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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...
通过将碘化铯掺入碳电极同时提升钙钛矿太阳能电池的光电转换效率和湿稳定性
Simultaneously upgrading the power conversion efficiency and the moisture resistance of perovskite solar cells by blending CsI into carbon-electrode
Jiao Ma · Xiaohan Yu · Qingrui Cai · Yuhuan Xiao 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127
中南大学物理学院、先进材料微结构与超快过程研究所、湖南省微纳光子学与器件重点实验室、超微结构与超快过程湖南省重点实验室。本研究提出通过在碳电极中掺杂碘化铯（CsI）来协同提升钙钛矿太阳能电池的光电转换效率与环境湿稳定性。该策略不仅优化了电极与钙钛矿层之间的界面接触，抑制了离子迁移，还增强了器件对水分侵蚀的抵抗能力，显著提高了器件的长期运行稳定性，为发展高效稳定的无空穴传输层钙钛矿太阳能电池提供了新思路。
解读: 该CsI掺杂碳电极技术对阳光电源SG系列光伏逆变器的组件适配性具有重要参考价值。研究中通过界面优化抑制离子迁移、提升湿稳定性的思路，可启发阳光电源在MPPT算法中针对钙钛矿组件的特殊电学特性进行优化设计，特别是在高湿环境下的功率追踪策略。无空穴传输层结构简化了器件制造，降低成本，契合光伏平价上网趋势...
木质素基凝胶电解质在储能领域的研究进展
Recent advances in lignin-based gel electrolytes for energy storage
Xiao-Yu Lia · Han-Min Wang · Yu-Chen Hana · Jing Lia 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401
摘要 随着全球对电能需求的不断增长，由于其灵活性，电能存储器件变得日益紧迫和重要。基于可再生生物质的电化学材料被广泛认为是替代传统化石材料的有前景的解决方案。作为自然界中最丰富的芳香族聚合物，木质素因其独特的高分子结构而 increasingly 被用作多功能储能材料。木质素基凝胶电解质（LGEs）已成功应用于柔性电子器件、电容器和金属电池中，显著提升了其作为储能材料的应用潜力。本文综述了木质素基凝胶电解质（LGEs）的最新研究进展，系统概述了木质素基绿色凝胶电解质的导电机理及其在储能器件（超级...
解读: 木质素基凝胶电解质技术对阳光电源储能系统具有前瞻价值。其在超级电容器和金属电池中的应用可为PowerTitan储能系统提供绿色电解质材料方案,提升环境友好性。柔性凝胶电解质特性可优化ST系列PCS的电池热管理和安全性能。该生物质基导电材料的研究为储能系统降本增效提供新思路,符合公司可持续发展战略,可...
一种基于级联H桥变换器储能系统的新型容错运行方法以避免过充
A Novel Fault-Tolerant Operation Approach for Cascaded H-Bridge Converter-Based Battery Energy Storage Systems to Avoid Overcharge
Qian Xiao · Haolin Yu · Yu Jin · Hongjie Jia 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年11月
摘要：基于传统基频零序电压（FFZSV）注入的容错运行方法，在低功率因数且子模块（SM）发生故障的情况下会导致功率反转，这使得基于级联 H 桥变流器的电池储能系统（CHB - BESS）存在过充风险。为解决这一问题，本文为 CHB - BESS 提出了一种新型容错运行方法。首先，分析了基于传统 FFZSV 注入方法的功率反转机理和过充风险。在此基础上，根据安全的 FFZSV 注入区域将 CHB - BESS 的运行状态划分为三个阶段，对 FFZSV 进行修正，并在必要时注入负序电流。这样，三相电...
解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，这项针对级联H桥变换器的容错运行技术具有重要的工程应用价值。级联H桥拓扑是阳光电源中高压储能系统的核心架构之一，其模块化设计在提升系统可靠性的同时，也带来了子模块故障时的功率管理难题。 该论文揭示的关键问题——低功率因数工况下传统零序电压注入方法导致的功率反向和过充...
