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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...
基于数字孪生与自演化补偿器的电力电子系统在线健康监测及改进参数辨识能力
Digital Twin-Based Online Health Monitoring of Power Electronics Systems With Self-Evolving Compensators and Improved Parameter Identification Capability
Yi-Hua Liu · Zong-Zhen Yang · Min-Chen Liu · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月
电力电子系统（PES）在航空航天、可再生能源和电动汽车等领域至关重要。本文比较了粒子群优化（PSO）、灰狼优化和蜻蜓算法三种元启发式方法的参数估计性能，并提出一种结合物理行为的两阶段元启发式方法，显著提升了寄生电阻估计精度与参数识别速度。相较于传统PSO，MOSFET和电感寄生电阻估计误差分别由31%和45%降至1.5%和2.3%，计算时间减少逾60%。该方法在外部扰动下仍具高鲁棒性，平均使MOSFET和电感寄生电阻识别误差分别降低11.8%和16.7%。此外，引入自演化补偿器可在线自动调节控制...
解读: 该数字孪生健康监测技术对阳光电源ST储能变流器和SG光伏逆变器产品线具有重要应用价值。两阶段元启发式方法可精准辨识SiC MOSFET和电感寄生参数（误差降至1.5%/2.3%），直接提升PowerTitan储能系统功率模块的状态监测精度。自演化补偿器能在线自适应调节控制参数，可集成至iSolarC...
一种基于电致发光图像的光伏电池稀有缺陷定位新少样本检测器
A novel few-shot detector for rare defect localization in photovoltaic cells using electroluminescence images
Qing Liu · Min Liu · Q.M. Jonathan Wu · Weiming Shen · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.296
准确检测光伏（PV）电池中的缺陷对于保障光伏发电系统长期稳定运行至关重要。现有的基于深度学习的方法已广泛应用于利用电致发光图像进行光伏电池缺陷检测。然而，这些方法严重依赖大量标注数据，因此在处理可用数据较少的稀有缺陷时，其有效性受到限制。为解决这一问题，本文提出了一种名为OURS_RARE_PV的新方法，用于稀有光伏电池缺陷的定位。具体而言，OURS_RARE_PV采用了一种基于迁移学习的少样本目标检测框架。首先，引入对比学习损失以放大不同类别之间的差异，并增强单个类别内部的相似性，从而获得更具...
解读: 该罕见缺陷检测技术对阳光电源SG系列光伏逆变器及iSolarCloud智慧运维平台具有重要应用价值。通过少样本学习框架和对比学习损失函数,可有效识别电池片EL图像中的稀有缺陷类型,解决传统深度学习依赖大量标注数据的局限。该方法可集成至iSolarCloud预测性维护系统,提升光伏电站异常诊断准确率,...
混合光伏-热电系统在可再生能源中的进展与挑战
Advances and challenges in hybrid photovoltaic-thermoelectric systems for renewable energy
Raza Moshwan · Xiao-Lei Shi · Min Zhang · Yicheng Yu 等9人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.380
将热电发电机（TEGs）与光伏（PV）器件相结合，是一种有效提升光伏电池发电能力的策略，从而显著促进太阳能的广泛应用。通过同时利用太阳光中的光子能量和热能，该集成方式能够最大化能量捕获，提高整个系统的整体效率，进而推动太阳能发电的可行性与规模化发展。本文及时综述了混合光伏-热电发电机（PV-TEG）技术在基础原理、热阻、接触电阻和负载电阻对性能的影响、多种集成方案（如结合光谱分束器、相变材料及热力系统的混合PV-TEG系统）、热管理、可行性分析以及经济与环境影响、长期效率提升等方面的最新进展与面...
解读: 该PV-TEG混合发电技术对阳光电源光伏逆变器产品线具有重要启示价值。热电联合发电可提升组件侧能量利用率,与SG系列逆变器的MPPT优化技术形成协同:通过精准追踪光伏-热电双模式功率点,配合三电平拓扑降低损耗,可进一步提升系统效率。该技术的热管理方案可为PowerTitan储能系统的温控设计提供参考...
基于自适应再分配的准时V2G调度圈：评估与增强转移V2G能力
Punctual V2G scheduling circle: Evaluate and enhance transfer V2G capability through adaptive redistribution
Ke Liu · Yanli Liu · Gang Si · Xin Lu 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.383
摘要 随着电动汽车（EV）数量的不断增长，车辆到电网（V2G）技术展现出巨大的潜力。然而，V2G站点及其连接的电网节点位置固定，而电动汽车的空间分布具有随机性。因此，在电网V2G调度过程中，除了关注V2G站点本地的V2G能力外，还需考虑在有限转移时间内的准时转移V2G能力。为此，本文提出一种基于自适应再分配（AV2GR）的方法，用于评估并增强目标站点的准时转移V2G能力，从而构建相应的准时V2G调度圈及增强型调度圈。首先，建立了一种转移V2G再分配（TV2GR）模型，用以评估在常规车辆和转移EV...
