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基于ZnMgO的深紫外加密计算低功耗光电突触器件
Low-power optoelectronic synaptic devices with ZnMgO in deep-ultraviolet encryption computation
Jingyang Li · Kai Chen · Chao Wu · Fengmin Wu 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
报道了一种基于ZnMgO材料的低功耗光电突触器件,应用于深紫外加密计算。该器件展现出优异的光响应特性与突触行为,包括兴奋性后突触电流、脉冲光增益及可调的权重调节能力。通过调控深紫外光照强度与脉冲频率,实现了对突触权重的精确模拟,在低功耗条件下表现出高耐久性与稳定性。研究为深紫外光信息处理与神经形态计算的集成提供了可行方案。
解读: 该ZnMgO光电突触器件的低功耗特性与深紫外加密计算能力,对阳光电源新能源汽车驱动系统具有创新启发价值。其突触权重精确调控机制可借鉴应用于电机驱动控制器的神经网络优化算法,提升扭矩响应速度与能效。深紫外加密技术可强化车载OBC充电机与充电桩的通信安全防护,防止数据篡改。器件展现的高耐久性与低功耗特性...
基于TCN-LSTM神经网络与迁移学习的数字孪生支持型电池状态估计
Digital Twin-supported Battery State Estimation Based on TCN-LSTM Neural Networks and Transfer Learning
Kai ZhaoYing LiuYue ZhouWenlong MingJianzhong Wu · 中国电机工程学会热电联产 · 2025年1月 · Vol.45
准确估计电池荷电状态(SOC)、健康状态(SOH)及剩余使用寿命(RUL)对储能技术发展至关重要。本文提出一种融合时间卷积网络(TCN)与长短期记忆网络(LSTM)的数字孪生(DT)支持型电池状态估计算法。构建四层层次化DT架构以克服传统电池管理系统在计算与存储上的局限,并引入基于迁移学习的在线TCN-LSTM模型,实现神经网络参数的动态更新与实时精度优化。实验结果表明,该方法在90个循环数据下SOC、SOH和RUL的平均均方根误差分别为1.1%、0.8%和0.9%,显著优于传统CNN等模型,展...
解读: 该数字孪生支持的电池状态估计技术对阳光电源ST系列储能系统和PowerTitan大型储能方案具有重要应用价值。TCN-LSTM融合架构可直接集成至BMS系统,实现SOC/SOH/RUL的高精度实时估计(RMSE<1.1%),显著提升电池全生命周期管理能力。四层DT架构突破边缘侧计算瓶颈,可与iSol...
圆柱形锂离子电池串联电弧的演化规律及诱发失效研究
Study on the evolution laws and induced failure of series arcs in cylindrical lithium-ion batteries
Wenqiang Xu · Kai Zhou · Yalun Li · Bin Gao 等10人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 随着储能与动力电池系统电压等级的提升,电池系统的电气安全问题受到广泛关注。电池系统中因连接松动等电气故障引发的串联电弧问题日益严重。然而,目前针对电池系统中串联电弧的研究仍处于初级阶段。因此,为探究电池相关的电弧灾害问题,本研究搭建了模拟串联电弧故障的实验平台。以正极接线端电弧为重点研究对象,探讨了不同条件下电池相关电弧的演化规律,并分析了其对电池造成的危害效应。结果表明,当系统电压为200 V、电路电流为2C时,不同荷电状态(SOC)的电池均可产生稳定的电弧。同时,电弧可熔穿电池外壳形成...
解读: 该研究揭示的200V系统串联电弧演化规律对阳光电源储能系统安全设计具有重要参考价值。针对ST系列PCS及PowerTitan储能系统,建议在电池簇连接处集成电弧检测算法,通过监测电流波动特征实现早期预警。研究中电弧导致的电池壳体熔穿、电解液泄漏等失效模式,可指导iSolarCloud平台开发基于温升...