探索同步升压变换器快速启动的最优切换模式
Exploring Optimal Switching Patterns for Rapid Start-Up in Synchronous Boost Converters
Ziheng Xiao · Yu Jiang · Lei Zhang · Zhigang Yao 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月
实现同步升压变换器平滑、高效且快速的启动对降低元件应力与功率损耗、抑制浪涌电流及防止系统损坏至关重要。传统方法无法逐周期优化启动过程中的开关模式，导致电感电流控制不佳和启动时间延长。由于问题复杂性，启动阶段开关模式优化属于NP完全问题。为此，本文提出一种基于加权伪随机决策的ε-贪心算法，结合“超越最优”策略的启发式蒙特卡洛仿真，以寻找最快启动路径。实验结果表明，相较于传统逐周期与非逐周期启动方法，该方法显著提升了启动速度与平稳性。
解读: 该同步升压变换器快速启动优化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，快速平滑启动可降低DC/DC变换模块的电感电流冲击，减少IGBT/SiC器件应力，提升PowerTitan系统并网响应速度。对于SG系列光伏逆变器的Boost升压电路，该ε-贪心算法可优化MPPT启动过...
中压中频变压器绕组内部电压振荡的起因分析与抑制方法
Origin Analysis and Mitigation Method of Voltage Oscillation Occurred Inside the Winding of Medium-Voltage Medium-Frequency Transformer
Yueyin Wang · Wu Chen · Zhan Shen · Xiao Yu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
中压中频变压器是大功率直流变换器的关键部件。然而，宽禁带半导体的超快开关速度会在中频变压器中引发电压振荡，增加一次绝缘局部放电的风险，并导致永久性击穿。现有研究主要关注端口处发生的电压振荡，但对绕组内部发生的电压振荡了解不足。本文提出了一种计算内部电压振荡的模型。与传统模型相比，该模型简单且首次考虑了铁芯的电能。据此，推导了基于物理原理的解析公式来计算电压振荡。基于该模型，分析了电压振荡、端口电压和变压器结构之间的关系。提出了振荡抑制方法并通过实验进行了验证。
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文针对中压中频变压器内部电压振荡问题的研究具有重要的战略价值。作为光伏逆变器和储能系统的核心部件，中压中频变压器在阳光电源的大功率直流变换器产品中扮演关键角色，特别是在1500V光伏系统、集中式储能变流器以及新能源并网解决方案中应用广泛。 该研究的核心价值在于解决了宽...
基于数据驱动振荡模式预测的风电并网系统谐振抑制方法
Data-Driven Oscillation Mode Prediction Based Resonance Mitigation Scheme for Wind Turbine Generators Connected Power System
Lujie Yu · Jiong Ding · Jiebei Zhu · Heyu Luo 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年5月
本文提出了一种数据驱动的振荡模式预测（DOMP）模型，旨在减轻风力发电机（WTG）接入电力系统中的潜在模态谐振问题，而无需建立复杂的状态空间分析模型。该方法首先对历史运行场景下的系统振荡模式进行识别和聚类，以提供高质量的训练数据。然后，采用深度极限学习机算法对DOMP模型进行训练，将场景信息作为输入，已识别的振荡模式作为输出。基于DOMP预测的振荡模式，对WTG控制参数进行优化，以防止潜在的模态谐振，并提高系统在未来不确定场景下的小信号稳定性。通过对改进的IEEE 39节点和IEEE 118节点...
解读: 该数据驱动振荡预测技术对阳光电源的风电变流器和储能产品具有重要应用价值。可直接应用于ST系列储能变流器的并网控制，提升大规模储能电站的谐振抑制能力；也可集成到SG系列逆变器的GFM/GFL控制中，增强新能源并网系统稳定性。该方法无需精确建模，通过机器学习实现在线预测和自适应控制，契合阳光电源在智能化...
