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缺陷钝化的宽带隙钙钛矿薄膜用于高效四端钙钛矿/硅 tandem 太阳能电池
Defect passivated wide-bandgap perovskite films for high performance four-terminal perovskite/silicon tandem solar cells
Muhammad Rafiq · Hengyue Li · Xinyue Wang · Xiang Liao 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127
本文报道了通过缺陷钝化策略制备高性能宽带隙钙钛矿薄膜，用于四端钙钛矿/硅叠层太阳能电池。研究人员采用界面工程与体相钝化相结合的方法，有效抑制了非辐射复合，提升了载流子寿命和薄膜质量。优化后的器件在标准光照条件下表现出优异的开路电压和填充因子，实现了超过26%的光电转换效率。该方法为提升叠层太阳能电池中宽带隙子电池性能提供了可行路径。
解读: 该宽带隙钙钛矿叠层电池技术对阳光电源SG系列光伏逆变器产品线具有重要应用价值。四端叠层架构突破单结硅电池效率极限，26%+转换效率意味着相同装机容量下发电量提升20%以上，可显著降低系统LCOE。对于阳光电源1500V高压系统，高开路电压特性可减少组件串联数量，优化MPPT工作区间。缺陷钝化带来的载...
用于设计高储能性能聚合物纳米复合材料的相场模拟物理信息神经网络
Physics-informed neural networks for phase-field simulation in designing high energy storage performance polymer nanocomposites
Qiao Li · Tan Zeng · Hongxiao Yang · Jun Ma 等6人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
本文提出一种基于物理信息神经网络（PINNs）的相场模拟方法，用于高效设计高能量存储性能的聚合物纳米复合材料。该方法融合深度学习与相场模型，通过嵌入控制方程和物理约束，显著提升计算效率并准确预测纳米复合材料中电畴演化与界面效应。结合实验验证，所提模型可优化填料分布与微观结构，实现高储能密度与低损耗。研究为多功能介电材料的设计提供了新范式。
解读: 该物理信息神经网络相场模拟技术对阳光电源储能系统的介电材料设计具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统中，高能量密度电容器是直流母线支撑和滤波的关键器件，该技术可优化聚合物薄膜电容的填料分布与微观结构，提升储能密度并降低介电损耗，直接改善功率密度和系统效率。结合SiC...
燃料电池供电电动飞机多源直流网络稳定性分析
Stability Analysis of Multiple-Source DC Network in Fuel Cell-Powered Electric Aircraft
Peilin Liu · Xianwu Zeng · Jiawen Xi · Tom Feehally 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
燃料电池供电电动飞机是航空电气化的重要发展方向。作为主能源的燃料电池向动态变化的恒功率负载提供推进功率，储能系统则维持系统功率平衡并调节直流母线电压。本文建立了简化的多源直流网络等效模型，用于开展非线性稳定性分析，预测负载扰动下的系统动态特性。基于雅可比矩阵与系统特征值，推导了稳定性边界，并结合分岔理论对下垂控制参数、直流电容及线路电感等关键参数进行灵敏度分析。理论分析结果对机载直流网络的可靠设计具有指导意义，仿真与实验验证了主要结论。
解读: 该多源直流网络稳定性分析技术对阳光电源储能系统和新能源汽车产品线具有重要应用价值。文章提出的基于雅可比矩阵和分岔理论的非线性稳定性分析方法，可直接应用于ST系列储能变流器的下垂控制参数优化设计，特别是在多储能单元并联场景下，通过灵敏度分析优化直流母线电容和线路电感配置，提升PowerTitan大型储...
