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功率器件技术 SiC器件 GaN器件 ★ 5.0

10 kV E模式GaN HEMT:击穿电压提升的物理机制

10 kV E-mode GaN HEMT: Physics for breakdown voltage upscaling

Yijin Guo · Yuan Qin · Matthew Porter · Zineng Yang 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127

本文报道了一种实现10 kV高击穿电压的增强型(E-mode)GaN基高电子迁移率晶体管(HEMT)。通过优化器件结构与材料生长工艺,结合电场调制技术,有效提升了器件的耐压能力。研究系统分析了影响击穿电压的关键物理机制,包括二维电子气分布、缓冲层设计及表面电场调控。实验结果表明,该器件在保持低导通电阻的同时实现了超过10 kV的击穿电压,为高压功率电子器件的应用提供了可行方案。

解读: 该10kV E模式GaN HEMT技术对阳光电源的高压产品线具有重要应用价值。高击穿电压特性可显著提升ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的功率密度,有助于实现1500V以上高压系统设计。低导通电阻特性可降低PowerTitan等大功率产品的开关损耗,提高系统效率。此外,该GaN器件的电场调制技术...

风电变流技术 ★ 5.0

一种半去中心化的数据-模型驱动优化方案用于大规模风电场发电协同控制

A Semi-decentralized Data-Model-Driven Optimization Scheme for Coordinated Control of Large-Scale Wind Farm Power Maximization

Jingyao Hu · Qinmin Yang · Wenchao Meng · Jun Yang 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2025年9月

尾流效应会显著降低风电场的发电量,这促使人们广泛关注风电场级发电优化问题。然而,当大型风电场面临高度动态的风况时,该优化问题极具挑战性。为解决这一问题,我们提出了一种半分散式数据模型驱动的优化方案,该方案通过与风电场交互利用实时数据,且求解速度快。首先,根据不同风向的发电效率,将优化问题划分为若干静态子问题。对于每个静态子问题,基于尾流模型和谱聚类算法将大型风电场分解为多个集群。在进行在线控制时,根据集群划分结果并行采用数据驱动方法来实现发电量最大化。此外,采用多变量耦合尾流模型验证了该优化方案...

解读: 该论文提出的半分散式数据-模型驱动优化方案针对大规模风电场尾流效应问题,对阳光电源在风电变流器及新能源综合解决方案领域具有重要借鉴价值。 从技术架构层面,该方案将大规模优化问题分解为基于风向的静态子问题,再通过谱聚类算法进行集群划分,实现并行化数据驱动控制。这种"分而治之"的思路与阳光电源在大型光...

可靠性与测试 ★ 5.0

一种用于含逆变器并网资源电力系统高效仿真的多尺度异构方法

A Heterogeneous Multiscale Method for Efficient Simulation of Power Systems With Inverter-Based Resources

Kaiyang Huang · Min Xiong · Yang Liu · Kai Sun · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年2月

随着基于逆变器的电源(IBRs)接入电力系统,系统动态特性变得更加复杂,呈现出多时间尺度特征,包括电力电子控制器的电磁暂态(EMT)动态特性和同步发电机的机电动态特性。因此,电力系统模型呈现出高度刚性,这给采用现有专注于单一时间尺度动态特性的方法进行高效仿真带来了挑战。本文提出了一种异构多尺度方法,用于对以电磁暂态模型表示的电力系统进行高效多时间尺度仿真。该新方法在系统的微观电磁暂态模型和自动降阶的宏观模型之间交替运行,并相应地改变步长,从而在保证所关注的快速和慢速动态特性仿真精度的同时实现显著...

解读: 该多尺度异构仿真方法对阳光电源高比例IBR系统开发具有重要价值。在PowerTitan储能系统和大型光伏电站并网设计中,可高效仿真ST储能变流器与SG逆变器的EMT快速动态与系统机电暂态的耦合特性,优化GFM/GFL控制参数整定。该方法可显著缩短iSolarCloud平台的系统级仿真时间,支持多机并...

储能系统技术 储能系统 跟网型GFL 弱电网并网 ★ 5.0

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...

