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通过多物理场发光成像显微技术实现氮化镓微米级发光二极管侧壁缺陷的高分辨率可视化
High-resolution visualization of sidewall defects in gallium nitride micro light-emitting diode via multi-physical field luminescence imaging microscopy
Jinjian Yan · Zhuoying Jiang · Linjue Zhang · Mengyu Chen · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127
本研究提出一种基于多物理场耦合的发光成像显微技术，实现了氮化镓微米级发光二极管（μLED）侧壁缺陷的高分辨率可视化。通过结合电致发光、阴极发光及应变场分布成像，精确识别了刻蚀过程中引入的非辐射复合中心与晶格损伤区域。该方法可有效关联器件局域电学与光学特性退化与侧壁缺陷的分布特征，为空间分辨缺陷表征提供了新途径，并为提升μLED器件性能与可靠性提供了重要依据。
解读: 该μLED缺陷表征技术对阳光电源GaN功率器件的质量控制和可靠性提升具有重要参考价值。通过多物理场发光成像显微技术，可以精确识别GaN器件制造过程中的缺陷，这对提升SG系列逆变器和ST系列储能变流器中GaN功率模块的性能至关重要。特别是在高频化设计和高功率密度应用场景下，该技术有助于优化GaN器件的...
面向主观不确定性的能源存储共享动态租赁框架
Subjective-uncertainty-oriented dynamic renting framework for energy storage sharing
Yan Hea · Jiang-Wen Xiao · Yan-Wu Wang · Zhi-Wei Liu 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378
近年来，共享式储能因能够缓解分布式可再生能源间歇性所导致的供需不平衡问题而受到广泛关注。考虑到产消者在面对不确定性时的主观感知，本文提出了一种新的动态竞争性按需租赁框架，用于储能容量（ESC）共享，旨在提高储能利用率、增加储能运营商（ESO）的收益并降低产消者的成本。在该框架中，引入了一种基于需求的动态容量定价机制，将ESO与产消者之间的关系建模为斯塔克尔伯格博弈（Stackelberg game），并在产消者之间建立广义纳什均衡（GNE）问题。ESO决定动态容量定价机制，而产消者则根据自身需求...
解读: 该动态储能共享框架对阳光电源PowerTitan储能系统和ST系列PCS具有重要应用价值。通过引入前景理论建模用户主观不确定性感知,可优化iSolarCloud平台的储能容量动态定价策略,提升储能利用率24.07%和收益13.73%。该框架的Stackelberg博弈机制可集成到阳光电源储能EMS系...
模拟季节性热储能的季节性动态在可再生能源系统全年调度中的应用
Modeling seasonal thermal storage dynamics in the year-round scheduling of renewable energy systems
Haiyang Jiang · Jiajun Luo · Yan Guo · Ershun Du 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.379
摘要 季节性热储能（STS）能够以热能形式长期储存可再生能源，从而有效缓解可再生能源供应与热负荷需求之间的季节性不匹配问题。本文建立了基于水体的STS温度分布模型，并考虑了储罐周围土壤隔热效应的影响。考虑到常用的荷电状态（SOC）模型在可再生能源系统调度问题中无法详细描述随时间变化的热损失过程，本文提出了一种温度场修正方法，用于校正调度结果。通过在Garver 6节点系统和HRP-38系统上开展三个案例研究，验证了所提方法相较于SOC模型在管理STS方面的更高精度。由于对热损失过程进行了更详细的...
解读: 该季节性热储能调度技术对阳光电源储能系统具有重要价值。论文提出的温度场修正方法可优化ST系列PCS的长周期储能调度策略,特别是在PowerTitan等大型储能系统中,通过精确建模热损耗动态过程,可提升可再生能源消纳率、降低弃电。该方法可集成至iSolarCloud平台,实现跨季节能量管理优化,为热电...
选择有效的NWP集成方法以实现基于深度学习的光伏功率预测
Selecting effective NWP integration approaches for PV power forecasting with deep learning
Dayin Chenab · Xiaodan Shie · Mingkun Jiang · Shibo Zhuab 等8人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.301
准确预测光伏发电功率对于可靠的能源调度和系统运行至关重要。尽管深度学习模型在该领域已展现出强大的能力，但如何有效地将数值天气预报（NWP）数据融入此类模型仍然是一个具有挑战性的问题。在本研究中，我们提出并系统评估了五种不同的NWP集成策略——分别称为方法1至方法5——以提升光伏发电预测性能。这些方法在14种代表性模型和四个预测时间范围（4、24、72和144步）上进行了测试，涵盖了短期、中期和长期预测场景。实验结果表明，每种集成方法的有效性取决于模型结构和预测时间范围。特别是，在短期预测中，方法...
