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一种具有输出电压纹波抑制和右半平面零点消除功能的对称五开关混合升压变换器
A Symmetrical Five-Switch Hybrid Boost Converter With Output Voltage Ripple Reduction and Right-Half-Plane Zero Elimination
Zhitong Chen · Zibin Guo · Ke Zhang · Fang An 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月
本文提出了一种对称五开关混合（SFSH）升压变换器。该拓扑具有与传统升压变换器相同的电压转换比，并成功消除了右半平面零点。通过确保输出电流路径始终包含电感电流和电容电流路径，增强了输出电流的连续性，有效降低了输出电压纹波，提升了变换器的动态响应性能。
解读: 该拓扑通过消除右半平面零点，显著提升了变换器的控制带宽和动态响应能力，这对阳光电源的组串式逆变器（如SG系列）及户用储能PCS的DC-DC升压级具有重要参考价值。消除右半平面零点意味着在光伏MPPT追踪或储能充放电控制中，系统可以实现更快的调节速度，从而提升光伏系统的发电效率和储能系统的响应速度。此...
一种具有用于自举高侧栅极驱动器和二极管仿真器的动态电平转换器的高压DC-DC降压转换器
A High-Voltage DC–DC Buck Converter With Dynamic Level Shifter for Bootstrapped High-Side Gate Driver and Diode Emulator
Bing Yuan · Jing Ying · Wai Tung Ng · Xin-Quan Lai 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年7月
针对自举高侧栅极驱动设计中的传播延迟、dVSW/dt抗扰度和功耗问题，本文提出了一种集成高速动态电平转换器和改进型栅极驱动缓冲器的高压DC-DC降压转换器。通过引入瞬时动态电流，电平转换器的传播延迟降低至1.13 ns。
解读: 该技术对阳光电源的组串式光伏逆变器及储能变流器（PCS）产品具有重要参考价值。在PowerTitan等储能系统及高功率密度组串式逆变器中，高侧驱动电路的开关速度与抗干扰能力直接决定了功率模块（如SiC/GaN）的效率与可靠性。该研究提出的低延迟动态电平转换技术，有助于优化驱动电路设计，降低开关损耗，...
一种用于15kV碳化硅模块的非线性电阻聚合物纳米复合材料场控涂层的10kV、>300V/ns绝缘能力研究
Insulation Capability at 10 kV, >300 V/ns of a Nonlinear Resistive Polymer Nanocomposite Field-Grading Coating in a 15-kV Silicon Carbide Module
Zichen Zhang · Pengyu Fu · Justin Lynch · Shengchang Lu 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
新兴的中压碳化硅（SiC）器件为实现更高效、紧凑的并网电力电子设备提供了潜力，但缺乏有效的封装绝缘方案限制了其广泛应用。本文介绍了一种非线性电阻聚合物纳米复合材料涂层，通过降低局部电场强度，显著提升了15kV SiC功率模块的绝缘性能，在10kV电压及300V/ns高压变化率下表现出优异的耐受能力。
解读: 该技术对阳光电源的中高压功率变换产品具有重要参考价值。随着光伏和储能系统向更高电压等级（如1500V及以上）发展，SiC器件的应用日益广泛，但高压封装下的绝缘失效是制约可靠性的关键瓶颈。该非线性场控涂层技术可直接应用于阳光电源的集中式逆变器、PowerTitan系列储能PCS及中压变流器模块中，通过...
通过栅极间电阻和堆叠热界面材料提高GaN HEMT封装结壳热阻的测量精度
Improved Measurement Accuracy for Junction-to-Case Thermal Resistance of GaN HEMT Packages by Gate-to-Gate Electrical Resistance and Stacking Thermal Interface Materials
Shengchang Lu · Zichen Zhang · Cyril Buttay · Khai Ngo 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年6月
准确测量功率器件的结壳热阻对于验证封装及转换器系统的热设计至关重要。尽管Si和SiC器件已有JESD51-14标准，但GaN器件尚无统一标准。本文提出了一种通过栅极间电阻测量和堆叠热界面材料的方法，旨在提升GaN HEMT封装结壳热阻的测量精度。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型化储能产品中对高功率密度要求的提升，GaN器件的应用日益广泛。该研究提出的结壳热阻测量方法，能够有效提升GaN器件在极端工况下的热设计可靠性。建议研发团队将其应用于户用逆变器及微型逆变器的热管理优化中，通过更精准的热参数表征，优化散热器设计，从而在保证高功率密度的同...