风电变流技术 储能系统 构网型GFM 跟网型GFL ★ 5.0

基于动态控制模式切换的混合交直流配电网中MPET协调电压波动抑制策略

Coordinated Voltage Fluctuation Suppression Strategy for MPET in Hybrid AC/DC Distribution Network Based on Dynamic Control Mode Switch

Yulan Zhu · Kai Liao · Jianwei Yang · Zhengyou He · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年10月

针对风电与光伏出力间歇性与不确定性导致的混合交直流配电网电压波动问题,本文提出一种利用电力电子变压器(PET)灵活端口控制能力的电压波动抑制策略。首先量化PET在跟网型与构网型控制模式下对节点电压的调控能力,分析多种PET控制模式组合对电压波动的影响;进而建立多PET控制模式动态组合切换优化模型,求解不同风光出力下的最优控制模式组合。在此基础上构建双层控制策略以抑制电压波动。最后在改进的IEEE33混合配电网系统中验证所提策略的有效性,并对比传统方法展示了其优越性能。

解读: 该研究的PET动态控制模式切换策略对阳光电源的储能和光伏产品线具有重要参考价值。具体而言:1) 可应用于ST系列储能变流器的电网支撑功能优化,提升PowerTitan系统在混合配电网中的电压调节能力;2) 对SG系列光伏逆变器的GFL/GFM控制模式切换逻辑提供新思路,有助于提高产品在弱电网条件下的...

光伏发电技术 储能系统 多电平 故障诊断 ★ 5.0

一种基于主动阴影的光伏系统故障检测与定位新方法

A Novel Active Shadow-Based Fault Detection and Localization Method for Photovoltaic Systems

Zhoucheng Xu · Kai Yang · Zexin Nie · Yalun Li 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年9月

光伏系统故障检测对运行安全至关重要。传统方法在正常运行条件下难以准确识别和定位故障,且依赖复杂传感器配置。本文提出一种基于主动阴影(AS)的故障检测方法,通过在光伏组件上引入主动遮蔽装置并按特定序列施加阴影,分析阵列输出功率变化,实现无需中断正常运行的快速故障检测与精确定位。构建基于串联子串的多层级高精度仿真模型,并定义识别系数(IC)评估算法性能,验证了该方法在复杂部分遮阴及短路、开路故障下适用于不同规模光伏阵列的故障定位能力。实际光伏阵列实验进一步证实了该方法的可行性与鲁棒性。

解读: 该主动阴影故障检测技术对阳光电源SG系列光伏逆变器及iSolarCloud智能运维平台具有重要应用价值。通过主动遮蔽装置引入可控阴影序列,结合功率变化分析实现组件级故障精确定位,可集成至阳光电源现有MPPT算法框架,增强SG逆变器的智能诊断能力。该方法无需额外传感器配置,适合大规模光伏阵列快速巡检,...

光伏发电技术 故障诊断 ★ 5.0

自校正引导的广义对比学习框架用于云边协同小样本光伏故障诊断

Self-Correcting-Guided Generalized Contrastive Learning Framework for Small-Sample PV Fault Diagnosis With Cloud-Edge Collaboration

Qi Liu · Bo Yang · Mingxuan Cai · Yuxiang Liu 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2025年6月

小样本场景下光伏(PV)阵列的智能故障诊断由于模型精度和泛化能力较差,仍然具有挑战性。现有方法无法同时解决运行工况多变和样本不足的问题,导致少样本学习构建的模型适用性有限。此外,数据传输和计算成本等因素也需要考虑。因此,本文提出了一种用于小样本光伏故障诊断的云边协同自校正引导广义对比学习框架。首先,提出了一种端到端自校正模型,以消除可变环境的影响。然后,将自校正方案与对比学习相结合以实现模型泛化,并设计了一种类型筛选方法来提高模型精度。此外,提出了一种快速故障过滤机制,通过云边协同提高算法效率。...