基于简易迁移学习的模型-数据混合驱动电池逆变器故障检测方法
Easy Transfer Learning-Based Model-Data-Hybrid-Driven Fault Detection for Battery Inverters
Yu Zeng · Ezequiel Rodriguez · Qingxiang Liu · Gaowen Liang 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年10月
在这篇论文中，提出了一种基于简易知识迁移学习、结合数据与模型的混合故障检测方法。该方法应用于多个电池变流器，在离线阶段，利用现有系统获取的知识对并入微电网的新系统进行训练。新的目标分类器能够在数据集减少 60% 的情况下检测开路故障和电流传感器故障。该方法的有效性在一个包含两个三相两电平变流器（一个源变流器和一个目标变流器）的微电网中通过实验得到了验证。利用硬件在环测试了不同电压、容量和额定功率的电池。检测准确率达到了 99.1%。
解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，这项基于迁移学习的模型-数据混合驱动故障检测技术具有显著的工程应用价值。该技术针对电池变流器的开路故障和电流传感器故障检测，实现了99.1%的检测精度，同时将数据集需求降低60%，这对于我们大规模部署的储能电站运维具有重要意义。 该技术的核心优势在于知识迁移能力。在...
一种基于自适应下垂与前馈控制的孤岛微电网构网型逆变器瞬态功率均分与解耦方法
An Adaptive Droop and Feedforward Control Based Transient Power Sharing and Decoupling Method for Grid-Forming Inverters in Islanded Microgrids
Jiazhi Wang · Zeng Liu · Kaiwen Feng · Jinjun Liu · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年10月
准确的功率分配是孤岛微电网（MG）中构网型逆变器（GFMIs）的基本需求。然而，即使GFMIs的控制器相同，考虑到电路差异，暂态功率分配（TPS）性能仍然不佳。本文提出了一种公共耦合点（PCC）动态小信号模型，用于描述GFMIs之间的相互作用。基于该模型，首先推导了一种自适应暂态功率解耦（TPD）控制器，以确保良好的TPD性能并简化GFMIs的小信号模型。然后，利用自适应下垂和前馈控制推导了一种自适应TPS控制器，以确保良好的TPS性能。与传统下垂控制方法相比，所提出的方法可以补偿线路阻抗和虚拟...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于自适应下垂和前馈控制的构网型逆变器暂态功率共享技术具有重要的战略价值。该技术直接针对孤岛微电网中多台构网型逆变器（GFMI）并联运行时的核心痛点——暂态功率分配不均问题，这与阳光电源在光储微网和离网系统领域的产品需求高度契合。 技术价值方面，该方法通过公共耦合点动...
考虑大规模储能系统、输电扩容与碳排放配额交易的互联多区域电力系统协调规划
Coordinated Planning of Interconnected Multi-regional Power Systems Considering Large-scale Energy Storage Systems, Transmission Expansion, and Carbon Emission Quota Trading
Jia Liu1Biao Jiang2Zao Tang1Pingliang Zeng2Tong Su3Yalou Li4Qiuwei Wu5 · 中国电机工程学会热电联产 · 2025年1月 · Vol.45
全球变暖促使各国积极发展减排技术并制定相关政策。本文针对互联多区域电力系统，提出一种计及储能系统规划与输电扩容的协调规划模型，并引入基于市场的碳排放配额交易机制，允许主体买卖碳配额，分析其对减排的促进作用。考虑区域间信息交互受限，采用解析目标级联算法对模型进行解耦求解。通过改进的双区域48节点系统验证了模型与求解方法的有效性。
解读: 该研究的多区域储能与输电协调规划方法对阳光电源PowerTitan大型储能系统和ST系列储能变流器的区域级部署具有重要指导价值。碳配额交易机制可集成到iSolarCloud云平台，为储能系统提供碳资产管理和经济优化功能，提升投资回报率。解析目标级联算法适用于多区域储能集群的分布式协调控制，可优化阳光...
基于MIMO模糊逻辑控制器的热-混合储能系统近似最优能量管理
Approximate Optimal Energy Management of Thermal-HESS System for MIMO Fuzzy Logic Controller Based AGC
Zao Tang · Jia Liu · Yikui Liu · Tong Su 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年10月
相较于单一储能装置，混合储能系统（HESS）在自动发电控制（AGC）指令跟踪中具有优势，并可降低储能投资成本。传统控制方法虽能在特定时刻匹配AGC指令，但多时段协调性不足，易导致频繁无序充放电，缩短系统寿命。为此，本文提出一种热-HESS系统的近似最优运行策略，以提升机组AGC性能与储能能量管理能力。首先，采用自适应马尔可夫链预测方法预估AGC功率需求趋势；其次，构建考虑当前步与代价函数的随机模型预测控制（SMPC）优化模型。为降低SMPC多步优化带来的计算负担，进一步设计MIMO模糊逻辑控制器...
