孔令国 · 胡程奥 · 孙佳琦 · 王士博 等9人 · 中国电机工程学报 · 2025年16月 · Vol.45

针对质子交换膜电解槽在电力系统频率控制中负荷安全快速响应的难题，提出一种考虑氧中氢含量的非线性频率动态响应控制策略。基于质量、能量守恒及电化学方程建立电解槽一维动态机理模型，解析获得阳极氧中氢含量的数学表达；结合全息目标反馈非线性控制理论，设计兼顾安全与响应性能的频率控制策略。在25%风电渗透率的四机两区系统中进行阶跃负荷与风电波动仿真，结果表明所提方法在频率调节速度与稳定性方面优于传统下垂、加速下垂及频率变化率控制。

解读: 该PEM电解槽非线性频率响应控制技术对阳光电源氢能储能系统及电网侧储能产品具有重要应用价值。研究提出的全息目标反馈非线性控制策略可直接应用于阳光电源正在布局的制氢储能一体化方案，通过精确控制氧中氢含量确保电解槽安全参与电网频率调节。该技术与阳光电源ST系列储能变流器的构网型GFM控制形成互补，可将电...

Nikita Taranin · Mehdi Ghazavi Dozein · Oscar Saborío-Romano · Nicolaos A. Cutululis · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年9月

本文研究了电解槽的爬坡速率限制及其对电力系统动态特性的影响。随着绿氢生产的扩大，理解电解槽的动态行为对电网稳定至关重要，尤其是在功率平衡和频率调节等辅助服务方面。研究识别了限制电解槽启停速率的技术因素，涵盖电堆技术、逆变器及厂站层面，并进一步划分为基于物理机理与安全相关的限制。通过结合电解槽动态模型与制氢厂爬坡速率约束，构建包含电化学机制、等效电路及下游产氢模型的综合模型，并设计带爬坡速率限制的功率电子控制方案。分析揭示了电解槽功率变化、爬坡速率限制与氢气产量间的关联，表明速率限制直接影响下游制...

解读: 该电解槽爬坡速率限制研究对阳光电源氢能储能系统具有重要应用价值。研究揭示的电堆动态特性与功率电子控制方案可直接应用于ST系列储能变流器与电解槽的协同控制，优化制氢储能系统的功率响应特性。爬坡速率约束建模方法可集成至PowerTitan储能系统的能量管理策略，在光伏-储能-制氢耦合场景中实现频率调节与...

Álvaro Iribarren · Ernesto L. Barrios · Pablo Sanchis · Alfredo Ursúa · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月

晶闸管整流器是当前高功率电解槽最常见的供电方案，通常需配置直流侧电感，显著增加系统成本。本文提出一种无需直流侧电感、仅依赖交流侧滤波电感的新型设计方法，并针对电解槽近似恒压负载特性，建立了适用于6脉波和12脉波晶闸管整流器的新型解析模型。该模型可准确确定给定触发角下的工作点，避免传统模型因假设感性或恒流负载而导致的系统误设计问题。通过仿真与实验验证了模型精度，并成功应用于5.5 MW电解槽用12脉波整流器的优化设计，证明其在工业级电解制氢系统中的适用性与优势。

解读: 该晶闸管整流器优化设计技术对阳光电源氢能电源系统产品线具有重要应用价值。研究提出的无直流侧电感设计方案可直接应用于公司大功率电解制氢电源系统，显著降低系统成本和体积。针对恒压负载特性的解析模型突破了传统恒流假设局限，可指导阳光电源开发更精准的电解槽专用整流器控制算法。该技术与公司在ST储能变流器上积...

Longfei Li · Chenhui Lin · Ye Guo · Wenchuan Wu 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年4月

以可再生能源为主的电力系统转型对实现碳中和至关重要。集中式可再生能源通常构成并网型微电网，受限于与主网的功率交换能力，导致可再生能源利用率不足。随着氢能成为关键能源载体，电制氢技术被广泛用于缓解弃风弃光问题。本文提出一种考虑电解槽动态特性和氢燃料电池系统的双向电氢系统协同调度模型，并设计基于混合整数线性规划的改进交替方向乘子法（I-ADMM），实现可再生能源与氢能系统的分布式协调调度。数值仿真验证了该方法在提升经济性与减少可再生能源弃用方面的有效性。

解读: 该双向电氢系统分布式调度技术对阳光电源PowerTitan储能系统和SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。I-ADMM分布式优化算法可集成至iSolarCloud云平台，实现光伏-储能-制氢多能源协调调度，提升可再生能源消纳率。电解槽动态特性建模为ST储能变流器与制氢设备的协同控制提供理论基础，优化功...

