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通过过渡金属硫族化合物极化激元实现面向热光伏的近至远红外全向光谱调控
Near- to far-infrared omnidirectional spectral control of thermal emission via transition metal chalcogenide polaritonics for thermophotovoltaics
Qixiang Wang · Zhequn Huang · Heng Zhang · Yilin Feng 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127
本文提出利用过渡金属硫族化合物中的极化激元效应，实现从近红外到远红外波段的全向热辐射光谱调控。该方法通过精确设计材料的介电响应与表面模式耦合，显著增强特定波长范围内的热发射效率，同时抑制非辐射损耗。实验结果表明，该结构在宽角度范围内具有优异的光谱选择性和发射稳定性，适用于高效热光伏系统中的能量转换与管理，为中长波红外热辐射调控提供了新途径。
解读: 该热光伏光谱调控技术对阳光电源光热发电及综合能源系统具有前瞻价值。过渡金属硫族化合物极化激元实现的近-远红外全向发射调控，可应用于工业余热回收与热光伏转换场景，与SG系列逆变器配合构建新型热电联供系统。其宽角度光谱选择性技术可启发光伏组件热管理优化：通过选择性热辐射涂层降低组件工作温度，提升SG逆变...
具有超薄势垒结构的6英寸高压GaN基增强型HEMT：界面质量及其可靠性
6-in. high-voltage GaN-based E-mode HEMTs with ultrathin barrier structures: Interface quality and its reliability
Nan Sun · Ronghua Wang · Runxin Microelectronics Corporation · Wuxi China Resources Huajing Microelectronics Corporation 等6人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
本文报道了基于6英寸硅衬底的高压增强型GaN高电子迁移率晶体管（E-HEMT），采用超薄势垒层结构。通过优化界面控制与材料生长工艺，显著提升了异质结界面质量，有效降低了界面态密度并改善了二维电子气特性。器件表现出优异的击穿电压与导通电阻平衡特性，并在高温反向偏压应力下展现出良好的长期可靠性，界面退化机制被系统分析。该研究为高性能、高可靠GaN功率器件的规模化制造提供了技术支撑。
解读: 该研究的超薄势垒GaN E-HEMT技术对阳光电源的功率变换产品具有重要应用价值。6英寸晶圆规模化制造工艺可降低GaN器件成本,有利于在SG系列逆变器和ST系列储能变流器中推广应用。优化的界面质量和可靠性特性可提升产品在高温、高压工况下的稳定性,特别适合PowerTitan等大功率储能系统。器件优异...
分布式光伏系统抑制能源贫困的对等持股策略
Peer-to-Peer Shareholding Strategy for Distributed Photovoltaic Systems to Curb Energy Poverty
Jieyu Lei · Shibin Gao · Xiaoguang Wei · Tao Huang 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年11月
利用分布式光伏进行能源共享是缓解能源贫困的一个有前景的解决方案。然而，由于资金障碍、空间问题和监管挑战，设计能源供应替代方案的能源共享潜力尚未在实践中得到体现和实施。本文提出了一种用于有效硬件共享的公平能源共享模型，在该模型中，居民用户通过股权转移按需使用光伏硬件，共享光伏所发的电力通过点对点（P2P）交易和本地微电网市场进行共享。为了实现居民用户利润最大化，提出了一个兼顾能源和经济效益的协同优化模型。基于IEEE 33节点系统的数值模拟结果表明，所提出的机制可使光伏总体利用率提高15%，并使居...
解读: 该对等持股与能源共享机制对阳光电源iSolarCloud云平台和SG系列分布式光伏逆变器具有重要应用价值。研究提出的去中心化产权结构与智能合约自动分配模式，可直接集成到iSolarCloud平台，开发社区光伏共享功能模块，实现多用户投资、发电量监测与收益自动结算。对于SG系列逆变器，可增强其数据采集...