解读: 该MIMO模糊逻辑控制的混合储能能量管理技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究提出的自适应马尔可夫链预测结合SMPC优化框架，可直接应用于阳光电源储能系统参与电网AGC调频服务场景，通过功率型与能量型储能的协调控制，优化ST储能变流器的充放电策略，减...
一种抑制过电流并抵御LCC-HVDC系统换相失败的非线性电阻子模块控制方案
A Control Scheme of Nonlinear Resistance Submodules to Suppress Overcurrent and Resist Commutation Failure in LCC-HVDC Systems
Yindi Liu · Xiangjun Zeng · Yiping Luo · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年8月
为抑制基于电网换相换流器的高压直流（LCC-HVDC）系统中的换相失败（CF），本文提出一种非线性电阻子模块（NRSM）拓扑结构。故障后首个工频周期内，依据特定控制逻辑，NRSM通过集成门极换流晶闸管（IGCT）将金属氧化物避雷器（MOA）接入系统，既可抑制直流侧过电流，又能辅助换相过程，有效降低对其他辅助换相装置的要求，从而完全消除CF。本文首先分析直流过电流的产生机理及其影响因素，进而阐述NRSM的工作原理与协调控制策略，并研究避雷器电压与直流过电流及熄弧角之间的关系。最后通过PSCAD仿真...
解读: 该非线性电阻子模块（NRSM）技术对阳光电源储能变流器和电网支撑产品具有重要借鉴价值。文中基于IGCT和MOA的过电流抑制方案可应用于ST系列储能变流器的直流侧保护设计，特别是在电网故障穿越场景下，通过非线性电阻快速限流可提升PowerTitan大型储能系统的故障耐受能力。该控制策略与阳光电源构网型...
考虑多状态不确定性的鲁棒机组组合：一种新模型与可扩展求解方法
Robust Unit Commitment With Multi-State Uncertainty: A Novel Formulation and Scalable Solution Method
Jikeng Lin · Zihang Zeng · Lingjie Liu · Guangyuan Zhu 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年6月
为降低两阶段鲁棒机组组合模型调度方案的保守性，本文提出一种考虑风电出力不确定性的新型多状态不确定性集（MSUS）。该集合通过在不确定区间内引入多个离散状态值，提升不确定性建模分辨率，并结合嵌入多组转移约束的转移指标限制极端波动。状态值与转移指标通过分位数回归与马尔可夫链分析确定，有效排除低概率场景，显著降低保守性。为加速求解，本文还提出改进的不精确列与约束生成（II-C&CG）方法，采用自适应容差与精细回溯策略，在保证有限收敛的同时大幅缩短计算时间。算例验证了所提方法的有效性与优势。
解读: 该研究提出的多状态不确定性建模方法对阳光电源的储能调度系统具有重要参考价值。可直接应用于PowerTitan大型储能系统的智能调度优化,通过引入多状态不确定性集和转移约束,提升系统对新能源波动的适应性。具体可优化ST系列储能变流器的调度策略,降低储能调度保守性,提高经济效益。同时该方法也可集成到iS...
基于分散式能量管理策略的涡轮电推进混合动力系统稳定性增强
Stability Enhancement of Turboelectric Hybrid Power System With Decentralized Energy Management Strategy
Jinxin Liu · Jiacheng Sun · Pengfei Gao · Yuji Zeng 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年3月
涡轮电推进混合架构结合燃气轮机驱动发电机与储能系统，是满足分布式电推进功率需求的重要拓扑之一。为实现涡轮发电机与储能系统混合供电的自主分散功率分配及直流母线电压稳定，本文提出一种融合虚拟阻抗下垂与负载侧串联虚拟惯量的新型控制策略。该策略使燃气轮机承担低频功率波动，储能系统缓冲高频分量，并通过重塑负载侧机械输入阻抗抑制燃气轮机自激振荡，提升系统稳定性。实验平台验证了所提方法的有效性。
解读: 该涡轮电混合动力系统的分散式能量管理策略对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要借鉴价值。文中提出的虚拟阻抗下垂控制与负载侧串联虚拟惯量技术，可直接应用于光储混合系统的功率分配优化：使光伏逆变器承担低频功率波动，储能系统缓冲高频分量，提升直流母线电压稳定性。该方法对阳光...
