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0.72Bi0.5Na0.5TiO3-0.28SrTiO3陶瓷储能密度与效率的显著提升及高温储能性能机制研究
Significant improvement of energy storage density and efficiency of 0.72Bi0.5Na0.5TiO3-0.28SrTiO3 ceramics and study of the mechanism of high temperature energy storage performance
Peng Shi · Jin Liu · Yuechan Song · Lina Liu 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
通过优化制备工艺,显著提升了0.72Bi0.5Na0.5TiO3-0.28SrTiO3(BNST)无铅弛豫铁电陶瓷的储能性能。该陶瓷在室温下表现出优异的放电能量密度(~3.2 J/cm³)和高效率(~90%),且在宽温域(25–150 °C)内保持稳定的储能特性。微观结构分析与介电性能测试表明,SrTiO3的引入增强了极化弛豫行为并抑制了介电损耗,从而改善高温下的储能稳定性。研究揭示了纳米尺度极性畴结构与氧空位调控对高温储能性能的关键作用,为高性能无铅储能陶瓷的设计提供了理论依据。
解读: 该无铅弛豫铁电陶瓷储能技术对阳光电源PowerTitan大型储能系统和ST系列储能变流器具有重要应用价值。研究实现的3.2 J/cm³高能量密度和90%高效率,可应用于储能系统的直流母线电容、功率模块吸收电容等关键位置,替代传统电解电容提升功率密度。其25-150°C宽温域稳定性与阳光电源储能产品面...
超灵敏PtNPs@CsCu2I3/AlGaN范德华异质结自供电探测器实现高精度日盲紫外光度定量
Ultrahigh-sensitivity PtNPs@CsCu2I3/AlGaN van der Waals heterojunction self-powered photodetector enabling precision solar-blind UV photometric quantification
Guokang Sun · Wenjie Li · Peng Wan · Tong Xu 等7人 · Applied Physics Letters · 2025年7月 · Vol.127
报道了一种基于Pt纳米颗粒修饰的CsCu2I3与AlGaN构成的范德华异质结自供电日盲紫外探测器。该器件展现出超高的光响应度和优异的光谱选择性,在无需外加电源的情况下实现了对日盲紫外光的高灵敏探测。通过引入PtNPs增强界面电荷分离效率,显著提升了器件的量子效率与检测限。该探测器可实现微弱紫外信号的精确光度定量,为高性能日盲紫外光电探测提供了新思路。
解读: 该PtNPs@CsCu2I3/AlGaN自供电紫外探测器技术对阳光电源具有双重价值:一是GaN基异质结器件设计思路可借鉴至SG系列逆变器的GaN功率模块优化,通过界面工程提升器件开关特性与效率;二是自供电探测原理可应用于光伏电站智能运维场景,开发无源紫外辐照监测节点,实时感知组件表面污染与老化状态,...
基于背栅调控硒磷酸盐In2P3Se9材料的高灵敏深紫外至可见光探测器
Highly sensitive deep ultraviolet to visible photodetector based on backgate regulated selenophosphate In2P3Se9 material
Jinhan Hu · Jiao Peng · West Anhui University · Xiang Li 等7人 · Applied Physics Letters · 2025年6月 · Vol.126
复旦大学光电子研究院、材料科学系及光伏科学与技术国家重点实验室、智能光电与感知上海市前沿科学研究基地报道了一种基于新型硒磷酸盐In2P3Se9的高性能光探测器。通过引入背栅电场调控策略,显著提升了器件在深紫外至可见光波段的光响应特性。该探测器展现出高灵敏度、宽光谱响应范围以及优异的开关比和稳定性,为二维层状材料在可调谐光电探测领域的应用提供了新思路。
解读: 该In2P3Se9光探测器技术对阳光电源光伏系统具有潜在应用价值。其深紫外至可见光宽光谱响应特性可应用于SG系列逆变器的智能光照监测模块,通过背栅电场调控实现高灵敏度检测,优化MPPT算法的光照追踪精度。该材料的高开关比和稳定性可用于iSolarCloud平台的光伏阵列实时监测传感器,提升组件遮挡、...
