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用于高电流密度充电锂金属电池的高强度弹性体隔膜
High-strength elastomer separator for high-current-density-charging lithium metal batteries
Shufeng Song · Fengkun Wei · Ren Zhang · Anji Reddy Polu 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
河北工业大学机械工程学院、可靠性与智能电气装备国家重点实验室及国家技术创新方法与工具研究中心联合研究了一种适用于高电流密度充电条件下的锂金属电池用高强度弹性体隔膜。该隔膜具有优异的机械强度和弹性恢复能力，可有效抑制锂枝晶生长，提升电池循环稳定性与安全性。实验表明，在高电流密度下，采用该隔膜的锂金属电池表现出较低的界面阻抗和稳定的电化学性能，为高能量密度快充电池的设计提供了关键技术支撑。
解读: 该高强度弹性体隔膜技术对阳光电源储能系统和充电桩产品具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统中，高电流密度快充能力可显著提升电网调频响应速度和功率密度，该隔膜的抗锂枝晶特性能延长电池循环寿命，降低ST系列储能变流器配套电池的维护成本。在新能源汽车充电桩领域，支持高电流密度充电的锂金属电池...
考虑短路比要求的多直流输电系统同步调相机配置
Synchronous Condenser Placement for Multiple HVDC Power Systems Considering Short-Circuit Ratio Requirements
Jiaxin Wang · Jiawei Zhang · Qingchun Hou · Ning Zhang · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年5月
高压直流输电（HVDC）接入会降低系统的短路比（SCR）和电网强度，可能导致电压稳定性问题，尤其在高比例可再生能源系统中更为显著。同步调相机（SynCon）是提升SCR的有效手段。然而，由于SCR约束为非线性特征值不等式组，难以直接求解。本文基于广义谱分解提出瑞利割方法，将特征值不等式约束等价转化为线性约束，构建了求解SCR约束下SynCon选址定容问题的混合整数线性规划模型。理论分析了方法的收敛性、复杂度与误差，并通过与其他七种模型的数值对比验证了所提模型在解的质量和计算效率方面的优越性。
解读: 该同步调相机优化配置技术对阳光电源构网型储能系统具有重要参考价值。在高比例新能源接入场景下，阳光电源PowerTitan储能系统可通过GFM构网型控制模拟同步调相机功能，提供短路容量支撑。文中基于广义谱分解的瑞利割线性化方法，可直接应用于ST系列储能变流器的选址定容优化，解决多直流馈入系统的SCR约...
基于LCC-HVDC暂态过电压约束的逆变型电源基地规划
Planning Inverter-based Resource Generation base Considering LCC-HVDC Transient Overvoltage Constraints
Xiao Cai · Ning Zhang · Jiaxin Wang · Haiyang Jiang 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年7月
随着电力系统中采用电网换相高压直流（LCC - HVDC）输电的发电基地建设不断增加，高比例基于逆变器的电源（IBR）发电基地因不可避免的换相失败故障而面临过电压问题，这给系统保护和稳定性带来了挑战。本文提出了一种考虑过电压约束的高 IBR 渗透率发电基地电源规划模型，该模型在使建设成本最小化的同时，确保任何母线的电压都不超过过电压限值。在解析模型中明确建模了同步发电机、同步调相机和 IBR 对过电压的影响，并将这一非线性约束保守地转化为线性形式。实际发电基地规划的仿真验证了过电压约束对系统运行...
解读: 该研究对阳光电源大型新能源基地解决方案具有重要指导意义。研究成果可直接应用于SG系列大型光伏逆变器和ST系列储能变流器的暂态过电压控制设计，特别是在LCC-HVDC送端系统中的无功功率优化配置。通过优化IBR控制策略和动态无功补偿配置，可提升阳光电源产品在高压直流送端的电压稳定性能。这对完善公司GF...