氢能数据中心的柔性负荷调度：一种效率优先的非凸不确定优化方法
Flexible Load Scheduling of Hydrogen Energy Data Centers: An Efficiency-Preferred Non-Convex Uncertain Optimization Approach
Xinxin Long · Yuanzheng Li · Yang Li · Yun Liu 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年8月
氢能数据中心（HEDC）作为新兴清洁能源基础设施，具备负荷灵活性，可参与电力需求响应（DR）。本文提出基于DR的调度策略，通过非凸区间优化（NSIO）方法协同优化电能成本与可再生能源（RE）利用率。该方法具有效率优先建模、精确凸松弛及全局最优显式建模优势，有效应对HEDC复杂负荷特性、动态电价与可再生能源不确定性。在改进IEEE 24节点系统上的仿真表明，所提策略显著降低运行成本并提升RE消纳能力，相较五种主流不确定优化方法性能提升2.3%～20.0%。
解读: 该氢能数据中心柔性负荷调度技术对阳光电源储能系统产品线具有重要应用价值。文章提出的非凸区间优化方法可直接应用于ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的能量管理策略，通过精确建模氢储能系统的非线性效率特性，优化电解槽/燃料电池的功率调度曲线。该方法处理可再生能源不确定性的能力可增强iSo...
基于共享储能的电能与备用协同DSO-VPP运行框架：一种混合博弈方法
Coordinated DSO-VPP operation framework with energy and reserve integrated from shared energy storage: A mixed game method
Mohan Lin · Jia Liu · Zao Tang · Yue Zhou 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.379
摘要 虚拟电厂（VPPs）通过整合分布式可再生资源、优化能源生产与消费模式以及促进电网动态管理，提升了配电系统的灵活性与经济性。然而，在多虚拟电厂协调运行时仍面临诸多挑战，包括复杂的时空相关特性以及多主体决策中的利益冲突。共享储能（SES）作为共享经济背景下的产物，能够更加灵活地协助VPP消纳分布式可再生能源发电。因此，针对VPP之间的互补性问题与利益冲突，并提升分布式可再生能源的利用率，本文提出了一种由配电网运营商（DSO）主导、多VPP与SES共同参与的电能-备用协同优化模型。首先，为DSO...
解读: 该DSO-VPP协调运行框架对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要应用价值。论文提出的共享储能能量-备用联合优化模型,可指导我司储能系统在多VPP场景下的双层博弈控制策略开发。六种备用模式设计可深度挖掘ST-PCS的调频调峰潜力,结合iSolarCloud平台实现分布式光储资...
一种基于改进直流解的物理信息图卷积网络用于交流最优潮流
A Physics-Informed Graph Convolution Network for AC Optimal Power Flow Via Refining DC Solution
Yundi Liu · Yuanzheng Li · Shangyang He · Yang Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年7月
求解大规模电力系统的交流最优潮流（AC - OPF）问题对于整合可再生能源的电力系统运行至关重要。然而，随着系统规模的增大，传统的交流最优潮流数值方法面临计算成本高和收敛困难等挑战。为应对这些挑战，现有研究采用直流最优潮流（DC - OPF）或数据驱动方法。直流最优潮流通过考虑电力系统的固有物理特性（如电压变化）对交流最优潮流问题进行线性化处理，从而提供近似解。同时，数据驱动方法利用其强大的端到端学习能力有效求解交流最优潮流。尽管这两种方法速度都足够快，但直流最优潮流由于其简化假设（忽略了无功功...
解读: 该物理信息图卷积网络技术对阳光电源PowerTitan大型储能系统及ST系列储能变流器的能量管理系统具有重要应用价值。通过快速求解AC-OPF问题，可显著提升储能系统在电网侧的实时调度响应速度，优化多台储能变流器并联运行时的功率分配策略。该方法融合物理约束的特性与阳光电源构网型GFM控制技术高度契合...