多并网变流器系统中脆弱节点的识别及控制参数灵敏度分析
Identification of Vulnerable Nodes and Sensitivity Analysis of Control Parameters for Multiple Grid-Connected Converter Systems
Zhenxiang Liu · Yanbo Chen · Zhi Zhang · Jiahao Ma 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年12月
高比例可再生能源接入电网引发的稳定性问题已成为制约其消纳并威胁电力系统安全运行的关键因素。针对系统静态工作点变化导致稳定裕度剧烈波动的场景，现有理论在判别与补偿方面仍显不足。本文基于小信号稳定性分析方法，提出一种考虑变流器动态响应特性与静态工作点偏移的多并网变流器系统脆弱节点定位方法。首先建立含无源母线的频域负反馈模型，进而推导主动节点控制参数的灵敏度函数及脆弱节点量化指标，最后提出面向主动节点与无源母线的综合补偿方案。算例分析表明，该方法对提升系统稳定性设计与运行规划具有显著价值。
解读: 该脆弱节点识别与参数灵敏度分析技术对阳光电源多机并联场景具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统中，多台ST系列变流器并网时，可通过该方法识别系统薄弱环节，优化控制参数配置，提升静态工作点变化时的稳定裕度。对于集中式光伏电站的SG系列逆变器集群并网，该技术可指导构网型GFM与跟网型GFL...
用于高效光伏热管理的水泥基复合材料增强被动辐射冷却
Enhanced passive radiative cooling of cementitious composites for efficient photovoltaic thermal management
Yang Hua · Tong Guoa · Xingyu Qua · Tengfei Xub 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.344
摘要 在建筑一体化光伏（BIPV）系统中，热管理仍然是一个关键挑战，运行温度的升高会显著降低光电转换效率。本研究系统地探讨了掺入单组分（α-Al₂O₃、BaSO₄ 或 CaCO₃）和双组分被动日间辐射冷却（PDRC）颗粒的水泥基复合材料，其替代水泥的比例分别为30%和60%。材料表征与性能分析结果表明，当α-Al₂O₃和BaSO₄以各30%的比例共同替代水泥时，该双组分体系表现出最优的被动冷却性能，太阳反射率达到94.54%，中红外发射率达到96.41%。当该复合材料与光伏面板集成使用时，可使光...
解读: 该被动辐射冷却水泥复合材料技术对阳光电源BIPV光伏系统具有重要应用价值。通过α-Al2O3和BaSO4双组分体系可降低组件运行温度16.54K,提升发电效率7.87%,与我司SG系列逆变器的MPPT优化技术形成协同效应。该无源冷却方案可集成到分布式光伏电站建筑载体中,配合iSolarCloud平台...
基于双极限齐次性的分布式二次控制用于受非均匀时延和执行器饱和影响的交流微电网
Distributed Secondary Control Based on Bi-Limit Homogeneity for AC Microgrids Subjected to Non-Uniform Delays and Actuator Saturations
Qingde Wang · Sunhua Huang · Linyun Xiong · Yang Zhou 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年4月
频率与电压是交流微电网中最关键的运行指标。针对存在非均匀通信时延和执行器饱和的交流微电网，本文提出一种基于双极限齐次性的分布式二次控制策略，实现频率恢复、平均电压调节及分布式电源间的有功与无功功率精确分配。通过引入基于历史控制输入的状态变换方法处理非均匀时延，并利用双曲正切函数逼近非光滑饱和特性，设计抗饱和固定时间控制器。结合构造的辅助双极限齐次系统，证明了闭环系统在执行器饱和约束下的固定时间稳定性。仿真结果表明，所提方法在频率/电压恢复及功率均分方面具有优越的鲁棒性与灵活性。
解读: 该双极限齐次性分布式控制技术对阳光电源PowerTitan储能系统和微电网ESS集成方案具有重要应用价值。针对多台ST系列储能变流器并联运行场景，该方法可有效解决通信网络非均匀时延和功率调节饱和问题，提升频率/电压恢复速度和功率均分精度。固定时间收敛特性可优化构网型GFM控制策略的暂态响应，抗饱和设...
基于混合功率同步的对称电网故障下跟网型逆变器暂态稳定性增强控制
Hybrid Power Synchronization Based Transient Stability Enhanced Control for Grid-Forming Inverters Under Symmetrical Grid Fault
Pengfei Sun · Zhen Tian · Xiaoming Zha · Meng Huang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
电流限幅器可有效抑制跟网型（GFM）逆变器的过电流，但可能导致系统失去稳定平衡点（SEP），从而引发动态失稳。本文提出一种基于混合功率同步机制的暂态稳定性增强控制策略，通过动态调节有功与无功功率同步环路，提升故障期间系统的暂态稳定性。该方法在保持电流约束的同时，增强系统在对称电网故障下的恢复能力，确保快速重返稳定平衡点。仿真结果验证了所提策略的有效性。
解读: 该混合功率同步暂态稳定增强技术对阳光电源构网型产品具有重要应用价值。针对ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统，该技术可解决电流限幅器导致的动态失稳问题，通过动态调节有功/无功功率同步环路，在对称故障下保持稳定平衡点，提升系统故障穿越能力。这为阳光电源GFM控制策略提供优化方向：可在现...
