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基于磁控取向Ni@CF复合材料的自供能柔性压电传感器
Self-powered flexible piezoelectric sensor based on magnetically aligned Ni@CF composites
Yinhui Li · Peng Zhao · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0
用于感知生理状态的电子器件在个人健康护理应用中展现出巨大前景。然而，尽管柔性器件的研发已取得进展，但粘附性差和灵敏度不足仍是主要限制因素。本文报道了一种采用镀镍短切碳纤维（Ni@CF）/聚丙烯腈（PAN）复合薄膜制备的高性能柔性压电传感器。通过磁场辅助制备方法，实现了Ni@CF在PAN基体中的定向排列。系统研究了Ni@CF含量及其取向程度对Ni@CF/PAN复合薄膜电学性能的影响。结果表明，随机分布的Ni@CF/PAN柔性压电传感器的输出性能随Ni@CF含量的增加先升高后降低，当Ni@CF掺杂比...
解读: 该柔性压电传感技术对阳光电源储能及充电桩产品具有重要应用价值。Ni@CF/PAN复合材料的自供电特性和高灵敏度(0.87V/N)可集成至PowerTitan储能柜体结构健康监测,实时感知机械应力与振动异常,提升ST系列PCS运行安全性。其快速响应(29ms)和超万次循环耐久性适用于充电桩人机交互界面...
基于栅源电压差的并联SiC MOSFET瞬态电流均流方法
Transient Current Sharing Method for Parallel SiC MOSFETs Based on Gate-Source Voltage Difference
Hao Pan · Haichuan Zhou · Zhen Wang · Yufeng Zhao 等5人 · IET Power Electronics · 2025年4月 · Vol.18
本文建立了数学模型，用于分析和抑制并联SiC MOSFET在开关过程中的瞬态电流不平衡。通过提取与注入栅极电流以调节各器件间的栅源电压差异，所提出的控制策略显著降低了瞬态不平衡电流，有效实现了动态电流均分，提升了并联器件的电流共享性能，同时降低了设备过流风险。
解读: 该并联SiC MOSFET瞬态电流均流技术对阳光电源的大功率产品具有重要应用价值。可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中的高功率密度模块设计，特别是1500V系统中的并联SiC器件应用场景。通过优化栅极驱动控制策略，有效解决了大功率产品中并联器件的动态电流分配问题，提升了系统可靠性。这...
级联纳秒上升时间高压正极性方波电源拓扑设计与验证
Design and verification of a cascaded nanosecond rise time high-voltage positive-polarity square wave power supply topology
Hao Yan · Xuebao Li · Yan Pan · Rui Jin 等5人 · IET Power Electronics · 2025年1月 · Vol.18
本文提出一种级联型纳秒上升时间高压正极性方波电源拓扑，以满足碳化硅器件在高压方波条件下的绝缘评估需求。该拓扑可灵活调节频率、上升时间和占空比等参数，并在单个或多个开关故障情况下仍保持功能完整性。实验样机实现4 kV输出电压，重复频率0–5 kHz，占空比0–100%，上升时间80–300 ns，验证了所提拓扑的可行性与可靠性。
解读: 该纳秒级高压方波电源技术对阳光电源SiC功率器件应用具有重要价值。在ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中，SiC器件工作在高压高频环境下，其绝缘可靠性直接影响系统寿命。该拓扑提供的4kV/80-300ns上升时间方波测试能力，可用于阳光电源功率模块设计阶段的绝缘评估和加速老化试验。级联容错设计理...
基于领域知识引导的特征与损失函数构建的可解释风电功率预测
Interpretable Wind Power Forecasting with Feature and Loss Function Construction Guided by Domain Knowledge
Yongning Zhao · Yuan Zhao · Yanxu Chen · Haohan Liao 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年8月
针对当前风电功率预测方法缺乏领域知识融合导致精度与可解释性不足的问题，提出一种可解释的数据-知识融合超短期预测模型。通过历史风速输入构建风速-功率曲线生成理论输出，并结合实测数据作为模型输入；设计边界约束损失函数，利用alpha shape算法和局部加权线性回归提取功率上下边界并动态更新以捕捉波动特性；引入基于Jensen-Shannon散度的误差分布形状损失，促使训练误差逼近正态分布。在30个风电场的实验表明，该方法在各预测时域均优于基线模型，且在噪声与缺失数据下具有强鲁棒性。
解读: 该风电功率预测技术对阳光电源储能和智能运维产品线具有重要应用价值。特别是其基于领域知识的边界约束和误差分布优化方法,可直接应用于ST系列储能变流器的功率调度和PowerTitan系统的容量规划。通过将该预测算法集成到iSolarCloud平台,可提升风储联合项目的调度精度和经济性。其数据-知识融合的...
