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功率器件技术 GaN器件 ★ 4.0

利用转移的LPCVD生长h-BN缓解AlGaN/GaN HEMT中的自加热效应

Mitigation of self-heating in AlGaN/GaN HEMTs using transferred LPCVD-grown h-BN

Cheng Chang · Kad Dokwan Kook · Chenyang Lin · Xiang Zhang 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127

本文报道了一种通过转移低压化学气相沉积(LPCVD)生长的六方氮化硼(h-BN)来有效缓解AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMTs)中自加热效应的方法。将高质量h-BN薄膜集成于器件沟道附近,显著提升了横向热导率,改善了热量耗散。实验结果显示,器件的结温明显降低,连续工作下的温度上升减少了约40%,同时保持了良好的电学性能。该策略为提升第三代半导体器件的热管理能力提供了可行路径。

解读: 该研究提出的h-BN散热方案对阳光电源的GaN功率器件应用具有重要参考价值。通过LPCVD生长h-BN提升横向热导率的方法,可显著改善SG系列高频光伏逆变器和ST系列储能变流器中GaN器件的散热性能,有助于提高功率密度。结温降低40%的效果对车载OBC等对功率密度要求高的产品尤为重要。这一散热创新为...

储能系统技术 ★ 5.0

基于滑模控制与扩展状态观测器的SMES-DVR电压响应增强

Enhanced Voltage Response of SMES-DVR via Sliding Mode Control With Extended State Observer

Pengfei Wang · Yanan Wu · Jing Lu · Liuwei Xu 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年6月

基于超导磁储能的动态电压恢复器(SMES - DVR)能够在数毫秒内提供更高的功率,以补偿电压扰动。然而,SMES - DVR的非线性特性和负载扰动通常会导致直流母线电压波动,从而降低了控制精度和响应性能。为解决SMES - DVR中直流母线电压波动这一关键难题,本文提出了一种基于扩展状态观测器的高阶滑模控制(ESO - HOSMC)的新型复合控制策略。ESO - HOSMC控制方法将基于扩展状态观测器的扰动估计与超螺旋高阶滑模控制相结合,有效平衡了超导磁体充放电过程中快速响应与运行稳定性之间的...

解读: 该滑模控制与ESO复合策略对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统的电压暂态响应优化具有直接应用价值。SMES-DVR的毫秒级高功率补偿特性与储能PCS的电压支撑需求高度契合,ESO实时扰动估计技术可增强ST储能系统在电网电压跌落时的快速响应能力,提升构网型GFM控制模式下的电压稳定性...

储能系统技术 储能系统 DC-DC变换器 构网型GFM ★ 5.0

特刊主编寄语:电力电子在未来可再生能源和Power-to-X系统中的作用

Guest Editorial: Special Issue on Power Electronics Role in Future Renewables and Power-to-X Systems

Ahmed Abdelhakim · Dmitri Vinnikov · Jon Are Suul · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月

2015巴黎协定和2023年IPCC气候变化报告将主要能源消费部门的脱碳列为首要任务,对当今能源系统提出了长期可持续能源生产和存储的重大挑战。氢能和Power-to-X(P2X)方案是最具前景的应对策略之一,可大量利用可再生能源并开辟绿色能源存储和运输的新途径。P2X是将电力转换为碳中和合成燃料(如氢气、合成天然气或化学品)的转换技术集合术语。电力电子在提升此类系统性能和降低最终产品成本方面发挥关键作用,需整合不同系统如各类可再生能源供电电解槽集群制氢并可能连接电网提供电网支持。

解读: 该P2X特刊主题与阳光电源氢能战略高度契合。阳光电源在电解槽变流器、氢能源管理系统和可再生能源制氢一体化解决方案方面具有技术积累。特刊涵盖的电力电子变换器及调制、直流和交流微电网控制、变换器分析建模、测量与保护四大主题与阳光ST系列储能变流器、SG系列光伏逆变器和微电网解决方案的技术路线一致。文中提...

