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仅采用逆变器电流反馈的电容耦合主动阻尼LCL型高速永磁同步电机驱动控制方法
Inverter-Current Feedback-Only Control Method for LCL-Equipped HSPMSM Drives With Capacitively Coupled Active Damper
Jiaxin Zhou · Yunkai Huang · Fei Peng · Yu Yao · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月
本文提出一种适用于带电容耦合主动阻尼器的LCL型高速永磁同步电机（HSPMSM）驱动系统的仅逆变器电流反馈控制方法。该方法仅需采样逆变器侧电流，满足现有工业应用中对单一电流反馈的需求。基于LCL型驱动系统的双源模型构建控制策略，并设计具有强参数鲁棒性的系数选取方法。所提方法显著降低了阻尼器的电压应力，从而减少其开关损耗，使其可采用低成本低压MOSFET而非昂贵的SiC-MOSFET实现。3 kW–12 kr/min（1000 Hz）实验平台验证了该方法的有效性。
解读: 该LCL滤波器单电流反馈控制技术对阳光电源储能与电驱产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器中，LCL滤波器广泛用于并网谐波抑制，该方法仅需逆变器侧电流采样即可实现稳定控制，可简化传感器配置、降低系统成本。电容耦合主动阻尼方案将阻尼器电压应力降低至可用低压MOSFET替代SiC器件，直接降低BO...
具有770 ION/IOFF比的p-GaN栅极HEMT在800°C下工作
p-GaN Gated HEMT With 770 ION/IOFF Ratio Operating at 800 °C
Ajay Kumar Visvkarma · Juan Nicolas Jimenez Gaona · Chan-Wen Chiu · Yixin Xiong 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年7月
本文开发了一种 p - 氮化镓（GaN）栅极高电子迁移率晶体管（HEMT），并在高达 800 °C 的温度下进行了电学测试。该器件在 800 °C 时展现出 80 mA/mm 的高导通态电流，同时具有 770 的高开/关电流比（ION/IOFF）。此外，该晶体管还在 800 °C 下进行了 60 分钟的热应力测试，在整个应力测试期间均表现出稳定的工作性能。良好的导通电流、开/关电流比和稳定性为基于氮化镓的高温电子学发展提供了一条有前景的途径。
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项p-GaN栅极HEMT在800°C极端高温下的突破性表现具有重要战略意义。该器件在极端温度下仍能保持80 mA/mm的高导通电流和770的开关比，为我们在光伏逆变器和储能系统中面临的散热挑战提供了全新解决思路。 在光伏逆变器应用场景中，功率器件通常是系统可靠性的瓶颈。...
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...
由并网电压源换流器外环控制器引起的极限环与大信号稳定边界
Limit Cycle and Large Signal Stability Boundary Induced by Outer Controller of Grid-Connected VSC
Boyuan Zhao · Zhen Huang · Lei Chen · Kaiyuan Hou 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月
本文揭示了并网电压源换流器（VSC）外环控制器引发的围绕稳定平衡点（SEP）的极限环现象，该极限环构成系统的大信号稳定边界。建立了包含直流与交流电压外环控制的三阶微分代数方程模型，发现随着有功功率增加、直流电压控制器带宽增大或阻尼比减小，系统易产生极限环。仿真表明极限环会缩小吸引域（ROA）。基于Demidowitsch准则，提出极限环不存在的解析型充分条件，可有效扩展ROA且无需依赖数值仿真。电磁暂态仿真与实验结果验证了理论分析的正确性。
解读: 该研究揭示的VSC外环控制器极限环现象对阳光电源ST储能变流器和SG光伏逆变器的大信号稳定性设计具有重要指导意义。研究提出的基于Demidowitsch准则的解析型充分条件，可直接应用于直流电压外环和交流电压外环控制器参数整定，避免功率突变或电网扰动时系统进入极限环振荡。对于PowerTitan大型...
