的选址定容优化，解决多直流馈入系统的SCR约...
基于变换器驱动稳定性约束的高比例逆变型电源电力系统发电扩容
Converter-Driven Stability Constrained Generation Expansion for High IBG-Penetrated Power Systems
Hongyang Jia · Qingchun Hou · Jiawei Zhang · Haiyang Jiang 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年4月
摘要：随着基于逆变器的发电（IBG）逐步取代传统同步发电（SG），阻尼较差的换流器驱动振荡现象日益普遍。未来电力系统应从战略上优化 IBG 和 SG 的投资决策，以防止出现不稳定的动态相互作用。然而，候选发电机的不同组合会引入不同的振荡模式，这使得在发电扩建过程中为各种关键模式保留足够的振荡阻尼变得复杂。为应对这一挑战，本文构建了一个基于约束学习的发电扩建规划框架。首先，提出了一种成本主导的采样方法，以生成多样化的发电组合场景，涵盖候选发电机的各种启停状态和输出情况。其次，为每台发电机学习稳定性...
解读: 该变换器驱动稳定性约束规划技术对阳光电源PowerTitan储能系统和SG系列光伏逆变器的大规模并网应用具有重要价值。研究提出的小信号稳定性分析方法可直接应用于ST系列储能变流器的控制参数优化，通过识别关键振荡模式指导构网型GFM控制策略设计，抑制高比例逆变型电源接入引发的低频振荡。该方法可嵌入iS...
考虑ENSO事件的高比例可再生能源系统季节性储能容量优化配置
Optimal Capacity Allocation of Seasonal Energy Storage for High-Proportion Renewable Energy System Considering ENSO Events
Jiawei Zhang · Xiaoyan Bian · Yudan Gu · Qibin Zhou 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年10月
近年来，厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）引发的极端天气对高比例可再生能源电力系统造成显著影响，导致源荷间出现季节性电力失衡。为此，本文提出一种考虑ENSO事件的高比例可再生能源系统季节性储能（SES）容量优化配置模型。首先，构建考虑ENSO事件的源荷不匹配评估模型，采用Spearman相关系数分析ENSO指数与源荷数据的相关性，并基于三种共享社会经济路径（SSPs），利用改进的随机森林回归算法（RFRA）以ENSO指数和相关气象指标为输入建立预测模型，进而计算各SSP下的源荷不平衡量；其次，建立以...
解读: 该季节性储能容量优化配置技术对阳光电源PowerTitan大型储能系统和ESS集成方案具有重要应用价值。研究提出的考虑ENSO极端气候事件的源荷不匹配评估模型，可直接应用于ST系列储能变流器的容量规划策略，通过Spearman相关性分析和改进随机森林算法预测长周期功率波动，为储能系统EMS能量管理提...
一种用于光伏/热系统的新型三维光-电-热耦合数值模型
A novel 3D opto-electro-thermal coupling numerical model for photovoltaic/thermal systems
Hao Wang · Weiding Wang · Yukai Liu · Yongquan Lai 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.324
摘要 光伏/热（PV/T）系统通过回收废热并降低光伏电池的工作温度，为提升能量转换性能提供了有前景的解决方案。数值模拟可进一步优化这些PV/T系统的性能。然而，目前报道的PV/T模型多采用简化假设，未能充分考虑太阳能电池局部区域的电-热耦合效应，因而难以准确反映其内在的物理机制。为解决这一问题，本文建立了一种基于漂移-扩散方程的钙钛矿PV/T系统新型光-电-热耦合数值模型。该模型能够在网格单元尺度上研究光学、电学与热学能量之间的能量转换机制。基于所建立的模型，通过一种改进的加权总效率评价指标，分...
解读: 该光-电-热三维耦合模型对阳光电源SG系列光伏逆变器及光伏热电联产系统具有重要价值。研究揭示的温度-效率关联机制可优化MPPT算法,通过实时温度补偿提升发电效率;环境温度每升高40°C导致8.45%效率损失的发现,为逆变器散热设计及降额曲线优化提供理论依据。模型中光照强度与最优流量的匹配策略,可应用...
储能电站并网线路距离保护的性能分析与协调控制改进方法
Performance analysis and control-coordinated improvement method for distance protection of energy storage station grid-connected lines
Jiawei He · Ningjing Bu · Weijie Wen · Bin Li 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.388
摘要 集中式储能电站对于抑制可再生能源功率波动、调节系统电压等方面具有重要作用。众所周知，能够快速且有选择性地识别故障的保护装置对电力系统至关重要。然而，储能电站的四象限运行特性对距离保护的性能具有独特影响。本文分析了在储能电站四象限运行特性下相位比较式距离保护的动作性能，推导出相位比较结果与储能变流系统（PCS）正序和负序d-q轴电流之间的严格数学关系。此外，还分析了正序和负序q轴电流对相位比较结果及系统电压的影响。在此基础上，提出了一种故障后适用于储能PCS的q轴电流优化注入策略（QCOIS...
解读: 该研究针对储能电站四象限运行特性对距离保护的影响,提出q轴电流优化注入策略,可将过渡电阻耐受能力从1Ω提升至6Ω。对阳光电源ST系列PCS及PowerTitan储能系统具有重要价值:可优化PCS故障后电流控制策略,通过正负序d-q轴电流协调控制,提升并网线路保护可靠性,同时不影响故障穿越能力。该方法...