解读: 该研究系统评估了五种NWP数值天气预报与深度学习模型的集成策略,对阳光电源iSolarCloud智慧运维平台的光伏功率预测模块具有直接应用价值。研究发现Method 5适配LSTM短期预测、Method 4适配Transformer长期预测的结论,可优化SG系列逆变器的发电预测算法。精准的多时间尺度...
计及频率安全约束的输配一体化系统两阶段鲁棒机组组合
Incorporating Frequency Security Constraints in Two-Stage Robust Unit Commitment of Integrated Transmission and Distribution System
Rufeng Zhang · Yanjing Chen · Kefei Yan · Zhengmao Li 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年7月
随着高比例可再生能源的接入，输电与配电系统独立运行难以实现优化调度并保障频率安全。为此，本文提出一种计及频率约束的两阶段鲁棒机组组合（TRO-FCUC）模型。考虑分布式能源（DERs）在惯性响应和一次频率响应中的调节能力，构建了基于热电机组、风电场与DERs协同作用的动态频率约束。基于不确定性集合，建立TRO-FCUC模型，并采用列与约束生成（C&CG）算法结合强对偶理论，将其转化为混合整数二阶锥规划（MISOCP）模型进行迭代求解。算例分析表明，输配系统协同运行可充分挖掘DERs的调频潜力，在...
解读: 该输配一体化频率安全约束技术对阳光电源ST系列储能系统和SG光伏逆变器产品线具有重要应用价值。研究提出的DERs惯性响应与一次调频协同控制策略，可直接应用于PowerTitan储能系统的频率支撑功能优化，通过虚拟同步机VSG技术实现快速惯性响应。两阶段鲁棒优化方法为iSolarCloud平台的输配协...
考虑电解液汽化的280Ah LiFePO4棱柱形电池热失控行为的实验与建模研究
Experimental and modeling study on thermal runaway behaviour of 280Ah LiFePO4 prismatic batteries considering electrolyte vaporization
Peiben Wanga1 · Lishuo Liub1 · Chengshan Xuc · Wenyu Dongd 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.342
摘要：LiFePO4电池常用于储能电站，其潜在的热失控行为对这些电站的安全构成威胁。大容量LiFePO4电池的热失控行为表现出三维传播特性，而电解液的沸腾使电池内部的传热行为更加复杂，阻碍了高热安全性电池的设计。本文通过模型量化并可视化了电解液的吸热汽化过程及传热行为。开展了包括产热、产气、内部压力、电解液相变、泄压口质量流速以及排气气体成分在内的综合性试验，为模型提供了输入参数。在模型与实验结果的对比中，电池前表面温度的决定系数为0.9258，后表面温度的决定系数为0.9046。安全阀开启后，...
解读: 该研究对阳光电源PowerTitan储能系统及ST系列PCS的热安全设计具有重要价值。280Ah磷酸铁锂电池热失控三维传播特性及电解液气化吸热模型,可直接应用于我司大容量储能电站的热管理优化。研究量化的安全阀开启后7°C温差数据,为电池模块隔热设计提供精确参数,助力提升PowerTitan液冷系统的...
基于双向变换器的部分功率转换与串联电压补偿法抑制二阶纹波功率
Bidirectional Converter-Based Second-order Ripple Power Suppression With Partial Power Conversion and Series Voltage Compensation Method
Fan Yang · Zuoqian Zhang · Xiaowen Jiang · Heqi Liang 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年8月
针对单相交直流电力系统，提出了一种基于串联电压补偿和部分功率变换双向直流/直流变换器的二阶纹波功率抑制电路。串联电压补偿结构由一个无源电容和一个基于双向直流/直流变换器的有源电容组成。有源电容和无源电容的电压均在宽范围内波动，以抑制二阶纹波功率，同时减小解耦电容的体积和尺寸。有源电容对无源电容的电压波动进行补偿，从而使交直流变换器的总输出电压实现低纹波。由于基于双向直流/直流变换器的有源电容仅处理部分纹波功率，因此降低了双向变换器的额定功率和损耗。为补偿双向变换器的功率损耗，在功率因数校正变换器...
解读: 该二阶纹波抑制技术对阳光电源储能与光伏产品具有重要应用价值。在ST系列储能变流器中，单相并网场景下的二阶纹波（100/120Hz）会增大直流侧电容应力，该方案通过部分功率转换和串联补偿可显著降低电容容量需求，提升PowerTitan系统功率密度。对于SG系列单相光伏逆变器，该技术可减小直流母线电容体...