一种孤岛模式下逆变器接口微电网
IIM)的新型保护方案
Zhi Chen · Xuejun Pei · Min Yang · Li Peng 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年1月
在孤岛运行的逆变器接口微电网中,受限于逆变器过流能力,故障电流水平与额定电流相近,导致传统过流保护失效。本文提出了一种结合逆变器灵活控制与保护设置的新型保护策略,旨在解决微电网在孤岛模式下的故障检测与隔离难题。
解读: 该研究直接针对阳光电源构网型(Grid-Forming)逆变器及微电网解决方案的核心痛点。在PowerTitan储能系统及组串式逆变器应用于微电网或离网场景时,故障电流受限是保护逻辑设计的难点。本文提出的保护策略可优化iSolarCloud在微电网场景下的故障定位精度,提升系统在孤岛运行时的安全性。...
基于峰值运行模式匹配的锂离子电池储能系统在线快速频率响应容量估计
Peak Operation Mode-Matching Online Fast Frequency Response Capacity Estimation for Lithium-ion Battery Energy Storage System
Shaoxin Shi · Qiao Peng · Tianqi Liu · Jinhao Meng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年12月
快速频率响应容量(FFRC)对电池储能系统(BESS)的频率支撑性能及安全运行至关重要。传统方法难以匹配电网特定的快速频率响应(FFR)需求,导致评估保守或因估计不准产生罚款。本文提出了一种峰值运行模式(POM)匹配的在线FFRC估计方法,以优化储能系统的频率调节能力。
解读: 该研究直接服务于阳光电源PowerTitan及PowerStack等大型储能系统在电网辅助服务中的核心痛点。通过更精准的FFRC在线估计,阳光电源的PCS设备能更高效地响应电网调频指令,避免因容量评估保守导致的资源浪费,或因估计偏差引发的考核罚款。该算法可集成至iSolarCloud智能运维平台,为...
两相负载条件下三电平逆变器的混合不连续空间矢量PWM策略
Hybrid Discontinuous Space Vector PWM Strategy for Three-Level Inverters Under Two-Phase Loads Condition
Guozheng Zhang · Shihao Peng · Qiang Geng · Tingna Shi 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
针对两相负载条件下传统不连续PWM(DPWM)策略导致三电平逆变器输出性能恶化的问题,本文提出了一种改进策略。通过修正基本电压矢量的幅值和相位角,重新定义了空间矢量图的扇区与三角形,并优化了基本矢量的占空比合成方法,有效提升了逆变器在非对称负载下的输出质量。
解读: 该研究针对三电平逆变器在非对称负载下的控制优化,对阳光电源的组串式逆变器及大型集中式逆变器产品线具有参考价值。在光伏电站或工商业应用中,电网侧或负载侧可能出现不平衡工况,该策略能有效提升逆变器在复杂电网环境下的输出波形质量,降低谐波含量。建议研发团队评估该算法在现有三电平拓扑(如I型或T型三电平)中...
集成器件物理与电路动态的PDAE建模电力电子设备混合并行协同仿真框架
Hybrid-Parallel Collaborative Simulation Framework Integrating Device Physics With Circuit Dynamics for PDAE-Modeled Power Electronic Equipment
Qingyuan Shi · Chijie Zhuang · Jiapeng Liu · Bo Lin 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年6月
针对电力电子设备(如功率变换器)的高性能优化,本文提出了一种混合并行协同仿真框架。该框架将功率半导体器件的物理特性与电路动态相结合,解决了在实验设计(DoE)、安全工作区定义及器件故障分析中,多尺度仿真计算量大、精度不足的难题,为电力电子系统的设计与可靠性评估提供了高效的仿真手段。
解读: 该仿真框架对阳光电源的核心产品线具有极高的应用价值。在组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统的研发中,功率模块(IGBT/SiC)的可靠性是核心竞争力。该方法能够实现器件物理层与系统电路层的协同仿真,有助于更精准地评估高功率密度变换器在极端工况下的热应力与电应力,从而优化安...
