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一种具有增强功率和线性性能的AlN/Al_x_Ga1-_x_N/GaN梯度沟道HEMT
An AlN/Al_x_Ga1-_x_N/GaN graded channel HEMT with enhanced power and linearity performance
Xiang Du · Can Gong · Yue Hao · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
本文报道了一种基于AlN/Al_x_Ga1-_x_N/GaN梯度沟道结构的高电子迁移率晶体管（HEMT），旨在提升器件的功率与线性性能。通过在沟道层引入Al组分渐变的Al_x_Ga1-_x_N缓冲结构，并结合超薄AlN插入层，有效调控了二维电子气分布，增强了载流子输运特性，同时降低了短沟道效应。实验结果表明，该器件在保持高开关比的同时，显著提高了击穿电压、最大电流密度及跨导峰值。此外，线性跨导和栅极电容特性的改善有效提升了器件的线性度与高频稳定性。该梯度沟道设计为高性能射频与功率放大器应用提供了...
解读: 该梯度沟道GaN HEMT技术对阳光电源的功率变换产品具有重要应用价值。通过AlN/AlGaN梯度结构提升的击穿电压和电流密度特性,可显著提高SG系列逆变器和ST系列储能变流器的功率密度。改善的线性度和高频特性有助于优化车载OBC和充电桩的EMI性能。该器件在高压大功率应用场景下的优异开关特性,可支...
具有圆形电流限制和虚拟阻抗电流限制的下垂控制型构网逆变器的临界清除时间
Critical Clearing Time for Droop-Controlled Grid-Forming Inverters With Circular Current Limiting and Virtual Impedance Current Limiting
Xue Lyu · Wei Du · Sheik Mohammad Mohiuddin · Yunzhi Cheng · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年1月
临界清除时间是评估构网型（GFM）逆变器大信号稳定性的关键参数。电流限幅器的变化会显著影响逆变器在大扰动期间的暂态行为。本文提出了一种基于功角关系的方法，用于评估下垂控制的 GFM 逆变器在三相金属性短路故障场景下的故障恢复能力，同时考虑了圆形电流限幅器和虚拟阻抗法。高保真度仿真验证了所提出公式在估算 GFM 逆变器临界清除时间方面的准确性。
解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的构网型控制策略具有重要指导意义。临界清除时间分析可直接应用于优化产品的电流限幅设计：圆形电流限制与虚拟阻抗限流方案的对比研究，为ST储能变流器在电网故障时的暂态稳定性提升提供理论依据。建议在下垂控制型GFM模式中，根据不同应用场景...
用于含不确定风电的电力系统交流网络约束机组组合的两阶段自适应鲁棒模型
Two-Stage Adaptive Robust Model for AC Network-Constrained Unit Commitment in Power Systems With Uncertain Wind Power
Siqi Wang · Xin Zhang · Min Du · Wei Pei · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年2月
随着风电大规模接入电力系统，其固有的不确定性与波动性对系统运行安全构成严峻挑战。传统鲁棒优化方法仅考虑最恶劣场景，导致决策过于保守，且对交流网络约束考虑不足。为此，本文提出一种新型自适应鲁棒交流网络约束机组组合（AC-NCUC）模型，兼顾风电出力不确定性与交流网络安全。通过构建凸多面体不确定性集刻画风电不确定性，并可通过调节其规模控制决策保守性。结合Benders分解法与牛顿-拉夫森法求解该模型，获得最优调度方案。基于改进IEEE 6节点与RTS 79系统的仿真结果验证了所提方法的合理性与有效性...
解读: 该研究提出的自适应鲁棒AC-NCUC模型对阳光电源的储能系统和大型电站解决方案具有重要参考价值。其优化算法可应用于ST系列储能变流器的调度控制和PowerTitan系统的容量配置,提升系统经济性。特别是在风电不确定性场景下的交流网络约束处理方法,可用于完善储能系统的GFM控制策略,增强系统稳定性。该...