释放区域间惯性灵活性：一种考虑不确定性的HVDC互联系统增强型紧急频率响应方案
Unlock the Inter-Area Inertia Flexibility: An Enhanced Emergency Frequency Response Scheme for HVDC-Interconnected Systems with Uncertainty
Sufan Jiang · Qinran Hu · Tao Qian · Yan Wen · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年5月
随着波动性可再生能源渗透率的提升，电力系统惯性不足对高压直流输电（HVDC）互联系统的频率稳定性构成严峻挑战。为此，本文提出一种增强型紧急频率响应（EEFR）方案，通过利用HVDC的灵活性激励跨区域频率响应资源，并设计了区域间惯性市场机制。该方案面向低概率极端事件提升系统韧性，利用直流换流器瞬时调节电磁功率以补偿突发功率失衡，实现区域间惯性的系统化分配。首次将EEFR嵌入机会约束机组组合（CCUC）模型，通过证明凸性并推导对偶形式获得Benders可行性割平面。为兼顾隐私保护与分布式求解，设计改...
解读: 该HVDC互联系统紧急频率响应技术对阳光电源储能与光伏产品具有重要应用价值。针对PowerTitan大型储能系统，可借鉴其机会约束机组组合模型优化储能参与频率响应的调度策略，通过ADMM分布式算法实现多站点协同控制；对于构网型GFM储能变流器，可参考其区域间惯性灵活性调配机制，增强虚拟同步机VSG的...
一种物理信息辅助的深度强化学习方法用于大规模TSV阵列的信号与电源完整性优化
A Physics-Assisted Deep Reinforcement Learning Methodology for Signal and Power Integrity Optimization of Large-Scale TSV Arrays
Bingheng Li · Ling Zhang · Hanzhi Ma · Li Jiang 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年5月
高带宽内存（HBM）中硅通孔（TSV）阵列的信号完整性（SI）和电源完整性（PI）优化对于提高系统可靠性至关重要。然而，以往的研究大多侧重于单独的 SI 或 PI 优化，尚未实现具有良好收敛性的 SI/PI 优化。基于 TSV 阵列 SI/PI 优化的物理机制，本文提出了一种新颖的物理辅助深度强化学习（DRL）方法。开发了一种分治策略来处理大规模 TSV 阵列。利用物理机制设计 DRL 方法的细节，从而将不同的优化场景（SI 优化、PI 优化和 SI/PI 协同优化）统一到一个单一的过程中，设计...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于物理辅助深度强化学习的硅通孔（TSV）阵列信号与电源完整性优化技术，对我们的高功率密度产品开发具有重要参考价值。 在光伏逆变器和储能变流器领域，功率半导体模块的集成度不断提升，多芯片封装和3D集成技术正成为提高功率密度的关键路径。该论文针对高带宽存储器中TSV阵列...
通过瞬态热表征理解短路应力下GaN HEMT位错缺陷的作用
Understanding the Role of Dislocation Defects of GaN HEMT under Short-Circuit Stress Through Transient Thermal Characterization
Xi Jiang · Yue Wu · Song Yuan · Xiangdong Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
摘要：氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）器件在高母线电压条件下承受反复短路（SC）应力后容易迅速失效。衬底界面处的位错缺陷在引发器件退化和热击穿失效方面起着关键作用。然而，短路应力下位错缺陷的形成机制及其对氮化镓高电子迁移率晶体管短路能力的影响仍不明确。本文提出一种基于瞬态热阻表征的新方法，用于监测氮化镓高电子迁移率晶体管器件内部位错缺陷的演变。同时，建立了一个热模型来阐明位错缺陷对器件热特性的影响。通过分析短路应力前后氮化镓高电子迁移率晶体管的结构函数，将先前难以察觉的缺陷累积转化...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于GaN HEMT器件短路应力下位错缺陷演化的研究具有重要的战略价值。GaN功率器件因其高开关频率、低导通损耗和高功率密度特性，正逐步成为我司光伏逆变器和储能变流器的核心功率开关选择，特别是在高压大功率应用场景中。 该研究揭示的位错缺陷累积机制直接关系到产品可靠性这...
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...
基于深度学习与遥感的城市土地分类对光伏潜力的分析
PV potential analysis through deep learning and remote sensing-based urban land classification
Hongjun Tan · Zhiling Guo · Yuntian Chen · Haoran Zhang 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.387
城市土地在商业、居住、草地及其他行政分区中的利用情况将影响可再生能源基础设施（如光伏板）的可用安装面积。将土地利用类型纳入光伏潜力评估对于优化空间配置、贴近能源需求中心以及提升系统效率至关重要。为解决以往研究忽视城市土地利用问题的局限性，本文提出一个融合遥感数据与深度学习方法的框架，实现八类细粒度和三类粗粒度的土地利用分类。该框架针对每种土地利用类型计算其可安装光伏系统的面积，并结合2023年年均太阳辐照量评估其发电潜力。案例研究表明，德国海尔布隆（Heilbronn）地区的土地适合地面光伏安装...
