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一种用于低频随机能量收集的具有稳态输出的自动储能与释能高性能微型收集器
An automatic energy storage and release high-performance micro-harvester with steady-state output for low-frequency random energy harvesting
Xiaoguang Song · Zhiqiang Lan · Kunru Li · Shuo Qian 等7人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
提出了一种具备自动储能与释能机制的高性能微型能量收集器，可实现低频随机振动能量的有效俘获并输出稳定的电能。该装置通过非线性力学结构增强宽带响应能力，结合内部能量调控模块，显著提升了在不规则、低频激励下的能量转换效率与输出稳定性。实验结果表明，在宽频带随机激励下，其稳态输出性能优异，适用于低功耗无线传感节点等自供能应用场景。
解读: 该微型能量收集器的自动储能与释能机制对阳光电源储能系统具有重要启发价值。其非线性宽带响应技术可应用于ST系列储能变流器的辅助供电模块，为低功耗监控传感器提供自供能方案，降低系统待机能耗。稳态输出调控策略可借鉴至PowerTitan储能系统的能量管理算法，优化不规则充放电工况下的功率平滑输出。该技术在...
基于改进直流母线电压滑模控制的三相交直变换器永磁同步发电机系统
Improved DC-Link Voltage Sliding Mode Control for Permanent Magnet Synchronous Generator Systems With Three-Phase AC-DC Converters
Mingwei Zhao · Shuo Zhang · Chengning Zhang · Xueping Li 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
永磁同步发电机系统中，传统PI控制器在直流母线电压外环控制中难以在整个运行范围内保持一致性能，动态响应较差。滑模控制虽具有更快的动态响应，但在扰动功率较大时存在电压跟踪误差。为此，本文提出一种基于带遗忘因子递推最小二乘法的扰动功率观测器，可实现总扰动功率的最小方差估计，并通过调节遗忘因子调整收敛速度。将观测结果前馈至滑模控制器（SMC+RLS），显著提升了电压控制性能。实验结果表明，所提方法在工况变化时相比传统PI及先进非线性控制器具有更快动态响应和优异抗扰能力。
解读: 该改进型滑模控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG光伏逆变器的直流母线电压控制具有重要应用价值。传统PI控制在大功率波动时响应慢、超调大，而文中提出的SMC+RLS方法通过递推最小二乘扰动观测器实现前馈补偿，可显著提升PowerTitan储能系统在充放电切换、电网频率调节等工况下的动态响应速度和...
一种基于滑模观测器的开绕组永磁同步电机鲁棒双矢量模型预测电流控制方法
A Robust Dual-Vector Model Predictive Current Control Scheme for Open-Winding Permanent Magnet Synchronous Motor Drives With Sliding Mode Observer
Yuelin Dong · Shuo Zhang · Chengning Zhang · Xueping Li 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年1月
为降低采用隔离直流电源的开绕组永磁同步电机（OW - PMSM）的开关频率并增强其参数鲁棒性，提出了一种结合滑模观测器（SMO）的新型双矢量模型预测电流控制（DV - MPCC）方法。首先，在采用隔离直流电源的OW - PMSM系统中提出了DV - MPCC，与传统无差拍预测电流控制（DPCC）方法相比，该方法可使OW - PMSM系统的开关频率降低50%。其次，将SMO创新性地应用于隔离式OW - PMSM，该观测器能够估计由采用隔离直流电源的OW - PMSM的定子电感、定子电阻和磁链失配所...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对开绕组永磁同步电机的双矢量模型预测控制技术具有显著的应用价值。该技术通过创新性地将滑模观测器与双矢量预测控制相结合，在降低开关频率50%的同时显著增强了参数鲁棒性，这对我们在储能系统、光储一体化解决方案以及新能源汽车驱动系统中的电机控制优化具有重要意义。 从产品应...