解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项基于云边协同的小样本光伏故障诊断技术具有重要的应用价值和战略意义。 在产品层面,该技术直接契合阳光电源光伏逆变器和电站运维的核心需求。传统故障诊断方法依赖大量标注数据,而实际运维中故障样本稀缺且环境条件多变,导致诊断模型泛化能力不足。该论文提出的自校正引导对比学习框架...

光伏发电技术 储能系统 深度学习 强化学习 ★ 5.0

基于深度强化学习的考虑网络重构的多时间尺度电压/无功控制

Deep Reinforcement Learning Based Multi-Timescale Volt/Var Control in Distribution Networks Considering Network Reconfiguration

Hexiang Peng · Kai Liao · Jianwei Yang · Bo Pang 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年5月

针对配电网中不同响应特性的设备带来的多时间尺度电压/无功控制(VVC)难题,本文提出一种新型双层数据驱动的多时间尺度VVC方法。该方法将光伏等连续型设备的短时间尺度控制与电容器组及网络重构等离散型设备的长时间尺度控制相协调,构建双层部分可观测马尔可夫决策过程(POMDP)模型。内层采用TD3算法控制连续变量,外层利用DDQN算法处理离散动作与网络重构。通过统一奖励信号并传递内层动作为外层状态实现协同训练,并引入图神经网络(GNN)识别代表性拓扑以缩减重构空间,抑制过度探索。在IEEE 33节点和...

解读: 该多时间尺度Volt/Var控制技术对阳光电源配电侧产品具有重要应用价值。在SG系列光伏逆变器中,可利用TD3算法实现连续无功功率的快速调节,优化现有MPPT算法与无功控制的协同;在ST系列储能变流器及PowerTitan大型储能系统中,可通过DDQN算法协调储能充放电与电容器组的离散控制决策。该方...

储能系统技术 储能系统 DC-DC变换器 PWM控制 ★ 5.0

全范围非谐振PWM零电压开关变换器及其最小化电感电流纹波

Full-Range Non-Resonant PWM Zero-Voltage-Switching Power Converters With Minimized Inductor Current Ripple

Fei Liu · Xinbo Ruan · Kai Yao · Ling Gu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年2月

软开关技术可显著降低开关损耗,提升变换器的效率、功率密度与可靠性。本文针对非谐振脉宽调制(PWM)变换器,提出一种在全工况范围内实现定频零电压开关(ZVS)并最小化电流纹波的新方法。首先提出基本的四边形电流调制单元(QCMU),通过在两个半桥中点间连接电感,使电感电流呈四边形且最小值恒定。基于此构建了一类涵盖DC-DC、DC-AC及AC-DC拓扑的全范围非谐振PWM ZVS变换器家族,并提出结合PWM与移相控制的最优运行模式与控制策略。实验验证了DC-DC变换器的有效性,仿真结果进一步支持了DC...

解读: 该全范围非谐振PWM零电压开关技术对阳光电源储能与光伏产品线具有重要应用价值。四边形电流调制单元(QCMU)可直接应用于ST系列储能变流器的DC-DC变换级,通过定频ZVS实现全工况软开关,配合SiC器件可显著降低开关损耗、提升效率与功率密度。最小化电感电流纹波特性可减小磁性元件体积,优化Power...

储能系统技术 储能系统 SiC器件 ★ 5.0

基于物理雅可比信息的编码器-解码器神经网络用于非线性潮流回归

Physically Jacobian-Informed Encoder-Decoder ANNs for Nonlinear Power Flow Regression

Hao Yang · Kai Zheng · Wendong Su · Zhenglong Sun 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年7月

潮流(PF)是电力系统稳态分析与控制的基础。传统的基于一组隐式非线性方程构建的模型驱动潮流计算方法采用牛顿 - 拉夫逊法进行迭代求解。然而,潮流计算的速度和收敛性会受到合适初值以及迭代过程效率的影响。数据驱动的潮流回归方法可以通过从潮流数据集学习显式映射函数来克服上述问题。但是,该方法仅实现了从潮流输入到输出的非线性映射,忽略了潮流计算中的物理规则,这可能导致精度和泛化能力较差。本文提出了一种基于物理雅可比信息的编解码器神经网络(NNs)用于潮流非线性回归。基于正向和反向潮流模型,构建了一种采用...

