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利用具有显著介电极化的高介电常数BaTiO3提升常关型AlGaN/GaN MOS-HEMT性能
Enhanced performance of normally-off AlGaN/GaN MOS-HEMTs taking advantage of extreme-k BaTiO3 with prominent dielectric polarization
Lin Hao · Ke Xu · Hui Guo · Pengfei Shao 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127
本文报道了一种通过引入高介电常数（extreme-k）且具有显著介电极化的钛酸钡（BaTiO3）绝缘层来显著提升常关型AlGaN/GaN金属氧化物半导体高电子迁移率晶体管（MOS-HEMT）性能的新方法。BaTiO3的强极化效应有效增强了栅控能力，提高了器件的阈值电压稳定性和开关比。实验结果表明，该器件展现出优异的常关特性、低亚阈值摆幅和高跨导，同时漏电流抑制能力显著改善。该策略为实现高性能、高可靠性GaN基功率电子器件提供了新的技术路径。
解读: 该BaTiO3栅极工艺创新对阳光电源的GaN功率器件应用具有重要价值。通过提升GaN器件的阈值电压稳定性和开关特性,可显著优化SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的高频开关性能,提高系统功率密度。特别是在1500V高压系统中,改进的漏电流抑制能力有助于提升产品可靠性。这种高介电常数栅极技术也可用于...
具有稳定阈值电压和显著降低界面态密度的Al2O3/原位生长GaON栅介质GaN MIS-HEMT
Al2O3/ _in situ_ GaON gate dielectrics incorporated GaN MIS-HEMTs with stable VTH and significantly reduced interface state density
Tian Luo · Sitong Chen · Ji Li · Fang Ye 等7人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
本文报道了一种采用Al2O3与原位生长GaON复合栅介质的GaN基金属-绝缘体-半导体高电子迁移率晶体管（MIS-HEMT）。该结构通过原子层沉积Al2O3与氮等离子体原位处理形成的高质量GaON界面层，有效抑制了界面态密度。实验结果表明，器件具备稳定的阈值电压（VTH）和显著降低的界面态密度，提升了动态可靠性与开关性能。该方法为高性能GaN功率器件的栅介质优化提供了可行方案。
解读: 该GaN MIS-HEMT栅介质优化技术对阳光电源的高频化产品升级具有重要价值。稳定的阈值电压和低界面态密度特性可显著提升GaN器件在SG系列1500V组串式逆变器和ST系列储能变流器中的开关性能和可靠性。特别是在高频PWM控制场景下,可减少开关损耗,提高系统效率。这一技术可用于优化新一代车载OBC...
具有II型能带对齐NiO/AlGaN异质结的p-NiO栅极HEMT中栅极导电机制的研究
Investigation of gate conduction mechanisms in p-NiO gate HEMTs with a type-II band aligned NiO/AlGaN heterojunction
Huaize Liu · Yanghu Peng · Hui Guo · Na Sun 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
本文研究了基于II型能带对齐NiO/AlGaN异质结的p型NiO栅极高电子迁移率晶体管（HEMT）中的栅极导电机制。通过分析器件的电学特性与能带结构，揭示了在反向偏压下栅极漏电流的主要输运机制，包括隧穿效应与热发射过程的贡献。研究发现，良好的能带匹配显著抑制了栅极漏电流，提升了器件的栅控能力与击穿特性。该工作为高性能p沟道栅HEMT的设计与优化提供了理论依据与技术支撑。
解读: 该研究对阳光电源的GaN功率器件应用具有重要参考价值。p-NiO栅极HEMT的栅极漏电流抑制技术可应用于SG系列高频光伏逆变器和ST系列储能变流器的功率级设计,有助于提升器件开关频率和效率。II型能带对齐的异质结设计思路可优化公司三电平拓扑中GaN器件的性能,特别是在大功率密度场景下的可靠性。这对开...
一种用于增强并网型微电网可再生能源消纳的双向电氢系统分布式调度方法
A Distributed Dispatch of Bi-Directional Power and Hydrogen Systems for Enhancing the Renewable Energy Integration in Grid-Connected Microgrids
Longfei Li · Chenhui Lin · Ye Guo · Wenchuan Wu 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年4月
以可再生能源为主的电力系统转型对实现碳中和至关重要。集中式可再生能源通常构成并网型微电网，受限于与主网的功率交换能力，导致可再生能源利用率不足。随着氢能成为关键能源载体，电制氢技术被广泛用于缓解弃风弃光问题。本文提出一种考虑电解槽动态特性和氢燃料电池系统的双向电氢系统协同调度模型，并设计基于混合整数线性规划的改进交替方向乘子法（I-ADMM），实现可再生能源与氢能系统的分布式协调调度。数值仿真验证了该方法在提升经济性与减少可再生能源弃用方面的有效性。
解读: 该双向电氢系统分布式调度技术对阳光电源PowerTitan储能系统和SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。I-ADMM分布式优化算法可集成至iSolarCloud云平台，实现光伏-储能-制氢多能源协调调度，提升可再生能源消纳率。电解槽动态特性建模为ST储能变流器与制氢设备的协同控制提供理论基础，优化功...