模拟季节性热储能的季节性动态在可再生能源系统全年调度中的应用
Modeling seasonal thermal storage dynamics in the year-round scheduling of renewable energy systems
Haiyang Jiang · Jiajun Luo · Yan Guo · Ershun Du 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.379
摘要 季节性热储能（STS）能够以热能形式长期储存可再生能源，从而有效缓解可再生能源供应与热负荷需求之间的季节性不匹配问题。本文建立了基于水体的STS温度分布模型，并考虑了储罐周围土壤隔热效应的影响。考虑到常用的荷电状态（SOC）模型在可再生能源系统调度问题中无法详细描述随时间变化的热损失过程，本文提出了一种温度场修正方法，用于校正调度结果。通过在Garver 6节点系统和HRP-38系统上开展三个案例研究，验证了所提方法相较于SOC模型在管理STS方面的更高精度。由于对热损失过程进行了更详细的...
解读: 该季节性热储能调度技术对阳光电源储能系统具有重要价值。论文提出的温度场修正方法可优化ST系列PCS的长周期储能调度策略,特别是在PowerTitan等大型储能系统中,通过精确建模热损耗动态过程,可提升可再生能源消纳率、降低弃电。该方法可集成至iSolarCloud平台,实现跨季节能量管理优化,为热电...
基于变换器驱动稳定性约束的高比例逆变型电源电力系统发电扩容
Converter-Driven Stability Constrained Generation Expansion for High IBG-Penetrated Power Systems
Hongyang Jia · Qingchun Hou · Jiawei Zhang · Haiyang Jiang 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年4月
摘要：随着基于逆变器的发电（IBG）逐步取代传统同步发电（SG），阻尼较差的换流器驱动振荡现象日益普遍。未来电力系统应从战略上优化 IBG 和 SG 的投资决策，以防止出现不稳定的动态相互作用。然而，候选发电机的不同组合会引入不同的振荡模式，这使得在发电扩建过程中为各种关键模式保留足够的振荡阻尼变得复杂。为应对这一挑战，本文构建了一个基于约束学习的发电扩建规划框架。首先，提出了一种成本主导的采样方法，以生成多样化的发电组合场景，涵盖候选发电机的各种启停状态和输出情况。其次，为每台发电机学习稳定性...
解读: 该变换器驱动稳定性约束规划技术对阳光电源PowerTitan储能系统和SG系列光伏逆变器的大规模并网应用具有重要价值。研究提出的小信号稳定性分析方法可直接应用于ST系列储能变流器的控制参数优化，通过识别关键振荡模式指导构网型GFM控制策略设计，抑制高比例逆变型电源接入引发的低频振荡。该方法可嵌入iS...
通过具有BN插入层的范德华外延GaN实现高开/关电流比AlGaN/GaN HEMT
High-On/Off-Current-Ratio AlGaN/GaN HEMTs via Van Der Waals Epitaxy GaN With a BN Inset Layer
Haoran Zhang · Jing Ning · Shiyu Li · Xue Shen 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年8月
在氮化物异质外延中，晶格失配和热应力不可避免地会导致位错增殖和缺陷形成，从而严重降低器件的可靠性。在本文中，我们展示了通过范德瓦尔斯外延在二维高质量氮化硼（h - BN）材料上实现氮化物异质结结构的高质量外延生长。此外，利用氮化硼的超宽带隙特性，其在制备的金属 - 绝缘体 - 半导体高电子迁移率晶体管（MIS - HEMT）中还可作为栅极电介质。缓冲层辅助异质结构与超宽带隙氮化硼电介质的综合优势使栅极泄漏电流降低了<inline-formula xmlns:mml="http://www.w3....
解读: 从阳光电源功率器件应用角度来看，这项基于范德华外延和BN插入层的AlGaN/GaN HEMT技术展现出显著的战略价值。该技术通过二维六方氮化硼(h-BN)作为缓冲层和栅介质，有效解决了传统氮化物异质外延中晶格失配和热应力导致的位错增殖问题，这直接关系到我司光伏逆变器和储能变流器中功率器件的长期可靠性...
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...
