Yue Xia · Zhaoran Wang · Shaahin Filizadeh · Juan Su 等6人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年9月

电磁暂态程序（EMTP）广泛用于电力系统电磁暂态仿真。近年来，电解槽作为实现可再生能源制氢及提升系统灵活性的可控负荷，其在电力系统中的应用备受关注。为拓展EMTP对电解槽多物理场暂态过程的模拟能力，本文提出了一种适用于质子交换膜电解槽（PEMEL）的等效电路模型。通过电、质量传递与热力学量之间的类比，构建了包含电流、电压、物质传输、压力、热传递和温度动态的电路模型，并利用标准元件库在EMTP中实现。模型在稳态与暂态条件下均与实验数据吻合良好，并应用于电-气综合系统，验证了其有效性与实用性。

解读: 该PEMEL等效电路建模技术对阳光电源氢能储能系统开发具有重要价值。可直接应用于：1）ST储能系统与电解槽耦合的电-氢综合储能方案，通过EMTP仿真优化变流器与电解槽的暂态交互特性；2）光伏制氢系统中SG逆变器的协调控制策略设计，基于多物理场模型预测电解槽动态响应，提升MPPT算法在波动工况下的适配...

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...

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...

Taoufiq Kaoutar · Hasna Louahli · Pierre Schaetze · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.341

摘要 本研究探讨了基于氢能源系统的集成与优化，重点在于将金属氢化物（MH）储氢与质子交换膜燃料电池微型热电联产（PEMFC MCHP）系统相结合，应用于住宅领域。该MH储氢系统与热泵耦合运行，充放电压力为10 bar。采用COMSOL 6.1版本软件，利用固体与流体传热模块及Brinkman方程模块建立模型，并通过实验数据进行验证，同时应用机器学习方法（前馈神经网络）对MH动态过程进行预测性建模。研究发现，较小的500 NL储氢罐具有较高的质量比热需求，但氢气动力学性能更优，可在一小时内达到约7...

解读: 该氢储能-燃料电池mCHP系统研究对阳光电源储能及户用产品线具有重要参考价值。金属氢化物储能的热管理优化思路可借鉴至ST系列储能变流器的温控策略;研究中采用的机器学习预测建模方法与iSolarCloud平台的预测性维护技术高度契合,可用于优化户用光伏-储能系统的充放电策略;燃料电池mCHP的冷热电联...

Salih Berkan Aydemir · Funda Kutlu Onaya · KorhanÖkten · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.339

质子交换膜燃料电池（PEMFCs）是当前广泛应用于氢能源发电和储能系统中的装置。PEMFC参数估计对于优化燃料电池性能、降低成本以及确保系统可靠性至关重要。精确的参数估计有助于提升建模与仿真的准确性，并减少对昂贵且耗时实验的依赖。本研究聚焦于一种多策略α进化算法（MSAE），旨在提高PEMFC中参数估计的精度。MSAE在传统α进化算法的基础上进行了多项改进，例如采用Halton序列生成初始种群，并引入适应度-距离平衡技术以选择更优的候选解。为评估MSAE的一致性与可靠性，本文在三种不同情形下将其...

解读: 该PEMFC参数估计优化技术对阳光电源氢储能系统具有重要应用价值。MSAE算法的高精度参数辨识能力可应用于ST系列储能变流器与燃料电池的协同控制,通过精准建模减少实验成本,提升系统可靠性。其适应性约束优化方法可借鉴用于PowerTitan储能系统的多参数协同优化,结合iSolarCloud平台实现燃...

Zheng Dong · Yanjun Chen · Deqiang He · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.338

质子交换膜燃料电池（PEMFC）技术已成为船舶推进系统中一种具有前景的高效率、零排放动力解决方案。尽管已知船舶运动引起的惯性力会影响PEMFC的性能，但在滚转条件下其具体影响机制仍尚未得到充分研究。本研究通过一个集成多物理场耦合的三维瞬态模型，系统地探究了海洋滚转运动下PEMFC的动态特性。所建立的框架结合了水动力分析与动态更新的滚转运动学参数。结果表明，滚转运动会使得燃料电池输出功率最大降低9.89%，电流密度最大波动达16.14%，温度波动达到23.55%。这些波动幅度随滚转周期的减小和滚转...