具有部分功率处理功能的三端口混合变压器用于可再生能源与储能集成
A Three-Port Hybrid Transformer With Partial Power Processing Function for Renewables and Energy Storage Integration
Huan Guo · Chen Li · Ruiyuan Huang · Yinghua Ye · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年9月
将储能系统（ESS）与可再生能源相结合可以平滑功率流并减轻对电网的影响。本文提出了一种具有部分功率处理（PPP）功能和变换器单元复用特性的新型混合变压器（HT）用于这种集成。文中讨论了其运行原理，如转换模式、运行范围和控制策略等。分析了诸如单元功率额定值和端口容量、处理功率比和效率等性能指标。与典型的两级配置相比，为获得规定的端口容量所需的总单元功率额定值显著降低，从而降低了成本。同时，储能系统端口的效率和最大转换容量均得到提高。通过计算、仿真和实验并进行对比，验证了这些改进效果。
解读: 从阳光电源储能系统集成业务角度分析，这项三端口混合变压器技术具有显著的战略价值。该技术通过部分功率处理（PPP）机制和变流器单元复用，为解决新能源并网与储能协同的核心痛点提供了创新路径。 在技术价值层面，该方案相比传统两级拓扑架构实现了三重突破：首先，单位功率等级的大幅降低直接转化为系统成本优势，...
耦合潜热的可逆太阳能加热与辐射冷却用于自适应热调控
Reversible solar heating and radiative cooling coupled with latent heat for self-adaptive thermoregulation
Qin Ye · Na Guo · Meijie Chen · Renewable Energy · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
被动式太阳能加热与辐射冷却因其无需电力的优势在降低全球能耗方面备受关注。然而，静态单一的辐射冷却或太阳能加热在寒冷或炎热天气下易导致过度冷却或过热。为此，本研究提出一种将潜热存储/释放与可逆太阳能加热-辐射冷却耦合的自适应热调控策略。利用商用形状记忆合金，在高太阳反射率（R¯solar＝0.95）与高热发射率（ε¯LWIR＝0.93）的辐射冷却模式和高太阳吸收率（α¯solar＝0.92）与低热发射率（ε¯IR＝0.08）的加热模式间实现临界温度下的自适应切换。引入高导热相变材料，凭借约1的潜热...
解读: 该自适应热调控技术对阳光电源户外储能与光伏系统具有重要应用价值。PowerTitan大型储能系统及SG系列逆变器在户外运行时面临严峻的温控挑战，传统主动散热耗能显著。该研究提出的可逆太阳能加热-辐射冷却耦合相变材料方案，可应用于储能柜体与逆变器外壳设计：高温时自动切换至高反射率（0.95）辐射冷却模...
基于高效参数更新规则的有限数据概率风力发电预测
Probabilistic Wind Power Forecasting With Limited Data Based on Efficient Parameter Updating Rules
Zichao Meng · Ye Guo · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年8月
本文提出了一种基于元优化器的有限历史数据下概率风电功率预测（WPF）方法，包括离线训练和在线自适应过程。在离线训练部分，首先通过元训练基于长短期记忆网络（LSTM）构建一个风电功率预测元优化器，随后利用该元优化器在有限历史数据场景下有效训练概率预测模型。这种基于元训练的过程实现了直接从风电功率数据中学习概率风电功率预测算法。在在线自适应部分，通过在线更新策略使离线训练的预测模型不断适应新收集的风电功率数据，进一步提高其性能。在此过程中，还基于这些在线数据更新风电功率预测元优化器，为预测模型的参数...
解读: 该风电预测方法对阳光电源的储能和智能运维产品线具有重要应用价值。在ST系列储能系统中,可用于优化充放电策略和容量配置;在iSolarCloud平台中,可提升风电场发电预测精度,为运维决策提供更可靠支撑。特别是针对新建风电场数据有限的场景,该方法通过在线参数更新机制,能快速提升预测准确度,有助于提高储...
