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10 kV E模式GaN HEMT:击穿电压提升的物理机制
10 kV E-mode GaN HEMT: Physics for breakdown voltage upscaling
Yijin Guo · Yuan Qin · Matthew Porter · Zineng Yang 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127
本文报道了一种实现10 kV高击穿电压的增强型(E-mode)GaN基高电子迁移率晶体管(HEMT)。通过优化器件结构与材料生长工艺,结合电场调制技术,有效提升了器件的耐压能力。研究系统分析了影响击穿电压的关键物理机制,包括二维电子气分布、缓冲层设计及表面电场调控。实验结果表明,该器件在保持低导通电阻的同时实现了超过10 kV的击穿电压,为高压功率电子器件的应用提供了可行方案。
解读: 该10kV E模式GaN HEMT技术对阳光电源的高压产品线具有重要应用价值。高击穿电压特性可显著提升ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的功率密度,有助于实现1500V以上高压系统设计。低导通电阻特性可降低PowerTitan等大功率产品的开关损耗,提高系统效率。此外,该GaN器件的电场调制技术...
软件定义的虚拟同步调相机
Software-Defined Virtual Synchronous Condenser
Zimin Jiang · Peng Zhang · Yifan Zhou · Lukasz Kocewiak 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年8月
同步调相机(SCs)在将风能并入相对薄弱的电网中发挥着重要作用。然而,同步调相机的设计通常取决于特定的应用需求,可能无法充分适应从传统发电向可再生能源发电转型所导致的频繁变化的电网条件。本文设计了一种软件定义虚拟同步调相机(SDViSC)方法来应对这些挑战。我们的贡献主要有四点:1)设计了一种虚拟同步调相机(ViSC),使全功率变流器风力发电机组能够提供内置的同步调相机功能;2)对软件定义虚拟同步调相机进行工程化处理,将基于硬件的虚拟同步调相机控制器转化为软件服务,其中基于Tustin变换的软件...
解读: 该软件定义的虚拟同步调相机技术对阳光电源储能和风电产品线具有重要应用价值。可直接应用于ST系列储能变流器和PowerTitan系统的GFM控制策略优化,提升其在弱电网条件下的并网稳定性和电压支撑能力。该技术的软件可配置特性与阳光电源现有的虚拟同步机VSG控制架构高度契合,有助于实现储能变流器的多场景...
协同分布对齐神经网络用于高性能变流器故障定位
Synergetic Distribution Align Neural Network for High-Performance Power Converters Fault Location
Wu Fan · Qiu Gen · Zhang Gang · Sheng Hanming 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
基于深度学习的数据驱动方法在变流器故障诊断中表现优异,但普遍存在依赖故障样本、精度与鲁棒性不足的问题,限制了其在工业系统中的应用。本文提出一种小样本学习理论,通过共享特征提取器实现严格的跨域特征分布对齐,以同时获取域不变性与故障判别性特征,从而提升诊断性能。基于该理论,设计了一种具有嵌入式结构和参数分离训练机制的渐近特征分布对齐神经网络。该结构通过多层渐近特征约束实现严格分布对齐,并结合渐近损失函数提升训练稳定性。在多种变流器上的实验表明,即使在零样本条件下,该方法仍能准确识别多个开路故障位置,...
解读: 该协同分布对齐神经网络技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的智能运维具有重要应用价值。其零样本/小样本学习能力可解决工业现场故障数据稀缺问题,直接应用于iSolarCloud云平台的预测性维护模块。针对IGBT/SiC功率模块开路故障的精准定位能力,可显著提升PowerTitan大型...
考虑互感耦合的Cu-Clip互连并联SiC MOSFET动态电流均衡解析与优化策略
Analytical and Optimal Strategy of Dynamic Current Balancing for Paralleled SiC MOSFETs With Cu-Clip Interconnection Considering Mutual Coupled Inductances
Xun Liu · Kun Ma · Yameng Sun · Yifan Song 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年4月
为提升碳化硅(SiC)功率模块的电气性能与可靠性,本文研究采用Cu-Clip替代传统Al引线的技术方案。针对Cu-Clip互连结构中并联SiC MOSFET因布局不对称引入的互感耦合效应,建立了精确的电磁耦合模型,提出一种动态电流均衡的解析分析方法,并进一步设计最优布局优化策略,有效抑制并联支路间的电流不均,提高模块整体性能与热稳定性。
解读: 该研究对阳光电源高功率密度产品的设计具有重要指导意义。Cu-Clip互连技术可显著提升SiC MOSFET模块的电流均衡性和散热性能,适用于ST系列储能变流器、SG系列光伏逆变器等大功率产品。特别是在PowerTitan等MW级储能系统中,优化后的SiC模块布局可有效降低开关损耗、提高功率密度,并通...
