Yousef N. Abdelaziz · Khaled H. Ahmed · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年7月

相较于传统交流系统，海上风电场直流汇集系统可显著降低重量与体积。其中，串并联结构虽效率较高，但因直流-直流变换器位于风电机组串联支路前端，易受直流短路故障影响而可靠性较低。本文提出一种新型串联隔离并联风电场（SIP-WF）架构，通过为每组串联风电机组配置隔离型直流-直流变换器，实现固有直流故障阻断能力，无需外部直流断路器。各风机仅采用无源整流器，保证了系统高效率。针对不同风况下的最大功率点跟踪问题，提出两种集中式控制策略，实现单变换器对多风机的协调控制。MATLAB/Simulink仿真验证了所...

解读: 该串联隔离并联架构对阳光电源的储能与光伏产品线具有重要参考价值。其中隔离型DC-DC变换器的固有故障阻断特性可应用于ST系列储能变流器和PowerTitan系统,提升大规模储能场站的可靠性。文中提出的集中式MPPT控制策略可优化SG系列组串式逆变器的能量采集效率。同时,该架构采用SiC器件与无源整流...

Zhuo Li · Lin Ye · Ming Pei · Xuri Song 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年7月

大规模风电并网给电力系统运行带来严峻的不确定性挑战。本文提出一种基于深度学习的可解释增强模糊集，用于分布鲁棒优化框架下的两阶段经济调度，以精确刻画区域风电不确定性。该模糊集融合各风电场细粒度误差模型及站点间交互依赖关系。首次提出多教师知识蒸馏-时间生成对抗网络（MKD-time GAN），通过级联学习机制构建单风电场预测误差的球形模糊集；进一步结合Nataf变换将多个模糊集映射为表征区域联合误差分布的增强模糊集，并推导出可 tractable 的两阶段调度求解算法。IEEE 118节点系统验证了...

解读: 该研究提出的深度学习增强模糊集方法对阳光电源的储能和风电产品线具有重要应用价值。具体而言：1) 可应用于ST系列储能变流器的调度优化,提升大规模风储联合系统的经济性和可靠性；2) 其多教师知识蒸馏框架可优化PowerTitan储能系统的功率预测算法,提高调度精度；3) 研究的区域联合误差建模方法可用...

Duc-Tung Trinh · Yuan-Kang Wu · Manh-Hai Pham · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年7月

随着同步发电机向可再生能源的转型加速，构网型风电机组在维持电力系统稳定性方面的作用日益突出。然而，若未充分考虑内外环控制间的交互影响，可能引发功率振荡。本文基于线性化状态空间模型，对控制参数在构网型风电系统中引发功率振荡的影响进行系统性灵敏度分析，并结合小信号模型提出一种优化控制算法，综合考虑特征值阻尼比与控制带宽等约束，实现内外环参数的自动整定。通过WSCC 9节点和新英格兰39节点系统的仿真验证，所提方法能有效抑制风电机组输出功率振荡，进而降低同步机侧的功率波动。

解读: 该研究对阳光电源的储能和风电产品线具有重要参考价值。文中提出的基于状态空间模型的参数优化方法，可直接应用于ST系列储能变流器和风电变流器的GFM控制系统，有助于提升系统稳定性。特别是在大规模新能源并网场景下，该算法可优化PowerTitan储能系统的内外环控制参数配置，有效抑制功率振荡。这一方法也可...

Zhenyan Deng · Renxin Yang · Yu Zhang · Chen Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年6月

直流母线电压同步型虚拟同步机（GFM）控制因其对直流母线电压的有效控制，在风力发电机组（WTG）中得到了越来越广泛的应用。然而，由于电容惯性较小，同步环的带宽相对较高。当网侧变流器（GSC）采用电压 - 电流级联控制环时，这些控制环之间的耦合会带来不稳定风险。采用单一交流电压环因其简单性和稳定性被认为是一种有前景的替代方案。然而，由于缺乏固有的限流机制，处理暂态过电流具有挑战性。此外，故障期间斩波器会钳位直流母线电压动态，这会导致失步，并可能造成暂态功角不稳定。为解决上述问题，本文提出了一种适用...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项直流母线电压同步型构网控制技术对我们在风电变流器及多能互补系统领域具有重要参考价值。尽管研究聚焦于风电机组，但其核心技术与我们的光伏逆变器、储能变流器在拓扑结构和控制原理上高度相似，特别是在构网型（GFM）控制策略的应用方面。 该技术的核心价值在于解决了构网型控制在电...