基于RLS算法的构网型虚拟同步机逆变器无模型预测控制
Model-Free Predictive Control Based on RLS Algorithm for Grid-Forming Inverters With Virtual Synchronous Generator
Min Huang · Huiying Zhang · Kangan Wang · Zhilei Yao 等5人 · IEEE Access · 2025年1月
作为连接可再生能源的关键元件，构网型逆变器GFI多采用下垂控制作为外环，但扰动时可导致系统频率快速变化。传统模型预测控制MPC广泛用于变流器内环控制，但严重依赖模型参数。为克服上述缺陷，本研究提出虚拟同步机无模型预测控制VSG-MFPC。该方案使用基于自回归外生输入ARX模型的自回归MFPC作为内环控制结构进行电压预测，结合简化虚拟同步机VSG作为外环控制结构实现功率分配和惯量支撑控制系统。MFPC实施提升系统参数鲁棒性。在此基础上，进一步研究算法参数初始化、延迟补偿和限流能力的改进方案。此外，...
解读: 该无模型预测控制技术与阳光电源构网型储能系统高度相关。阳光ST储能变流器采用GFM控制技术支持弱电网和微电网场景。该VSG-MFPC方案的参数自适应能力可显著提升阳光储能系统对电网参数变化的鲁棒性。传统MPC依赖精确模型，在电网阻抗变化或非线性负载场景下性能下降。该研究的无模型方法可集成到阳光GFM...
基于深紫外光激发的低功耗Ga2O3纳米突触器件用于神经形态计算
Deep-UV-photo-excited synaptic Ga2O3 nano-device with low-energy consumption for neuromorphic computing
Liubin Yang1Xiushuo Gu1Min Zhou2Jianya Zhang3Yonglin Huang4Yukun Zhao5 · 半导体学报 · 2025年1月 · Vol.46
突触纳米器件在逻辑、存储与学习方面具有强大能力，是构建类脑神经形态计算系统的关键组件。本文成功研制了一种基于Ga2O3纳米线的低功耗突触纳米器件，在255 nm光照下可模拟生物突触的多种功能，如脉冲易化、峰时依赖可塑性及记忆学习能力。该器件展现出优异的“学习-遗忘-再学习”特性，其短时至长时记忆的转变及逐步学习后的记忆保持归因于Ga2O3纳米线的强再学习能力。单次突触事件能耗低于2.39×10⁻¹¹ J，并在长期刺激与存储中表现出高稳定性。应用于神经形态计算时，经12轮训练后数字识别准确率超90...
解读: 该Ga2O3纳米突触器件的低功耗神经形态计算技术对阳光电源智能控制系统具有前瞻性启发价值。其2.39×10⁻¹¹J的超低单次事件能耗和自适应学习能力，可应用于iSolarCloud云平台的智能诊断算法优化，通过类脑计算实现光伏/储能系统的故障模式识别与预测性维护。在ST储能变流器和PowerTita...
基于概率电压灵敏度分析与霍尔定理的主动配电网中移动式储能系统路由与调度
Routing and scheduling of mobile energy storage systems in active distribution network based on probabilistic voltage sensitivity analysis and Hall's theorem
Ting Wu · Heng Zhuang · Qisheng Huang · Shiwei Xi 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.386
摘要 移动式储能系统（MESSs）具有显著的时间和空间灵活性，使其成为主动配电网（ADNs）中提供辅助服务的理想选择。然而，传统的MESS调度方法严重依赖精确的负荷与交通预测，而基于深度学习的方法则可能计算成本高昂且对动态系统工况的适应性不足。为应对这些挑战，本文提出一种两阶段调度框架，融合灵敏度分析、图论与动态优化技术，从而提升调度的适应性与计算效率。在第一阶段，目的地预生成模型利用概率电压灵敏度来应对负荷预测的不确定性，并识别出最有可能需要辅助支持的关键ADN节点。在第二阶段，基于霍尔定理的...
解读: 该移动储能调度框架对阳光电源ST系列PCS及PowerTitan移动储能方案具有重要应用价值。基于概率电压灵敏度的两阶段优化算法可集成至iSolarCloud平台,实现移动储能车辆动态路径规划与充放电策略实时优化。Hall定理筛选机制可提升配电网关键节点识别精度,配合GFM控制技术增强电网支撑能力。...