解读: 从阳光电源的业务实践来看,这项基于物理雅可比信息的神经网络潮流计算技术具有显著的工程应用价值。在新能源电站并网运行中,快速准确的潮流计算是实现主动电压支撑、功率调度优化和故障预判的基础。传统牛顿-拉夫逊迭代方法在高比例新能源接入场景下常面临收敛性问题,特别是在光伏、储能等分布式资源大规模并网时,系统...

电动汽车驱动 多物理场耦合 ★ 4.0

基于反步法的主动抗扰解耦控制在液压驱动下肢外骨骼机器人中的应用

Active Disturbance Rejection Control With Backstepping for Decoupling Control of Hydraulic Driven Lower Limb Exoskeleton Robot

Jinsong Zhao · Yunpeng Zhang · Huidong Hou · Yuwei Yue 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月

液压驱动下肢外骨骼机器人(HDLLER)是一种助力运动装置,可帮助穿戴者提高承重能力并减轻疲劳。然而,HDLLER 是一个非线性系统,关节之间存在强耦合以及参数摄动问题,这会影响其轨迹跟踪性能。本文聚焦于一种有效的解耦控制算法。首先,通过反馈线性化将 HDLLER 的强耦合非线性系统从严格反馈形式转换为规范形式,从而避免反步方法的微分爆炸问题。为了重构变换后系统的状态变量和非线性项,采用了自抗扰控制(ADRC)最重要的组成部分——扩张状态观测器(ESO)。然后,设计了基于 ESO 的反步控制器,...

解读: 从阳光电源的业务视角来看,这篇论文提出的自抗扰控制与反步法结合的解耦控制算法,虽然应用于液压驱动外骨骼机器人领域,但其核心技术理念与我们在新能源系统控制中面临的挑战高度契合。 在光伏逆变器和储能系统领域,我们同样面临多变量强耦合、非线性动态响应以及参数不确定性等控制难题。该论文通过反馈线性化将严格...

电动汽车驱动 ★ 4.0

基于动态惩罚系数分布式ADMM方法的D2D网络能效功率控制

Energy-Efficient Power Control in D2D Networks: A Distributed ADMM Approach With Dynamic Penalty Coefficient

Yuting Huang · Xiaozheng Gao · Minwei Shi · Neng Ye 等5人 · IEEE Transactions on Vehicular Technology · 2025年1月

由于物联网(IoT)设备的爆炸式增长,设备到设备(D2D)通信在未来网络中发挥着重要作用。移动设备数量的激增要求更高的数据传输速率和资源利用效率。为满足这些需求,开发有效的功率控制算法对于提高网络性能和降低能耗至关重要。在这项工作中,我们提出了一种基于交替方向乘子法(ADMM)算法和逐次凸近似(SCA)算法相结合的分布式功率控制方案。为了实现能效最大化,通过SCA将原问题分解为多个凸子问题,并利用ADMM的分布式优化方法求解每个子问题,从而使问题的求解更加高效。特别地,还提出了一种动态惩罚系数策...

解读: 从阳光电源的业务视角来看,这篇论文提出的分布式能效优化算法具有显著的应用价值。随着光伏电站、储能系统和微电网规模的不断扩大,海量智能设备间的高效通信与协同控制已成为系统优化的关键瓶颈。 该技术的核心价值在于通过ADMM与SCA算法的结合,实现了分布式架构下的能效最优化。这与阳光电源大型光伏电站中数...

储能系统技术 储能系统 ★ 5.0

基于脉冲电压注入的双向无线功率传输系统同步策略

Synchronization Strategy Based on Pulse Voltage Injection for Bidirectional Wireless Power Transfer Systems

Zhaozheng Zhu · C. Q. Jiang · Xiaosheng Wang · Junhui Yang 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年5月

在双向无线电能传输(BWPT)系统中,逆变器与有源整流器之间的同步是一项具有挑战性的任务。本文提出了一种新颖的脉冲电压注入方法(PVIM),无需使用任何通信链路即可实现两侧变流器之间的同步。PVIM的同步原理是在初级侧注入电压脉冲,并在次级侧检测脉冲以生成同步信号。通过捕获同步信号,可锁定初级侧的频率和相位。为了实现初级侧的电压脉冲注入,本文提出了一种拓扑结构和控制方式简单的新型纳秒脉冲发生器。此外,采用两个与谐振槽路串联的磁环进行电压脉冲的注入和检测。与现有的同步策略相比,PVIM在六个关键方...