基于神经网络的LCC-HVDC系统准稳态动态增强模型
Dynamics Enhanced Quasi-Steady-State Model of LCC-HVDC Systems Based on Neural Network
Ke Yang · Xin Wang · Quan Zhang · Guangchao Geng 等5人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年5月
现有LCC-HVDC系统时域仿真在精度与效率之间存在权衡。电磁暂态模型虽精确但计算成本高，准稳态模型高效却难以准确描述换相过程，尤其在不对称故障下表现不足。本文提出一种基于神经网络的准稳态模型（NN-QSS），可精确刻画LCC-HVDC动态特性，有效识别换相失败，并适用于不平衡故障场景。通过改进的IEEE 39节点系统、中国某省级实际电网及CIGRE标准系统硬件在环验证表明，该模型在准稳态尺度下动态响应接近电磁暂态模型，换相失败识别准确率较现有方法提升18.8%。
解读: 该神经网络增强的LCC-HVDC准稳态建模技术对阳光电源大型储能系统和光伏并网产品具有重要应用价值。在PowerTitan储能系统中，可借鉴NN-QSS方法建立储能变流器快速仿真模型，实现电网故障下的换相失败预测与主动保护，提升ST系列储能变流器在不对称故障工况下的低电压穿越能力。该技术将准稳态建模...
基于动态模型与神经网络的微燃机在混合燃料
NG & H₂）下的
Quan Liab · Qian Zhang · Lei Zhang · Energy Conversion and Management · 2025年12月 · Vol.346
摘要 微型燃气轮机（MGTs）正逐渐成为偏远地区和岛屿的一种多功能离网供电解决方案，同时也作为微智能电网的可靠电源，为传统集中式发电与输电提供了可行替代方案。本研究提出了一种新颖的混合性能预测框架，该框架融合了基于物理原理的白箱模型（WBM）与数据驱动的黑箱模型（BBM），实现了对MGT性能的高精度且计算高效的评估。以一台100 kW的MGT为参考系统，分别对回热循环（RC）和简单循环（SC）两种构型在环境温度为258.15 K、273.15 K和288.15 K条件下进行了分析，并系统地改变了...
解读: 该混合燃料微燃机研究对阳光电源储能系统具有重要启示价值。论文提出的物理模型与神经网络融合预测框架,可借鉴应用于ST系列PCS的多场景功率预测与能量管理优化。其快速启动机制与储能耦合方案,契合PowerTitan在孤岛微网的GFM控制需求。多目标优化算法(NSGA-III)可用于ESS充放电策略优化,...
一种基于神经网络的高效图像处理方法用于透明质子交换膜燃料电池中的水量化
An efficient neural-network-based image processing method for water quantification in a transparent proton exchange membrane fuel cell
Sai-Jie Cai · Mu-Chen Wang1 · Jun-Hong Chen · Zhuo Zhang 等6人 · Applied Energy · 2025年3月 · Vol.382
水管理和热管理对质子交换膜燃料电池的性能至关重要。本文设计了一种活性面积为25 cm²的透明单电池，用于在不同工况下表征水分布特性。在电池的设计与组装过程中，该方案克服了电池密封方面的技术挑战。通过神经网络对不同运行条件下录制的视频进行逐帧分析，实现了液态水的量化。为了进行对比分析，采用了阈值处理方法，并详细讨论了其优缺点。利用基于阈值处理结果生成的包含137帧的高质量训练集对神经网络进行训练。本研究探讨了温度、电压以及流场结构设计对水积累的影响。基于神经网络的语义分割方法在复杂工况下表现出优异...
解读: 该神经网络图像处理技术对阳光电源储能系统热管理具有重要借鉴价值。ST系列PCS和PowerTitan储能系统运行中的温度监测与水汽管理是关键挑战,文中基于语义分割的实时监测方法可应用于电池簇热失控预警。透明化设计理念启发iSolarCloud平台开发视觉诊断模块,通过热成像与AI识别实现储能柜内异常...
基于分布式近端策略优化的输配电网电动汽车与可变能源调度双层求解策略
A bi-level solution strategy based on distributed proximal policy optimization for transmission and distribution network dispatch with EVs and variable energy
Peng Lu · Hanqing Lan · Qiwei Yuan · Zhihao Jiang 等14人 · Applied Energy · 2025年4月 · Vol.384
摘要 将大规模风电与大量电动汽车（EV）负荷接入电力系统，对电网的安全性与经济运行带来显著影响，带来了诸如电网调度指令频繁变动、电动汽车充放电行为无序以及网络损耗增加等一系列挑战。为此，本文建立了一种考虑大规模电动汽车的输配电网双层优化调度策略模型，采用分布式近端策略优化方法，高效管理机组出力及系统的充放电能力，并实时将这些能力分配至各个节点。上层模型以最小化系统总运行成本为目标，优化热电机组的运行状态，并调控输电网络中参与充放电的电动汽车数量；下层模型则通过优化配电网络中电动汽车的充放电功率、...
