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室温下电注入的GaN基光子晶体表面发射激光器
Room-temperature electrically injected GaN-based photonic-crystal surface-emitting lasers
Tong Xu1Meixin Feng2Xiujian Sun2Rui Xi2Xinchao Li2Shuming Zhang2Qian Sun2Xiaoqi Yu3Kanglin Xiong3Hui Yang4Xianfei Zhang5Zhuangpeng Guo5Peng Chen5 · 半导体学报 · 2025年1月 · Vol.46
光子晶体表面发射激光器（PCSELs）利用二维光子晶体的布拉格衍射实现高功率、低发散角的单模输出，近年来受到广泛关注[1-3]。2023年，京都大学报道了基于GaAs的945 nm PCSEL，在连续波（CW）工作模式下单模输出功率超过50 W，光束发散角窄至0.05°，亮度达到1 GW·cm⁻²·sr⁻¹，可与传统大体积激光器相媲美[4]。
解读: 该GaN基光子晶体表面发射激光器技术对阳光电源的GaN功率器件应用具有重要参考价值。虽然研究聚焦光电子领域，但其电注入结构设计、热管理方案及GaN材料的高温稳定性特性，可为ST系列储能变流器和SG光伏逆变器中的GaN功率模块散热优化提供借鉴。特别是其室温连续工作能力验证了GaN器件在高功率密度应用中...
无需形成过程的Pt/NiFe2O4/SrRuO3器件阻变行为：氧空位工程的模拟与实验研究
Forming-Free Resistive Switching Behavior in Pt/NiFe2O4/SrRuO3 Devices: Simulation and Experimental Insights Into Oxygen Vacancy Engineering
Rui Su · Ying Yang · Yuheng Deng · Bangda Zhou 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年2月
镍铁氧体（NiFe₂O₄，NFO）薄膜已被用于阻变应用研究，但较高的形成电压仍是一大挑战。本研究展示了具有无形成过程阻变行为的Pt/NFO/SrRuO₃器件，其通过工程化的氧空位预先形成导电细丝来实现这一特性。这些在650℃下制备的器件展现出高达160的开/关比和出色的稳定性。COMSOL模拟阐明了细丝动力学对阻变的影响，为导电细丝的断裂和形成过程提供了关键见解。本研究为无形成过程、低功耗的NFO忆阻器的制备提供了参考。
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于NiFe2O4忆阻器的无需成型电阻开关技术具有显著的战略价值。在储能系统和光伏逆变器的智能化升级进程中，高性能存储器件是实现边缘计算、状态监测和自适应控制的关键基础。 该技术的核心突破在于通过氧空位工程预先形成导电丝，消除了传统忆阻器需要高电压成型的缺陷。这种形成...
具有有源中继线圈的大规模空间无线电力传输新型发射器
A Novel Type of Transmitter With A-R Coil for Large-Scale Spatial Wireless Power Transfer
Yujie Zhai · Yang Li · Qingxin Yang · Lihua Zhu 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年9月
由于无线电力传输WPT系统中电磁场在大规模空间内的快速衰减特性，难以实现空间尺度跨越以满足当前物联网和自动仓库等无人室内场景中多负载电子设备供电的紧迫需求。为解决该问题，本文提出一种具有有源中继线圈的新型发射结构，用于实现大规模3D空间内任意位置和数量负载的功率传输。首先确保发射器在空间天花板和地板上相邻平面线圈的绕组方向不同以增加磁场密度，同时保证空间区域同侧磁场纵向方向相同以扩展磁通路径和空间传输尺度。通过实验研究，在1.8×1.4×2.0米空间内分散在不同位置的12个负载灯泡全部点亮，总效...
解读: 该大规模空间WPT发射器研究对阳光电源拓展无线供电应用场景有重要参考价值。有源中继线圈实现1.8×1.4×2.0米大空间覆盖和12个负载80%总效率的性能可应用于阳光电源在智能仓储、智能工厂和智能家居等物联网场景的无线供电解决方案。天花板和地板线圈配合设计增强磁场密度和扩展传输尺度的技术思路可借鉴用...
基于物理信息图神经网络的不平衡配电系统协同动态重构与电压调节
Physics-Informed Graph Neural Networks for Collaborative Dynamic Reconfiguration and Voltage Regulation in Unbalanced Distribution Systems
Jingtao Qin · Rui Yang · Nanpeng Yu · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年1月
长期以来，网络重构一直被用作一种战略手段，以最小化配电系统损耗并有效调节电压水平。有载调压变压器对于控制母线电压也至关重要，特别是在应对具有间歇性输出的分布式能源资源（DER）日益增加的接入时。本文提出了新的方法，以应对不平衡三相配电系统中的动态重构和最优分接头设置挑战。我们提出了一个近似的混合整数二次约束规划（MIQCP）来对动态重构进行建模，并基于第一类特殊有序集（SOS1）首次提出了电压调节器（VR）分接头设置的公式。为了降低计算复杂度，我们提出了一种结合链路分类器的基于物理信息的时空图卷...