基于模型优化的残差深度强化学习在逆变器型电压-无功控制中的应用
Residual Deep Reinforcement Learning With Model-Based Optimization for Inverter-Based Volt-Var Control
Qiong Liu · Ye Guo · Lirong Deng · Haotian Liu 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年9月
提出一种基于近似模型驱动优化的残差深度强化学习（RDRL）方法，用于主动配电网中的逆变器型电压-无功控制（IB-VVC）。通过改进的马尔可夫决策过程统一建模模型驱动与RDRL方法，RDRL在模型基策略动作基础上学习残差动作。该方法继承了近似模型优化的控制能力，并通过残差策略学习增强策略优化性能。由于实际中获取的近似模型通常较为可靠，模型优化所得动作接近最优，从而缩小残差动作搜索空间，提升评论器逼近精度并降低执行器搜索难度。仿真结果表明，RDRL在学习过程中显著提升优化性能，并在69节点和141节...
解读: 该残差深度强化学习方法对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的电压-无功控制具有重要应用价值。技术可直接应用于：1）ST系列储能变流器的智能VVC控制策略，通过残差学习优化逆变器无功输出，提升电网电压支撑能力；2）PowerTitan储能系统的多机协调控制，在iSolarCl...
基于耦合电感的宽增益四开关DAB DC-DC变换器
Coupled Inductor-Based Wide Gain Four-Switch DAB DC–DC Converter
Guo Xu · Ye Liu · Junyi Huang · Li Jiang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月
本文提出一种基于耦合电感的宽增益四开关双有源桥（DAB）DC-DC变换器。该变换器通过并联变压器（含漏感）将两个Buck-Boost电感耦合，将两个直流电感、一个变压器和一个漏感集成于单一耦合电感中，减少磁性元件数量。采用脉宽调制加移相（PPS）控制实现全负载范围所有开关管的零电压开关（ZVS），并通过电压匹配控制调节桥臂电压，确保等效漏感两端电压平衡。详细分析了工作原理与ZVS实现条件，合理设计两个直流电感参数以兼顾结电容影响，实现全负载ZVS。同时对磁集成与参数设计进行了深入分析。实验研制8...
解读: 该四开关DAB变换器的磁集成技术对阳光电源储能与充电产品具有重要价值。在ST储能变流器的DC-DC环节，耦合电感方案可减少磁性元件数量，降低体积和成本；PPS控制实现的全负载ZVS特性可提升PowerTitan系统的轻载效率。在车载OBC充电机中，宽增益特性适配动力电池宽电压范围（200-450V）...
具有缺失数据容忍性的概率风力发电预测：一种端到端非参数方法
Probabilistic Wind Power Forecasting With Missing Data Tolerance: An End-to-End Nonparametric Approach
Zichao Meng · Ye Guo · Chenhao Zhao · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年9月
针对传感器故障、通信问题或测量中断导致的缺失数据问题，本文提出一种端到端非参数概率风力发电预测方法，集成缺失数据填补机制。该方法包含端到端训练与在线应用两个阶段：训练阶段通过迭代填补缺失数据并优化模型损失函数；应用阶段则持续填补实时观测数据以实现多步概率预测。相比现有方法，本方法无需假设分布类型，且通过联合优化提升填补质量与预测性能。实验表明，该方法在不同缺失率下均优于传统两阶段及参数化端到端方法，尤其在多步预测中表现更优。
解读: 该端到端非参数预测方法对阳光电源的储能和风电产品线具有重要应用价值。首先可应用于ST系列储能变流器的功率预测与调度优化，提升PowerTitan大型储能系统的调度效率。其次可集成到iSolarCloud平台，增强风电场发电量预测和运维预警能力。该方法的缺失数据容忍机制可显著提升阳光电源设备在恶劣环境...
通过双栅结构提升AlGaN/GaN HEMT的线性度以用于射频放大器应用
Enhanced linearity of AlGaN/GaN HEMTs via dual-gate configuration for RF amplifier applications
Haowen Guo · Wenbo Ye · Junmin Zhou · Yitian Gu 等6人 · Solid-State Electronics · 2025年1月 · Vol.227
摘要 本研究探讨了GaN双栅高电子迁移率晶体管（HEMT）在射频线性度方面的性能，重点分析其双音互调特性。采用双栅结构旨在通过降低反馈电容来改善线性度性能，反馈电容降至41.8 fF/mm，与传统的单栅HEMT相比降低了73%。该双栅器件在2.1 GHz频率下实现了23.5 dB的小信号增益，且该增益不随直流栅极偏置电压V_B的变化而改变。通过提高V_B可有效抑制互调失真，在漏极电压为20 V、V_B为3 V时，器件的输出三阶交调截点（OIP3）达到最高的30.1 dBm。此外，在V_DS为5 ...