用于航空电推进系统的永磁同步电机自适应谐波消除模型预测电流控制
Adaptive Harmonic Elimination Model Predictive Current Control of PMSM in Aviation Electric Propulsion Systems
Shuo Han · Yongjun Zhang · Xiong Xiao · Qiang Guo · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
电推进技术已成为飞机动力系统电气化的重要方向。然而，电机驱动运行中产生的谐波易引发振动、部件老化等问题，影响飞行姿态甚至导致螺旋桨损伤。本文提出一种结合自适应谐波消除（AHE）策略的模型预测电流控制（MPCC）方法，通过调节自适应滤波器权重，依据代价函数剔除输入信号中的有害频率成分，生成理想的逆变器参考电压。实验结果表明，该方法在保持系统响应速度的同时有效抑制了死区效应引起的谐波，相较于死区补偿和谐波提取算法，总谐波失真率分别降低约47.36%和15.64%，显著提升了电推进系统的稳定性。
解读: 该自适应谐波消除模型预测控制技术对阳光电源电机驱动产品线具有重要借鉴价值。其核心的AHE-MPCC算法可直接应用于新能源汽车电机控制器和充电桩功率模块，通过自适应滤波器实时抑制死区效应谐波，相比传统死区补偿方案THD降低47.36%，可显著提升电机驱动系统的转矩平稳性和效率。该方法与阳光电源现有MP...
基于绿色淀粉的自降解水凝胶集成柔性超级电容器与智能人体活动状态监测
Green starch-based self-decomposable hydrogels integrating flexible supercapacitors and intelligent human activity state monitoring
Xiaoyu Yanga · Peng Wang · Xuze Tanga · Xiaolong Fana 等10人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.325
摘要 水凝胶广泛应用于柔性能量存储和人体状态检测。随着环保要求的不断提高，水凝胶的可降解性亟需进一步改善。本研究通过将绿色淀粉引入丙烯酰胺（AM）和单宁酸（TA）体系中，实现了水凝胶在可降解性、柔性能量存储以及智能人体运动状态检测方面的协同提升。所制备的水凝胶被进一步组装为超级电容器，在0.8 mA cm⁻²的电流密度下实现了340.4 F g⁻¹的比电容，并在3000次循环后仍保持83.5%的电容保留率。作为柔性传感装置，该水凝胶表现出0.16秒的响应时间，并对不同应变呈现出一致的实时电阻变化...
解读: 该淀粉基水凝胶柔性储能技术为阳光电源储能系统提供创新思路。其340.4 F/g比电容和83.5%循环保持率展现优异电化学性能,可启发ST系列PCS在柔性储能场景的拓展。水凝胶的应变传感特性(响应时间0.16s、灵敏度因子3.77)可应用于储能电站智能运维,集成至iSolarCloud平台实现设备形变...
一种基于卫星图像与时间序列多模态学习的鲁棒光伏功率预测方法
A Robust Photovoltaic Power Forecasting Method Based on Multimodal Learning Using Satellite Images and Time Series
Kai Wang · Shuo Shan · Weijing Dou · Haikun Wei 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年11月
超短期光伏功率预测对提升电网稳定性具有重要意义。现有基于卫星图像的方法多依赖像素级预测，效率低且冗余，而深度学习模型难以建立大尺度云特征与光伏发电之间的关联。本文提出一种端到端的多模态学习模型，直接融合卫星图像与时间序列实现多步光伏功率预测。采用ConvLSTM-RICNN编码感兴趣区域内的云层动态特征，并提出DCCA-LF融合策略，将深度典型相关分析引入晚期融合以增强跨模态特征对齐，有效抑制噪声与缺失数据影响。基于澳大利亚Alice Springs地区BP Solar与Himawari-8卫星...
解读: 该多模态光伏功率预测技术对阳光电源iSolarCloud智能运维平台具有重要应用价值。其超短期预测能力可直接集成至SG系列光伏逆变器的智能诊断系统，通过卫星云图与历史数据融合实现15分钟至4小时功率预测，为MPPT算法提供前瞻性优化依据。对于PowerTitan储能系统，该技术可优化充放电策略制定，...