解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项基于脉冲电压注入的双向无线电力传输同步策略具有重要的技术参考价值,尤其在储能系统和电动汽车充电领域具有潜在应用前景。 该技术的核心创新在于实现了无通信链路的双向变流器同步控制,这与阳光电源在储能双向变流器(PCS)和车载充电系统中面临的控制挑战高度相关。传统双向功率变...

储能系统技术 ★ 5.0

一种基于稀疏传感器系统的大型电池组全工况电热特性在线感知方法

A Holistic Electrothermal Profiles Online Sensing Method With Sparse Sensor System in Large-Format Battery Pack

Wei Li · Yi Xie · Rui Yang · Yining Fan 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年4月

随着锂离子电池技术的蓬勃发展,大规模电池组的管理面临着一项重大挑战:虽然全面的时变电热特性曲线至关重要,但稀疏的传感器系统仅能提供有限的传感信息。在新兴的电池管理系统中,传感器系统的信息缺失问题通常被忽视。本文提出了一种电池传感器系统架构的优化方法,可实现对大规模电池组全局电热特性曲线的在线传感。首先,通过拓展信息熵的应用,提出了一种适用于任意电池传感器系统的架构优化方法。基于这种优化后的传感器拓扑结构,本文随后重点研究了一种用于捕捉大规模电池组全局电热特性曲线的在线传感方法。通过这种方法,利用...

解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看,这项基于稀疏传感器系统的大型电池包全局电热场在线感知技术具有重要的工程应用价值。当前储能系统向大规模、高能量密度方向发展,我们的液冷储能产品和集装箱级储能解决方案中,电池包规模动辄数百至数千个电芯,传统BMS面临传感器成本与监测精度的矛盾:全面部署温度和电压传感器会显...

功率器件技术 GaN器件 ★ 4.0

原位N₂或H₂/N₂等离子体预处理对Si₃N₄/AlN/GaN MIS-HEMT界面与边界陷阱的研究

Interface and Border Traps Study in Si₃N₄/AlN/GaN MIS-HEMTs With In-Situ N₂ or H₂/N₂ Plasma Pretreatment

Jiaofen Yang · Jing Xiao · Ming Tao · Kai Tang 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2024年12月

本研究探究了原位 N₂ 或 H₂/N₂ 等离子体预处理对常开型 Si₃N₄/AlN/GaN 金属 - 绝缘体 - 半导体高电子迁移率晶体管(MIS - HEMT)中等离子体增强原子层沉积(PEALD)AlN 与 GaN 之间界面陷阱态和近界面陷阱态的影响。分别采用高频电容 - 电压(HFCV)测试和电导法对具有不同时间常数的界面陷阱密度以及不同能级的界面陷阱密度进行了表征。分别采用准静态电容 - 电压(QSCV)测试和 1/f 噪声法对近界面陷阱的能级和空间分布以及近界面陷阱密度进行了表征。研究...

解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项关于GaN MIS-HEMTs器件界面陷阱态优化的研究具有重要的战略价值。氮化镓(GaN)功率器件凭借其高频、高效、高功率密度的特性,正成为光伏逆变器和储能变流器等核心产品的关键技术方向,直接影响系统的转换效率、功率密度和可靠性。 该研究通过H₂/N₂等离子体预处理技...