混合光伏-热电系统在可再生能源中的进展与挑战
Advances and challenges in hybrid photovoltaic-thermoelectric systems for renewable energy
Raza Moshwan · Xiao-Lei Shi · Min Zhang · Yicheng Yu 等9人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.380
将热电发电机（TEGs）与光伏（PV）器件相结合，是一种有效提升光伏电池发电能力的策略，从而显著促进太阳能的广泛应用。通过同时利用太阳光中的光子能量和热能，该集成方式能够最大化能量捕获，提高整个系统的整体效率，进而推动太阳能发电的可行性与规模化发展。本文及时综述了混合光伏-热电发电机（PV-TEG）技术在基础原理、热阻、接触电阻和负载电阻对性能的影响、多种集成方案（如结合光谱分束器、相变材料及热力系统的混合PV-TEG系统）、热管理、可行性分析以及经济与环境影响、长期效率提升等方面的最新进展与面...
解读: 该PV-TEG混合发电技术对阳光电源光伏逆变器产品线具有重要启示价值。热电联合发电可提升组件侧能量利用率,与SG系列逆变器的MPPT优化技术形成协同:通过精准追踪光伏-热电双模式功率点,配合三电平拓扑降低损耗,可进一步提升系统效率。该技术的热管理方案可为PowerTitan储能系统的温控设计提供参考...
用于缓解可调容量差异的分布式均衡分组功率控制
Distributed Balanced Grouping Power Control for Battery Energy Storage Systems to Mitigate Adjustable Capacity Discrepancy
Yang Yu · Boxiao Wang · Menglu Li · Tingyan Lv 等5人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年4月
摘要：电池储能系统（BESS）的传统分组控制策略常常面临可调容量差异（ACD）问题，同时存在运行速度和精度降低的情况，尤其是在存在延迟的环境中。为应对这些挑战，本文提出了一种基于二分分组的电池储能系统分布式分组功率控制策略。首先，分析了电池储能系统中电池组（BG）可调容量差异的成因。建立了可调容量差异评估模型，以研究电池组之间的有限竞争关系，并引入了一种新的电池储能系统分组分配机制。其次，采用归一化变换矩阵，将二分一致性算法（BCA）应用于功率控制。通过对拉普拉斯矩阵进行改进，以压缩延迟并提高迭...
解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，该论文提出的分布式平衡分组功率控制策略具有重要的工程应用价值。当前我司大规模储能系统普遍采用多组电池并联运行架构，论文所指出的"可调容量差异"(ACD)问题在实际项目中确实存在——不同电池组因老化程度、温度分布、初始荷电状态差异导致的可用容量不均衡，会直接影响系统整体...
用于高压应用中串联SiC-MOSFET的单门极驱动与非隔离供电技术
Single-Gate Driving and Nonisolated Power Supply Technology for Series SiC-MOSFETs in High-Voltage Applications
Yu Xiao · Zhixing He · Zongjian Li · Biao Liu 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月
串联碳化硅（SiC）MOSFET在简化高压变流器拓扑与控制方面具有显著优势，但其门极信号传输与驱动电源仍面临高隔离要求和信号串扰难题。本文提出一种基于级联自举电路的非隔离门极驱动拓扑，仅需一个非隔离电源和单一门极信号即可驱动多个串联器件，有效降低系统复杂度。门极信号路径采用光耦隔离，避免了信号串扰；同时引入缓冲电路，在开通过程中实现电压钳位与电容电压自动均压。通过构建6 kV至24 V的四管串联反激变换器实验平台验证了该拓扑的可行性，实验结果表明其在6.05 kV输入、32 kHz开关频率下可稳...
解读: 该单门极驱动与非隔离供电技术对阳光电源高压产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和1500V光伏逆变器中，串联SiC-MOSFET可简化多电平拓扑设计，该技术通过级联自举电路实现单信号驱动多器件，显著降低隔离驱动电源数量和成本，同时光耦隔离方案有效解决高压应用中的信号串扰问题。对PowerTi...