面向芯片级热流密度超过1000 W/cm²的高功率密度碳化硅功率模块的集成热管理
Integrated Thermal Management for a High-Power-Density Silicon Carbide Power Module With Die-Level Heat Flux Over 1000 W/cm²
Weiyu Tang · Xiangbo Huang · Zhixin Chen · Kuang Sheng 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
随着碳化硅（SiC）器件持续微型化，芯片级热流密度已达1 kW/cm²，高效的热管理对功率电子器件的载流能力与可靠性至关重要。本文提出一种集冷却策略，结合低热阻封装（纳米银烧结直连散热器）与集成对流冷却结构（歧管微通道，MMCs）。经数值优化后制备三种SiC模块原型，最终设计在2.16 L/min流量下实现9.85 mm²·kW⁻¹的超低热阻，成功散出超过1000 W/cm²热流密度（总功耗1500 W），体积紧凑（约30 cm³）。相比传统液冷模块，微通道冷却热阻和泵功分别降低80%和83%。...
解读: 该集成热管理技术对阳光电源高功率密度产品具有重要应用价值。针对ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统，纳米银烧结+歧管微通道方案可将SiC模块热阻降低80%，支撑更高开关频率和电流密度，有效提升系统功率密度和可靠性。对于SG系列1500V光伏逆变器，该技术可在紧凑空间内实现超1000 ...
废弃晶硅光伏组件的恒温热解脱胶与污染控制：动力学分析与有机物演变
Thermostatic pyrolysis decapsulation and pollution control of waste crystalline silicon photovoltaic panels: Kinetic analysis and organics evolution
Mingxing Huang · Qingming Song · Yuting Wang · Ya Liu 等5人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.300
摘要 光伏产业的快速发展预计将导致大量由玻璃、硅片和背板组成的废弃晶硅光伏（c-Si PV）组件积累。由于其超薄、高度层压、多层结构并以聚合物封装，脱胶是实现后续组分分离与回收的关键步骤。热解作为一种有前景的脱胶方法已受到关注，但目前的研究主要集中于废弃c-Si PV组件在慢速加热热解过程中的热分解行为，其动力学机制及有机物的演变规律仍不明确。本研究提出了对废弃c-Si PV组件进行恒温热解的方法，并系统开展了动力学分析与有机物演变研究，以实现高效脱胶与污染控制。结果表明，在600 °C下仅需7...
解读: 该热解脱封技术对阳光电源光伏全生命周期管理具有战略价值。随着早期安装的光伏电站进入退役期,高效回收晶硅组件中的硅片、玻璃等高价值材料,可降低光伏产业链成本。研究提出的恒温热解法7分钟内达98%脱封效率,且符合Avrami-Erofeev动力学模型,为建立标准化回收工艺提供理论基础。对阳光电源而言,可...
基于多图神经网络辅助双域Transformer的风力发电时空预测
Spatiotemporal forecasting using multi-graph neural network assisted dual domain transformer for wind power
Guolian Hou · Qingwei Li · Congzhi Huang · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.325
摘要 准确预测风力发电量对于风电场的运行与维护决策至关重要。随着风电机组规模和容量的不断增加，综合考虑时间与空间特征已成为提高预测精度的关键。本文提出一种新颖的多步风力发电时空预测方法，该方法采用多图神经网络辅助的双域Transformer模型。具体而言，为充分表征风电机组之间的异质依赖关系，通过注意力机制构建多种关系图并将其融合为统一图结构。随后，设计了时空融合模块（STFM），结合图卷积网络与一维卷积神经网络，以同时捕捉时间与空间特征。此外，提出了时频双域Transformer（DDform...
解读: 该时空多图神经网络风电预测技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。可集成至iSolarCloud平台,为风储耦合场景下的ST系列PCS提供精准功率预测支撑,优化储能充放电策略。多步预测能力(10分钟至6小时)与PowerTitan储能系统的能量管理周期高度契合,可提升风储协同调度精度。其时频双域Tr...