一种基于FCS-MPC的无阈值牵引逆变器开路故障诊断方法
An FCS-MPC-Based Threshold-Free Diagnosis Method for Open-Circuit Faults in Traction Inverters
Hongwei Tao · Yunquan Song · Zhen Huang · Yunjun Yu · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
针对牵引系统中两电平逆变器常见的开路故障，提出一种基于有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）的无阈值故障诊断方法。通过分析正常与故障工况下的代价函数估计值生成残差序列，遍历该序列获取最小残差以定位故障，并引入残差变化率进行故障结果的二次确认。该方法无需设定阈值，也无需额外硬件。实验结果表明，该方法在参数失配情况下具有较强鲁棒性，可在八分之一个电周期内准确诊断开路故障，验证了其有效性和可行性。
解读: 该无阈值开路故障诊断技术对阳光电源储能变流器和新能源汽车产品线具有重要应用价值。针对ST系列储能变流器和PowerTitan系统，该方法可在八分之一电周期内快速诊断IGBT开路故障，无需额外传感器即可提升系统可靠性，降低硬件成本。对于车载OBC和电机驱动产品，基于FCS-MPC的诊断方法与现有控制策...
可重构配电网中对等交易的分布式协同方法
Distributed Collaboration Method for Peer-to-Peer Transactions in Reconfigurable Distribution Network
Chenggang Mu · Tao Ding · Yuhan Huang · Shanying Zhu 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年12月
对等（P2P）能源交易有助于在主动配电网中共享和利用分布式能源。然而，P2P交易的时变特性使其受限于固定网络拓扑，易导致线路拥塞或电压越限。为此，本文提出一种P2P交易与配电网重构（DNR）协同的双层框架。下层由产消者通过P2P电能交易挖掘需求侧灵活性；上层由配电系统运营商（DSO）通过多时段DNR最小化网损并提升电网安全。DSO构建含开关的交流潮流模型，并引入基于图论的启发式开关约束以优化运行。此外，设计了一种二进制变量缩减的双层迭代分布式算法，理论证明了其收敛性。算例验证了该模型在市场均衡、...
解读: 该分布式P2P交易与配电网重构协同技术对阳光电源ST系列储能系统和iSolarCloud平台具有重要应用价值。研究提出的双层优化框架可直接应用于PowerTitan储能系统的能量管理策略：下层P2P交易机制可集成到储能变流器控制算法中，实现用户侧储能的灵活交易和需求响应；上层DNR优化可增强iSol...
储能集成配电网在双向功率流动模式下的协调电压调节策略
Coordinated Voltage Regulation Strategy for an Energy Storage Integrated Distribution Network in Bidirectional Power Flow Mode
Xinjie Huang · Sidun Fang · Tao Niu · Guanhong Chen 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年7月
可再生能源（RESs）在配电网（DNs）中的高渗透率导致输电网（TNs）与配电网之间频繁进行功率交换，使电压控制变得更加困难。为解决这一问题，本文提出了一种针对不同可再生能源渗透率水平的协调电压调节策略。首先，建立了双向变压器模型，用于量化在面对双向潮流时的电压控制特性。其次，开发了一种考虑环境温度对电池影响的储能系统（ESS）管理模型，该模型作为电压特性的关键调节手段。最后，根据可再生能源渗透率水平提出了多级协调调节策略，以缓解双向潮流模式下的电压波动。基于IEEE - 33系统的仿真分析表明...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的双向潮流下配电网协调电压调控策略具有重要的技术参考价值和应用前景。 **业务契合度分析**：论文聚焦的核心问题——高比例新能源接入导致的双向潮流和电压波动，正是阳光电源储能系统和光伏逆变器产品面临的实际应用场景。研究提出的储能系统（ESS）作为关键调控手段，与...