耦合多物理场全耦合模型与优化原子通量散度仿真对铝互连电迁移的加速寿命试验与预测
Accelerated Life Test and Prediction of Electromigration in Aluminum Interconnects Coupling Multiphysics Full Coupled Model With Optimized Atomic Flux Divergence Simulation
Xueliang Wang · Shuo Feng · Tao Luo · Jinyuan Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年3月
随着微电子器件的小型化和高功率需求，封装结构中互连所承载的电流密度不断增加，并达到了电迁移（EM）失效的阈值。在本研究中，我们研究了铝（Al）互连在三种不同电流密度（1/3/5 MA/cm²）下电迁移过程中的微观结构演变和空洞形成情况，并提出了一种将全耦合理论与优化的原子通量散度法相结合的方法。研究结果如下。首先，对于集成电路中的互连，在一定温度范围内，电流密度是影响互连电迁移寿命的主要因素。随着电流密度的逐渐增加，热传递对电迁移的影响不可忽视。原子浓度梯度和应力梯度可以抑制电迁移失效。其次，互...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于铝互连电迁移加速寿命测试与预测的研究具有重要的工程应用价值。在光伏逆变器和储能系统的功率电子器件中，铝互连作为关键的封装结构，直接承载着高密度电流传输任务。随着我们产品向高功率密度、小型化方向发展，特别是在1500V及以上高压系统中，互连结构面临的电流密度持续攀升，...
基于动态dv/dt开关模型的GaN HEMT三阶段最小切换损耗有源栅极驱动策略
Minimal Switching Loss Three-Stage Active Gate Driving Strategy Based on Dynamic dv/dt Switching Model for GaN HEMT
Shuo Zhang · Chang Liu · Xinyu Li · Desheng Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
氮化镓高迁移率晶体管（GaN HEMT）的快速开关会导致高 $dv/dt$ 和严重的电磁干扰（EMI）问题，这需要在开关功率损耗之间进行权衡。三级栅极驱动（TSGD）可以缓解开关速度和损耗之间的矛盾，但由于 GaN HEMT 的非线性寄生电容，在现有的 TSGD 策略下实现最小开关损耗具有挑战性。为解决这一问题，本文提出了一种基于动态 $dv/dt$ 开关（DVTS）模型的最小开关损耗 TSGD 策略，该策略能够实现最小开关损耗。首先，基于电荷守恒原理，计算了 GaN HEMT 寄生电容的分段线...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于动态dv/dt开关模型的GaN HEMT三阶段主动栅极驱动技术具有显著的战略价值。GaN器件的高频快速开关特性是提升光伏逆变器和储能变流器功率密度的关键路径，但其带来的高dv/dt和严重EMI问题一直制约着实际应用。该技术通过电荷守恒原理建立分段线性等效模型，精确刻...
多孔介质热化学储能反应器中的辐射传热与结构优化
Radiative heat transfer and structural optimization in porous media thermochemical energy storage reactor
Danni Ma · Bachirou Guene Lougo · Shuo Zhang · Boxi Geng 等10人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.301
摘要 基于金属氧化物氧化还原循环（MORC）的热化学储能（TCES）反应器对于将间歇性可再生能源整合到高温应用中至关重要。然而，其性能常受到复杂的多物理场耦合作用和不足的热管理能力的限制。本研究采用经过验证的二维轴对称多物理场模型，对多孔填充床反应器中的传热过程进行了全面分析。结果表明，显著降低保温层热导率可使多孔介质平均温度几乎提高一倍，但会牺牲径向温度均匀性。当传热流体入口温度超过1000 K时，辐射传热显著增强，占总热通量的比例可达90%，而提高流速仅带来微弱的对流传热增益。较低的孔隙率可...
解读: 该热化学储能研究对阳光电源ST系列储能系统的热管理优化具有重要参考价值。研究揭示的辐射传热主导机制(占比达90%)及多物理场耦合建模方法,可应用于PowerTitan等大型储能系统的热仿真设计。其结构优化策略——通过调整介质半径提升核心温度6%、优化绝缘设计获得10.2%性能提升,可指导PCS功率模...