Juan Antonio Ocampo-Wilches · Jean Mahseredjian · Keijo Jacobs · Ahda G. Pavani 等5人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年4月

本文提出一种用于全功率变流器风电场电磁暂态模型的综合初始化方法。该方法利用交流潮流解对机械模型、电气元件、电机、变流器及控制系统进行初始化。通过三个不同电力系统基准案例的电磁暂态仿真验证了该方法的有效性，包括聚合风电场接入小规模输电网、含多台风电机组的详细风电场模型接入小电网，以及包含十个聚合风电场的大规模输电系统。结果表明，所提方法显著缩短了达到稳态所需的计算时间，从而加快了整体仿真速度。

解读: 该初始化方法对阳光电源的储能和风电产品线具有重要应用价值。特别是在ST系列储能变流器和大型储能系统的电磁暂态仿真中,可显著提升仿真效率。该方法可优化PowerTitan储能系统的并网控制设计,提高GFM/GFL控制策略的响应性能。对于风电变流器产品,该技术有助于改进VSG控制算法,增强系统稳定性。通...

Songyue Zheng · Lijian Wu · Lizhong Wang · Lilin Wang 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年3月

针对结构柔性显著的现代大型风力机在非对称与随机气动载荷下运行稳定性差的问题，本文提出一种基于数据驱动模型预测控制的独立变桨控制方法（DMPC-IPC）。该方法通过优化转速/功率波动抑制、非对称载荷衰减及结构阻尼调节等多目标性能指标提升系统稳定性。采用任意多项式混沌展开构建代理模型，并结合高斯过程回归量化模型不确定性，以预测变桨对非线性动态响应的影响；设计一阶阴阳对优化求解器高效求解多步预测代价函数。基于DTU-10MW风力机在极端阵风与湍流风况下的全工况仿真验证表明，该方法显著提升了运行稳定性并...

解读: 该数据驱动的模型预测控制技术对阳光电源储能和风电产品线具有重要参考价值。其中的多目标优化和不确定性预测方法可应用于ST系列储能变流器的功率调节和PowerTitan系统的稳定性控制。特别是文中提出的高斯过程回归预测方法,可优化储能系统的SOC预测和调度策略;多步预测代价函数的优化思路也可用于改进储能...

Zeyu Hao · Jianxi Lan · Wu Chen · Xin Li 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年3月

随着海上风电与光伏发电中直流输电技术的快速发展，模块化多电平变换器（MMC）在经济性与轻量化方面的需求日益迫切。本文创新性地提出一种基于级联开关堆与复用臂结构的新型复用臂选择MMC（MAS-MMC）拓扑，并提出一种臂优化调制电压选择策略，可在不同功率因数下实现半工频周期内的能量平衡，且最小化臂电压峰值，相较传统MMC减少子模块数量达59.1%。该拓扑显著降低系统成本并提升功率密度。通过系统仿真与实验样机验证了所提拓扑结构与控制策略的优越性与可行性。

解读: 该复用臂选择MMC拓扑技术对阳光电源的大功率产品线具有重要参考价值。通过级联开关堆与复用臂结构创新,可将子模块数量减少近60%,这与我司ST2000储能变流器及SG3000HV光伏逆变器的成本优化目标高度契合。该技术可优化我司MW级变流器的功率密度与经济性,特别适用于海上风电并网和储能变流等场景。建...

Juan Wei · Yuxiang Li · Hanzhi Peng · Sheng Huang 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年2月

时变工况下快速的功率与转矩波动会加剧风电机组齿轮箱的疲劳载荷并提高故障率。本文提出一种面向风电场的最优功率控制方法，在跟踪输电系统运营商功率调度指令的同时，优化功率分配以抑制齿轮箱内部振动位移波动，降低疲劳载荷。通过分析行星架、行星轮、太阳轮和直齿轮等关键部件的传动机制，构建了描述齿轮箱内部振动与机械转矩及输出功率关系的动态模型。基于模型预测控制框架建立最优控制问题，并构建基于齿轮箱实时振动状态的疲劳评估系统，用于表征机组运行品质并指导风电场发电调度，为风电场优化调度提供安全边界，有效抑制潜在故...

解读: 该风电场最优功率控制技术对阳光电源储能和光伏产品线具有重要借鉴价值。其基于模型预测控制的功率分配优化思路可应用于ST系列储能变流器的多机组协调控制,有助于降低储能系统的机械应力和疲劳载荷。文中的振动状态实时监测和疲劳评估方法也可集成到iSolarCloud平台,用于SG系列逆变器的预测性维护。特别是...