解读: 该燃料电池多物理场耦合研究对阳光电源氢能储能系统及海洋微电网方案具有重要参考价值。研究揭示的动态工况下热-质传递特性与阳光电源ST系列PCS的多物理场协同控制技术高度契合。滚动工况导致的功率波动(9.89%)和电流密度波动(16.14%)可借鉴应用于船舶储能系统的GFM控制策略优化,通过VSG技术补...

Engin Deniz Gulay · C.Ozgur Colpan · Mehmet Akif Ezan · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.333

随着可再生能源装机容量的扩大以及氢能作为清洁能源载体的广泛应用，向低碳能源体系的转型正在加速。利用可再生能源驱动电解水制取绿氢是一种可持续的替代方案，但相较于化石燃料制氢方法仍面临成本挑战。本研究对土耳其伊兹密尔地区基于风能的绿氢生产进行了经济技术分析。首先，在一个10 MW风电集成的质子交换膜水电解（PEMWE）系统中，评估了两种电力分配策略（串联分配和平均分配），以确定最有效的方案。随后，采用选定的策略，比较了三种电解槽技术（碱性电解、质子交换膜电解和阴离子交换膜电解）对单位氢气平准化成本（...

解读: 该研究对阳光电源风光制氢系统集成具有重要参考价值。文中风电-电解槽功率分配策略可优化ST系列储能变流器在制氢场景的能量管理算法,模块化电解槽系统的BoP能耗分析为PCS拓扑设计提供依据。研究验证的7.5MW最优配置比(相对10MW风电)与阳光电源1500V光伏系统超配逻辑一致,可应用于PowerTi...

Mehdi Mori · Mohammad Hasan Khoshgoftar Manesh · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.327

摘要 多联产系统通过整合多种能源和工艺，在统一系统中生产多种产品，以满足居民和工业需求，相较于单一工艺系统具有更高的可持续性和韧性。优化此类系统可最大化能源资源的利用效率。本研究提出了一种综合性的多联产系统，能够生产八种产品，以满足电力、制冷、供热以及淡水、氢气、氧气、二氧化碳和乙醇等副产品的需求。该系统基于两种可再生能源——太阳能和生物质能，并结合传统的甲烷能源。通过对能量、㶲、㶲经济、㶲环境、能值经济和能值环境等多个维度进行综合评估，对该系统进行了全面评价。采用MATLAB进行数学建模，评估...

解读: 该多能互补系统整合太阳能与生物质能源,对阳光电源ST储能系统和SG光伏逆变器产品线具有重要参考价值。固体氧化物电解池制氢技术可与我司储能PCS协同,实现电-氢耦合优化。研究中的多目标优化方法(机器学习+遗传算法)可应用于iSolarCloud平台,提升能效2.54%、降低成本1.88%的成果验证了智...

Mohamed Hamdi · Souheil El Alimi · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.326

绿色氨是一种比传统高能耗且依赖化石燃料工艺更清洁的替代方案。然而，有效整合光伏发电系统、电解槽和氨合成反应器等组件仍是一项挑战，显著影响氨的生产成本。此外，可再生能源固有的间歇性也会影响电解槽和氨合成过程的持续稳定运行。本研究建立了瞬态系统仿真（TRNSYS）模型，用于评估一套24 kWp光伏驱动的碱性电解水系统耦合单程哈伯-博世反应器（转化效率为15.55%）在不同地理位置下的运行性能，特别聚焦于突尼斯地区。该模型包含电力调节单元和变工况控制器，能够在太阳辐射波动的情况下实现稳定高效的运行。研...