解读: 该输配电网双层优化策略对阳光电源储能及充电桩业务具有重要价值。文中分布式近端策略优化算法可应用于ST系列储能变流器的多站点协调控制,优化PowerTitan储能系统在电网调度中的充放电策略,降低网损成本。针对大规模电动汽车接入场景,可指导充电桩产品开发智能调度功能,结合iSolarCloud平台实现...
直驱风力发电机并网弱电力系统暂态过电压机理分析与抑制方法
Analytical Analysis of the Mechanism and Mitigation Methods of Transient Overvoltage in Direct-Drive Wind Turbine Generators Connected to Weak Power System
Xu Tian · Shengtao Wu · Luran Wei · Lixin Zhang 等6人 · IEEE Access · 2025年2月
风电大规模接入地区电网强度减弱,交流短路故障恢复阶段的暂态过电压对安全稳定运行构成挑战。本文建立直驱风电并网系统数学模型,详细推导端口电流表达式,考虑内环电流控制影响,得到暂态过电压具体表达式。分析了电网短路比、有功功率恢复速度、无功电流增量和内环响应速度等影响因素,提出解析控制参数优化方法抑制故障恢复过电压的幅值和恢复速度。
解读: 该暂态过电压抑制技术可应用于阳光电源风电变流器的弱网并网控制。通过优化控制参数和故障恢复策略,降低直驱风电机组在弱电网条件下的过电压风险,提升系统稳定性和可靠性,为大规模风电场并网提供技术支撑,保护风电变流器免受过电压损害。...
基于模型预测控制的梯级水电-光伏互补系统实时调度框架
A real-time scheduling framework of cascade hydropower-photovoltaic power complementary systems based on model predictive control
Chengguo Su · Li Li · Taiheng Zhang · Quan Sui 等5人 · Applied Energy · 2025年6月 · Vol.392
摘要 光伏（PV）发电与水电的联合运行已成为促进可再生能源消纳的有效途径。在实时调度过程中提升对水电和光伏发电的管理与控制能力，有助于满足电网预期的电力需求。然而，应对光伏发电出力和径流固有的不确定性仍是一项重大挑战。本文提出了一种基于模型预测控制（MPC）的梯级水电-光伏（CH-PVP）互补系统实时调度框架。采用Wasserstein生成对抗网络（WGAN）对径流和光伏发电出力进行预测，在此基础上构建了考虑动态水流滞时和水电机组振动区的CH-PVP互补系统实时调度模型，旨在最小化功率偏差并减少...
解读: 该MPC实时调度框架对阳光电源水光互补系统具有重要价值。WGAN预测模型可集成至iSolarCloud平台,提升光伏出力预测精度;动态水延时建模思路可应用于ST储能系统的充放电调度,优化SG逆变器与水电的协调控制策略。MILP快速求解技术(<1分钟)适配GFM/VSG控制的实时响应需求,降低功率偏差...
一种集成实验与数值研究的竹节形流场设计下风冷式质子交换膜燃料电池性能及传热传质动力学
An integrated experimental and numerical investigation of performance and heat-mass transport dynamics in air-cooled PEMFCs with a bamboo-shaped flow field design
Kai-Qi Zhu · Quan Ding · Ben-Xi Zhang · Jiang-Hai Xu 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 风冷式质子交换膜燃料电池（PEMFC）中复杂的传热传质耦合现象以及物理场分布不均的问题，严重影响其功率密度和水热管理性能。作为关键部件，阴极流场在燃料供给、散热以及水传输方面对风冷式PEMFC起着至关重要的作用。优化流场结构设计是应对上述挑战的关键策略。本研究提出了一种创新的竹节形流场设计，并在25 cm²的单电池中进行了实验验证，结果证明该设计能有效提升风冷式PEMFC的传热传质能力与功率密度，同时降低供气能耗。此外，还建立了三维多相数值模型，用于深入探究该流场结构下液态水、反应物和热量...
解读: 该燃料电池热质传输优化技术对阳光电源氢能业务具有重要借鉴价值。竹节型流场设计通过分段加速和涡流区优化实现5.45%功率密度提升和4.17%能效增益,其多物理场耦合仿真方法可应用于公司储能PCS的热管理优化。研究中的熵分析法和非均匀流场设计理念,可迁移至SiC功率器件散热结构设计,提升ST系列PCS和...
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