储能系统技术 储能系统 ★ 4.0

基于可重构电池系统的寒冷气候下汽车车载自加热方法

An Automotive Onboard Self-Heating Method Based on Reconfigurable Battery System in Cold Climates

Zixiang Zhao · Jun Xu · Zhaohuan Liu · Zhongyue Zou 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2025年5月

在寒冷气候条件下,锂离子电池会出现显著的性能下降,如可用功率降低和生命周期缩短等问题。为解决这一问题,本文提出了一种基于可重构电池系统(RBS)的自加热方法。这种创新方法利用集成在RBS内的开关阵列,实现了快速升温且能量损耗低的自加热效果。此外,采用高频交流加热电流还可进一步减轻对电池的损害。本文提出了模块化三开关可重构拓扑结构,并设计了交流加热原理。同时,基于电池阻抗的频率相关特性,制定了加热策略以精确控制加热电流。实验结果证明了该方法具有高效的加热能力:电池能够在237秒内从 -30 °C加...

解读: 从阳光电源储能系统和新能源车载电源业务角度分析,这项基于可重构电池系统(RBS)的自加热技术具有显著的战略价值。该技术通过内置开关阵列实现电池自加热,在-30°C环境下237秒内升温至0°C,仅消耗6.27%标称容量,且200次加热循环后容量衰减率仅0.47%,这些性能指标对我司在寒冷地区的储能和车...

储能系统技术 储能系统 调峰调频 ★ 5.0

含储能双馈风电场的动态频率响应小信号等效建模

Small Signal Equivalent Modeling for Large ES-Embedded DFIG Wind Farm With Dynamic Frequency Response

Wei Dai · Jun Xu · Hui Hwang Goh · Tonghui Shi 等5人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年9月

为解决大规模风电系统仿真中的维数灾问题,简化等效模型成为有效手段。近年来,风电场加装储能以增强对低惯量系统的频率支撑,但现有等效模型未考虑储能作用,难以准确反映双馈风机与储能协同下的频率响应特性。本文提出一种计及储能与双馈风机协调控制的小信号等效建模方法,推导了含储能双馈系统的通用频率响应等效表达式,构建了考虑运行状态变化及储能介入功率突变的多机等效模型,并采用改进的两阶段参数辨识方法获取等效参数,精确复现储能动作前后的频率响应过程。通过双区域四机系统中多个大型风电场验证了所提方法的有效性。

解读: 该储能-双馈风机协同频率响应建模技术对阳光电源PowerTitan储能系统和ST系列储能变流器具有重要应用价值。文章提出的小信号等效模型可直接应用于大规模风储混合电站的控制策略优化,特别是储能介入功率突变时的频率响应特性分析,有助于改进阳光电源储能系统的一次调频和惯量支撑控制算法。两阶段参数辨识方法...

储能系统技术 储能系统 ★ 5.0

SnO/β-Ga2O3异质结的能带对齐及其在功率器件应用中的电学特性

Band alignment of SnO/β-Ga2O3 heterojunction and its electrical properties for power device application

Xia Wu1Chenyang Huang1Xiuxing Xu1Jun Wang1Xinwang Yao1Yanfang Liu2Xiujuan Wang1Chunyan Wu1Linbao Luo1 · 半导体学报 · 2025年1月 · Vol.46

本研究通过射频反应磁控溅射法制备了垂直结构SnO/β-Ga2O3异质结二极管(HJD)。利用X射线光电子能谱测得β-Ga2O3与SnO的价带和导带偏移分别为2.65 eV和0.75 eV,呈现Ⅱ型能带对齐。相较于肖特基势垒二极管(SBD),HJD表现出相当的比导通电阻(2.8 mΩ·cm²)和更低的反向漏电流,实现1675 V的击穿电压和1.0 GW/cm²的功率优值,展现出优异的反向阻断特性及高质量异质界面。Silvaco TCAD模拟表明,SnO层有效缓解了阳极边缘电场集中,揭示其在β-Ga...

解读: 该SnO/β-Ga2O3异质结功率器件技术对阳光电源功率半导体应用具有前瞻价值。其1675V击穿电压、2.8mΩ·cm²低导通电阻和1.0GW/cm²功率优值,可应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的高压功率模块设计。相比传统SiC器件,β-Ga2O3超宽禁带特性(~4.8eV)可支撑更高耐...

风电变流技术 ★ 5.0

变压器短路耐受能力的理论评估及绕组累积变形识别方法

Theoretical Evaluation of Transformer Short-Circuit Withstand Capability and Identification Method of Winding Cumulative Deformation

Jun Liu · She Chen · Feng Wang · Dengfeng Zhu 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年6月

随着电力系统容量增大,电力变压器常承受多次不同强度的短路冲击,现有评估方法难以准确预测其累积效应,影响运维决策。本文构建双柱三绕组模型变压器,采用WELDINST软件及中日变压器技术委员会推荐方法进行短路耐受能力理论评估,并开展不同电流比的短路冲击实验,研究径向与轴向失稳下的累积效应。结果表明,不同方法在不同失稳模式下预测精度差异显著,中国技术委员会方法在轴向失稳下表现更优,WELDINST在径向失稳下更佳,实验平均偏差分别为19.75%和8.92%。当电流比超过70%时,累积效应显著。建立了阻...