解读: 该光伏制氢-绿氨系统研究对阳光电源具有重要战略价值。SG系列光伏逆变器可通过MPPT优化应对太阳能波动,ST系列储能PCS可平抑间歇性供电问题,确保电解槽稳定运行。研究揭示的功率调节单元需求与我司三电平拓扑、SiC器件技术高度契合。iSolarCloud平台可集成氢储、氮储及反应器负荷优化算法,提升...

Jiale Wena · Xicong Mia · Yubo Yaoa · Shengying Xiaoa 等9人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401

摘要 针对大型远洋船舶在多场景任务中对长续航、高效率运行的需求，本文提出一种结合并联级间冷却再热燃气轮机（IRGT）与固体氧化物燃料电池（SOFC）的新型全电推进系统。研究了该系统在典型运行场景下的协调功率切换特性及其相互关系，并制定了兼顾效率与安全性的宽负荷范围最优功率分配策略。结果表明，经验证的68 MW船舶混合动力系统在设计工况下效率达到50.1%，最大误差仅为2.5%，具有较高的建模精度。当船舶处于全速航行场景时，推进系统以2.11的功率比运行，效率为50.1%，此时需保证燃料流量大于0...

解读: 该船舶混合动力系统的多场景功率分配策略对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要借鉴价值。其SOFC/燃气轮机协调切换机制可应用于光储充一体化场景的多模式能量管理,特别是GFM/GFL控制策略在微电网孤岛与并网切换中的优化。研究中50.1%系统效率及10%-108%宽负载范围运行...

Tushar Kanti Roy · Sajeeb Sah · Amanullah Maung Than Oo · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.391

摘要 本研究探讨了集成光伏（PV）面板、电池、燃料电池（FC）、电解槽（EL）和氢气储罐（HT）的混合能源系统（HES），以满足澳大利亚偏远社区的能源需求。分析了两种系统配置：A型（PV/Batt/FC/EL/HT）和B型（PV/FC/EL/HT），重点关注成本效益、能源可靠性和氢气产量。采用了多种优化技术，包括布谷鸟搜索算法、非支配排序遗传算法II（NSGA-II）、序列二次规划算法（SQPA）、花粉授粉算法、约束粒子群优化（PSO）和和声搜索算法，以确定最优系统配置。当采用NSGA-II进行...

解读: 该混合能源系统研究对阳光电源ST储能系统与SG逆变器协同优化具有重要价值。研究验证了电池储能可降低22%系统成本,与我司PowerTitan方案理念契合;PV倾角优化可降低75%成本的发现,可指导SG逆变器MPPT算法改进;氢储能系统的能量管理策略可借鉴至我司GFM控制技术,提升离网场景下多能互补系...

作者未知 · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2025年1月

近年来，海上风力制氢（OWPHP）作为一种可持续且环保的方式在全球范围内受到了广泛关注。为降低分散式海上风力制氢的平准化制氢成本（LCOH），我们提出了一个联合优化模型，该模型在考虑风机尾流效应的同时，对风电场布局和电解槽容量进行同步优化。此外，为解决计算复杂性问题，我们开发了一种双层分布式分解方法（BLDDM），该方法能够以分层和分布式的方式将原问题分解为多个子问题，从而可以利用交替方向乘子法进行高效求解。基于实际数据开展了案例研究，以验证该模型的有效性。研究表明，与单独优化的方法相比，联合优...

解读: 该论文针对海上风电制氢的分散式架构提出联合优化方案，对阳光电源在新能源制氢领域的战略布局具有重要参考价值。从技术路径看，分散式制氢系统将电解槽直接部署在海上风机侧，避免了集中式方案中的海底高压输电损耗，这与阳光电源在分布式能源系统的技术积累高度契合。 论文的核心创新在于同步优化风机布局与电解槽容量...