解读: 该物理信息图神经网络技术对阳光电源配电侧产品具有重要应用价值。在ST储能系统中，可实现多台储能变流器协同优化拓扑与电压调控，应对三相不平衡场景下的快速功率响应；在光储充一体化微网方案中，结合SG逆变器与充电桩的分布式接入，通过动态重构算法优化潮流分布，降低网损并改善电压质量。该方法融合物理约束的深度...
弱电网条件下近区构网型变流器的稳定性判据
Stability Criterion for Near-Area Grid-Forming Converters Under the Weak Grid Condition
Peng Wang · Junpeng Ma · Rui Zhang · Shunliang Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
本文引入了一种简化的稳定性判据，以系统地研究构网型风力发电机（GFM - WTG）之间，尤其是同一风电场内的相互作用机制。为了阐明在相同条件和控制器参数下运行的多个GFM - WTG之间的相互作用机制，本文提出了共模和差模电流、电压及阻抗的概念，这极大地简化了稳定性判据。由于忽略了基于GFM的永磁同步发电机机侧变流器的内部动态特性，因此可将GFM - WTG简化为基于GFM的电压源逆变器（GFM - VSI），且不失一般性。该稳定性判据揭示了共模和差模电流的特性，从而能够识别导致系统不稳定的主要...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的构网型变流器稳定性判据具有重要的工程应用价值。随着公司在光伏、储能及风电领域的深度布局，构网型（Grid-Forming）技术已成为弱电网环境下保障系统稳定运行的核心解决方案。 该研究的核心贡献在于通过共模-差模分解方法，将多台构网型设备间复杂的交互机理简化...
基于级联H桥和双有源桥固态变压器中高频变压器的主动热控制
Active Thermal Control of High-Frequency Transformers in Cascaded H-Bridge and Dual Active Bridge Based Solid State Transformer
Jianxiong Yu · Jing Sheng · Rui Lu · Heya Yang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
采用级联H桥有源前端（AFE）和双有源桥（DAB）隔离型DC-DC变换器的固态变压器（SST）在超大规模电力应用中日益受到关注。然而，AFE引起的二倍工频波动会导致高频变压器（HFT）产生额外功率损耗与温升，威胁其可靠性与寿命。本文通过解析方法推导了HFT损耗特性，提出一种基于三次谐波注入的主动热控制策略，以重构HFT电流频谱并降低绕组损耗。推导了谐波注入后的损耗解析表达式，并优化了注入谐波的幅值与相位。在2MW/10kVac输入/800Vdc输出的SST样机上进行了仿真与实验验证，结果表明，优...
解读: 该主动热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。文中针对级联H桥+DAB拓扑的二倍工频波动导致的高频变压器热应力问题，提出的三次谐波注入策略可直接应用于阳光电源1500V储能系统中的隔离型DC-DC变换器设计。通过优化电流频谱降低17%绕组损耗、实现3...
一种基于稀疏传感器系统的大型电池组全工况电热特性在线感知方法
A Holistic Electrothermal Profiles Online Sensing Method With Sparse Sensor System in Large-Format Battery Pack
Wei Li · Yi Xie · Rui Yang · Yining Fan 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年4月
随着锂离子电池技术的蓬勃发展，大规模电池组的管理面临着一项重大挑战：虽然全面的时变电热特性曲线至关重要，但稀疏的传感器系统仅能提供有限的传感信息。在新兴的电池管理系统中，传感器系统的信息缺失问题通常被忽视。本文提出了一种电池传感器系统架构的优化方法，可实现对大规模电池组全局电热特性曲线的在线传感。首先，通过拓展信息熵的应用，提出了一种适用于任意电池传感器系统的架构优化方法。基于这种优化后的传感器拓扑结构，本文随后重点研究了一种用于捕捉大规模电池组全局电热特性曲线的在线传感方法。通过这种方法，利用...
解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，这项基于稀疏传感器系统的大型电池包全局电热场在线感知技术具有重要的工程应用价值。当前储能系统向大规模、高能量密度方向发展，我们的液冷储能产品和集装箱级储能解决方案中，电池包规模动辄数百至数千个电芯，传统BMS面临传感器成本与监测精度的矛盾：全面部署温度和电压传感器会显...