新型屏蔽式主动磁悬浮轴承的自感知建模与控制
Self-Sensing Modeling and Control of a Novel Canned Active Magnetic Bearing
Rui Zhang · Ning Wang · Wei Hao · Liwei Song · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年8月
磁轴承在飞轮储能等能量转换领域的应用越来越广泛。为了拓展磁轴承的应用领域，使其能在腐蚀性液体等恶劣环境中工作，本文提出了一种新型屏蔽式主动磁轴承（CAMB）。分别在转子外表面和定子内表面焊接一层非磁性且耐腐蚀的金属屏蔽套。为了降低成本、减小体积并提高环境适应性，对转子位移估计策略进行了研究。本文提出了一种考虑气隙边缘效应、磁饱和和涡流的自传感模型，分析了边缘效应对自传感精度的影响机制，提出了一种考虑磁饱和的双绕组协同估计策略。最后，搭建了屏蔽式主动磁轴承的自传感实验平台，验证了所提出的自传感模型...
解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，该论文提出的罐式主动磁悬浮轴承（CAMB）技术具有重要的战略价值。磁悬浮轴承在飞轮储能系统中的应用正逐步成为高性能储能技术的关键支撑，而该技术通过在转子和定子表面焊接非磁性耐腐蚀金属罐体，显著提升了系统在恶劣环境下的适应性，这与我司储能产品面临的多样化应用场景高度契合...
将季内振荡与数值天气预报结合用于15天风电功率预测
Integrating Intra-Seasonal Oscillations With Numerical Weather Prediction for 15-Day Wind Power Forecasting
Shuang Han · Weiye Song · Jie Yan · Ning Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年2月
延长风电功率预测（WPF）的时间尺度对于以可再生能源为主的电力系统的电网管理和市场运营至关重要。然而，风电功率预测对数值天气预报（NWP）的高度依赖带来了巨大挑战。基于短期数据的数值天气预报迭代运算会放大其固有的不确定性，导致其超过10天的预报精度降低。为解决这一问题，引入季节内振荡（ISO）来捕捉更长期、更大尺度的气象模式，进而提出了用于15天风电功率预测的ISO - NWP集成框架。首先，开发了一个遥相关（TC）的历史时空定位模型，该模型在季节内振荡的影响下关联远距离的天气变化和风电功率波动...
解读: 该研究对阳光电源的风电变流器和储能系统具有重要应用价值。通过融合季内振荡预测与数值天气预报的混合建模方法，可显著提升风电功率预测精度，这对我司ST系列储能变流器的调度策略优化和PowerTitan储能系统的容量配置具有直接指导意义。具体而言，可将该预测算法集成到iSolarCloud平台，优化储能调...
通过外加磁场调控液态金属电池的放电性能和电极界面
Regulating the discharge performance and electrode interface of liquid metal batteries through external magnetic fields
Xianbo Zhou · Lei Fan · Jing Ning · Hao Zhou 等9人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.383
摘要 液态金属电池（LMBs）因其长循环寿命、高安全性和低成本，在大规模储能领域具有广阔的应用前景。然而，LMBs在放电过程中存在较大的浓差极化以及一定的内部短路风险，严重阻碍了其实际应用。本研究提出采用施加外加磁场的策略来解决上述两个问题。首先，通过数值模型和逻辑推理阐明了外加磁场发挥作用的机理。进一步的实验结果表明，外加磁场显著提升了LMBs的放电性能。在500 mA cm−2的电流密度下，61.9 mT的磁场使放电电压提高了34.64%；在1000 mA cm−2的电流密度下，29.6 m...
解读: 该液态金属电池外磁场调控技术为阳光电源ST系列储能系统提供创新思路。研究揭示的磁场抑制浓差极化机制(500mA/cm²下电压提升34.64%)可启发PowerTitan大容量储能产品的热管理优化和电化学性能提升。磁场快速修复短路故障的能力对储能PCS的故障诊断与自愈合控制策略具有借鉴意义,可集成至i...