解读: 该研究对阳光电源的大功率变压器应用具有重要参考价值。研究成果可应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的变压器设计与运维。通过短路耐受能力评估方法和累积变形识别技术,可提升产品的以下方面:1)优化变压器设计裕度,提高产品可靠性;2)通过振动特征实时监测变压器健康状态,完善iSolarCloud平...

光伏发电技术 SiC器件 深度学习 ★ 5.0

通过神经网络方法加速钙钛矿太阳能电池的器件表征

Accelerating device characterization in perovskite solar cells via neural network approach

Xinhai Zhaoab1 · Chaopeng Huangae1 · Erik Birgersson · Nikita Suprun 等11人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.392

摘要 钙钛矿太阳能电池是下一代高效光伏器件的有力候选者,尤其适合作为叠层结构中的顶部电池。基于物理机制的光电模型,我们采集了十万量级的大数据样本,用于训练神经网络模型,以高效预测器件性能和复合损耗。在数据准备、模型训练和神经网络优化过程中,分别采用了拉丁超立方采样、贝叶斯正则化和贝叶斯优化方法。最优的神经网络模型在预留的测试数据集上实现的均方误差低于4 × 10⁻⁴。神经网络的计算速度比传统光电模型快一千倍以上。因此,器件快速校准可在24秒内完成。显著降低的计算成本使得高效的器件表征、参数研究、...

解读: 该神经网络加速钙钛矿电池表征技术对阳光电源光伏逆变器产品线具有重要借鉴价值。研究采用的深度学习方法将器件仿真速度提升千倍以上,可应用于SG系列逆变器的MPPT算法优化和iSolarCloud平台的预测性维护功能。通过贝叶斯优化和敏感性分析快速标定器件参数的思路,可迁移至SiC/GaN功率器件的损耗分...

储能系统技术 ★ 5.0

通过将相变材料封装为红细胞形状提升储热罐性能的研究

Study on the performance improvement of thermal storage tank by encapsulating PCM in the shape of red blood cells

Wei Li · Zihan Gao · Shida Liu · Jing Wang 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.388

摘要 能源存储因其在平衡能源供需、减少可再生能源不稳定性以及提高能源效率方面的潜力而受到越来越多的关注。相变材料(PCM)被用于增强储热罐的热性能。然而,传统的PCM应用面临传热效率低的问题。红细胞(RBC)形状的封装PCM可能克服这一缺陷。本文采用实验与数值模拟相结合的方法,对RBC形状封装PCM储热罐和球形封装PCM储热罐在蓄热与放热时间、有效放热量、温度分层、理查德森数(Richardson number)以及能量效率等方面进行了研究。结果表明,RBC形状封装PCM储热罐的平均完全熔化时间...

解读: 该红血球型相变材料封装技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。研究显示RBC型PCM相比球形封装熔化时间缩短44.73%,热传递效率显著提升,可应用于PowerTitan液冷储能系统的热管理优化。通过改进相变材料封装形态,能提升ST系列PCS温控性能,增强温度分层效果,提高能量利用率7.5%。该技术...

电动汽车驱动 储能系统 ★ 5.0

基于电动汽车应急响应意愿与激励的光伏供电配电网韧性增强

Enhanced photovoltaic-powered distribution network resilience aided by electric vehicle emergency response with willingness and reward

Jun Wang · Yuanlong Zhao · Hongyan Li · Xiao Xu · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.389

摘要 随着电动汽车(EV)在配电网(DNs)中渗透率的不断提高,利用分布式能源资源(DERs)已成为缓解极端灾害场景下负荷损失的关键手段。然而,灾后恢复阶段电力支撑能力的量化仍不充分,制约了应急资源配置的优化。本文提出一种针对配电网的新型两阶段韧性增强策略,涵盖灾前预防与灾后恢复两个阶段。该策略引入意愿-激励双参数设置,以刻画电动汽车聚合商的电力支撑能力,并利用分布式能源资源在灾后快速接入配电网并提供应急电力。在灾前阶段,构建了一个两阶段迭代模型,用于移动式储能系统(MESS)的预部署和配电网拓...