解读: 该V2G准时调度技术对阳光电源充电桩及储能业务具有重要价值。论文提出的自适应再分配算法可与我司充电站网络深度融合:1)结合iSolarCloud平台实时交通数据,优化多站点协同调度策略;2)ST系列PCS可配合转移V2G能力评估,提升电网侧削峰填谷效率;3)拥堵指数模型可嵌入充电站智能管理系统,动态...
基于可重构有机光伏器件的视觉突触
Visual synapse based on reconfigurable organic photovoltaic cell
Xiangrong Pu1Fan Shu2Qifan Wang1Gang Liu2Zhang Zhang1 · 半导体学报 · 2025年1月 · Vol.46
受大脑分层协同处理视觉信息的启发，本文利用PM6:Y6体系优异的光响应特性，构建了一种垂直结构的光可调有机忆阻器，系统研究了其阻变特性、光电探测能力及光突触行为模拟。该器件实现了稳定的渐进式电阻调控，成功模拟了电压控制的长时程增强/抑制（LTP/LTD）及多种光电协同调节的突触可塑性，并仿真实现了人类视觉神经系统的图像感知与识别功能。以非易失性Au/PM6:Y6/ITO忆阻器作为人工突触与神经元模型，构建了分层协同处理的SLP-CNN级联神经网络，利用其线性可调光电导特性实现网络权重更新，图像识...
解读: 该有机光伏忆阻器技术为阳光电源智能运维系统提供创新思路。其光电协同突触可塑性机制可应用于iSolarCloud平台的边缘智能诊断：利用光伏组件自身光响应特性实现分布式故障识别，无需额外传感器。分层协同SLP-CNN架构可优化ST储能系统的BMS电池状态预测，通过模拟神经突触的渐进式权重调节实现自适应...
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...
基于动态dv/dt开关模型的GaN HEMT三阶段最小切换损耗有源栅极驱动策略
Minimal Switching Loss Three-Stage Active Gate Driving Strategy Based on Dynamic dv/dt Switching Model for GaN HEMT
Shuo Zhang · Chang Liu · Xinyu Li · Desheng Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
氮化镓高迁移率晶体管（GaN HEMT）的快速开关会导致高 $dv/dt$ 和严重的电磁干扰（EMI）问题，这需要在开关功率损耗之间进行权衡。三级栅极驱动（TSGD）可以缓解开关速度和损耗之间的矛盾，但由于 GaN HEMT 的非线性寄生电容，在现有的 TSGD 策略下实现最小开关损耗具有挑战性。为解决这一问题，本文提出了一种基于动态 $dv/dt$ 开关（DVTS）模型的最小开关损耗 TSGD 策略，该策略能够实现最小开关损耗。首先，基于电荷守恒原理，计算了 GaN HEMT 寄生电容的分段线...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于动态dv/dt开关模型的GaN HEMT三阶段主动栅极驱动技术具有显著的战略价值。GaN器件的高频快速开关特性是提升光伏逆变器和储能变流器功率密度的关键路径，但其带来的高dv/dt和严重EMI问题一直制约着实际应用。该技术通过电荷守恒原理建立分段线性等效模型，精确刻...
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...
双平行索桁架支撑的光伏结构：风致振动及影响因素评估
Two parallel cable trusses-supported photovoltaic structure: wind-induced vibration and evaluation of influence factors
Jingyao Lia · Shidong Nie · Min Liu · Qingshan Yang 等8人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.299
索支撑光伏结构应用广泛，但风致振动（WIV）仍是主要关注问题。本研究通过气弹模型试验，对一座跨度为40米的双平行索桁架支撑光伏结构的风致振动特性及其影响因素进行了研究。在不同湍流强度的来流条件下，测量了结构的位移和索力响应，并评估了湍流强度、索预张力以及光伏板倾角的影响。结果表明，结构表现出两种不同的动力响应：抖振和自激振动（SEV）。在湍流流场中，结构响应表现为抖振，其时域响应具有随机性，且符合高斯分布特征；而在均匀流场中观察到自激振动，表现为幅值受限的周期性振动和振动频率收敛现象，并在位移和...
解读: 该研究揭示了大跨度柔性光伏支架的风致振动机理，对阳光电源地面电站系统设计具有重要参考价值。研究发现湍流强度和组件倾角是关键影响因素：倾角每增10°临界风速最多降37.5%，湍流度0.2时振幅为0.1时的1.6倍。这为SG系列逆变器配套的柔性支架方案提供优化依据：建议在高风速区域降低组件倾角配合MPP...
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...