由杂散微波能量驱动的智能超构器件：一种屏蔽外部干扰与探测的绿色方法
Smart meta-device powered by stray microwave energies: A green approach to shielding external interference and detection
Yong Jin Zhou · Xiong Bin Wua · Xiao Dong Caia · Hong Xin Xua 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378
摘要 保护敏感电子设备免受外部杂散微波的干扰对于多种实际应用至关重要。当前的屏蔽装置，如滤波器和频率选择表面，由于其机制依赖于通过频率选择响应滤除带外信号，因此对带内频率的有害信号仍然脆弱。本研究提出一种由杂散微波能量驱动的智能超构器件，能够在无需外部电源或人工干预的情况下，自主屏蔽外部干扰与探测。该类超构器件集成了可重构的超原子阵列以及感知-供能模块，构成一个感知-供能-反馈闭环系统，从而实现对高功率微波的实时感知，并自动从高透射状态切换至屏蔽或吸收外部有害微波能量的状态。本文研制并表征了一个...
解读: 该自供能电磁屏蔽技术对阳光电源储能系统和充电桩产品具有重要应用价值。ST系列PCS和PowerTitan储能系统在高压变流环节面临电磁干扰风险,该技术可利用杂散微波能量自主实现智能屏蔽,无需外部供电,契合储能系统免维护需求。对于大功率充电站密集部署场景,可保护敏感控制电路免受高功率微波干扰,提升系统...
基于解聚合策略的虚拟电厂异构柔性资源优化协同调度
A De-aggregation strategy based optimal co-scheduling of heterogeneous flexible resources in virtual power plant
Zixuan Zheng · Jie Li · Xiaoming Liu · Chunjun Huang 等10人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.383
摘要 虚拟电厂（VPP）作为一种有效解决方案，可在包含多种类型柔性资源（FRs）的并网型微电网中维持内部功率平衡，并参与外部削峰辅助服务。然而，随着不同类型柔性资源在响应行为上的特征异质性日益显著，以及其在削峰过程中的耦合关系，给VPP调度指令的精确分解带来了挑战。本文提出一种基于离散选择模型和特征匹配方法的解聚合策略，以动态排序柔性资源的响应顺序，同时优化VPP的削峰能力。首先，对异构特征进行精细化建模，以刻画多类型柔性资源满足并网微电网调度需求（SDGM）的响应能力。随后，构建特征差异量化模...
解读: 该VPP解聚优化策略对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要应用价值。通过异构资源特征建模和动态响应排序,可提升储能系统参与电网调峰辅助服务的精准度。结合iSolarCloud平台的预测性维护能力,能够优化多类型柔性资源协同调度,降低70%调峰偏差。该技术可增强阳光电源微网解决...
基于虚拟动态短路比的跟网型逆变器资源小信号稳定性设计导向评估
Design-Oriented Small-Signal Stability Assessment of Grid-Following Inverter-Based Resources Based on Virtual Dynamic Short-Circuit Ratio
Yu Xiao · Xing Zhang · Xiangdui Zhan · Renxian Cao · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月
当基于并网跟随型逆变器的电源（IBRs）并联接入低强度电网，即弱电网时，可能会发生小信号不稳定现象。在这样的弱电网中，输出功率和 IBRs 数量的变化会显著影响小信号稳定裕度。然而，目前用于 IBR 电站小信号稳定性评估的短路比（SCR）是静态指标，未考虑不同总输出功率下 IBR 电站阻抗的差异，导致稳定性评估结果不准确。此外，现有 SCR 在不同运行工况下所表达的稳定裕度不统一。因此，本文提出了虚拟动态短路比（VDSCR），它将不同工况下 IBR 电站的稳定裕度转换为额定单台 IBR 机组的稳...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项虚拟动态短路比（VDSCR）技术对我们在弱电网场景下的逆变器并网稳定性具有重要的工程应用价值。 当前，阳光电源的大型光伏电站和储能系统在西北、东北等电网强度较弱的区域部署时，常面临多台跟网型逆变器并联运行的小信号稳定性挑战。传统静态短路比（SCR）评估方法未考虑逆变器...