解读: 该研究对阳光电源储能与充电桩协同调度具有重要价值。文中EV应急响应机制可应用于我司充电站产品与PowerTitan储能系统的联合调度优化,通过意愿-奖励双参数模型量化充电站聚合商支撑能力,结合ST系列PCS的快速响应特性,可提升配网韧性66.6%。建议将该策略集成至iSolarCloud平台,开发灾...

电动汽车驱动 ★ 4.0

不同测试结构在超低比接触电阻提取中的比较评估:综述

A Comparative Evaluation of Different Test Structures for the Extraction of Ultralow Specific Contact Resistivity: A Review

Xianglie Sun · Xu Chen · Jun Luo · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年9月

接触电阻($R_{c}$)在先进的互补金属氧化物半导体(CMOS)晶体管的导通电阻中占很大比例。随着CMOS器件不断小型化,降低$R_{c}$成为一项关键挑战,这使得降低比接触电阻率($\rho _{c}$)变得愈发迫切。当$\rho _{c}$值已降至低于$10^{-9}~\Omega \cdot$cm²范围时,要准确可靠地提取如此超低的$\rho _{c}$,就需要开发先进的测试结构。在这篇综述中,详细研究了传统的传输线模型(TLM)和圆形传输线模型(CTLM)测试结构。此外,还讨论了基于C...

解读: 从阳光电源的业务视角来看,这篇关于超低接触电阻率测量技术的论文虽然聚焦于CMOS半导体领域,但其核心技术原理对我们的功率半导体器件开发具有重要借鉴意义。 在光伏逆变器和储能系统中,功率器件(如IGBT、SiC MOSFET)的接触电阻直接影响导通损耗和系统效率。随着我们向更高功率密度、更高转换效率...

光伏发电技术 储能系统 深度学习 ★ 5.0

ConvODE-Mixer:一种用于超短期光伏功率预测的多模态深度学习模型

ConvODE-Mixer: A multimodal deep learning model for ultra-short-term PV power forecasting

Binbin Yonga · Yanxiang Zhang · Jun Shenb · Aiai Renb 等6人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.300

摘要 太阳能已成为应对全球能源与环境挑战的关键可再生能源。由于气象因素引起的光伏发电随机波动,光伏功率预测仍面临重大挑战,可能引发电网不稳定事件。本文提出了一种名为ConvODE-Mixer的多模态模型,该模型将卷积神经网络(CNN)与神经常微分方程(NODE)相结合,以提高超短期光伏功率预测的准确性。通过融合地面云图(GBCI)和气象数据,ConvODE-Mixer采用多尺度轻量化缩减型空洞空间金字塔池化(LR-ASPP)分割模块来捕捉云层厚度的变化,并引入通道注意力机制对光透射率敏感特征进行...

解读: 该ConvODE-Mixer多模态超短期光伏功率预测技术对阳光电源SG系列逆变器及ST储能系统具有重要应用价值。通过融合地基云图与气象数据,10分钟预测精度显著提升(MSE降低40.45%),可深度集成至iSolarCloud平台实现预测性运维。该技术能优化储能系统充放电策略,配合GFM控制技术提升...

控制与算法 ★ 5.0

自适应输出反馈最优控制在集成波浪能转换装置平台中的设计、控制与实验

Adaptive Output-Feedback Optimal Control for Integrated Wave Energy Converter Platform: Design, Control and Experiment

Yingbo Huang · Jingjie Zhang · Jiaxin Xu · Jun Zhao 等6人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年8月

为实现波浪能的高效功率转换,本文提出了一种新颖的能量提取装置(PTO)机械设计和波浪能转换器(WEC)控制策略。首先,设计了一种考虑永磁同步发电机(PMSG)的集成式WEC - PTO模型。该模型的一个显著特点是引入了基于机械运动整流(MMR)的PTO,它能够将浮子的往复运动转换为PMSG的非往复旋转。其次,开发了一种自适应输出反馈最优WEC控制方法。具体而言,采用扩张状态观测器(ESO)来处理未知的系统非线性动力学。然后,推导了一个输出代数黎卡提方程(OARE),其最优解可以通过系统输出信息计...