谐波减速器云台伺服系统速度波动抑制的位置域迭代学习前馈控制
Position Domain Iterative Learning Feedforward Control for Speed Fluctuation Suppression in Gimbal Servo System With Harmonic Drive
Yangyang Shi · Xiangwen Chen · Miao Peng · Shengfu Cao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
本文提出了一种位置域迭代学习前馈控制(PDILFC)方法,旨在抑制由谐波减速器非线性运动误差引起的云台伺服系统速度波动。利用运动误差和输出速度误差的周期性特征,结合位置域控制与前馈控制策略,有效提升了系统的跟踪精度与稳定性。
解读: 该文献探讨的精密伺服控制与谐波减速器误差补偿技术,主要应用于高精度云台或机器人领域。对于阳光电源而言,虽然核心业务聚焦于光伏、储能及风电,但该控制算法中关于“位置域迭代学习”的思想,可借鉴用于风电变流器中变桨系统的精密控制,或在iSolarCloud智能运维平台中针对旋转类机械部件(如风机偏航/变桨...
基于切换线性系统理论的高阶DC-DC变换器可控性分析与验证
Controllability Analysis and Verification for High-Order DC–DC Converters Using Switched Linear Systems Theory
Guidong Zhang · Peiwei Zheng · Shenglong Yu · Hieu Trinh 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月
针对光伏及燃料电池等低压直流源,本文探讨了多级或单级高升压DC-DC变换器的应用。研究利用切换线性系统理论,对高阶DC-DC变换器的可控性进行了深入分析与验证,旨在优化变换器设计,提升系统在宽电压范围下的升压效率与控制性能。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心业务。在高阶DC-DC变换器领域,该理论分析对于优化组串式逆变器(如SG系列)的升压电路设计具有重要指导意义,有助于提升光伏组件在复杂工况下的MPPT效率。同时,该方法论可应用于PowerTitan等储能系统的双向DC-DC模块设计,通过精确的可控性分析,提升PCS在充...
基于改进拓扑的输入并联输出并联
IPOP)非隔离DC/DC变换器环流抑制研究
Yanghong Xia · Miao Yu · Yonggang Peng · Pengfeng Lin 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年2月
非隔离DC/DC变换器因高功率密度和低损耗广泛应用。在模块化高功率场景中,常采用输入并联输出并联(IPOP)结构。由于缺乏电气隔离,交流侧与直流侧耦合导致复杂的环流问题。本文提出改进拓扑结构,旨在有效抑制IPOP变换器中的环流,提升系统运行效率与稳定性。
解读: 该研究针对IPOP非隔离DC/DC变换器的环流抑制,对阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack系列)及组串式逆变器中的DC/DC模块具有重要参考价值。在多模块并联应用中,环流不仅影响功率分配精度,还会增加器件损耗与热应力。通过优化拓扑结构抑制环流,可进一步提升阳光电源储能变流...
一种具有对称脉宽平衡和定周期滞后突发控制的高效率全负载范围LLC谐振变换器
An LLC Resonant Converter With Symmetric Pulse-Width Balancing and Fixed-Period Hysteresis Burst Control for High Efficiency Over Full Load Range
Hanyu Shi · Mingchao Liang · Jie Zhu · Zhuang Zhang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
本文提出了一种集成控制器的高效率LLC谐振变换器。为提升瞬态响应,采用了混合滞后电荷(HHC)控制。针对控制补偿中电流斜率不一致导致的输出电流偏差及器件寿命缩短问题,提出了对称脉宽平衡技术。此外,该方案有效改善了LLC变换器在轻载下的效率下降问题。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器及储能系统(如PowerStack)中的DC-DC变换级具有重要参考价值。LLC拓扑在阳光电源的高效能产品中应用广泛,本文提出的对称脉宽平衡技术能有效解决多模块并联时的电流不均问题,从而提升系统可靠性并延长功率器件寿命。同时,其在轻载下的效率优化策略,契合阳光电源对户...
EDISON混合式断路器的控制开发与故障电流换流测试
Control Development and Fault Current Commutation Test for the EDISON Hybrid Circuit Breaker
Yuchen He · Qichen Yang · Yuan Li · Sanghun Kim 等13人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年7月
直流断路器是直流网络系统的核心组件。EDISON混合式断路器结合了机械开关与固态开关的优势,在降低导通损耗的同时实现了快速切断。本文重点研究了该断路器的控制策略开发及故障电流换流测试,验证了其在直流配电网中的应用潜力与可靠性。
解读: 该技术主要应用于高压直流输电及大型直流微电网场景。对于阳光电源而言,随着PowerTitan等大型储能系统及直流耦合微电网项目的规模化应用,直流侧的故障保护与隔离至关重要。EDISON混合式断路器的高效低损耗特性,可作为未来大容量储能电站直流侧保护方案的参考,有助于提升系统安全性。建议研发团队关注其...