基于热泵与蓄热的氢储能热管理分析
Thermal management analysis of heat pump with heat storage for hydrogen storage
Shiwei Huab · Shuo Zhang · Shiqing Chena · Xinjing Zhanga 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.344
摘要 金属氢化物储氢是一种具有高储氢密度和低压特性的固态储氢方式。其性能面临吸氢过程余热未回收、释氢依赖电加热等挑战。有效的热管理对于推动金属氢化物大规模储氢应用至关重要。本研究提出一种基于热泵结合蓄热的金属氢化物热管理系统，以提升能量利用效率。该系统通过热泵回收吸氢过程产生的低品位热量，并将其升级为可用于释氢过程的高品位热量；蓄热单元则用于降低能耗，并在吸氢与释氢过程中快速提供所需热量。建立了热管理系统与金属氢化物反应器的耦合仿真模型，分析了在不同水温条件下系统的性能表现，包括水温与合金温度变...
解读: 该热泵-储热耦合氢储能热管理技术对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。金属氢化物储氢的吸放热特性与ST系列储能变流器的热管理需求高度契合:通过热泵回收吸氢过程低品位热并升级用于放氢,系统COP达5.4,较电加热提升470%,可显著降低PowerTitan等大型储能系统的温控能耗。该技术可启发阳光电源在...
基于I-V曲线成像与双流深度神经网络的光伏系统遮挡类型及严重程度诊断
Shading type and severity diagnosis in photovoltaic systems via I-V curve imaging and two-stream deep neural network
Zengxiang Hea · Hong Cai Chen · Shuo Shan · Yihua Hu 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.324
摘要 遮挡是光伏（PV）系统中最常见的异常现象之一，会导致功率损失和热点效应。目前大多数研究仅能实现遮挡检测，而无法进一步诊断遮挡的类型和严重程度。本文提出了一种结合I-V曲线成像与双流深度神经网络（DNN）的有效方法，用于诊断遮挡类型，并估计实际运行光伏系统中五种常见遮挡类型的严重程度。该方法首先对光伏组串的I-V曲线进行重采样，并转换至标准测试条件（STC），以消除数据尺度和环境因素对遮挡诊断结果的影响。随后，采用一种称为格拉米安角和场（Gramian angular summation f...
解读: 该阴影诊断技术对阳光电源SG系列光伏逆变器及iSolarCloud平台具有重要应用价值。通过I-V曲线成像与双流深度神经网络,可实现阴影类型识别与严重程度量化评估,弥补现有MPPT优化技术仅能检测异常但无法精准诊断的不足。建议将GASF时序成像与LSTM-CNN融合算法集成至智能运维平台,结合组串级...
定制氧化钴纳米结构以实现高光吸收和热化学储能性能
Tailoring cobalt oxide nanostructures for high light absorption and thermochemical energy storage performance
Tiantian Yan · Bachirou Guene Lougou · Boxi Geng · Boshu Jiang 等11人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.336
摘要 热化学储能因其在聚光太阳能系统中具有高能量密度和高效率，成为可持续储能领域极具前景的解决方案。氧化钴由于具备较高的储能容量和优异的循环稳定性，在热化学储能应用中尤为引人关注。然而，其性能受限于氧化还原过程中的热滞后现象以及还原与氧化反应之间显著的温度差。为应对这些挑战，本研究探讨了铜、锰和铁掺杂对氧化钴光吸收性能及储能特性的调控作用。采用溶胶-凝胶法制备了掺杂样品，并通过X射线衍射、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、热重分析与差示扫描量热法以及紫外-可见光谱等手段对其进行了全面表征。系统...
解读: 该热化学储能技术为阳光电源PowerTitan及ST系列储能系统提供了新型材料方向。铜掺杂钴氧化物的高能量密度(78%光吸收提升)和优异循环稳定性(20次循环),可启发我司开发高温储能模块,与现有电化学储能形成互补。其降低氧化还原热滞后的特性,对提升储能系统热管理效率具有参考价值,可应用于光热-光伏...