Xiaoqiang Guo · Hengyi Zhu · Han Zhang · Senyu Du 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年9月

在可再生能源制氢系统中，过大的电流纹波会影响电解槽的使用寿命。传统三相有源桥移相策略仅有两个外部移相角，缺乏优化电流纹波的多余控制自由度。为解决该问题，本文提出一种适用于三有源桥（TAB）拓扑的电流纹波抑制策略。该策略在制氢端口设置一个内部移相角，增加了系统的控制自由度数量。通过计算得到最优移相角组合，可有效抑制制氢端口输出电流的电流纹波。

解读: 从阳光电源光伏制氢业务布局来看，这项三重有源桥（TAB）电流纹波抑制技术具有重要的战略价值。当前我们的光伏制氢系统面临的核心挑战之一，正是如何在功率变换环节有效降低电流纹波对电解槽寿命的影响。传统三相有源桥相移策略仅有两个外部相移角，控制自由度受限，难以实现电流质量的深度优化。 该论文提出的技术方...

Quan Sui · Huashen He · Jing Liang · Zhongwen Li 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年6月

船舶运氢相比拖车或 tanker 更具成本优势，但对环境因素（如水位）更为敏感。为此，本文提出一种考虑水电站调峰支持氢船航行的电-氢-热综合系统短期调度策略。构建了水路氢链时空运行模型，计及电解温度、可逆固体氧化物燃料电池（RSOC）产氢效率与最大可用功率的关系，并评估水电站下泄流量对氢船通航的影响。在此基础上，设计了以热电厂可灵活运行于纯发电或热电联产模式为核心的多日协同调度策略。该模型被线性化为混合整数二阶锥规划问题，并通过双层方法高效求解。基于改进IEEE 118节点系统的算例验证了所提方...

解读: 该电-氢-热综合调度技术对阳光电源氢能储能系统具有重要应用价值。文中RSOC可逆固体氧化物电池的温度-效率-功率耦合建模，可直接应用于阳光电源氢储能变流器PCS的控制策略优化，实现电解制氢与燃料电池发电模式的高效切换。多能源协同调度框架为PowerTitan储能系统提供了与水电、热电联合调峰的解决方...

Wenzhuo Shi · Junyu Chen · Xianzhuo Sun · Zhengyang Hu 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年5月

针对多堆配置下燃料电池混合动力系统优化问题非凸、二进制变量多导致求解困难的问题，本文提出一种基于量子退火的三阶段调度策略。该方法在日前、日内和实时阶段分层解耦决策过程，结合各时段预测信息优化启停计划与功率分配。利用量子退火高效求解大规模二进制优化问题，并通过OPAL-RT实验平台验证。相比传统方法，所提方法计算速度显著提升，较DMPC方法快49.89倍，较Gurobi方法快22.25倍，且总运行成本分别降低14.66%和10.62%。

解读: 该量子退火优化算法对阳光电源氢储能系统和混合储能产品具有重要应用价值。三阶段调度策略可直接应用于PowerTitan储能系统的多堆燃料电池配置，解决大规模二进制优化难题。相比传统MPC方法，计算速度提升49倍且成本降低14.66%，可显著改善ST系列储能变流器在氢储能场景下的启停优化与功率分配效率。...

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...

Jiacheng Yuan · Qihao Deng · Wenshang Chen · Xile Wang 等8人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.344

摘要 随着氢能与燃料电池混合动力汽车（FCHEVs）的快速发展，对先进的能量管理策略（EMS）提出了日益增长的需求，以平衡能源效率、燃料电池退化以及经济性能之间的关系。然而，传统的基于规则的能量管理策略在动态驾驶工况下往往导致过大的功率波动，并加速燃料电池的老化。为解决上述问题，本文提出了一种集成小波变换的规则型控制策略（WT-RBC），旨在提高FCHEVs的能量效率并减少燃料电池的退化。结果表明，在CLTC驾驶循环下，所提出的策略使氢气消耗量保持在传统基于规则的EMS水平的8%以内，同时显著降...

