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考虑数字采样过程的构网型逆变器混合导纳模型
Hybrid Admittance Model for Grid-Forming Inverters Considering Digital Sampling Process
Shunliang Wang · Yalong Chen · Hao Tu · Junpeng Ma 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年9月
针对构网型逆变器，其数字控制中的采样过程将电流电压信号转换为离散域。忽略该过程的连续域导纳模型精度降低，可能导致错误的稳定性判断。为此，本文提出一种考虑数字采样过程的混合导纳建模方法，综合了采样物理特性、控制器的离散性及逆变器被控对象的连续性，提升了模型精度，适用于逆变器-电网系统的稳定性分析。采用零阶保持器的传递函数采样等效于其阶跃不变Z变换，避免了采样引起的无穷级数问题。相比现有模型，所提方法在奈奎斯特频率附近及更高频段仍保持高精度。仿真与硬件在环实验验证了该方法的有效性。
解读: 该混合导纳建模方法对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的构网型GFM控制具有重要应用价值。当前ST储能系统在弱电网并网时，数字控制采样延迟导致的高频振荡问题影响系统稳定性。该方法通过零阶保持器的阶跃不变Z变换精确建模采样过程，可提升奈奎斯特频率附近的导纳模型精度，优化ST系...
用于提高并联式开关-线性混合包络跟踪电源效率的边界调整滞环电流控制
Boundary Adjustment Hysteresis Current Control for Improving the Efficiency of Parallel-Form Switch-Linear Hybrid Envelope Tracking Power Supply
Ning Liu · Xinbo Ruan · Danhui Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
并联式开关 - 线性混合包络跟踪电源通常由采用滞环电流控制（HCC）的降压转换器和电压控制线性放大器（VLA）并联组成。降压转换器旨在提供大部分负载电流，以最小化VLA的输出电流，从而降低其功率损耗。然而，当负载电压摆幅较大时，VLA两端的电压较高，因此其功率损耗仍然显著。本文提出了一种边界调整HCC方法，以降低工作功率器件两端的电压，从而降低VLA的功率损耗并提高整体效率。制作了一个输出电压为10 - 27 V、平均输出功率为14 W的原型，并分别使用恒定电阻和实际功率放大器对其进行测试，以跟...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的边界调整滞环电流控制技术虽然聚焦于射频功率放大器的包络跟踪电源，但其核心理念与我们在光伏逆变器和储能变流器中面临的效率优化挑战高度契合。 该技术的核心价值在于通过改进混合拓扑控制策略，在宽电压摆幅工况下显著降低线性放大器的功耗。这一思路可直接迁移至我们的多电...
三端混合直流输电系统的精确连续无功功率控制
Accurate and Continuous Reactive Power Control of Three-Terminal Hybrid DC Transmission System
Shunliang Wang · Qinger Cheng · Boyang Shangguan · Junpeng Ma 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2024年11月
混合高压直流输电（HVDC）可避免基于电网换相换流器（LCC-HVDC）的换相失败及基于模块化多电平换流器（MMC-HVDC）的高成本问题。然而，LCC无功功率不可控导致混合HVDC控制性能不及MMC-HVDC。为此，本文建立了包含交流与直流侧动态特性的三端混合HVDC系统数学模型，揭示了无功功率、交流母线电压与三站控制变量间的定量关系，提出一种利用换流站自调节能力实现无功功率与交流电压连续精确控制的协调策略。通过电容器组协调运行维持直流电压稳定，并引入误差反馈与gamma-kick提升控制精度...
解读: 该混合HVDC无功功率精确控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究中的协调控制策略可借鉴至储能系统的并网控制：1）多端协调控制思想可应用于大型储能电站多PCS并联运行的无功功率分配与电压支撑；2）误差反馈与连续控制方法可提升储能变流器GFL模式下的...
一种用于低风力发电预测的自监督预学习方法
A Self-Supervised Pre-Learning Method for Low Wind Power Forecasting
Weiye Song · Jie Yan · Shuang Han · Ning Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年1月
随着风电在电力系统中占比提升，其出力间歇性导致的低功率风险日益突出，准确预测低风力发电对缓解电力短缺至关重要。然而，由于低风速事件稀少，传统方法面临样本不足难题，制约了预测精度提升。为此，本文提出一种自监督预学习方法，通过挖掘低出力样本间的相似性与差异性，分别预测低风力发电事件（LWPE）的发生时段和低风力发电过程（LWPP）的功率序列。针对LWPE预测，设计基于对比学习的孪生残差收缩网络，利用样本对进行特征预学习以缓解样本不平衡；对于LWPP预测，构建基于模式识别的嵌入式预测框架，将典型波动模...
解读: 该自监督预学习方法对阳光电源储能与风电产品线具有重要应用价值。可将其集成至ST系列储能变流器的EMS能量管理系统，提升风储联合运行策略的精准度；应用于PowerTitan大型储能系统的调度优化，实现对低风力时段的精准响应。该技术可优化iSolarCloud平台的预测算法，提高风电场群的运维效率。特别...