一种基于门极电压识别晶闸管反向恢复状态的新方法
A Novel Method for Identifying the Reverse Recovery State of Thyristors Based on Gate Voltage
Jin Yang · Xiangyu Zhang · Rui Chang · Zhiwei Wu 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年2月
作为直流输电系统中的关键电力电子器件，晶闸管因其导通损耗低、浪涌能力强、经济性好以及可靠的载流性能而备受青睐。然而，在换流变压器、有源逆变器和断路器等关键应用中，准确判断晶闸管的关断状态仍然是这些系统可靠运行面临的重大挑战。传统方法依靠检测流经晶闸管的反向恢复电流来判断其关断状态。这种方法常常面临检测困难、成本高和精度不足等问题，而且几十年来一直没有提出新的晶闸管关断状态检测方法。为解决晶闸管关断状态识别难题，本文提出了一种基于晶闸管门极电压识别其反向恢复状态的新方法。该方法无需测量一次侧的大电...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于门极电压识别晶闸管反向恢复状态的新方法具有重要的应用价值。在我们的光伏逆变器、储能变流器以及柔性直流输电等核心产品中，晶闸管作为关键功率器件广泛应用于换流、有源逆变和断路保护等环节，其关断状态的准确判断直接关系到系统的可靠性和安全性。 该技术的核心创新在于摆脱了传...
量化粉尘特性对辐射冷却光伏系统性能的影响
Quantifying the effects of dust characteristics on the performance of radiative cooling PV systems
Maoquan Huang · Rui Yang · Guihua Tang · Jin Huan Pu 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 辐射冷却技术可缓解太阳能电池的自热问题，从而提高发电功率输出。然而，粉尘积聚对辐射冷却光伏系统构成了重大挑战。本研究通过理论方法探讨了在不同特性的粉尘积聚条件下，辐射冷却光伏系统的辐射特性与发电效率，采用蒙特卡洛光线追踪方法模拟光在具有不同特征粉尘层中的传输过程。研究分析了粉尘颗粒尺寸、覆盖面积以及太阳入射角对系统性能的影响。结果表明，粉尘积聚会降低辐射冷却盖板的太阳光透过率和红外发射率，从而导致系统效率下降。高吸收性粉尘对辐射冷却盖板的影响比非吸收性粉尘更为显著。每增加1 g/m²的粉尘...
解读: 该辐射冷却光伏系统研究对阳光电源SG系列逆变器及iSolarCloud平台具有重要价值。研究量化了灰尘对光伏系统透射率和发电效率的影响规律,可优化我司智能运维策略:针对吸收性/非吸收性灰尘建立清洁周期模型(22-44天),结合iSolarCloud的预测性维护功能,实现基于环境监测的动态清洁调度。研...
一种用于锂离子电池退化轨迹预测的合成数据生成方法及进化型Transformer模型
A synthetic data generation method and evolutionary transformer model for degradation trajectory prediction in lithium-ion batteries
Haiyan Jin · Rui Ru · Lei Cai · Jinhao Meng 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 在锂离子电池使用的早期阶段识别其长期退化行为，对于电池管理系统（BMS）在实际应用中有效维护电池至关重要。然而，由于电池在生产和运行条件方面存在差异，该过程面临较大挑战。近年来，已有研究经验证明，数据驱动方法在处理退化预测问题上具有良好的应用前景。然而，合适数据的缺乏仍是影响预测最终性能的主要障碍。此外，预测结果还受到预测器设置的影响，包括神经网络结构及其超参数的设定。实现该过程自动化的挑战至今仍未得到解决。在本研究中，我们提出了一种新颖的退化轨迹预测框架。首先，通过条件生成对抗网络（CG...
解读: 该锂电池退化预测技术对阳光电源储能系统具有重要价值。通过CGAN合成数据和Transformer模型可显著提升ST系列PCS及PowerTitan储能系统中BMS的预测精度,解决早期退化识别难题。自动化超参数优化框架可集成至iSolarCloud平台,实现储能电站电池全生命周期健康管理和预测性维护,...
盐穴压缩空气储能系统中动态湿环境对其性能的影响：一种热-湿-流体动力学模拟研究
Effect of the dynamic humid environment in salt caverns on their performance of compressed air energy storage: A modeling study of thermo-moisture-fluid dynamics
Zhen Zeng · Hongling Ma · Chunhe Yang · Youqiang Liao 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 盐穴压缩空气储能（CAES）系统的性能受洞穴内空气状态的影响。学者们长期以来关注CAES运行过程中空气温度的波动，然而很少有人注意到同时发生的湿度变化。本研究提出了一种热-湿-流体动力学模型（TMFD模型），用于模拟CAES盐穴中的动态湿环境，以评估其对空气状态及系统储能性能的影响。该模型不仅考虑了热与湿的耦合作用以及空气的注入和抽出过程，还包含了水相变过程，如凝结、蒸发、吸湿和潮解。模型应用于容积为140,000 m³的Huntorf电站NK1号盐穴。模拟结果与实测温度数据吻合良好，并揭...
解读: 该盐穴压缩空气储能湿热耦合模型对阳光电源储能系统具有重要参考价值。研究揭示的温湿度耦合效应及相变潜热对系统效率的影响,可应用于PowerTitan等大型储能系统的热管理优化。ST系列PCS可借鉴其动态环境建模方法,改进BMS算法中的温度预测模型。研究发现的水汽累积导致容量衰减问题,为iSolarCl...