解读: 该小波变换能量管理策略对阳光电源氢能储能系统及充电桩产品具有重要借鉴价值。其功率波动抑制技术(48.59kW降至6.92kW)可应用于ST系列PCS的多能源协调控制,优化电池与氢储能混合系统的功率分配。小波分解算法可集成至iSolarCloud平台,实现充电站多源协同的预测性维护。燃料电池寿命延长策...

Xi Chen · Wentao Feng · Yukang Hu · Shuhuai You 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.326

摘要 作为一种绿色能量转换装置，质子交换膜燃料电池（PEMFC）堆的功率性能由实际运行参数决定。根据目标需求对PEMFC的功率密度及其相应操作参数进行优化至关重要。本文提出了一种结合随机森林算法（RF）与改进的光谱优化算法（ILSO）的PEMFC堆功率密度全局优化策略。基于PEMFC数学模型的仿真结果构建数据集，并用于训练一种数据驱动的代理模型。代理模型的输入变量包括工作温度、阳极压力、阴极/阳极相对湿度和电流密度，输出为功率密度。预测性能结果显示，训练集中平均绝对误差（MAE）、均方误差（MS...

解读: 该PEMFC功率密度优化技术对阳光电源氢能储能系统具有重要借鉴价值。文中数据驱动建模与智能优化算法结合的思路,可应用于ST系列PCS多参数协同优化,提升能量转换效率。随机森林代理模型将优化时间缩短44.8%,与iSolarCloud平台预测性维护理念高度契合。温度、压力、湿度等多维参数寻优方法,可迁...

Hangyu Yua · Florian Bernard Berset · Pyry Mäkinen · Cédric Frantz 等14人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.397

摘要 在线性能表征与故障状态诊断对于确保微型热电联产（μ-CHP）固体氧化物燃料电池（SOFC）系统的家庭安全运行和延长使用寿命至关重要。然而，针对紧凑型SOFC系统实现快速且准确的故障检测与性能表征仍是一个挑战。本研究应用多种诊断方法对一个μ-CHP SOFC系统进行表征，包括恒电流电位法、电化学阻抗谱（EIS）、总谐波失真（THD）分析工具。性能表征与状态诊断在不同功率需求、燃料不足、高碳燃料供给以及长期运行条件下进行。正常工况与燃料不足条件下的EIS结果表明，远离燃料入口的底部27-cel...

解读: 该SOFC微型热电联供系统的快速诊断技术对阳光电源氢能储能系统具有重要借鉴价值。文中采用的电化学阻抗谱(EIS)和总谐波失真(THD)在线监测方法,可应用于ST系列储能变流器的电池健康状态诊断。燃料饥饿检测逻辑(0.01-0.1Hz正弦激励)可移植到PowerTitan系统的电池簇不均衡预警中。长期...

Mingguang Yang · Zhenhua Quan · Lincheng Wang · Zejian Chang 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.386

摘要 本研究提出并制备了一种新型混合冷却质子交换膜燃料电池（PEMFC）堆，该电池堆专门设计了高效的混合冷却通道。与传统的风冷电池堆以及上一代配备微热管阵列的分体式冷却电池堆相比，混合冷却电池堆实现了更高的负载能力、更优的发电性能和更佳的热管理性能。此外，混合冷却电池堆配置的风扇数量更少，从而降低了辅助功耗，并实现了更均匀的电压分布。实验结果表明，混合冷却电池堆的负载容量比分体式冷却电池堆高出14.3%，相较于同规格的普通风冷PEMFC电池堆则提升了71.4%。在相同电流条件下，混合冷却电池堆的...

解读: 该混合冷却PEMFC技术对阳光电源氢能储能系统及充电桩产品具有重要借鉴价值。其混合冷却路径设计实现71.4%负载能力提升和70.2%电压均匀性改善,可应用于ST系列储能变流器的热管理优化,特别是PowerTitan大功率场景。电压均匀性控制思路可融入VSG控制策略,提升多模块并联系统一致性。风扇功耗...