解析高压集成门极换流晶闸管的开启电压平台
Decipher Turn-On Voltage Plateau of High-Voltage Integrated Gate Commutated Thyristors
Jinpeng Wu · Jianhong Pan · Chunpin Ren · Jiapeng Liu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
高压集成门极换向晶闸管（IGCT，反向阻断型）是混合式电网换相换流器抵御换相失败的合适器件。在导通过程中，当电流上升率 $di/dt$ 高达千安每微秒时，会出现电压平台现象。为了解析这一现象的机理和潜在风险，本文聚焦于电压平台的微观过程及影响因素，发现注入空穴不足抑制了空间电荷区的放电过程，从而导致该现象的出现。此外，本文还阐明了其热稳定性和长期可靠性。本文在科学和技术层面均有助于高压 IGCT 器件的研发。
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于高压集成门极换流晶闸管（IGCT）开通电压平台现象的研究具有重要的技术参考价值。IGCT作为一种高压大功率半导体器件，在我们的大功率光伏逆变器、储能变流器以及柔性直流输电系统中具有潜在应用前景。 该研究揭示了IGCT在高di/dt（kA/μs级）开通过程中出现电压...
基于软Actor-Critic算法的强化学习控制器改进交错并联DC-DC升压变换器电压调节
Improving Voltage Regulation of Interleaved DC-DC Boost Converter via Soft Actor-Critic Algorithm Based Reinforcement Learning Controller
Jian Ye · Di Zhao · Xuewei Pan · Sinan Li 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
本文提出采用基于软Actor-Critic（SAC）算法的强化学习（RL）控制器作为三相交错并联DC-DC升压变换器的唯一主控制器，以提升输出电压的动态性能。阐述了最大熵学习的优势及SAC算法原理，给出了神经网络结构与奖励函数的设计方案。SAC智能体经离线训练后，在工作点处进行稳定性分析，并在物理平台上部署测试。与现有方法的对比表明，该方法显著提升了变换器的电压控制能力，且对参数、参考值及负载变化具有强鲁棒性。
解读: 该SAC强化学习控制技术对阳光电源DC-DC变换器产品具有重要应用价值。在ST系列储能变流器中，交错并联Boost拓扑广泛用于电池侧DC-DC升压环节，该方法可显著提升电压动态响应速度和参数鲁棒性，优化储能系统功率爬坡能力。在车载OBC充电机中，面对电池SOC变化和负载突变工况，SAC算法的最大熵学...
基于可解释对比学习的数据增强趋势-波动表征用于风电功率预测
Data-augmented trend-fluctuation representations by interpretable contrastive learning for wind power forecasting
Yongning Zhao · Haohan Liao · Yuan Zhao · Shiji Pan · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.380
摘要 数据增强可以通过分析风电功率数据的统计特性来扩展数据规模，为预测模型提供更丰富的输入信息，从而提高预测精度。然而，现有的数据增强方法仅学习原始数据的概率分布，难以从数据中捕捉并表征复杂的变化趋势与波动特征。此外，来自不同风电场的异构数据模式会影响预测模型的泛化能力，而深度学习模型的黑箱结构在实际应用中也缺乏可信度。因此，本文提出一种新颖的可解释趋势-波动表征对比学习框架（ICoTF），用于风电功率预测。具体而言，ICoTF包含预训练阶段和回归阶段。首先，在预训练阶段设计了基于对比学习的数据...
解读: 该风电功率预测技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。ICoTF框架的趋势-波动特征提取能力可应用于ST系列PCS的功率预测模块,通过对比学习增强数据表征,提升PowerTitan储能系统的充放电策略优化精度。其可解释性设计符合iSolarCloud平台的预测性维护需求,特征重要性分析可优化GFM/...