含风电渗透的信息物理电力系统连锁故障安全评估
Security Assessment of Cascading Failures in Cyber-Physical Power Systems with Wind Power Penetration
Xingye Xu · Kaishun Xiahou · Wei Du · Yang Liu 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年4月
本文提出一种高比例风电接入下的信息物理电力系统（CPPS）连锁故障安全评估方法。首先，建立考虑电力系统信息物理耦合及网络攻击风险的数学模型，并基于马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）方法构建风电随机模型。在此基础上，提出含风电接入的信息物理电力系统连锁故障模型。为提高连锁故障仿真的准确性，提出一种基于相位估计的线性潮流（PELPF）方法，该方法不仅能使计算精度与牛顿 - 拉夫逊法相当，还能显著提高计算效率并避免收敛问题。此外，基于PELPF方法构建了应对连锁故障中网络攻击的恢复控制模型。最后，引入两个...
解读: 该研究对阳光电源的储能与风电产品线具有重要参考价值。从技术层面，可直接应用于ST系列储能变流器的故障预警与安全防护系统，特别是在大型风储联合项目中的PowerTitan储能系统。研究提出的多阶段动态故障传播模型，有助于优化储能PCS的GFM控制策略，提升系统在高比例风电接入场景下的稳定性。同时，该安...
通过三维共封装和增强的dv/dt控制能力释放GaN/SiC级联器件的全部潜力
Unlocking the Full Potential of GaN/SiC Cascode Device With 3D Co-Packaging and Enhanced dv/dt Control Capability
Ji Shu · Jiahui Sun · Mian Tao · Yangming Du 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
为充分挖掘氮化镓高电子迁移率晶体管（GaN - HEMT）/碳化硅结型场效应晶体管（SiC - JFET）共源共栅器件的快速开关潜力，采用三维堆叠共封装结构来最小化寄生互连电感。这种结构具有降低开关损耗和抑制振荡的优点。配备三维共封装结构后，通过给低压氮化镓高电子迁移率晶体管引入一个额外的栅 - 漏电容 \(C_{GD - LV}\)，增强了氮化镓/碳化硅共源共栅器件的 \(dv/dt\) 控制能力。这个额外的 \(C_{GD - LV}\) 改善了输入控制栅电压与结型场效应晶体管栅电压之间的耦...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项GaN/SiC级联器件的3D协同封装技术具有重要的战略价值。该技术通过三维堆叠封装显著降低寄生电感，并引入额外栅漏电容实现精确的dv/dt控制，为我们的核心产品带来多重技术突破机遇。 在光伏逆变器领域，该技术可直接提升产品的功率密度和转换效率。快速开关能力意味着更低的...
单片集成氢终端金刚石场效应晶体管逻辑电路
Monolithically Integrated Hydrogen-Terminated Diamond FET Logic Circuits
Yuesong Liang · Wei Wang · Genqiang Chen · Fei Wang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年4月
逻辑电路是实现集成电路的基础。本文利用氢化金刚石制备了负载分别为电阻、增强型场效应晶体管（FET）和耗尽型FET的单片E/R、直耦E/E及E/D反相器逻辑电路，并测试其性能。结果表明，E/D逻辑电路在电压摆幅、增益、噪声容限和功耗方面显著优于E/R和E/E电路，在−10 V供电下实现−9.44 V的逻辑摆幅、15.5 V/V的电压增益、0.82/7.07 V的低/高噪声容限，静态功耗低于10⁻³ W，并可在高达200°C下正常工作，展现出金刚石智能功率集成电路的巨大潜力。
解读: 该氢终端金刚石FET逻辑电路技术对阳光电源功率器件及高温应用场景具有重要价值。金刚石器件200°C高温工作能力可应用于：1）ST储能系统功率模块，减少散热需求，提升功率密度；2）SG光伏逆变器高温环境适应性，降低冷却系统成本；3）车载OBC充电机，满足发动机舱高温工况。其E/D逻辑电路的高电压摆幅（...