光伏发电技术 储能系统 可靠性分析 强化学习 ★ 5.0

基于深度强化学习的风光水储混合能源系统长短周期协调调度

Long-Term and Short-Term Coordinated Scheduling for Wind-PV-Hydro-Storage Hybrid Energy System Based on Deep Reinforcement Learning

Huaiyuan Zhang · Kai Liao · Jianwei Yang · Zhe Yin 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年1月

针对多时间尺度调度复杂的风光水储混合能源系统,传统长期调度策略常削弱短期调节能力,导致资源浪费与电力短缺。本文提出一种将短期运行特性嵌入长期调度规则的协同框架,将长期调度建模为马尔可夫决策过程,并在每一步耦合基于优化模型生成的短期发电计划。通过融合数据驱动与模型驱动方法,利用深度强化学习简化长期决策,结合混合整数线性规划确保短期约束满足。实证表明,该方法使弃电率由11.67%降至0.63%,切负荷率从3.3%降至0.69%,显著优于传统方法。

解读: 该深度强化学习协调调度技术对阳光电源PowerTitan储能系统和iSolarCloud云平台具有重要应用价值。研究提出的长短周期协同框架可直接集成到ST系列储能变流器的能量管理系统中,通过MDP建模和DRL算法优化多时间尺度调度决策,显著降低弃电率(11.67%→0.63%)和切负荷率(3.3%→...

风电变流技术 ★ 5.0

考虑地形坡度和风机位置影响的二维山丘上风力机尾流特性的风洞研究

Wind tunnel study of wind turbine wake characteristics over two-dimensional hill considering the effects of terrain slope and turbine position

Yao Chen · Bowen Yan · Meng Yu · Guoqing Huang 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.380

摘要 风电场中风机之间的尾流干扰会导致风电场整体发电功率显著下降。本研究通过系统的风洞试验,对在不同坡度的二维山丘上处于不同位置的风力机尾流特性进行了研究,其中风力机轮毂高度与山丘高度相同,均为250 mm,转子直径为400 mm。首先,提出了一种新的归一化方法,用于公平评估风力机在山丘不同位置处的尾流速度亏损。研究发现,位于山顶的风力机尾流受地形影响显著大于位于山前或山后的风力机。随后,系统分析了地形对风力机尾流的影响,包括速度亏损和附加湍流强度。山丘坡度主要影响风力机背风侧的尾流特性:当风力...

解读: 该风电尾流研究对阳光电源复杂地形风电场储能系统配置具有重要参考价值。研究揭示的山地地形对尾流特性的影响规律,可指导ST系列储能变流器在山地风电场的微观选址与容量优化配置。针对陡坡山顶尾流恢复快、缓坡尾流扩散宽的特性,可优化PowerTitan储能系统的功率平抑策略,通过iSolarCloud平台实时...

氢能与燃料电池 SiC器件 多物理场耦合 ★ 5.0

一种集成实验与数值研究的竹节形流场设计下风冷式质子交换膜燃料电池性能及传热传质动力学

An integrated experimental and numerical investigation of performance and heat-mass transport dynamics in air-cooled PEMFCs with a bamboo-shaped flow field design

Kai-Qi Zhu · Quan Ding · Ben-Xi Zhang · Jiang-Hai Xu 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 风冷式质子交换膜燃料电池(PEMFC)中复杂的传热传质耦合现象以及物理场分布不均的问题,严重影响其功率密度和水热管理性能。作为关键部件,阴极流场在燃料供给、散热以及水传输方面对风冷式PEMFC起着至关重要的作用。优化流场结构设计是应对上述挑战的关键策略。本研究提出了一种创新的竹节形流场设计,并在25 cm²的单电池中进行了实验验证,结果证明该设计能有效提升风冷式PEMFC的传热传质能力与功率密度,同时降低供气能耗。此外,还建立了三维多相数值模型,用于深入探究该流场结构下液态水、反应物和热量...

解读: 该燃料电池热质传输优化技术对阳光电源氢能业务具有重要借鉴价值。竹节型流场设计通过分段加速和涡流区优化实现5.45%功率密度提升和4.17%能效增益,其多物理场耦合仿真方法可应用于公司储能PCS的热管理优化。研究中的熵分析法和非均匀流场设计理念,可迁移至SiC功率器件散热结构设计,提升ST系列PCS和...

储能系统技术 储能系统 电池管理系统BMS 储能变流器PCS ★ 5.0

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...