解读: 该双栅极GaN HEMT技术通过降低73%反馈电容实现OIP3达30.1dBm的高线性度,对阳光电源功率器件应用具有重要价值。可应用于SG系列逆变器的GaN功率模块设计,降低谐波失真提升并网电能质量;适用于充电桩高频开关电源,减少EMI干扰;在ST储能变流器三电平拓扑中,双栅极结构可优化GaN器件开...
考虑多样化通信速率需求的含基站虚拟电厂机会约束优化
Chance-Constrained Optimization for VPPs With Base Stations Considering Diverse Communication Rate Requirements
Chao Guo · Chengjin Ye · Yi Ding · Jing Li 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年7月
5G基站耗电量大且需依赖绿色电力，导致用电成本高。将5G基站与分布式可再生能源聚合为虚拟电厂参与市场交易成为趋势。本文针对可再生能源出力不确定性及基站调控机制不明确的问题，提出一种考虑基站可调度性与内部新能源不确定性的虚拟电厂优化调度模型。通过建模基站收发单元数量与备用储能的动态特性，结合用户移动性与覆盖重叠对通信速率的影响，构建兼顾用户体验的时变模型，并引入机会约束控制新能源不确定性风险。采用基于泰勒展开的算法求解，仿真结果表明该方法使内部可再生能源消纳比例提升5.4%，经济效益提高18.72...
解读: 该虚拟电厂优化调度技术对阳光电源ST系列储能系统与PowerTitan大型储能方案具有重要应用价值。文章提出的机会约束优化方法可直接应用于储能变流器的调度策略，通过建模5G基站备用储能的动态特性，为阳光电源储能系统在通信基站场景的应用提供优化算法支撑。其时变模型与泰勒展开求解算法可集成至iSolar...
基于氩中性束刻蚀的E模凹栅GaN MOSHEMT实现1.48 dB噪声系数用于低噪声放大器应用
1.48-dB-Noise Figure E-Mode Recessed-Gate GaN MOSHEMT by Argon-Based Neutral Beam Etching for LNA Applications
Wenbo Ye · Junmin Zhou · Han Gao · Haowen Guo 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年2月
本研究针对低噪声放大器（LNA）应用，对氮化镓（GaN）增强型（E 型）凹槽栅高电子迁移率晶体管（HEMT）的器件特性进行了全面表征和研究。通过低损伤的基于氩气的中性束蚀刻（Ar - NBE）技术，凹槽栅 HEMT 实现了 0.5 V 的正电压阈值（<inline - formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex - math nota...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于氩离子中性束刻蚀技术的增强型GaN MOSHEMT器件研究具有重要的战略参考价值，但其直接应用价值相对有限。 该论文聚焦于低噪声放大器（LNA）应用的GaN器件优化，实现了1.48 dB的超低噪声系数和0.5V的正阈值电压。从技术角度看，增强型GaN器件的常开特性...
特刊主编寄语：电力电子在未来可再生能源和Power-to-X系统中的作用
Guest Editorial: Special Issue on Power Electronics Role in Future Renewables and Power-to-X Systems
Ahmed Abdelhakim · Dmitri Vinnikov · Jon Are Suul · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
2015巴黎协定和2023年IPCC气候变化报告将主要能源消费部门的脱碳列为首要任务，对当今能源系统提出了长期可持续能源生产和存储的重大挑战。氢能和Power-to-X（P2X）方案是最具前景的应对策略之一，可大量利用可再生能源并开辟绿色能源存储和运输的新途径。P2X是将电力转换为碳中和合成燃料（如氢气、合成天然气或化学品）的转换技术集合术语。电力电子在提升此类系统性能和降低最终产品成本方面发挥关键作用，需整合不同系统如各类可再生能源供电电解槽集群制氢并可能连接电网提供电网支持。
解读: 该P2X特刊主题与阳光电源氢能战略高度契合。阳光电源在电解槽变流器、氢能源管理系统和可再生能源制氢一体化解决方案方面具有技术积累。特刊涵盖的电力电子变换器及调制、直流和交流微电网控制、变换器分析建模、测量与保护四大主题与阳光ST系列储能变流器、SG系列光伏逆变器和微电网解决方案的技术路线一致。文中提...