一种基于物理与数据辅助的抽水蓄能电站瞬态过程预测框架
A physics-based and data-aided transient prediction framework for sustainable operation of pumped-storage hydropower systems
Weichao Maa · Zhigao Zhao · Chengpeng Liu · Fei Chen 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.384
摘要 实现对抽水蓄能电站（PSHSs）瞬态过程的准确预测仍是一个关键挑战，主要由于现场参数存在不确定性，特别是泵-水轮机特性曲线（PTCCs）的不确定性，以及物理模型自身存在的局限性。为解决这一问题，本研究提出了一种以现场测量数据为核心的抽水蓄能电站瞬态预测框架，该框架融合了基于物理模型的校准与数据驱动的修正方法。本文提出了一种利用点分布模型（PDMs）重构PTCC的方法，其中PDM作为先验模型，通过在PTCC上定义多个特征点以适应可能发生的非刚性变形，并进行了创新性开发。该方法采用曲面重构算法...
解读: 该物理-数据混合瞬态预测框架对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。抽水蓄能电站的特性曲线重构方法可应用于ST系列PCS和PowerTitan储能系统的动态建模,通过现场实测数据校准物理模型,结合NARX神经网络修正预测误差,可显著提升储能系统在电网调频、削峰填谷等瞬态工况下的控制精度。该方法与iSol...
一种具有新型传热结构的太阳能相变蓄热系统的传热与能效评价
Evaluation of the heat transfer and energy efficiency of a solar phase change heat storage system with a novel heat transfer structure
Yan Yan · Zepeng Liu · Liping Zeng · Wenjing Liab 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.340
摘要 为应对太阳能间歇性和不稳定的特性，将太阳能系统与相变潜热蓄热单元相结合是一种有前景的解决方案。本研究针对民用应用设计了一种新型三明治螺旋结构的太阳能相变蓄热系统。首先，研究了该结构对蓄热单元内部温度场的影响；其次，比较了不同辐射面积及不同气象因素对该太阳能相变蓄热系统的影响；最后，对系统进行了热力学分析。实验结果表明，相同尺寸下，三明治螺旋结构的熔化速率为双螺旋结构的45%，且熔化速率均匀，无明显的熔化缓慢相变区域。太阳能辐射面积越大，恒温水箱中的蓄热量越多，升温速度越快。在气象因素（太阳...
解读: 该太阳能相变储热技术对阳光电源户用储能系统具有重要参考价值。研究中的三明治螺旋结构可启发ST系列PCS的热管理优化设计,其38.5%的能量效率和均匀相变特性为PowerTitan储能系统的温控策略提供理论依据。结合SG系列户用光伏逆变器,可开发光伏-储热-储电混合系统,通过iSolarCloud平台...
揭示青藏高原理论风能潜力：一种针对威布尔双变量分布的新型贝叶斯-蒙特卡洛框架
Revealing the theoretical wind potential of the Qinghai-Tibet Plateau: A novel Bayesian Monte-Carlo framework for the Weibull bivariate distribution
Liting Wang · Renzhi Liu · Weihua Zeng · Lixiao Zhang 等10人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.325
摘要 理解区域理论风能潜力对于风电规划与建设至关重要。以往的研究面临诸多挑战，包括风速数据质量不一致、分布参数中的不确定性未被量化，以及估算理论风能潜力的方法存在缺陷。因此，本研究提出了一种分层贝叶斯-蒙特卡洛框架，以概率性和分层方式处理多年期、多来源的风速数据。该框架能够量化风速分布及其参数相关的不确定性，并通过整合历史数据降低预测误差。此外，本研究在传统理论风能潜力估算方法的基础上，进一步考虑了叶片扫掠高度范围内风速和空气密度变化以及最大可能功率系数的影响。结果表明，青藏高原地区的风速分布符...
解读: 该青藏高原风电潜力评估框架对阳光电源风电变流器布局具有重要参考价值。贝叶斯-蒙特卡洛模型可量化风速分布不确定性,为ST储能系统在高原风电场的容量配置提供精准数据支撑。研究揭示的风速-空气密度垂直变化特性,可优化风电场侧储能PCS的功率预测算法和充放电策略。青藏高原60%以上区域具中高风电潜力,结合i...
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...