基于隐马尔可夫跳变系统的异步滑模观测器逆变器供电系统鲁棒控制
Hidden Markov Jump System Based Robust Control of Inverter-Fed Power Systems With Asynchronous Sliding Mode Observer
Linyun Xiong · Sunhua Huang · Penghan Li · Ziqiang Wang 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年7月
电力系统需要具备一定的抵御自然灾害引发的故障的恢复能力。电力系统中重大故障的出现将显著改变网络拓扑结构，从而导致不可预测的系统动态特性，而现有模型难以对其进行描述，传统控制方案也难以应对。因此，本文提出了一种基于隐马尔可夫跳变系统（HMJS）的新型鲁棒控制方案，用于在重大故障情况下稳定电力系统以提供临时服务，其中利用 HMJS 模型来描述系统拓扑结构及其动态特性的随机切换。在此过程中，采用异步滑模观测器（ASMO）来处理系统状态与控制器状态不同步的问题。随后，提出了一种基于观测器的滑模控制器（O...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于隐马尔可夫跳变系统的鲁棒控制技术具有重要的战略价值。该技术针对电网重大故障场景下的拓扑突变问题，提出了异步滑模观测器与控制器协同方案，这与我司在高比例新能源并网场景下面临的核心挑战高度契合。 在光伏逆变器领域，该技术可显著提升我司产品在电网故障穿越（LVRT/HV...
钢铁工业在实时需求响应中的能源与环境性能研究：以热轧过程为例
Energy and environmental performance of iron and steel industry in real-time demand response: A case of hot rolling process
Xinmin Liu · Wenqiang Sun · Tiantian Chen · Xiaoyuan Xu 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.389
摘要 可再生能源的大规模并网给电力系统的灵活稳定运行带来了新的问题与挑战。基于需求侧资源的新型电网调节模式已成为工业发展的重要趋势。钢铁等工业场所耗电量巨大，具备显著的需求响应（DR）潜力。然而，工业负荷的实时调节能力尚未得到清晰量化，且由于能源与环境因素的影响，工业部门参与需求响应的积极性较低。为弥补上述研究空白，本文聚焦钢铁工业中的热轧过程，提出一种评估模型以量化其实时需求响应潜力。通过对热轧过程在需求响应期间的能源与环境性能进行分析，制定了在加热炉待机期间减少工艺气体供应和降低二氧化碳排放...
解读: 该研究揭示钢铁行业热轧工序具备16MW级实时需求响应潜力,为阳光电源PowerTitan储能系统和ST系列PCS在工业负荷侧应用提供新场景。可结合iSolarCloud平台开发工业DR智能调度算法,通过GFM控制技术实现毫秒级功率响应,配合绿电消纳降低碳排放。建议针对高耗能工业开发定制化储能解决方案...
基于改进模拟退火算法的三维曲面光伏模块在非均匀光照条件下的动态重构方法与性能优化
Dynamic reconfiguration method and performance optimization of 3D curved photovoltaic modules under non-uniform illumination conditions based on improved simulated annealing algorithm (ISAA)
Jingyong Cai · Jianxiao Fanga · Mengyao Liang · Zhengrong Shi 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.393
三维曲面光伏（PV）模块可在建筑立面、车辆和可穿戴设备等不规则表面上实现灵活集成，但在非均匀辐照和电流失配条件下会面临严重的功率损失。本研究提出一种改进的模拟退火算法（ISAA），用于6×6曲面光伏模块的实时电气拓扑重构。该ISAA重构方法将面级辐照度反馈嵌入退火搜索过程，将全局最优电流失配指数引入其接受准则以克服局部最优问题，并执行并行、无参数的电池交换试验以实现快速收敛。本文在多种光照分布条件下对比了ISAA、TCT和SDS三种重构方法的性能，并评估了其在动态辐照环境中的适应能力。结果表明，...
解读: 该三维曲面光伏动态重构技术对阳光电源SG系列逆变器的MPPT优化算法具有重要启发价值。ISAA算法通过实时电气拓扑重构应对非均匀光照,其全局最优电流失配指数和快速收敛特性可融入我司多路MPPT控制策略,特别适用于建筑光伏(BIPV)、光储充一体化电站等复杂遮挡场景。该方法可减少52%失配损耗、提升4...
考虑NWP风速误差容忍度的功率预测：一种在风速偏差场景下提升短期风电功率预测精度的策略
Power prediction considering NWP wind speed error tolerability: A strategy to improve the accuracy of short-term wind power prediction under wind speed offset scenarios
Mao Yang · Yunfeng Guo · Tao Huang · Wei Zhang · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 短期风电功率预测对于风电参与日前调度具有重要意义。然而，不可避免的数值天气预报（NWP）误差给高精度风电功率预测带来了严峻挑战，尤其是在功率峰谷时段，极端误差尤为显著。针对这一问题，本文提出了一种考虑风速偏差场景及加权改进偏差损失函数（WIOLF）的短期风电功率预测精度提升策略。该方法引入多层级有向无环图结构以识别风速偏差场景，并采用带有梯度惩罚的Wasserstein生成对抗网络（WGAN-GP）解决样本不平衡问题。在功率预测部分，将WIOLF集成至时间卷积网络（TCN）与多头自注意力机...