用于提高轻载至超轻载效率的有源钳位反激变换器三模控制方案
Triple-Mode Control Scheme for an Active-Clamp Flyback Converter to Improve Efficiency at Light-to-Ultralight Loads
Thanh Nhat Trung Tran · Hong-Ji Li · Huang-Jen Chiu · Jian-Min Wang · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
有源钳位反激（ACF）变换器因结构简单、成本低而广泛应用于小功率场合。传统互补控制策略在重载下效率较高，但在轻载至超轻载时因辅助开关导通损耗显著而导致效率下降。本文提出一种工作于断续导通模式（DCM）的ACF变换器，采用三模控制策略，针对不同负载条件分别应用互补与非互补控制。中重载时采用互补控制以降低开关损耗；轻载时采用非互补控制以缩短辅助开关导通时间；超轻载时启用突发模式进一步提升效率。该方案确保主开关在整个负载范围内实现软开关，辅助开关在中重载时亦实现软开关。实验结果表明，在65 W原型样机...
解读: 该三模控制ACF变换器技术对阳光电源车载OBC充电机和光伏优化器产品具有重要应用价值。在OBC充电机中，车辆长时停放时处于超轻载待机状态，该技术的突发模式和非互补控制可显著降低待机功耗，提升整体能效等级。在组件级光伏优化器中，早晚低辐照和阴影遮挡场景下常工作于轻载，三模控制策略可确保轻载效率达90%...
一种4H-SiC 1.7 kV额定嵌入式TMBS UMOSFET
A 4H-SiC 1.7 kV Rated TMBS-Embedded UMOSFET
Jia-Wei Hu · Kuan-Min Kang · Chih-Fang Huang · IEEE Electron Device Letters · 2025年7月
本文提出并验证了一种新型的嵌入沟槽式金属氧化物半导体势垒肖特基（TMBS）二极管的 4H - 碳化硅（4H - SiC）UMOSFET。制备并评估了 TMBS 与 UMOS 比例为 0、1/3 和 1/2 的 MOSFET。一款沟槽深度为 1.5 微米、台面宽度为 1.6 微米的 UMOSFET，其比导通电阻（R<sub>on, sp</sub>）为 5.8 毫欧·平方厘米，击穿电压（BV）为 2040 伏。嵌入 TMBS 单元的器件击穿电压无下降，TMBS 与 UMOS 比例为 1/3 和 1...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项4H-SiC 1.7kV TMBS嵌入式UMOSFET技术具有重要的战略价值。该技术通过在沟槽MOSFET中嵌入肖特基势垒二极管单元，实现了功率器件性能的显著优化，这与我们在光伏逆变器和储能系统中对高效率、高可靠性功率半导体的需求高度契合。 技术核心价值体现在三个方面...
基于直接进气设计的质子交换膜燃料电池集成推进系统的飞行验证
The flight verification of an integrated propulsion system powered by PEMFCs with direct airflow intake design
Kehan Zhoua1 · Gonghe Zhanga1 · Haifei Bai · Yiming Wang 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 推进与动力系统对无人机（UAV）的性能至关重要。随着以质子交换膜燃料电池（PEMFC）为动力的电推进系统快速发展，无人机推进与动力系统的技术创新不断推进。本研究开发了一套1.5 kW、采用直接进气设计的PEMFC集成推进系统（北航氢-1），并在翼展为3.6 m的无人机上进行了飞行试验验证。该推进系统可直接利用螺旋桨后方的来流空气为PEMFC阴极提供反应气体和冷却作用，同时将PEMFC产生的电能用于驱动螺旋桨。推进系统中还集成了DC-DC模块和锂离子电池组，以稳定输出电压，并在起飞、过渡和降...
解读: 该PEMFC无人机推进系统的DC-DC模块与锂电池混合架构、动态分配能源管理策略,对阳光电源EV驱动系统及储能产品具有重要借鉴价值。其1.5kW燃料电池与锂电池协同工作模式,类似我司OBC充电机和储能PCS的功率调配逻辑。直接气流进气冷却设计可启发ST系列PCS的散热优化。动态响应策略可应用于Pow...