一种用于室温下垂直磁隧道结器件确定性翻转的无磁场高效写入脉冲方案
A Field-Free and Power-Efficient Write Pulse Scheme for Deterministic Switching in Perpendicular Magnetic Tunnel Junction Devices at Room Temperature
Jie Liu · Pingfan Ning · Delin Zhang · Pingjuan Niu 等5人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年5月
摘要：采用包含重金属（HMs）和拓扑绝缘体（TIs）作为自旋源材料的垂直磁化磁隧道结（p - MTJs），在自旋转移矩（STT）或电压控制磁各向异性（VCMA）的辅助下实现无场确定性切换。反铁磁体和过渡金属二硫属化物（TMDs）也是无场切换自旋源材料的可选方案。通过修正的朗道 - 栗弗席兹 - 吉尔伯特（LLG）方程建立的单畴紧凑模型，描述了上述不同自旋轨道矩（SOT）通道材料在输入不同写入脉冲方案后的动力学特性。切换时间和功耗与写入脉冲方案中脉冲宽度和幅度参数的变化之间存在显著的相关性。尖峰形...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于垂直磁隧道结（p-MTJ）无外场确定性开关技术的研究，为我们在储能系统和智能控制领域的产品升级提供了潜在的技术路径。该技术通过自旋轨道矩（SOT）、自旋转移矩（STT）和电压控制磁各向异性（VCMA）的协同作用，实现了室温下的低功耗磁性存储开关，其86%以上的功耗和...
纳米晶高频变压器振动与噪声特性的仿真与实验验证
Simulation and Experimental Verification of Vibration and Noise Characteristics of Nanocrystalline High-Frequency Transformer
Pengning Zhang · Yajin Yang · Ze Liu · Ning Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
高频变压器（HFT）是电力电子变压器的核心部件，但高频变压器在正常运行过程中的振动和噪声问题较为严重。因此，本文对高频变压器的振动噪声特性进行了研究。首先，研究了高频变压器的振动机理，推导了引起高频变压器振动的电磁力模型，并建立了高频变压器的电磁 - 机械 - 声学多物理场耦合模型。然后，基于该模型研究分析了高频变压器在正弦波和方波激励下的振动和噪声特性。结果表明，当激励频率为 5 kHz 时，正弦波激励下的主要振动频率为 10 kHz。对于方波激励，主要频率为 10、20 和 30 kHz，声...
解读: 从阳光电源的业务角度来看，这项关于纳米晶高频变压器振动噪声特性的研究具有重要的工程应用价值。高频变压器是我司光伏逆变器、储能变流器及电力电子变压器等核心产品的关键部件，其振动噪声问题直接影响产品的市场竞争力和用户体验。 该研究建立的电磁-机械-声学多物理场耦合模型，为我司产品设计提供了重要的理论工...
一种具有宽范围运行策略的多级定压氢电耦合储能系统
A multi-level isobaric hydrogen-electric coupled energy storage system with a wide-range operational strategy: enhancing efficiency and flexibility in renewable-dominated power grid
Ning Ma · Pan Zhao · Wenpan Xu · Aijie Liu 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401
摘要 高比例可再生能源接入导致电力系统出现显著波动，对储能系统提出了更高的灵活吸纳与高效供电要求。本文提出了一种新型集成策略，将定压储能技术的高效率特性与氢电混合储能技术的灵活性相结合，在此基础上构建了一套多级净零排放的定压氢电耦合储能系统。该系统具备宽范围的功率调节能力，并结合自适应功率分配方案，在高可再生能源渗透率的实际场景中验证了其有效性。结果表明，该系统支持五种充电模式和四种放电模式，其中充电模式I的峰值效率达到85.17%，放电模式II的峰值效率为46.66%。宽范围协调控制框架在低于...
解读: 该氢电耦合多级等压储能技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要启示。其宽范围功率调节策略(可调功率范围提升45.28%)可优化我司储能PCS的多模式协调控制算法,特别是在高比例新能源场景下的充放电效率提升(充电效率85.17%,放电效率46.66%)与弃风抑制(降低22.8...
用于提升波浪能转换器能量捕获性能的多自由度解耦机构
Multi-degree-of-freedom decoupled mechanism for improving energy harvesting performance of wave energy converter
Yongxing Zhang · Zhicong Huang · Jing Bian · Junwei Liu 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.334
摘要 多自由度波浪能转换器（MDWEC）因其高效捕获波浪能的潜力而受到广泛关注。然而，现有的MDWEC设计很少考虑浮体与动力输出装置（PTO）之间的耦合运动，导致能量捕获效率下降。为弥补这一研究空白，本文探讨了应用于MDWEC能量捕获场景中的主动驱动机械结构的解耦机制。该解耦机制使PTO的工作轴能够与浮体的运动自由度（DOF）一一对应，从而克服由耦合运动引起的MDWEC能量捕获效率受限的问题。为验证该理念，本文根据实际海况提出了一种新型多自由度解耦波浪能转换器（MDD-WEC）。建立了多物理场数...
解读: 该多自由度解耦机制对阳光电源电驱动系统具有重要借鉴价值。论文提出的PTO与运动自由度一对一对齐的解耦思想,可应用于电动汽车多电机驱动系统优化,通过独立控制各电机PTO参数,提升能量转换效率。其多物理域建模方法与阳光电源SiC驱动器的三电平拓扑控制策略相契合,可优化电机驱动的扭矩解耦控制。实验验证的参...