Guiyan Liu · Yajuan Zhang · Ping Zhang · Junhua Gu · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年2月

精确且鲁棒的风电功率预测对电力系统的安全稳定运行至关重要。基于图卷积网络的混合时空预测模型因在空间特征提取方面的优势而受到广泛关注，但其性能易受数据噪声和缺失影响导致的图结构质量下降制约。本文提出一种基于时空图对比学习的混合深度学习模型，其编码器结合自适应图卷积网络与LSTM以捕捉细粒度时空依赖关系。为提升编码器对数据噪声的鲁棒性，我们在特征层和拓扑层引入数据增强，并设计了时序与空间双重视角的对比学习辅助任务。此外，通过融合静态图与可学习参数矩阵构建自适应图以捕获更全面的空间关联。在两个真实数据...

解读: 该风电功率预测技术对阳光电源储能和智能运维产品线具有重要应用价值。首先可集成至ST系列储能变流器和PowerTitan系统的能量管理系统(EMS)中,提升风储联合运行的调度精度。其次,该技术的时空图对比学习方法可优化iSolarCloud平台的预测算法,提高新能源电站群的发电预测准确性。特别是其抗噪...

Fraser Anderson · Karoline Pelka · Julia Walgern · Timo Lichtenstein 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

基于涵盖五大洲陆上和海上风力发电机组超22000运行年的综合实地数据，我们给出了变流器系统主要部件的故障率，研究了其故障行为趋势，并确定了对变流器可靠性有显著影响的设计相关因素和特定场地因素。所有变流器部件均呈现出明显的早期故障行为，随后直接过渡到退化故障。若干设计因素被确定为影响可靠性的重要驱动因素，即变流器的冷却方案、其在风力发电机组内的位置、额定容量以及绝缘栅双极型晶体管（IGBT）模块制造商。此外，还识别并量化了变流器对平均绝对环境湿度、平均环境温度、安装高度和平均容量系数等环境影响因素...

解读: 本研究基于22000多台年的全球风电变流器现场运行数据，揭示的可靠性规律对阳光电源的电力电子产品线具有重要借鉴价值。研究发现的"早期失效-退化失效"双峰特征，与我司光伏逆变器和储能变流器的失效模式高度一致，这为优化产品全生命周期管理提供了数据支撑。 从技术迁移角度看，研究识别的四大设计关键因素——...

Haibo Huoa · Sheng Xua · Jianing Lia · Fang Wanga 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.342

摘要 可逆固体氧化物电池（rSOC）可通过在电解池（EC）模式和燃料电池（FC）模式之间的双向转换，有效平抑可再生能源发电的波动性功率输出。然而，频繁的负载变化会引起严重的温度波动，进而导致rSOC内部产生热损伤。为在平抑风电输出波动的同时维持系统的热安全性，本文提出一种内-外双环热管理策略，即内环温度控制与外环功率管理相结合的rSOC系统控制架构。其中，内环温度控制采用前馈控制器调节燃烧器燃料比（BFR），并结合模糊PID控制器稳定rSOC温度，从而确保在所有运行工况下实现有效的热管理；在外环...

解读: 该rSOC双向储能与热管理技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要参考价值。其内外双环控制策略可借鉴至PCS功率管理:内环温度控制对应功率器件热管理,外环功率调度对应电网调频响应。0.6A/s恒定变化率抑制温度波动的思路,可应用于SiC/IGBT模块的dI/dt控制,降低热...

Dongran Songa · Keli Chena · Runxin Chena · Xinyu Fana 等8人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.342

摘要 随着风力发电快速扩张导致土地资源日益紧张，农村地区因其丰富的风能资源和空间优势，已成为分布式风电部署的战略枢纽。本研究针对农村配电网（RDN）中风力发电机组系统（WTGS）的扩展需求，提出一种融合蒙特卡洛树搜索（MCTS）与多目标改进粒子群优化（IPSO）算法的双层优化框架。上层采用MCTS算法对WTGS和储能系统（ESSs）的选址与定容进行优化，以最小化年度配置成本；下层采用IPSO算法协调WTGS与ESS的运行，降低年度运行成本并提升电网可靠性。相较于传统算法，所提算法在大规模变量优化...

解读: 该双层优化框架对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统在农村配电网应用具有重要价值。MCTS-IPSO算法可优化储能容量配置,降低28.24%综合成本;动态功率分配策略可提升多储能系统SOC均衡控制,延长电池寿命;99.739%电网可靠性验证了风储协调运行能力。建议将该算法集成到iSo...