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。针对NWP风速误差导致的功率预测偏差,可应用于ST系列PCS的智能调度策略优化。通过风速偏移场景识别与WGAN-GP样本平衡技术,能提升PowerTitan储能系统在风储联合调度中的日前计划准确性。TCN-MHSA组合模型的加权损失函数思路,可借...
双极性直流配电网中面向偏远居民社区的分层优化运行
Hierarchical optimal operation for bipolar DC distribution networks with remote residential communities
Qianggang Wang · Yiyao Zhou · Bingxin Fan · Jianquan Liao 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378
摘要 为了促进可再生能源的无缝集成，双极性直流配电网（Bi-DCDNs）已在多个领域得到广泛应用，包括深圳未来大厦、波音787飞机以及新加坡的直流LED照明系统。Bi-DCDNs集成了多种灵活设备，以提升经济性和安全性。然而，目前尚缺乏一个综合协调框架来考虑这些灵活设备之间调控特性的异质性。为此，本文提出了一种针对Bi-DCDNs中灵活设备的分层协调框架。具体而言，上层模型考虑直流变压器（DCT）在不同运行模式下的操作差异，以确定最优切换方案从而降低损耗；下层模型则协调DCT、储能系统（ESSs...
解读: 该双极直流配网分层优化技术对阳光电源ST系列储能变流器和户用光伏系统具有重要应用价值。论文提出的DCT多模式协调、储能系统与电气弹簧联合调控框架,可直接应用于PowerTitan储能系统的电压质量优化和损耗管理。分层控制架构与阳光电源iSolarCloud平台的智能调度逻辑高度契合,特别是在偏远社区...
双面光伏组件在局部遮阴条件下复合发电模型的开发
Development of a compound power generation model for bifacial photovoltaic modules under partial shading conditions
Qiangzhi Zhang · Yimo Luo · Tao Mac · Shuhao Wanga 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.400
摘要 双面光伏（bPV）组件由于自遮挡、相互遮挡以及外部遮挡，导致其正面和背面接收到的太阳辐照度分布不均，从而影响其性能与可靠性。因此，在局部遮阴条件（PSC）下建立精确的功率模型至关重要。现有的bPV组件发电模型通常基于双面因子，未能考虑被遮挡与未被遮挡太阳电池区域之间的电流失配问题，以及正背面电气性能的动态变化，这两方面因素均会导致发电量的高估。为克服上述局限性，本文提出了一种新型复合发电模型，该模型构建了双电流源子模型（DCSM）以考虑太阳电池的失配效应，并采用并联等效电路子模型（PECM...
解读: 该双面组件复合功率模型对阳光电源SG系列光伏逆变器的MPPT优化具有重要价值。传统模型在遮挡工况下误差超60%,新模型通过双电流源子模型和并联等效电路精准捕捉电池失配与动态特性,误差降至5%以内。可应用于iSolarCloud平台的发电预测算法,优化1500V系统在复杂遮挡场景下的多路MPPT策略,...
客座编辑特刊：面向零排放电动交通的电机驱动先进技术
Guest Editorial Special Issue on Advanced Technologies of Motor Drives for Zero-Emission E-Mobility
Yunwei Ryan Li · Wei Hua · Luca Zarri · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
为实现《巴黎协定》将全球温升控制在2°C以内的目标，电动交通（e-mobility）迅速发展。然而，其电机驱动系统所耗电能仍部分来自化石能源，因此提升驱动系统能效成为实现净零排放的关键。本期特刊聚焦电机驱动在新材料、谐波抑制、电磁干扰抑制、智能控制、故障容错、能量管理及系统设计等方面的前沿进展，收录43篇高质量论文，涵盖提高能效的多种技术路径，推动电动交通可持续发展。
解读: 该特刊聚焦的电机驱动先进技术对阳光电源新能源汽车产品线具有直接应用价值。其中SiC/GaN器件应用、三电平拓扑技术可直接优化车载OBC充电机和电机驱动系统的功率密度与效率；PWM控制、SVPWM及模型预测控制MPC等智能控制算法可提升电机驱动精度和动态响应；谐波抑制与EMI抑制技术可改善充电桩的电能...