一种具有噪声抑制能力的LLC谐振变换器双脉冲开关模式
A Double Pulse Switching Pattern for LLC Resonant Converter With Noise Suppression Capability Under Extreme Light Load Operation
Ziang Li · Shuo Zhang · Zhaoyi Wang · Sheng Qu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
LLC 谐振变换器广泛应用于宽功率范围的场合。然而，当它们在极轻负载条件下应用时，其开关频率会比正常负载时高得多。因此，引入了间歇模式控制以降低高开关损耗并提高轻载效率。通过应用轨迹理论，实现了一种三脉冲开关模式，该模式达到了间歇模式策略的当前最高效率。然而，在极轻负载条件下（低于 10%），这种开关模式引入的间歇频率会远低于谐振频率，可能低于 20 kHz，从而导致严重的可听噪声。为解决这一问题，本文提出了一种双脉冲开关模式，该模式可确保更高的间歇频率，从而能在更宽的负载范围内消除可听噪声。本...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对LLC谐振变换器极轻载工况下的双脉冲开关策略具有重要的应用价值。在光伏逆变器和储能系统中，LLC谐振变换器广泛应用于DC-DC隔离变换环节，但在夜间、阴天或待机等极轻载场景下，传统控制策略面临开关频率过高导致的效率下降和可闻噪声问题，这直接影响用户体验和系统能效等级...
液化天然气在冷能储存不足条件下辅助液态空气储能系统启动中的新应用研究
A new application study of liquefied natural gas in assisting in the start-up of the liquid air energy storage system without sufficient cold storage energy
Yufei Zhoua · Hanfei Zhang · Shuo Liua · Jin Huang 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401
摘要 液态空气储能（LAES）是一种极具前景的大规模储能技术，其中冷能循环是其关键技术环节。然而，在LAES系统的初始启动阶段，或在长时间停机维护后的重启过程中，系统可能面临冷能储存不足的问题，而现有研究尚未充分解决在此类条件下如何建立冷能循环的难题。基于LAES系统的动态模型，本研究首先探讨了在无冷能储存的情况下，仅依靠空气节流冷却效应实现空气液化的启动过程及其性能表现。随后，提出了一种利用液化天然气（LNG）额外冷能辅助LAES系统在无冷能储存条件下启动的新方案，并建立了相应的评价指标体系，...
解读: 该LAES液空储能冷启动技术对阳光电源大规模储能系统具有重要借鉴价值。研究揭示的冷储能不足导致启动时间延长30倍的问题,与我司PowerTitan等大型储能系统面临的长期停机后重启挑战高度相关。LNG辅助冷启动方案将启动时间缩短至1/15.2,启发我司ST系列PCS可开发类似的辅助预热/预冷策略,通...
一种适用于宽电压和功率范围的双有源桥变换器多模式混合调制策略
A Multi-mode Hybrid Modulation Strategy for Dual Active Bridge Converter with Wide Voltage and Power Range
Jiahui Zhu · Ziang Li · Shuo Zhang · Peng Sun 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年8月
为了提高双有源桥（DAB）变换器的效率，人们提出了许多调制策略。然而，这些策略仅在相对较窄的运行条件范围内表现良好。为了提高DAB变换器在宽电压和功率范围内的效率，本文提出了一种多模式混合调制策略以降低电流应力。利用DAB变换器在重载条件下效率高于轻载条件下效率的特性，引入半桥（HB）调制将传输功率范围减半。根据DAB变换器中半桥调制和全桥（FB）调制的排列组合，共有四种运行模式：采用三移相（TPS）调制的全桥 - 全桥（FB - FB）模式、采用扩展移相（EPS）调制的全桥 - 半桥（FB -...
解读: 该多模式混合调制策略对阳光电源DC-DC变换器产品具有重要应用价值。在储能系统方面，ST系列储能变流器的DC-DC级可采用该策略实现宽电压范围（200-1000V）高效运行，特别是在电池SOC变化导致的电压波动场景下，通过自适应模式切换有效降低轻载时的回流功率损耗。在新能源汽车领域，车载OBC中的隔...