具有增强纹波衰减能力的三相全磁集成LCL滤波器
Three-Phase Fully Magnetically Integrated LCL Filters with Enhanced Ripple Attenuation Capability
Jianbo Jiang · Heng Wang · Shangzhi Pan · Fei Liu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月
高效率与高功率密度是电力电子变换器的发展趋势。传统LCL滤波器存在铁心利用率低和体积冗余大的问题，制约了并网逆变器功率密度的提升。三相系统中滤波电感数量增多，体积冗余问题更为突出。现有磁集成技术在纹波衰减能力上存在不同程度的退化。为此，本文提出一种具有增强纹波衰减能力的三相全磁集成LCL（TPFMI-LCL）滤波器，将所有滤波电感集成于同一磁芯，消除体积冗余，并通过合理设计磁芯参数实现体积与损耗的协同优化。相比传统三相LCL滤波器，所提结构在减小体积的同时提升了纹波抑制能力。实验样机验证了该方案...
解读: 该三相全磁集成LCL滤波器技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。通过将六个滤波电感集成于单一磁芯，可显著提升PowerTitan大型储能系统的功率密度，降低系统成本。增强的纹波衰减能力可改善并网电能质量，满足严格的并网标准要求。该技术与阳光电源现有的三电平拓扑和SiC...
功率半导体器件芯片表面横向温度梯度估计方法
An Estimation Method for Lateral Temperature Gradient on Chip Surface of Power Semiconductor Devices
Maoyang Pan · Erping Deng · Xia Wang · Yushan Zhao 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
如今芯片表面严重的横向温度梯度可显著降低功率半导体器件寿命。目前提取芯片表面横向温度梯度的主要方法包括红外IR相机和有限元仿真。然而前者需要破坏封装，后者可能耗时费力且精度存在挑战。本文推导了横向温度梯度的表达式，研究了影响因素及其含义。以常见三类线键合功率半导体器件为例，提出一种估计横向温度梯度的方法。实验验证了该方法的有效性和准确性，分立器件误差在13%以内，模块误差在1%以内。尽管验证需要破坏性封装进行IR测量，但后续应用可通过主要取决于器件类型的预校准有效性因子实现非破坏性估计。实际应用...
解读: 该功率器件横向温度梯度估计研究对阳光电源功率模块可靠性设计有重要参考价值。非破坏性估计方法通过预校准有效性因子避免开封测试可应用于阳光ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的SiC/GaN功率模块在线健康监测。1%模块误差和13%分立器件误差的高精度估计为阳光iSolarCloud平台的数字孪生热管...
一种具有增强纹波衰减能力和磁芯尺寸优化方法的磁集成LCL滤波器
A Magnetic Integrated LCL Filter With Enhanced Ripple Attenuation Capability and a Core Size Optimization Method
Jianbo Jiang · Zhenyu Li · Fei Liu · Shangzhi Pan 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
由于具有强大的纹波衰减能力，LCL 滤波器被广泛应用于并网逆变器中，以有效滤除并网电流的开关频率谐波。然而，传统 LCL 滤波器的缺点是体积大且磁芯利用率低。尽管对 LCL 滤波器的两个分立电感进行磁集成是减小体积的有效解决方案，但现有的磁集成方案主要存在高频区域纹波衰减能力下降的问题。针对这一问题，本文提出了一种具有增强纹波衰减能力的磁集成 LCL 滤波器。此外，通过合理的磁芯结构和参数设计，实现了磁芯体积 - 效率 - 纹波衰减能力的联合优化方法，进一步提高了所提出的磁集成 LCL 滤波器的...
解读: 从阳光电源的业务角度来看，这项磁集成LCL滤波器技术具有重要的应用价值。在光伏逆变器和储能变流器产品中，LCL滤波器是抑制开关频率谐波、确保并网电流质量的核心部件，其性能直接影响系统的电能质量和并网合规性。 该技术的核心突破在于解决了传统磁集成方案中高频纹波抑制能力下降的固有矛盾。对于阳光电源而言...
通过特征空间匹配分析解释基于时空相关性的LASSO回归模型用于风电功率预测
Interpreting LASSO regression model by feature space matching analysis for spatio-temporal correlation based wind power forecasting
Yongning Zhao · Yuan Zhao · Haohan Liao · Shiji Pan 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.380
摘要 解释高性能的风电功率预测（WPF）模型对于推动更可信和更精确的预测方法至关重要。当前的研究主要集中在解释黑箱深度学习模型，而忽视了能够直接指示特征重要性的自解释模型，尽管这些模型无法阐明其背后的成因机制。基于最小绝对收缩与选择算子（LASSO）的自解释回归模型在WPF中表现出色。因此，探索其内在决策逻辑及其系数的实际意义，以提取有益的领域知识，具有重要意义。本文提出了一种解释框架，旨在阐明考虑时空相关性的LASSO回归模型在WPF中的决策逻辑。该框架包含四个主要组成部分：首先，建立一个时空...