Guolian Hou · Qingwei Li · Congzhi Huang · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.325

摘要 准确预测风力发电量对于风电场的运行与维护决策至关重要。随着风电机组规模和容量的不断增加，综合考虑时间与空间特征已成为提高预测精度的关键。本文提出一种新颖的多步风力发电时空预测方法，该方法采用多图神经网络辅助的双域Transformer模型。具体而言，为充分表征风电机组之间的异质依赖关系，通过注意力机制构建多种关系图并将其融合为统一图结构。随后，设计了时空融合模块（STFM），结合图卷积网络与一维卷积神经网络，以同时捕捉时间与空间特征。此外，提出了时频双域Transformer（DDform...

解读: 该时空多图神经网络风电预测技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。可集成至iSolarCloud平台,为风储耦合场景下的ST系列PCS提供精准功率预测支撑,优化储能充放电策略。多步预测能力(10分钟至6小时)与PowerTitan储能系统的能量管理周期高度契合,可提升风储协同调度精度。其时频双域Tr...

Qiulei Wang · Junjie Hu · Shanghui Yang · Zhikun Dong 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.324

摘要 近几十年来，日益增长的能源需求加速了风电场的建设，对风力机性能中精确的载荷与功率评估提出了更高的要求。传统方法依赖于解析尾流模型和性能曲线，在复杂入流条件下往往难以适应，导致在预测风机载荷和功率输出时存在显著的不准确性。本研究以NREL 5MW基准风力机为案例，提出一种新颖的两阶段框架，用于应对风电场规划与开发各个阶段中的上述挑战。第一阶段是在初步设计阶段推导简化推力调制因子的推荐值，从而快速评估对风电场优化至关重要的最大推力载荷和疲劳推力载荷。第二阶段聚焦于详细设计阶段的机器学习模型的设...

解读: 该机器学习框架对阳光电源风电变流器及储能系统具有重要价值。通过LightGBM模型实现风机负载与功率的高精度预测(R²>0.98),可优化ST系列PCS的功率调度策略和PowerTitan储能系统的充放电控制。推荐推力调制因子方法可应用于iSolarCloud平台的预测性维护模块,结合GFM控制技术...

João Alves Ribeiro · Bruno Alves Ribeiroc · Francisco Pimenta · Sérgio M.O. Tavares 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.397

摘要 海上风能利用海洋风的高强度和稳定性，在向可再生能源转型过程中发挥着关键作用。随着能源需求的增长，需要更大规模的风力涡轮机以优化发电量并降低平准化度电成本（Levelized Cost of Energy, LCoE），即项目生命周期内电力的平均成本。然而，涡轮机的大型化带来了工程上的挑战，尤其是在支撑结构、特别是塔架的设计方面。塔架必须在保持结构完整性、成本效益和可运输性的同时承受增大的载荷，因此对海上风电项目的成功至关重要。本文全面综述了人工智（Artificial Intelligen...

解读: 海上风电塔架AI优化技术对阳光电源风电变流器及储能系统具有重要借鉴价值。文中提出的数字孪生技术、预测性维护和AI驱动优化方法,可直接应用于ST系列储能变流器的结构设计优化和iSolarCloud平台的智能运维升级。特别是在大型化趋势下,三电平拓扑与SiC器件的协同优化、GFM控制策略的自适应调节,以...

Yun Wanga · Fan Zhang · Hongbo Koua · Runmin Zoua 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.396

摘要 鉴于风能资源具有显著的变异性，解决风能预测中固有的不确定性至关重要。因此，研究人员已开发出多种概率模型，这些模型为理解风能的波动特性提供了有价值的见解，并提升了预测的准确性。本文旨在分析预测不确定性中不同类型不确定性的意义，并对风速与风电功率预测的概率方法进行系统而全面的综述。特别地，本文详细考察了用于生成预测区间（作为预测不确定性的一种通用表示形式）的代表性模型结构。此外，本综述还探讨了用于评估概率预测质量的各类评价指标，并对其数学表达、时间复杂度以及适用条件进行了分析。这些评价指标在判...

解读: 该风电预测不确定性建模技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。通过概率预测方法可优化ST系列PCS的充放电策略,提升PowerTitan储能系统在风储耦合场景下的能量管理精度。预测区间技术可为iSolarCloud平台提供更可靠的风电波动预判能力,辅助GFM/VSG控制策略实现更平滑的功率调节。不确...