构网型级联H桥变换器的暂态限流控制
A Transient Current Limiting Control for the Grid-forming Cascaded H-bridge Converter
Mengze Wu · Xing Zhang · Kai Hu · Tao Zhao 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
级联H桥(CHB)变换器具有模块化和高容量特性,其阶梯电压波形和输出电抗模拟发电机内电势和输出电抗,是无内环中压直接构网型(GFM)应用的理想方案。针对低开关频率响应慢和过载率限制挑战,提出暂态限流方法,集成电流箝位负反馈控制策略(CCNFC)和分层模块级快速电流反应控制策略(HMCC)。该方法确保正常条件下GFM稳定运行,同时通过故障条件下优化参数增强电网支撑性能。底层控制器快速反应抑制暂态过流,确保CHB变换器安全和可靠的电网支撑性能。仿真和实验验证了所提方法。
解读: 该构网型CHB暂态限流技术对阳光电源中压储能变流器有重要应用价值。CCNFC和HMCC集成控制策略可应用于PowerTitan大型储能系统的模块化构网型变换器设计,提高故障穿越能力和电网支撑性能。分层控制架构对ST储能变流器的多模块协调控制有借鉴意义,可平衡响应速度和过载保护。该技术对阳光电源中压直...
基于交变电压控制的跟网型VSC在极弱电网中的增强运行
Enhanced Operation of Grid-Following VSCs With Alternating-Voltage Control in Ultraweak Grids
Wei Wu · Zhiqing Yang · Shan He · Helong Li 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
在弱电网中,交变电压控制(AVC)可提升带锁相环(PLL)的跟网型电压源换流器(VSC)的电压刚度和有功功率传输能力。然而,AVC会因无功电流加剧控制回路的d-q轴不对称耦合,引发不利交互,威胁系统稳定性。为此,本文首先提出一种基于系统额定参数的AVC参数整定方法,并系统分析AVC对d-q耦合、稳定域及电压动态的影响。进一步提出稳定性增强控制(SEC),用以补偿PLL与AVC引入的负耦合效应。所提方案实现了VSC在极弱电网下的额定功率稳定运行,实验验证了其有效性。
解读: 该AVC增强控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器在弱电网并网场景具有重要应用价值。针对西北、澳洲等高阻抗电网(SCR<1.5),所提SEC稳定性增强控制可有效补偿PLL与AVC的负耦合效应,突破现有GFL控制在极弱电网下的功率传输瓶颈。建议将该参数整定方法集成至PowerTita...
协同分布对齐神经网络用于高性能变流器故障定位
Synergetic Distribution Align Neural Network for High-Performance Power Converters Fault Location
Wu Fan · Qiu Gen · Zhang Gang · Sheng Hanming 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
基于深度学习的数据驱动方法在变流器故障诊断中表现优异,但普遍存在依赖故障样本、精度与鲁棒性不足的问题,限制了其在工业系统中的应用。本文提出一种小样本学习理论,通过共享特征提取器实现严格的跨域特征分布对齐,以同时获取域不变性与故障判别性特征,从而提升诊断性能。基于该理论,设计了一种具有嵌入式结构和参数分离训练机制的渐近特征分布对齐神经网络。该结构通过多层渐近特征约束实现严格分布对齐,并结合渐近损失函数提升训练稳定性。在多种变流器上的实验表明,即使在零样本条件下,该方法仍能准确识别多个开路故障位置,...
解读: 该协同分布对齐神经网络技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的智能运维具有重要应用价值。其零样本/小样本学习能力可解决工业现场故障数据稀缺问题,直接应用于iSolarCloud云平台的预测性维护模块。针对IGBT/SiC功率模块开路故障的精准定位能力,可显著提升PowerTitan大型...
一种具有折叠结构和封装太阳能电池的宽带天线
A Broadband Antenna With Folded Structure and Packaged Solar Cell
Wenxing An · Chenxi Liu · Kai Han · Yi Wu 等5人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年3月
提出了一种用于2G/3G/4G/5G sub-6-GHz通信的水平-垂直折叠结构宽带天线。通过封装工艺,将两个太阳能电池集成于水平结构上以替代金属辐射贴片,实现绿色通信。针对传统太阳能电池形状规则导致设计受限的问题,本文提出折叠式结构以提升设计灵活性。该多谐振结构激发高阶模式,拓展工作带宽,并优化电流分布以保持稳定的辐射特性。实测−10 dB阻抗带宽为1.7–3.85 GHz,相对带宽达77.4%,峰值增益5.96 dBi,方向图呈单向性。太阳能电池覆盖顶部面积的55%,具备自供能能力,兼具光伏...