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...
考虑风电和光伏预测的嵌入双规则分布式近端策略优化
Distributed Proximal Policy Optimization with Embedded Dual Rules for Power Systems Considering Wind and Photovoltaic Forecasting
Peng Lu · Yuanbao Wu · Junhao Li · Ning Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年6月
针对风电与光伏功率预测误差导致的最优调度偏差问题，本文提出一种嵌入双规则的分布式近端策略优化（DPPO）模型。该模型将预测及误差校正信息嵌入DPPO状态空间，并以正则形式在神经网络中融入电网功率平衡与潮流约束，结合预设规则实现状态评估与动作执行的协同优化。基于某省电网实际数据在改进IEEE-30节点系统上的仿真结果表明，所提方法能有效应对可再生能源预测不确定性，在提升风电消纳、降低运行成本及增强调度适应性方面优于三种先进方法。
解读: 该嵌入双规则DPPO调度技术对阳光电源PowerTitan储能系统和iSolarCloud智能运维平台具有重要应用价值。其预测误差校正机制可直接集成到ST系列储能变流器的EMS能量管理策略中，通过实时修正风光预测偏差优化充放电决策，提升储能系统在新能源消纳场景下的经济性。分布式优化架构与阳光电源多站...
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...
基于分布式近端策略优化的输配电网电动汽车与可变能源调度双层求解策略
A bi-level solution strategy based on distributed proximal policy optimization for transmission and distribution network dispatch with EVs and variable energy
Peng Lu · Hanqing Lan · Qiwei Yuan · Zhihao Jiang 等14人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.384
摘要 将大规模风电与大量电动汽车（EV）负荷接入电力系统，对电网的安全性与经济运行带来显著影响，带来了诸如电网调度指令频繁变动、电动汽车充放电行为无序以及网络损耗增加等一系列挑战。为此，本文建立了一种考虑大规模电动汽车的输配电网双层优化调度策略模型，采用分布式近端策略优化方法，高效管理机组出力及系统的充放电能力，并实时将这些能力分配至各个节点。上层模型以最小化系统总运行成本为目标，优化热电机组的运行状态，并调控输电网络中参与充放电的电动汽车数量；下层模型则通过优化配电网络中电动汽车的充放电功率、...
解读: 该输配电网双层优化策略对阳光电源储能及充电桩业务具有重要价值。文中分布式近端策略优化算法可应用于ST系列储能变流器的多站点协调控制,优化PowerTitan储能系统在电网调度中的充放电策略,降低网损成本。针对大规模电动汽车接入场景,可指导充电桩产品开发智能调度功能,结合iSolarCloud平台实现...
Flash：基于联邦图学习的工业信息物理系统恶意Bash脚本检测
Flash: Federated Graph Learning-Based Malicious Bash Script Detection for Industrial Cyber–Physical Systems
Pengbin Feng · Ning Xi · Jiong Jin · Jun Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2025年4月
工业信息物理系统给铁路运输、医疗保健和发电等传统行业带来了深刻变革。Linux 一直是智能设备使用最广泛的操作系统。它在实现高效管理的同时，也面临着来自网络空间利用漏洞的攻击。现有方法主要侧重于对 Linux 恶意软件二进制文件进行建模和检测，而很少关注防范来自 bash 脚本的攻击。在这项工作中，我们确定了工业信息物理系统中恶意 bash 脚本检测方法的两个关键属性，即“自动化与可扩展性”和“跨域联合”，并提出了一种基于联邦图学习的检测架构，即 Flash。该架构首先通过静态分析从 bash ...
解读: 从阳光电源业务视角来看，这项基于联邦图学习的恶意Bash脚本检测技术具有重要的战略价值。当前，我司的光伏逆变器、储能系统及智慧能源管理平台均采用Linux作为核心操作系统，在实现高效设备管理的同时，也面临着来自网络空间的安全威胁。传统安全方案主要针对二进制恶意软件，而忽视了Bash脚本这一重要攻击载...
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...