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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...
同时改善具有氧化合金状氮化铪界面层的Ge n/p-FinFET及反相器的电学特性
Simultaneously Improved Electrical Characteristics of Ge n/p-FinFETs and Inverter With Oxidized Alloy-Like Hafnium Nitride Interfacial Layer
Dun-Bao Ruan · Kuei-Shu Chang-Liao · Cheng-Han Li · Zefu Zhao 等5人 · IEEE Electron Device Letters · 2024年12月
为了同时改善锗（Ge） n 沟道和 p 沟道场效应晶体管（FET）的电学特性，本文提出了一种在锗鳍式场效应晶体管（nFinFET）、p 型鳍式场效应晶体管（pFinFET）和互补金属氧化物半导体（CMOS）反相器上采用氧化程度约为 10%的类合金界面层（IL）的界面层工程。得益于通过合适的氧化工艺在类合金和富氧界面层之间实现的权衡平衡，锗 nFinFET 和 pFinFET 均表现出更低的等效氧化层厚度（EOT）值、更低的泄漏电流、更少的边界陷阱、更低的界面态密度（DIT）值、更低的亚阈值摆幅（...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于锗（Ge）FinFET的界面层工程技术对我们的核心产品具有重要的潜在价值。该技术通过氧化类合金铪氮化物界面层同时改善n型和p型器件特性，实现了更低的等效氧化层厚度（EOT）、更低的漏电流和更高的开关电流比，这些特性直接对应着我们光伏逆变器和储能变流器中功率半导体器件...
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...
基于多重特征因素的电压暂降频率估计方法
Estimation of Voltage Sag Frequency Based on the Multiple Characteristic Factors
Fangwei Xu · Kai Guo · Chuan Wang · Jing Huang 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年6月
现有电压暂降频率（VSF）估计方法未充分考虑污秽等级、雷电等级、风区等级和鸟害等级等多种线路特征因素对短路故障的影响，导致估算结果与实际存在较大偏差。实际上，电压暂降主要源于输电线路的瞬时短路故障，而此类故障同时受环境特征因素（如雷电、风区等级）和线路固有特征因素（如线路长度、运行年限）共同影响。为此，本文提出一种融合多特征因素的线路故障模型以提高VSF估计精度。该方法包括三步：首先采用随机森林算法计算线路故障概率，其次基于自适应核密度估计（AKDE）确定故障位置分布，最后利用故障点法估算VSF...
解读: 该电压暂降频率估计方法对阳光电源的储能和光伏产品线具有重要应用价值。通过融合多重环境特征因素的故障预测模型,可提升ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的电网适应性。具体应用包括:(1)优化储能PCS的电网故障穿越(LVRT)控制策略;(2)提高光伏逆变器的电网故障预判能力,实现主动防护;(3)为i...
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...
直接键合铜基板底部铜层对功率模块局部放电性能的影响
Impacts of the Bottom Copper Layer of Direct-Bond Copper Substrates on the Partial Discharge Performance in Power Modules
Yuan Gao · Kai Yin · Claus Leth Bak · Asger Bjørn Jørgensen 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
本文研究了直接键合铜（DBC）基板底部铜层对功率模块局部放电（PD）性能的影响。建立了不同布局的DBC样品有限元仿真模型，并对其电场分布进行了对比分析。结果表明，通过使底部铜层浮空、施加一半的高压，或者部分或完全去除底部铜层，可以显著降低DBC基板三相点处的最大电场。制作了多个DBC样品，并对其局部放电性能进行了实验测试。完全去除底部铜层可使局部放电起始电压（PDIV）提高79%以上。实验结果与仿真分析吻合良好，验证了研究结果。制作了一个采用完全去除底层铜概念的模拟功率模块，并按照IEC 602...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于DBC基板底层铜层优化以提升局部放电性能的研究具有重要的战略价值。在光伏逆变器和储能变流器向中高压、大功率方向发展的趋势下，功率模块的绝缘可靠性已成为制约产品性能提升的关键瓶颈。 该研究通过有限元仿真与实验验证相结合，系统分析了底层铜层不同布局方案对电场分布的影响...
集成外部热
热能与冷能）源的焦耳-布雷顿循环卡诺电池多能系统热力学研究
Jiaxing Huang · Yao Zhao · Jian Song · Kai Wang 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 电-热转换工作模式意味着卡诺电池可通过根据能量需求调度和转换不同形式的能量载体，具备转变为多能管理系统的能力。本文建立了基于焦耳-布雷顿循环的卡诺电池多能系统的热力学模型，并在此基础上提出了两种利用外部多品位热能与冷能的转换与利用方法，以应对能量需求的变化。文中讨论了热源与冷源温度、吸热量与吸冷量、工质质量流量以及放电持续时间等关键参数对系统电效率、㶲效率及性能系数的影响。结果表明，当系统仅集成热源时，卡诺电池多能系统的电效率可提升至68.8%–78.0%；而当系统同时集成热源与冷源时，电...
解读: 该焦耳-布雷顿循环卡诺电池多能源系统研究对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan储能系统具有重要启示。通过整合外部冷热源,系统电效率可提升至68.8%-115.2%,为储能系统拓展冷热电三联供功能提供理论依据。建议结合iSolarCloud平台开发多能源协同调度算法,在工业园区、数据中心等...