解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项波浪能发电控制技术虽然聚焦于海洋能源领域,但其核心技术架构与我司在光伏、储能系统中的控制策略存在显著的技术共性和迁移价值。 首先,该研究提出的永磁同步发电机(PMSG)集成方案与我司在光伏逆变器、储能变流器中广泛应用的永磁同步电机控制技术高度契合。论文中的机械运动整流...

储能系统技术 SiC器件 ★ 5.0

二元、三元和四元硝酸盐的热物理性质及相图分析及其在储热应用中的研究

Thermophysical properties and phase diagram analysis of binary, ternary and quaternary nitrates for the thermal energy storage applications

Haozhao Wang · Jun Wei · Linyun Luo · Jianfei Wang 等8人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.286

摘要 本研究探讨了包含NaNO₃、KNO₃、Ca(NO₃)₂和LiNO₃的二元、三元及四元硝酸盐体系的相图及其热物理性质。我们开发了一种等组成法,基于CALPHAD方法并结合FactSage软件,用于预测共晶点及其对应的组成。该方法能够在保持与三元相图一致的前提下,将现有的二元和三元相图扩展至四元体系。预测得到的共晶点熔融温度为382.19 K,其摩尔组成为9.16% NaNO₃ / 49.91% KNO₃ / 13.93% Ca(NO₃)₂ / 27% LiNO₃。在预测的共晶点处测得的熔点、...

解读: 该四元硝酸盐熔融盐研究对阳光电源储能系统具有重要价值。其352-384K低熔点特性和833K高分解温度,可优化PowerTitan储能系统的热管理方案,降低ST系列PCS功率器件工作温度,提升SiC模块可靠性。1.30 kJ/kg·K比热容适合构建储能电站被动冷却系统,减少主动散热能耗。该相图预测方...

储能系统技术 SiC器件 多物理场耦合 深度学习 ★ 5.0

基于SHAP与物理引导神经网络的卡诺电池主导因素识别与快速优化

Dominant factor identification and fast optimization of carnot battery by integrating SHAP and physics-guided neural network

Yunfei Zhang · Jian Lia · Mingzhe Yua · Xu Chena 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401

摘要 卡诺电池是一种新兴的长时电能储存技术,有望大规模应用于促进波动性可再生能源的消纳。然而,卡诺电池由热泵、储热和热机单元组成,其内部存在复杂的能量流耦合关系。在不同工况下决定电-电(PTP)效率的主导因素及其耦合关系尚不明确,传统的优化方法也因耗时较长而制约了优化设计进程。本文构建了SHapley加性解释(SHAP)模型,用于识别卡诺电池的主导因素及其相互间的耦合关系。进一步提出一种融合SHAP与物理引导神经网络(PGNN)的新型优化方法——SPGO方法,能够快速实现最大PTP效率并给出相应...

解读: 该卡诺电池优化技术对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。论文提出的SHAP主导因素识别与物理引导神经网络(PGNN)优化方法,可应用于ST系列PCS及PowerTitan储能系统的效率优化。其多物理场耦合分析思路与SiC器件热管理优化高度契合,PGNN模型在插值/外推场景下误差降低15-30%的表现,...

储能系统技术 户用光伏 ★ 5.0

集成Ca(OH)₂/CaO热化学储能与超临界CO₂循环的卡诺电池系统用于长期储能及住宅供热

A Carnot battery system integrating ca(OH)2/CaO thermochemical energy storage and supercritical CO2 cycles for long-term energy storage and residential heat supply

Huawei Liu · Yongqing Zhang · Qianghui Xu · Wei Han 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 长期储能与高效率的卡诺电池系统对未来碳中和能源体系的发展至关重要。本文提出一种集成CaO/Ca(OH)₂热化学储能、超临界CO₂布雷顿发电与热泵循环以及部分工业余热的卡诺电池系统。该系统通过有效转换热能、化学能与电能,不仅能够利用过剩电力,还可提供住宅供暖,并实现按需向电网再生电力。基于差分进化算法与HEATSEP框架,构建了多层次优化工作流程,以优化传热过程与运行条件,从而获得能量方面最优的系统构型。优化后的系统表现出优异的性能指标,能量效率达到49.19%,㶲效率为40.48%,往返效...

解读: 该卡诺电池系统结合热化学储能与超临界CO2循环,对阳光电源长时储能技术具有重要启示。其71.52%往返效率和热电联供模式可应用于ST系列储能系统优化,特别是工业园区场景。超临界CO2循环的高效能量转换理念可借鉴至PowerTitan液冷系统热管理设计。多级优化算法框架对iSolarCloud平台的储...