基于开源低成本天空成像仪和混合深度学习技术的超短期太阳辐照度预测
Very short-term solar irradiance forecasting based on open-source low-cost sky imager and hybrid deep-learning techniques
Martin Ansong · Gan Huang · Thomas N.Nyang’on · Robinson J.Musembi 等5人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.294
摘要 太阳辐照度（SI）预测对于光伏（PV）系统的可靠运行至关重要。这一点在非洲等地区尤为突出，因为这些地区的许多SI预测方法依赖于稀缺的历史数据，而电力网络本身存在的不稳定性又因SI的波动性而进一步加剧。准确的太阳能预测对于改善电网管理至关重要，可帮助运营商平衡供需关系并提升系统稳定性。基于地面的天空成像技术是一种有前景的SI预测方法，无需依赖大量历史数据。然而，商用天空成像仪价格昂贵且灵活性有限。本文介绍了卡尔斯鲁厄低本钱全天候成像仪（KALiSI），该设备由市售组件构成，能够拍摄高分辨率图...
解读: 该低成本天空成像超短期光伏预测技术对阳光电源SG系列逆变器和ST储能系统具有重要应用价值。15分钟前瞻预测可优化MPPT算法响应速度,提升逆变器在云层遮挡等突变工况下的功率跟踪精度。结合iSolarCloud平台,CNN-LSTM预测模型可为PowerTitan储能系统提供精准充放电调度依据,降低电...
下一代光热电站颗粒/超临界CO2流化床换热系统的设计与性能研究
Design and performance study of the particle/supercritical CO2 fluidized bed heat exchanger system for next generation CSP plant
Ruina Xua · Zhipeng Zhang · Feng Suna · Yi Xua 等11人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.297
摘要 本文提出并构建了首套兆瓦级（MWth）用于下一代聚光太阳能发电（CSP）电站的颗粒/超临界二氧化碳（sCO2）流化床换热系统。在该CSP电站中，固体颗粒被选作太阳能集热器的吸热介质，并通过换热器将热量传递给sCO2，随后被加热的sCO2进入透平做功。换热器本体采用流化床结构，其中sCO2管束在流化空气的作用下从高温颗粒中吸收热量。颗粒沿换热器壁面流动，sCO2在两个箱体内部自上而下流动，流化空气被循环利用以提高系统的换热效率。本文详细描述了系统的整体结构设计。实验于2021年起在中国北京延...
解读: 该颗粒/超临界CO2流化床换热技术为下一代光热电站提供了高效热能转换方案,出口温度达552°C、效率83.2%,对阳光电源储能系统具有重要参考价值。其高温储热与sCO2布雷顿循环结合的思路,可启发ST系列储能变流器在光热-储能耦合场景的拓展应用。该系统的热管理技术和高效换热设计,对PowerTita...
基于多功能MoOx/TiON层的高存储、低变异性、低功耗读写后读取超晶格HfO2/ZrO2铁电场效应晶体管存储器件
High-Storage, Low-Variability, and Low-Power Read-After-Write Superlattice HfO2/ZrO2 FeFET Memory Device by Using a Multifunctional MoOx/TiON Layer
Zheng-Kai Chen · Miau-Hua Hsiung · Zi-Rong Huang · Sheng-Min Wang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年5月
在本研究中，我们提出了一种与现有商用半导体器件完全兼容的多功能栅极氧化物铁电晶体管技术。与单电极不同，该电极采用了 TiN/Mo（30 纳米）/TiN 阻挡层（BL - TiN）（2.5 纳米）结构，其绝缘体由埃级层叠的 HfO₂/ZrO₂ 结构组成，每层厚度为 6.5 埃。基于界面态密度（$D_{\text {it}}$）和 X 射线光电子能谱（XPS）结果，MoOx/TiOxNy 层的引入极大地抑制了金属 - 铁电体 - 绝缘体 - 半导体（MFIS）铁电场效应晶体管（FeFET）的电荷俘获...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于HfO2/ZrO2超晶格结构的铁电场效应晶体管（FeFET）存储技术虽然属于半导体存储领域，但其核心性能突破对我司光伏逆变器和储能系统的智能控制芯片具有重要的潜在应用价值。 该技术通过引入MoOx/TiOxNy多功能层实现的三大技术突破与我司产品需求高度契合：首先...