一种用于直接下垂控制的构网型逆变器的两阶段限流控制策略
A Two-Stage Current Limiting Control Strategy for Direct-Droop-Controlled Grid-Forming Inverters
Sheik M. Mohiuddin · Wei Du · Xue Lyu · Jinho Kim 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月
本文针对直接下垂控制的电网形成（GFM）逆变器提出了一种具备故障穿越能力的两阶段限流控制策略。所提出的两阶段方法包括第一阶段和第二阶段的两个限流控制。在故障期间，第一阶段限流控制借助滞环控制，通过封锁绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的开关脉冲，立即将逆变器输出电流幅值钳位至其最大暂态限值。第二阶段限流控制利用有功和无功限流控制回路调节调制波形的幅值和角频率，从而将逆变器输出电流幅值限制在其稳态限值内。通过分两个阶段实施限流动作，该方法能够在故障发生后的几个脉宽调制（PWM）周期内有效限制过电流，并...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的两阶段电流限制策略对我们的构网型（GFM）逆变器产品线具有重要的技术参考价值。随着高比例新能源接入电网，构网型逆变器因其主动支撑电网的能力，正成为我们储能系统和光伏并网解决方案的核心技术方向。 该技术的创新点在于双重保护机制的协同设计：第一阶段通过滞环控制在...
通过超高温热泵集成提升液态空气储能系统效率
Efficiency enhancement of liquid air energy storage systems through ultra-high-temperature heat pump integration
Jiamin Du · Xindong Wang · Jiyun Liu · Junxian Li 等11人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.332
摘要 液态空气储能作为一种有前景的大规模储能技术正在兴起。该技术具有高能量密度和地理适应性强的优点，是电网削峰填谷的有效解决方案。然而，独立运行系统的往返效率通常仅为50%至60%，其中压缩热未能充分回收利用是导致效率偏低的关键因素。提高压缩热的利用率并提升膨胀过程中的再热温度，是改善系统性能的有效途径。本研究提出了一种创新系统，将超高温热泵单元与有机朗肯循环相结合，以应对上述挑战。该系统利用超高温热泵对压缩热进行品位提升，从而在能量释放阶段提高再热温度，解决了传统设计中普遍存在的再热温度偏低问...
解读: 该液态空气储能技术通过超高温热泵与有机朗肯循环集成,将往返效率提升至63.14%,为阳光电源PowerTitan等大规模储能系统提供重要参考。压缩热高效利用理念可应用于ST系列PCS的热管理优化,结合iSolarCloud平台实现余热回收监控。超高温热泵技术与阳光电源三电平拓扑、SiC功率器件的高效...
考虑新兴氢气纯化与燃料电池技术的氨制氢及发电路径的技术经济性分析
Techno-economic analysis of ammonia to hydrogen and power pathways considering the emerging hydrogen purification and fuel cell technologies
Du Wen · Xinyi Wei · Antonin Bruneau · Aris Maroonian 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.390
摘要 氨由于其高氢含量、易于运输以及成熟的生产基础设施，被视为一种有前景的氢载体和储能介质。本研究对氨制氢（A2H）和氨发电（A2P）路径进行了全面的技术经济性分析，比较了多种用于氢气生产和发电的工艺配置。高温氨裂解器（600 °C）的最大能效达到87.55%，最大㶲效率达到86.09%，优于低温裂解器（450 °C），后者能效范围为82.16%至86.75%。在氢气分离技术中，变温吸附（TSA）造成的效率惩罚最低，但成本最高；而变压吸附（PSA）虽然能耗更高，但其单位氢气平准化成本（LCOH）...
解读: 该氨氢转换技术为阳光电源储能系统开辟新应用场景。研究显示氨作为氢载体可实现跨区域能源运输,与ST系列PCS和PowerTitan储能系统形成互补:在可再生能源富集区,利用光伏制氢合成氨存储;在用能侧通过氨裂解制氢,结合燃料电池或氢燃气轮机发电。特别是高温裂解-SOFC集成系统效率达69.55%,度电...
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...