基于峰值运行模式匹配的锂离子电池储能系统在线快速频率响应容量估计
Peak Operation Mode-Matching Online Fast Frequency Response Capacity Estimation for Lithium-ion Battery Energy Storage System
Shaoxin Shi · Qiao Peng · Tianqi Liu · Jinhao Meng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年12月
快速频率响应容量(FFRC)对于电池储能系统(BESS)的频率支撑性能和安全运行至关重要。传统方法无法匹配电网特定的快速频率响应(FFR)要求,导致评估保守或因估计不准确而产生惩罚。本文提出了一种适用于电池储能系统的峰值运行模式(POM)匹配在线FFRC估计方法。建立了基于弹性电阻的等效电路模型,以解决FFR - POM期间强非线性阻抗行为下的建模不准确问题。然后,开发了一种阻抗构建方法以获得连续的阻抗曲线,在此基础上通过多约束下的迭代搜索实现了在线FFRC估计。实验结果证明了所提方法在各种条件...
解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看,该论文提出的峰值运行模式匹配的快速频率响应容量(FFRC)在线估算方法具有重要的工程应用价值。当前,我司储能系统在参与电网调频服务时,面临着响应能力评估不精确导致的两难困境:保守估计会降低系统经济性,而过度乐观则可能引发考核惩罚甚至安全风险。 该技术的核心创新在于针...
基于误差的主动抗扰功率控制在大型风力机变桨执行器性能退化故障下的应用
Error-Based Active Disturbance Rejection Power Control for Large-Scale Wind Turbines Under Pitch Actuator Performance Degradation Failure
Ziyang Chen · Tingna Shi · Yanfei Cao · Peng Song · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年6月
针对大型风力发电系统在变桨执行器性能退化与多重干扰耦合作用下恒功率控制的难题,本文提出一种基于误差的主动抗扰容错控制策略(E-ADRC)。该方法采用双环复合控制结构,包含抗扰跟踪环与容错补偿环。改进的E-ADRC算法显著提升了对低频风扰动的抑制能力;容错环利用桨距角残差生成独立补偿信号,有效抑制执行器故障引起的转速跟踪偏差与气动不平衡。硬件在环实验验证了该策略在提升功率稳定性、降低结构疲劳损伤方面的优越性。
解读: 该研究提出的基于误差的主动抗扰控制策略(E-ADRC)对阳光电源的储能与风电产品线具有重要参考价值。首先,E-ADRC的双环复合控制结构可优化ST系列储能变流器的功率稳定性控制,特别是在电网波动工况下的响应特性。其次,该方法在执行器故障容错方面的创新,可应用于PowerTitan大型储能系统的关键部...
一种适用于异常电网条件下并网逆变器的先进频率自适应锁相环
An Advanced Frequency Adaptive PLL for Grid Connected Inverters Under Abnormal Grid Conditions
Sheikh T. Meraj · Samson S. Yu · Kamrul Hasan · Hieu M. Trinh 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年12月
扩大使用带有并网逆变器的分布式可再生能源(DERS)的需求凸显了锁相环(PLL)控制器在快速准确获取电网电压相角方面的关键作用,尤其是在电网异常条件下。频率自适应锁相环因其计算负担小、相角检测速度快以及在额定电网频率下出色的谐波抑制能力而受到广泛关注。遗憾的是,由于在异常频率下会出现频谱泄漏,传统的频率自适应锁相环在幅值和相角估计方面都存在误差。为解决这一问题,本研究提出了一种先进的频率自适应锁相环(AFA - PLL),它可以在电网频率异常或存在谐波的情况下工作,并通过采用可变窗口长度相位检测...
解读: 该频率自适应PLL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。在弱电网和高渗透率场景下,该技术可显著提升PowerTitan储能系统在电网不平衡、频率波动时的同步精度与动态响应速度。其频率反馈补偿机制与改进滤波结构可直接应用于构网型GFM控制策略优化,增强系统在谐波干扰下的...