多微电网系统中共享储能的最优配置:融合电池退役价值与可再生能源经济性消纳
Optimal configuration of shared energy storage for multi-microgrid systems: Integrating battery decommissioning value and renewable energy economic consumption
Yaoyao He · Yifan Zhang · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.343
摘要 随着能源结构的演变和共享经济的兴起,共享储能有望成为应对风能和太阳能波动、管理能源需求并提升系统灵活性的标准手段。本文提出一种面向多微电网系统的共享储能配置双层优化方法,聚焦于冷热电联供(CCHP)系统的经济效率。该方法考虑退役电池的残余价值,以促进未来电池回收利用并提高能源利用效率。上层模型解决储能容量配置问题,下层模型优化系统运行策略。通过引入Karush–Kuhn–Tucker(KKT)条件,将下层模型的约束条件嵌入上层模型,并采用大M法(Big-M method)实现线性化处理。通...
解读: 该共享储能优化配置研究对阳光电源ST系列PCS及PowerTitan储能系统具有重要应用价值。论文提出的退役电池残值评估模型可指导我司储能系统全生命周期管理策略,特别是12年退役节点规划与梯次利用。双层优化方法可集成至iSolarCloud平台,实现多微网场景下的容量配置与运行优化。研究显示共享模式...
关于应用于压缩空气储能系统的压缩机中跨音速凝结流动的传热传质效应研究
Insight into the heat and mass transfer effects on the transonic condensing flow in compressor applied to compressed air energy storage system
Guojie Zhang · Yifan Yanga · Zunlong Jina · Sławomir Dykas · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.342
压缩空气储能(CAES)是一种通过压缩空气储存能量,并在需要时释放以发电的技术。该技术有助于平衡电力供需,提高可再生能源的利用率,并减少对化石燃料的依赖。作为能量转换的核心装置,压缩机的性能显著影响CAES系统的效率。压缩机转子的跨音速转速会引起温度与压力之间的不平衡,从而成为流道内非平衡凝结现象的驱动力。凝结流动会显著影响传热与传质过程,进而影响CAES系统的整体性能。本研究采用一维拉瓦尔喷管结构对非平衡凝结相变过程进行数值模拟,揭示了在相对湿度、进口温度和壁面曲率等边界条件下流场中的传热传质...
解读: 该研究揭示的压缩空气储能系统中压缩机非平衡冷凝传热机理,对阳光电源PowerTitan储能系统的热管理优化具有重要参考价值。研究指出的入口空气干燥处理可有效调控压缩机热负荷,可应用于ST系列PCS的环境适应性设计。冷凝相变导致的熵增和效率损失机制,为储能系统BMS热管理策略提供理论依据,有助于提升P...
结合氨分解、质子交换膜燃料电池与微型燃气轮机的高效氨燃料混合发电系统:热力学模型与性能优化
High-efficiency ammonia-fueled hybrid power generation system combining ammonia decomposition, proton exchange membrane fuel cell and micro gas turbine: A thermodynamic model and performance optimization
Li Linabc1 · Mingwei Sunac1 · Yifan Wu · Wenshi Huang 等11人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.325
摘要 作为一种具有液化储存和运输优势的无碳氢(H₂)载体,氨(NH₃)被视为用于氢气生产和发电的一种有竞争力的清洁能源载体。本文设计了一种新型以氨为燃料的混合发电系统,该系统将氨分解反应器(ADR)、质子交换膜燃料电池(PEMFC)和微型燃气轮机(MGT)相结合,并采用热化学余热回收技术用于ADR。建立了系统级的热力学模型,以评估不同优化策略下的系统性能。模型计算结果表明,将氨分解温度从500 °C降低至350 °C,可使能量效率从33.5%提升至43.2%,因此提出了两种改进的集成策略。将部分...
解读: 该氨燃料混合发电系统对阳光电源氢能储能方向具有前瞻价值。其PEMFC与微燃机耦合架构可借鉴至ST储能系统的冷热电三联供场景,通过热化学回收提升能效至44%的思路,可启发PowerTitan储能电站集成燃料电池的热管理优化。氨作为零碳储氢载体的液化运输优势,契合大规模储能调峰需求。系统级热力学建模方法...