解读: 该LASSO回归模型解释框架对阳光电源储能系统(ST系列PCS、PowerTitan)和iSolarCloud平台具有重要应用价值。通过时空相关性量化和特征匹配分析,可优化风储协同预测精度,提升储能系统功率调度策略。特征扰动分析方法可应用于多场站协同控制,识别关键影响因素如特征共线性、参考场站空间分...
基于重叠历史数值天气预报集成的日内风电功率预测
Intraday Wind Power Forecasting by Ensemble of Overlapping Historical Numerical Weather Predictions
Yongning Zhao · Shiji Pan · Yanxu Chen · Haohan Liao 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年12月
数值天气预报（NWP）对提升日内风电功率预测（WPF）精度至关重要。然而，传统方法仅依赖最新单次NWP，忽略了时序发布且时间重叠的多段历史NWP中的隐含信息。为此，本文提出一种融合重叠历史NWP的时空表征学习网络。通过掩码-重构预训练策略提取风电与NWP的隐含特征，并结合端到端微调及硬参数共享的多任务学习机制，提升多风电场预测均衡性。基于5个真实风电场的实验表明，该方法在各预测时域均优于基线模型。
解读: 该风电功率预测技术对阳光电源储能和智能运维产品线具有重要应用价值。首先，可将其集成至ST系列储能系统的EMS能量管理模块，提升风储联合运行的调度精度。其次，该技术可优化iSolarCloud平台的新能源发电预测功能，通过多时序NWP数据融合提升预测准确度，为用户提供更可靠的发电计划和运维决策支持。特...
通过弹性能量存储与回收提高介电弹性体发电机的能量转换效率
Enhancing the energy conversion efficiency of dielectric elastomer generators via elastic energy storage and recovery
Zhong Wang · Chao Tang · Yixin Wang · Liang Zhou 等9人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.379
摘要 小型风能收集装置在驱动低功耗传感器、照明设备、机器人及其他电器方面具有广阔的应用前景。然而，传统的电磁发电机在小型化收集装置及低频条件下面临诸多挑战。介电弹性体发电机（DEGs）能够在小变形条件下实现能量收集，并具备微型化的潜力。受生物肌腱和肌肉中观察到的弹性能量存储与回收机制的启发，我们提出了一种提高DEG能量转换效率的方法。通过建立用于计算能量收集过程中能量流动的机电模型，我们系统地研究了DEG在不同工况下的能量收集原理以及弹性能量存储与回收在提升效率中的作用。在此理论基础上，我们设计...
解读: 该介电弹性体发电机的弹性储能与能量回收机制,为阳光电源储能系统提供创新启发。其小变形高效能量转换原理可应用于ST系列PCS的机械-电能耦合优化,特别是在低频振动能量捕获场景。弹性储能机制与PowerTitan储能系统的能量管理策略具有协同潜力,可探索用于分布式微能量采集单元,为iSolarCloud...
关于无机载流子传输层对钙钛矿太阳能电池性能影响的模拟研究
Simulation study on the impact of inorganic carrier transport layers on perovskite solar cell performance
Jianghao Liuabcd1 · Maiwulangjiang Adiliabcd1 · Hao Pan · Guofu Hou 等7人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.288
摘要 钙钛矿太阳能电池（PSC）由于具有高吸收系数、低激子结合能和高载流子迁移率等优异特性，目前处于光伏研究的前沿。为了提升器件性能，不仅需要考虑缺陷态和界面态，还必须关注各功能层的材料特性及其能级排列。本研究采用wx-AMPS仿真软件，探讨了具有不同能带结构和载流子迁移率的载流子传输层对PSC性能的影响。模拟参数包括：温度300 K、1.5 AM光源、界面复合速率为10^7 cm⁻²，以及辅助陷阱隧穿模式。结果表明，降低能垒高度并提高载流子迁移率可显著提升电池的转换效率。优化后的模拟实现了28...
