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基于经济模型预测控制的舰船微网频率电压控制与经济优化
Frequency Voltage Control and Economic Optimization of Shipboard Microgrid Based on Economic Model Predictive Control
Panxiao Yong · Yubin Jia · Changyin Sun · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年9月
随着舰船电力系统对可再生能源依赖性的增加，其出力间歇性易引发微网频率波动。为此，集成混合储能系统（HESS）对提升频率稳定性至关重要。本文提出一种经济模型预测控制（EMPC）策略，兼顾频率电压调节与系统经济性优化目标，实现负载频率与电压的协同控制。通过理论分析证明，该方法的平均性能不低于稳态性能。仿真结果验证了所提EMPC策略的有效性与可靠性。
解读: 该EMPC策略对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。文章提出的频率电压协同控制与经济优化方法，可直接应用于阳光电源构网型GFM控制技术的升级，特别是在微电网和海岛独立供电场景。混合储能系统的功率分配策略可优化ST储能系统中超级电容与锂电池的协同控制，延长电池...
一种具有动态不确定性集合的可再生能源电力系统定量消纳保障鲁棒调度方法
A Quantitative Accommodation Guaranteed Robust Scheduling Method for Renewable Power System with Dynamic Uncertainty Set
Lianyong Zuo · Shengshi Wang · Jiakun Fang · Yong Sun 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年7月
为降低碳排放，风电在电力系统中的渗透率不断提高，但其波动性和随机性给系统可靠运行与有效消纳带来挑战。本文提出一种面向风电接入电力系统的定量消纳保障鲁棒调度方法。首先构建风电出力的动态不确定性集，并据此提出可量化系统可实现消纳水平的随机消纳率指标；在此基础上，采用隐式仿射策略保证调度策略的非预见性，并结合系统最大与最小消纳率评估结果构建随机消纳率约束，将其嵌入调度模型以提供定量消纳保障。基于改进的6节点、14节点和118节点系统的仿真验证了所提方法的有效性与优越性。
解读: 该研究提出的定量消纳保障鲁棒调度方法对阳光电源储能产品线具有重要应用价值。可直接应用于PowerTitan大型储能系统的EMS能量管理算法中,通过动态不确定性集和随机消纳率指标,优化储能系统对风电波动的平抑效果。该方法也可集成到iSolarCloud平台,提升储能调度的智能化水平。对ST系列储能变流...
双侧零回流功率、最小环流电流及宽范围ZVS的优化与调制——基于宽电压增益五电平NPC-DAB谐振变换器
Optimization and Modulation for Dual-Side Zero Backflow Power, Minimum Tank Current, and Wide-Range ZVS in a Wide-Voltage Gain Five-Level NPC-DAB Resonant Converter
Song Hu · Lei Han · Chuan Sun · Xiaodong Li 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
中点钳位（NPC）结构适用于高电压、高功率场合，但在传统调制策略下，其在宽电压增益和轻载时易出现高回流功率与低效率问题。本文提出一种优化的非对称移相调制策略，应用于五电平NPC双有源桥谐振变换器（5L-NPC-DABRC），可实现变压器双侧回流功率完全消除、全开关器件宽范围零电压开通（ZVS）及近似最小有效电流，显著降低开关与导通损耗。通过600 W实验样机验证了拓扑与调制策略的有效性，全功率范围内性能优异，相比现有调制方法在不同负载下均表现出更高效率。
解读: 该五电平NPC-DAB谐振变换器的优化调制技术对阳光电源储能与充电产品具有重要应用价值。其双侧零回流功率与宽范围ZVS特性可直接应用于ST系列储能变流器的DC-DC隔离级，解决宽电压增益场景（200-1000V电池侧与1500V直流母线）下的轻载低效问题，提升PowerTitan系统全工况效率。在新...
量化气电系统故障传播速度：一种半隐式仿真方法
Quantify Gas-to-Power Fault Propagation Speed: A Semi-Implicit Simulation Approach
Ruizhi Yu · Suhan Zhang · Yong Sun · Wei Gu 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年5月
现代清洁能源电力系统高度依赖天然气的安全供应，易受管道破裂与泄漏故障引发的气体扰动影响。本文首次基于仿真研究此类故障在气-电耦合系统中的跨系统传播速度。建立了故障的微分代数方程模型，结合特征线法确定故障处边界条件；采用基于刚性精确Rosenbrock格式的半隐式方法进行故障后仿真，兼具隐式稳定性与显式计算效率；并提出基于连续Runge-Kutta法的关键时刻定位策略以精确捕捉动态事件。案例验证了该方法在精度与效率上的优势，揭示了故障位置与管道摩擦对传播速度的影响，以及气-电双向耦合可能引发的连锁...
解读: 该气-电故障传播速度量化技术对阳光电源PowerTitan大型储能系统与微电网解决方案具有重要应用价值。在燃气-光伏-储能混合能源系统中，ST系列储能变流器需应对燃气机组故障引发的快速功率波动。研究提出的半隐式仿真方法可集成至iSolarCloud智能运维平台，实现毫秒级故障传播预测，为储能系统GF...