重离子辐照引起SiC功率MOSFET栅氧损伤的研究
Investigation on Gate-Oxide Damage of SiC Power MOSFETs Induced by Heavy Ion
Ziwen Chen · Yuxiao Yang · Ruize Sun · Yijun Shi 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年6月
近期研究表明,碳化硅(SiC)功率MOSFET在重离子辐照后,在极低的漏极应力水平下就会出现故障,且结构损伤主要集中在氧化层。然而,其损伤机制尚未得到精确分析。本研究考察了器件在不同漏极偏置条件下的栅极损伤机制。在200 V漏极偏置下,1200 V SiC功率MOSFET的栅极结构未出现损伤。漏极偏置高于200 V时,器件的损伤位置集中在沟道区上方的氧化层。在以往的研究中,栅极电介质内皮秒级的瞬态电场被认为是氧化层损伤的主要原因;然而,仅这一机制无法解释本文所报道的现象。因此,本文通过计算重离子...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项关于SiC功率MOSFET栅氧化层重离子损伤机制的研究具有重要的战略意义。SiC器件已成为我们新一代光伏逆变器和储能变流器的核心功率开关,其可靠性直接影响系统的长期稳定运行。 该研究揭示了一个关键发现:在200V以上漏极偏置条件下,重离子辐照会在沟道区域上方的氧化层造...
大型地下氢气储存的比较技术经济分析
Comparative techno-economic analysis of large-scale underground hydrogen storage
Yashuai Huang · Xilin Shi · Shijie Zhuc · Xinxing Wei 等9人 · Applied Energy · 2025年12月 · Vol.400
摘要 氢气作为一种兼具储能介质、原料和燃料多重角色的能源载体,目前受到广泛关注。地下氢气储存(UHS)被认为是大规模氢气储存的一种安全、经济且高效的解决方案,然而相关技术经济研究仍较为有限。本文基于工程案例,建立了针对枯竭气藏(DGR)、盐穴(SC)和衬砌岩洞(LRC)三种储氢方式的氢气储存平准化成本(LCOHS)计算模型。研究重点分析了氢气储存规模及注采频率对LCOHS的影响,旨在从经济角度为能源管理与政策制定提供数据支持。结果表明:(1)当储存容量为10^7 kg、每年完成一次注采循环时,盐...
解读: 该地下储氢技术研究对阳光电源储能系统具有战略参考价值。研究表明盐穴和岩洞储氢在高频注入-提取场景下成本优势显著(0.31-0.38美元/kg),这与我司ST系列PCS和PowerTitan储能系统的快速响应特性高度契合。可探索将地下储氢与电化学储能形成互补:电化学储能负责高频调节,地下储氢承担季节性...
基于模型-数据融合方法的锂离子电池储能系统惯性支撑持续功率边界在线估计
Online estimation of inertia-supporting sustaining power boundary of lithium-ion battery energy storage systems based on model-data fusion method
Shaoxin Shi · Qiao Peng · Tianqi Liu · Yunteng Dai 等5人 · Applied Energy · 2025年9月 · Vol.393
摘要 锂离子电池储能系统(BESS)在为电力系统提供惯性支撑方面展现出巨大潜力。然而,如何在实现高效惯性支撑的同时保障电池的安全运行仍面临挑战,这要求对电池的输出边界进行准确估计,尤其是在在线运行条件下。然而,现有的电池输出功率边界评估方法通常忽略了惯性支撑特有的输出特性以及在线应用的需求,从而限制了其准确性与效率。本文提出了一种基于模型-数据融合方法(MDFM)的BESS惯性支撑持续功率边界(SPB)在线估计新方法。首先,开展一系列实验以研究电池在惯性支撑工况下的阻抗特性,并据此构建一种基于负...
解读: 该储能惯量支撑功率边界在线估算技术对阳光电源ST系列PCS及PowerTitan储能系统具有重要应用价值。通过模型-数据融合方法实现锂电池输出边界的实时精准评估,可直接集成至VSG虚拟同步机控制策略中,优化惯量响应过程中的功率调度。负阻抗等效电路模型结合SVM机器学习算法,能有效提升iSolarCl...