解读: 该钙钛矿电池载流子传输层优化研究对阳光电源光伏逆变器产品具有前瞻价值。研究中28.95%的电池效率提升和能级匹配优化思路,可启发SG系列逆变器的MPPT算法改进,通过精准追踪高效电池的输出特性曲线,降低失配损耗。载流子迁移率提升对应更低内阻,与公司1500V系统的低损耗设计理念契合。此外,无机传输层...
基于4H-SiC的低噪声前端电荷耦合晶体管，用于0.9%辐射能量分辨率
4H-SiC-Based Low-Noise Front-End Charge Coupling Transistor for 0.9% Radiation Energy Resolution
Jiuzhou Zhao · Weizong Xu · Hao Qu · Dong Zhou 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年5月
本简报提出了一种基于宽带隙碳化硅（SiC）的方法，用于前端电子应用中的低噪声电荷耦合晶体管，可对α粒子进行精确检测并实现良好的能量分辨率。通过采用双栅外延结构设计的联合构建技术，减轻了沟道与底栅之间的电容耦合和电荷泄漏，同时结合蚀刻损伤修复以及干 - 湿 - 干氧化钝化制造工艺，制备出了 4H - SiC 结型场效应晶体管（JFET）。该晶体管室温泄漏电流约为 0.1 pA，输入电容密度低至 0.285 fF/μm²，输出电导低至 10⁻⁶ S，在 1 kHz 时实现了 1.1×10⁻¹⁹ A²...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于4H-SiC的低噪声前端电荷耦合晶体管技术虽然聚焦于辐射探测领域，但其底层技术突破对我们的核心业务具有重要的延伸价值。 **技术关联性分析**：该研究在SiC JFET器件上实现的突破——极低漏电流（~0.1 pA）、超低输入电容密度（0.285 fF/μm²）和...
电荷俘获效应对GIT型GaN基HEMT器件的影响
The Influence of Charge Trapping Effects on GIT GaN-Based HEMTs
Yibo Ning · Huiying Li · Xsinyuan Zheng · Chengbing Pan 等5人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年9月
在本研究中，我们利用电容模式深能级瞬态谱（C - DLTS）研究了栅注入晶体管（GIT）氮化镓（GaN）基高电子迁移率晶体管（HEMT）在栅极过驱动应力下的退化行为以及深能级陷阱的演变。随着老化时间的增加，观察到阈值电压（<inline - formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex - math notation="LaTeX">$...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于GaN基HEMT器件电荷陷阱效应的研究具有重要的战略意义。GaN功率器件因其高频、高效、高功率密度特性，正成为光伏逆变器和储能变流器的核心技术方向，直接关系到我们产品的转换效率和系统可靠性提升。 该研究揭示了GIT型GaN器件在栅极过驱动应力下的退化机理，特别是阈...
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...
基于氨燃料质子陶瓷燃料电池、微型燃气轮机和气隙膜蒸馏的电-热-淡水三联产系统的4E性能分析与多目标优化
4E performance analysis and multi-objective optimization of a power-heat-freshwater trigeneration system based on ammonia-fed protonic ceramic fuel cell, micro gas turbine, and air gap membrane distillation
Huichao Zhu · Pan Zhao · Zhaochun Shi · Weihan Xu 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.336
摘要 为应对全球对清洁能源和淡水日益增长的需求，特别是在岛屿和沿海地区，提出了一种创新性的电-热-淡水三联产系统，该系统集成了氨燃料质子陶瓷燃料电池（NH₃-PCFC）、燃气轮机（GT）和气隙膜蒸馏（AGMD）。基于热力学、电化学、经济学及环境科学理论，建立了全面的4E（能量、㶲、经济、环境）数学分析模型，推导出多种性能评价指标，并量化了各组件中的不可逆损失。评估了系统的可靠性、可行性与竞争力，并对不同子系统、组件及运行模式的性能进行了比较。针对七个关键参数，开展了局部敏感性分析、全局输入-输出...
解读: 该氨燃料三联供系统的4E优化方法对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。其多目标遗传算法优化策略可应用于PowerTitan储能系统的能量管理,通过调节充放电电流密度、温度等参数实现能效与成本的帕累托最优。系统45.78%的火用效率和94.69%的综合能效为ST系列PCS的热管理优化提供参考。特别是其敏...