解读: 该研究基于深度学习和遥感数据的城市土地分类与光伏潜力评估框架,对阳光电源SG系列逆变器和iSolarCloud平台具有重要应用价值。通过精细化土地利用分类(商业、住宅、未利用地等),可优化地面光伏与屋顶光伏的配置策略。研究中不同地类的单位面积发电潜力差异,可指导阳光电源1500V系统和MPPT优化技...
一种用于风力涡轮机应用中精确预测三维时空风场的新型频域物理信息神经网络
A novel frequency-domain physics-informed neural network for accurate prediction of 3D spatio-temporal wind fields in wind turbine applications
Shaopeng Li · Xin Li · Yan Jiang · Qingshan Yang 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.386
摘要 风能是全球关键的清洁能源之一。风力涡轮机的结构安全性和动力响应分析在很大程度上受到其所在位置风速数据可获得性与精度的影响。然而，气象观测站分布稀疏，通常难以获取高分辨率的空间风速数据，因此需要采用条件模拟方法来补充低分辨率的观测数据。本研究针对这一挑战，提出了一种频域物理信息神经网络（FD-PINN），该方法利用频域信息，旨在实现对风力涡轮机三维（3D）时空风场的精准预测。该方法构建了一个深度神经网络，并将其与关键物理模型相结合，包括风谱、风场相干函数以及风速廓线。通过融合这些物理先验知识...
解读: 该频域物理信息神经网络技术对阳光电源风电变流器及新能源场站具有重要价值。通过高精度3D时空风场预测,可优化SG系列风电变流器的功率预测算法和主动抗扰控制策略,提升MPPT效率。结合iSolarCloud平台,该深度学习方法可增强风光储混合电站的预测性维护能力,优化储能系统ST系列PCS的充放电策略。...
基于熵产理论的PSO-BP优化PAT能量效率的改进方法
An improved method of applying PSO-BP to optimize PAT energy efficiency based on entropy production theory
Wentao Xu · Li Cheng · Yuna Cui · Hongqin Yan 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.327
泵作透平（Pump as turbine, PAT）是一种集水泵与水轮机功能于一体的综合装置，也是优良的抽水蓄能设备之一。几何导流结构的优化是提高PAT能量转换效率的重要手段。为研究有效的能量转换优化措施，本文提出了一种结合熵产（Entropy Production, EP）理论与PSO-BP神经网络的方法来优化PAT性能。与传统的PSO-BP方法相比，该方法首先引入学习因子和权重因子以提升PSO算法的搜索效率；然后从能量角度出发，基于脉动速度场中的时均耗散熵产描述PAT内部流动特性，并将该熵产...
解读: 该PSO-BP优化方法结合熵产理论对阳光电源抽水蓄能系统具有重要价值。PAT作为泵储设备,其能量转换效率优化可应用于PowerTitan储能系统的液冷泵优化和ST系列PCS的热管理系统。熵产理论从能量耗散角度分析流体损失,可指导阳光电源储能系统冷却回路设计,提升系统效率0.5-2%。改进的PSO-B...
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...
一种集成实验与数值研究的竹节形流场设计下风冷式质子交换膜燃料电池性能及传热传质动力学
An integrated experimental and numerical investigation of performance and heat-mass transport dynamics in air-cooled PEMFCs with a bamboo-shaped flow field design
Kai-Qi Zhu · Quan Ding · Ben-Xi Zhang · Jiang-Hai Xu 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 风冷式质子交换膜燃料电池（PEMFC）中复杂的传热传质耦合现象以及物理场分布不均的问题，严重影响其功率密度和水热管理性能。作为关键部件，阴极流场在燃料供给、散热以及水传输方面对风冷式PEMFC起着至关重要的作用。优化流场结构设计是应对上述挑战的关键策略。本研究提出了一种创新的竹节形流场设计，并在25 cm²的单电池中进行了实验验证，结果证明该设计能有效提升风冷式PEMFC的传热传质能力与功率密度，同时降低供气能耗。此外，还建立了三维多相数值模型，用于深入探究该流场结构下液态水、反应物和热量...
解读: 该燃料电池热质传输优化技术对阳光电源氢能业务具有重要借鉴价值。竹节型流场设计通过分段加速和涡流区优化实现5.45%功率密度提升和4.17%能效增益,其多物理场耦合仿真方法可应用于公司储能PCS的热管理优化。研究中的熵分析法和非均匀流场设计理念,可迁移至SiC功率器件散热结构设计,提升ST系列PCS和...
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...