Bin Liab · Zhangxi Wua · Ye Lic · Jiawei Hea 等9人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.398

摘要 将可再生能源与氢储能相结合用于发电是实现清洁能源转型的一种有前景的替代方案。然而，可再生能源的波动性和间歇性给质子交换膜燃料电池（PEMFC）系统的安全高效运行带来了重大挑战。由于PEMFC内部存在复杂的热-水-电场耦合机制，目前尚未对电力系统运行工况变化下PEMFC在多时间尺度上的动态性能进行定量分析。本文基于PEMFC内部的导热、传质及电化学反应过程，首先分析了热、水、电参量之间的参数耦合关系，建立了综合性的PEMFC模型。随后，研究了在不同时间尺度的电力系统运行工况变化下，PEMFC...

解读: 该PEMFC热-水-电多物理场耦合建模技术对阳光电源氢储能系统集成具有重要参考价值。研究揭示的多时间尺度动态响应特性可指导ST系列PCS与PEMFC协同控制策略优化,特别是电压波动对燃料电池安全性的影响分析,可应用于PowerTitan储能系统的氢电耦合场景。多场耦合机制为开发氢能-储能-光伏一体化...

胡亚峰 · 赵希 · 杨文龙 · 朱文超 等5人 · 太阳能学报 · 2025年1月 · Vol.46

为提升水电解制氢系统与风电的匹配性，针对碱性与质子交换膜电解槽构成的混合系统功率分配问题，提出一种基于自适应状态切换的滚动优化策略。相较于单一系统，混合系统在简单启停与常规滚动优化下效率分别提升2.81和5.92个百分点。三种策略对比表明，所提方法使负荷分配更均衡，系统效率提升4.57个百分点，日产氢量增加0.354 t（提升16.40%），电解槽平均利用率提高18.82个百分点，风能利用率提升13.71个百分点。

解读: 该混合电解槽阵列滚动优化策略对阳光电源氢能业务拓展具有重要参考价值。研究中的自适应状态切换与功率分配算法可直接应用于阳光电源正在布局的风光制氢系统集成方案，特别是与ST系列储能变流器协同构建"新能源+储能+制氢"多能互补系统。该策略提升16.40%产氢量和13.71%风能利用率的成果，可借鉴到SG逆...

Roque Aguado · Marcos Tostado-Véliz · Umberto Desideri · Francisco Jurado · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.345

摘要 氢能是一种关键的能源载体，尤其在利用可再生能源驱动水电解制氢时，对多个领域的脱碳具有重要意义。质子交换膜（PEM）电解槽因其能够快速响应波动的电力输入而非常适合这一应用。尽管传统上在高温高压条件下运行以减少加热和压缩需求，但近期研究表明，在部分负载下，较低的运行条件可能提升效率。本研究提出了一种新颖的优化框架，用于动态调节PEM电解槽中的压力和温度。该模型在混合整数线性规划（MILP）框架内集成效率映射，并采用McCormick紧致化方法处理非线性问题。为期一周的案例研究表明，通过最优控制...

解读: 该PEM电解槽动态压力温度优化技术对阳光电源储能系统与制氢耦合方案具有重要价值。研究采用的MILP优化框架与阳光电源ST系列PCS的先进控制策略高度契合,可实现12.5%运行成本降低。建议将该动态调控算法集成至iSolarCloud平台,结合PowerTitan储能系统的GFM控制技术,优化光伏-储...

Morten Phan Klitko · Albert Lopez de Moraga · Julian Taubman · Stéven Pirou 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.400

摘要 固体氧化物电池（SOC）由于其无与伦比的效率，适用于大规模电解应用。目前燃料电极支撑型电池的性能瓶颈在于Ni-YSZ燃料电极，其在高电流密度下会发生严重的退化，从而限制了氢气的生产能力。为克服上述限制，本研究展示了将Ni-GDC（Ce0.9Gd0.1O1.95）燃料电极集成到共烧结薄电解质电池中的可行性。Ni-GDC在电解质支撑型电池中广泛应用，且未表现出类似的退化现象。本研究在制造工艺上的创新之处在于将共烧结温度降低至1250°C，以抑制GDC与氧化锆基电解质之间的有害互扩散。实验表明，...

解读: 该固体氧化物电解池技术对阳光电源氢能储能系统具有战略价值。研究中Ni-GDC电极在高电流密度下的长期稳定性改善,可为ST系列储能变流器的电解制氢应用提供技术参考。低温共烧结工艺(1250°C)降低界面扩散的思路,与阳光电源功率器件的热管理优化理念契合。虽然当前电化学性能下降50%,但500小时无Ni...