解读: 该光伏-天线集成技术对阳光电源iSolarCloud云平台及分布式光伏监控系统具有重要应用价值。文章提出的折叠式宽带天线(1.7-3.85GHz覆盖2G/3G/4G/5G频段)与太阳能电池封装集成方案,可直接应用于SG系列光伏逆变器的无线通信模块,实现自供能数据传输单元。55%的光伏覆盖率设计理念可...
基于模型优化的可逆固体氧化物电池电化学特性与热管理
Optimal model-based electrochemical characteristics and thermal management of reversible solid oxide cells
Ruhuan Li · Jun Zhou · Zitong Qiu · Haonan Li 等9人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.395
摘要 可逆固体氧化物电池(RSOC)能够实现高效的电-气-热联产,然而在能源系统优化中,如何将RSOC的电化学表征与热管理进行耦合的研究仍较为缺乏。本文提出了一种全面的基于RSOC的联产模型,该模型独特地整合了电化学特性和热管理,并考虑了RSOC的多状态运行模式。所提出的模型在基准电价、波动电价和补贴电价三种场景下,相较于固定模式运行分别实现了3.14%、2.96%和4.55%更高的经济效益,表现出优越的经济性能。此外,该模型在优化过程中有效捕捉了RSOC的动态特性,这通过详细的运行调度结果得以...
解读: 该RSOC电-气-热三联供优化模型对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。其电化学特性与热管理耦合优化思路可应用于ST系列PCS的多模式运行策略,特别是模式切换时的电流平滑过渡和温度自主调控机制,可提升PowerTitan储能系统在日前调度中的经济性3-5%。热备用消除预热时间、增强功率响应的设计理念,...
基于移动热源支撑的电-热综合系统两阶段恢复供电方法
Two-stage service restoration of integrated electric and heating system with the support of mobile heat sources
Han Shi · Yunyun Xi · Kai Hou · Sheng Cai 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.379
摘要 移动热源(MHSs),包括车载式移动电锅炉(MEBs)和移动式热能存储装置(MTESs),是关键的灵活性资源。然而,目前这些移动热源在应对自然灾害的多能协同恢复供电(SR)中尚未得到充分利用。为提高恢复供电(SR)策略的灵活性与效率,本文提出一种由移动热源辅助的配电网层级电-热综合系统(IEHS)恢复供电方法。根据移动热源与电-热综合系统之间的交互行为,建立了包含能量转换以及时空能量转移特性的移动热源调度约束模型。考虑到移动热源响应速度较慢的特点,构建了一个包含预恢复供电(pre-SR)阶...
解读: 该移动热源辅助多能源恢复技术对阳光电源储能系统具有重要启示。文中移动储热装置(MTES)的时空能量转移调度策略,可借鉴至ST系列储能变流器和PowerTitan系统的移动式应急电源方案中。两阶段恢复模型结合随机规划的思路,适用于iSolarCloud平台的灾害预测与应急调度功能开发。移动电锅炉(ME...
面向低温环境的双电池便携式储能系统实用建模与运行优化
Practical modeling and operation optimization of dual-battery portable energy storage systems for low temperatures
Haohui Ding · Xi Lu · Qinran Hu · Zaijun Wu 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.390
摘要 在寒冷地区,低温和强降雪常常导致停电。这些地区对便携式储能系统(PESS)有很高的需求,以缓解断电带来的不利影响。然而,电池在低温下的效率会下降,且其容量会显著衰减。现有的离网电池热管理方法通常基于单一类型电池的使用,在极低温度(–30 ∘C)下可能因电池本身的局限性而失效。因此,本研究设计了一种适用于低温环境的双电池PESS(PESSLT),并制造了原型样机。所提出的PESSLT结合了电池热管理方法与混合储能方法,以在极低温条件下实现高充放电效率和低容量衰减。为实现对PESSLT的精确能...
解读: 该双电池低温储能技术对阳光电源PowerTitan及ST系列储能系统在高寒地区应用具有重要参考价值。研究提出的温度-功率耦合电池模型可优化我司PCS的BMS协同控制策略,提升-30°C极端工况下充放电效率从39%至67%。双电池混合配置思路可应用于户外储能柜及移动储能产品,结合iSolarCloud...
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...