Huanze Zeng · Binrong Wu · Haoyu Fang · Jiacheng Lin · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.392

摘要 准确的风速预测为风电场的高效调度与运行提供了关键的决策支持，从而保障智能电网的稳定运行。然而，风速序列固有的波动性和非平稳性给提升预测精度带来了挑战。现有研究表明，风速与多种气象因素之间存在密切的相关性；有效利用这些气象数据可显著提高风速预测的准确性。本研究提出了一种新颖的短期多变量可解释风速预测方法，旨在同时提升预测的准确性和可解释性。所提出的模型融合了两阶段分解过程、综合相对重要性分析（CRIA）、基于牛顿-拉夫森的优化器（NRBO）以及可解释的深度学习模型——时间融合变换器（TFT）...

解读: 该风速预测技术对阳光电源风电变流器及储能系统具有重要应用价值。通过MVMD-CEEMDAN二级分解和CRIA特征选择,可显著提升风电场功率预测精度,优化ST系列储能变流器的充放电策略制定。TFT深度学习模型的可解释性为iSolarCloud平台的预测性维护提供决策支持,结合气象多变量分析可改进GFM...

Li-Rong Deng · Zhi-Li Ding · Yang Fu · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.389

摘要 随着海上风电向更深水域、集群化部署和更大单机容量方向发展，风能建设的复杂性日益增加，对风能资源评估方法的全面性提出了更高要求。当前的风能资源评估通常局限于宏观尺度或微观尺度，往往忽略了密集风电场的尾流效应。此外，基于卫星数据的微观尺度风资源评估未考虑区域间风切变指数的差异，导致风速评估存在偏差。因此，本研究提出一种综合性的风能资源评估框架，将宏观尺度的低分辨率分析与微观尺度的高分辨率评估相结合。在宏观层面，除了经典的风能指标、变率指标和成本指标外，特别考虑了现有海上风电场区域及其潜在尾流效...

解读: 该多尺度海上风电评估方法对阳光电源风电变流器及储能系统具有重要应用价值。研究揭示的尾流效应区域是风场区域3倍,南方海域尾流更显著,这为ST系列储能PCS在海上风电场的平滑出力波动、削峰填谷提供了精准配置依据。100米轮毂高度的风速精细化评估可优化PowerTitan储能系统容量设计。台湾海峡等高CO...

Hanif Auwal Ibrahi · George Alex Thopi · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.388

摘要 过去十年中，风能在全球能源转型中发挥了关键作用。这种转型在撒哈拉以南非洲地区尤为明显，其中南非处于领先地位。陆上风能在南非的能源转型中至关重要，但该技术全面的外部成本仍缺乏深入研究。本研究通过对一个138兆瓦的风电场进行生命周期评估（LCA），旨在填补现有文献中的空白，评估其温室气体（GHG）和非温室气体影响，并将其转化为成本形式。本研究为理解陆上风能对环境、人类健康、生物多样性、农作物以及材料资源的影响提供了重要见解，有助于提升海上风电整体可持续性。研究结果表明，气候变化影响为26.1克...

解读: 该生命周期成本研究对阳光电源风储一体化方案具有重要参考价值。研究显示制造和建设阶段占外部成本89.4%,验证了我司ST系列储能变流器及PowerTitan系统在提升风电全生命周期效益的战略意义。通过储能系统平抑风电波动可降低电网健康影响成本,iSolarCloud平台的预测性维护能延长设备寿命减少制...

Hongkun Lu · Xiaoxia Gao · Jinxiao Yu · Qiansheng Zhao 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.381

摘要 预测和计算风机轮毂前方的来流风速是风电功率预测研究中的关键环节。本文提出了一种考虑气象空间环境、风速时间特性以及地形和风机尾流效应的风电机组来流风速预测方法。首先，采用气象空间降尺度与时间特征提取方法对风气象桅杆（WMM）处的风速进行预测，建立大尺度气象背景与WMM风速之间的时空关联关系；其次，利用WMM预测风速，并结合从WMM到特定风电机组路径上的地形影响和尾流效应，计算该机组的来流风速；第三，利用激光雷达（LiDAR）在中国张家口张北某风电场的一台特定风电机组上对本文所提方法进行了验证...

解读: 该风速预测技术对阳光电源风电变流器及储能系统具有重要应用价值。通过融合气象降尺度、时空特征提取和尾流效应建模,可显著提升风功率预测精度(R²达0.9432)。该方法可集成至iSolarCloud平台,为风储耦合系统提供精准预测支持:1)优化ST系列储能PCS的充放电策略,提前响应风电波动;2)改进G...