基于变导热系数热管的高功率器件动态热管理：平衡防结露与散热
Dynamic thermal management with variable conductance heat pipes in high-power devices: Balancing dew prevention and heat dissipation
Jingjing Bai · Yincai Zhao · Fangqiong Luo · Tong Sun 等8人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.344
摘要 在高湿度或大温度波动条件下，高功率器件表面通常会发生结露现象，导致腐蚀、短路和性能退化。传统的防结露方法难以满足此类器件高热流密度散热的需求。本研究提出了一种低成本、实用的防结露型变导热系数热管（VCHP），以应对兼顾防结露与高热流密度散热的双重挑战。通过对VCHP设计参数的优化发现，不可凝气体的充注压力是影响热阻的关键因素，而充液率和储液腔长度的影响相对较小。研究结果表明，VCHP在不同冷却条件和重力环境下表现出显著的可变热阻特性，在低功率下热阻可达1.95 °C/W，而在高功率下则降低...
解读: 该可变热导热管技术对阳光电源储能系统和大功率PCS具有重要应用价值。ST系列PCS和PowerTitan储能系统在高湿度环境下面临结露与散热的双重挑战,VCHP方案可实现低功率时热阻1.95°C/W防结露、高功率时0.09°C/W高效散热的动态平衡。特别适用于沿海储能电站、户外充电桩等高湿场景,可替...
基于第一性原理计算探究锌-空气电池中非贵金属双功能电催化剂
First-principles calculations insight into non-noble-metal bifunctional electrocatalysts for zinc–air batteries
W.W.Zhang · Yong Wang · Y.C.Li · L.L.Sun 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.391
摘要 锌–空气电池（ZABs）因其低成本、高安全性和环境友好性，在储能技术领域引发了广泛的研究热潮。然而，锌–空气电池空气电极上氧还原反应（ORR）和氧析出反应（OER）的动力学过程较慢，导致对提升空气电极电催化剂性能的需求日益增加。第一性原理计算能够在原子尺度上解释电催化材料的性质、行为及催化机理，并为阴极电催化剂材料提供合理的设计策略，因而已成为开发高效新型电催化剂的有力工具。本文综述了第一性原理计算方法，并强调了其在当前锌–空气电池空气电极电催化剂材料研究中的重要作用。首先，系统总结了空气...
解读: 该锌空气电池第一性原理计算研究对阳光电源储能系统具有前瞻价值。非贵金属双功能电催化剂的理论设计方法可启发ST系列储能变流器的电化学界面优化,特别是d带中心理论和吉布斯自由能计算可指导PowerTitan储能系统中电池管理策略的改进。ORR/OER动力学机制研究为开发低成本、高安全的新型储能技术提供理...
铪基铁电材料在先进计算中的研究进展
A review of hafnium-based ferroelectrics for advanced computing
Xiangdong Xu · Zhongzhong Luo · Huabin Sun · Yong Xu 等6人 · Solid-State Electronics · 2025年1月 · Vol.225
摘要 在以数据为中心的计算时代，数据量预计将呈指数级增长。传统计算机中存储单元与处理单元的物理分离导致在数据计算和存储过程中存在大量不必要的能量损耗和时间延迟。基于铁电材料的器件具有数据存储与计算一体化的优势。然而，由于传统铁电材料（如钙钛矿类材料）与互补金属氧化物半导体（CMOS）技术不兼容且可扩展性较差，限制了其在先进计算领域的研究进展。近年来，对基于铪（Hf）的铁电材料的研究与创新重新激发了该领域的兴趣。铪基铁电材料固有的CMOS兼容性、高矫顽场强（Ec）以及高能带间隙使其器件非常适合用于...
解读: 铪基铁电材料的CMOS兼容性、高能隙和多态存储特性,为阳光电源储能系统PCS控制器和iSolarCloud平台的边缘计算单元提供了创新方向。其负电容效应可优化SiC/GaN功率器件的栅极驱动电路,降低开关损耗;神经形态计算能力可增强ST系列储能变流器的实时负荷预测和VSG自适应控制算法;非易失性存储...
基于无机中空微球的能量存储相变复合材料及其全光谱吸收太阳能光热转换用于防/除冰
Inorganic hollow microsphere based energy storage phase change composite materials with all-spectrum absorbing solar photothermal conversion for anti-/deicing
Yong Long1 · Jiyan Li · Yanju Jing · Jiaqing Zhang 等7人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.295
摘要 高效太阳能光热转换与储能材料的开发对于解决太阳能间歇性和随机性问题至关重要。本文以二氧化钛和聚多巴胺为原料，采用高温碳热还原法制备了Magnéli相Ti<sub>n</sub>O<sub>2n-1</sub>（Ti<sub>4</sub>O<sub>7</sub>）介孔中空微球作为光热材料，并通过真空浸渍法将不同碳链长度的脂肪胺类相变材料——十四胺（TDA）、十六胺（HDA）和十八胺（ODA）引入Ti<sub>4</sub>O<sub>7</sub>中，合成了兼具光热转换与能量存储功能的T...
解读: 该相变储热材料技术对阳光电源储能系统具有重要启发价值。Ti4O7/PCMs复合材料实现90.3%光热转换效率和超疏水特性,可应用于PowerTitan储能柜的热管理优化,解决极寒环境下电池预热难题。其电热转换性能与ST系列PCS的功率调节特性结合,可开发智能除冰系统。中空微球结构的纳米限域效应对Ga...