Jackson Fogelquis · Xinfan Lin · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.399

摘要 锂离子电池的广泛应用推动了先进电池管理系统（BMS）的同步发展，这些系统旨在通过最先进的控制、诊断和预测技术来最大化安全性和性能。为了实现这些功能，电池模型必须能够准确预测输出电压和物理内部状态，但由于系统不确定性不可避免以及在线计算资源有限，这一目标具有挑战性。为此，本文提出了一种计算高效的混合建模框架，该框架将基于物理原理的电化学电池模型与高斯过程回归（GPR）机器学习模型相结合，以补偿由系统不确定性引起的输出预测误差。该框架的一个关键特征是提出了一种数据采样方法，该方法利用GPR在稀...

解读: 该混合建模技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统的BMS优化具有重要价值。通过融合电化学模型与高斯过程回归,可将电压预测误差从119mV降至7.3mV,参数估计精度提升一个数量级,且计算时间比仅为0.003,满足在线应用需求。该方法可直接应用于阳光储能系统的SOC/SOH估算、故...

Reza Nadim · Mika Goto · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.399

大规模将纯电动汽车（BEVs）接入电力系统在电力需求预测、基础设施规划和能源管理方面带来了重大挑战。本研究开发了一款开源的车辆电网集成（VGI）工具，旨在模拟纯电动汽车的驾驶与充电行为，特别针对2035年东京都市区部署58,900辆纯电动汽车的情景进行分析。不同于以往研究仅关注电网到车辆（G2V）服务或单一充电系统，本研究同时考察了G2V和车辆到电网（V2G）服务，并对公共充电基础设施进行了优化。研究分析了三种充电策略（慢速、中速和快速），并采用基于IF-THEN规则的引擎，确保在V2G放电操作...

解读: 该VGI工具对阳光电源V2G双向充电桩及储能系统具有重要参考价值。研究显示每1000辆电动车需配置2个快充和59个中速充电桩,为充电站布局提供量化依据。V2G场景下单车年充放电量达3630/3528kWh,验证了双向能量管理的商业价值。建议结合iSolarCloud平台开发类似规划工具,整合ST系列...

Petrin Geert Kristia · Arens Stefa · Schoenfeldt Patri · Klement Peter 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.399

摘要 线性能源系统优化因其可用性强且计算需求低，在未来能源系统的设计中发挥着重要作用。尽管线性优化具有诸多优势，但电池储能的日益普及及其多样化应用场景带来了挑战，通常导致对电池老化的忽略或过度简化。因此，本文旨在将电池老化及其相应的优化运行策略（以降低老化程度为目标）纳入线性系统优化框架中。本文重点介绍了两种方法：一种是基本的线性老化建模方法，另一种是基于凸包近似的方法。随后，这两种方法与开源能源建模工具oemof.solph中的通用实现进行了对比，以评估引入老化模型所带来的优缺点。所选案例研究...

解读: 该电池老化线性优化建模技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要应用价值。凸包近似法可降低46.9%电池老化且计算误差低于0.4%,可集成至iSolarCloud平台实现预测性维护。该方法适用于削峰填谷场景的储能优化调度,通过精确老化预测延长电池寿命、优化全生命周期成本,提升...

Sayan Das · Risav Dutta · Sudipta De · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.399

摘要 本研究提出了一种通过整合可再生能源与储能技术来构建分布式混合能源系统的新方法，为能源转型提供了一条可持续的路径。储能技术能够提升此类系统的可靠性、效率和灵活性，实现供需平衡、电网稳定，并促进更高比例的可再生能源并网。然而，传统的能源模型通常忽视了原材料在可再生能源基础设施中的作用。本研究通过从环境影响、经济可行性以及供应风险三个维度对原材料进行评估，弥补了这一研究空白。关键材料的可获得性、成本及其可持续获取显著影响着能源技术的规模化潜力，而地缘政治和市场不确定性则带来了供应链风险。本文提出...

解读: 该研究的多维度评估方法对阳光电源储能系统选型具有重要参考价值。文中光伏-风电-钒液流电池的最优配置方案,与阳光电源ST系列PCS及PowerTitan储能系统的应用场景高度契合。研究强调的供应链风险评估可优化我司储能产品的原材料采购策略,而生命周期成本分析方法可直接应用于iSolarCloud平台的...

Dawei Wanga · Jingwei Guob · Yongxiang Zhang · Tao Fengc 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.399

摘要 利用太阳能资源为电动汽车（EV）补充电能，在低碳高速公路建设中正受到越来越多关注。目前，电动汽车补电的主要方式包括充电和电池更换。然而，上述两种方式之间的差异以及太阳能资源在时空分布上的不均衡性，给太阳能高效利用带来了挑战。此外，采用移动式储能系统（MESSs）为电动汽车提供能量补给已成为一个重要的研究方向。因此，本文提出一种两层次优化方法，协同优化电动汽车的充电与换电方案，并调度移动储能系统，以实现高速公路沿线太阳能发电的高效分配。所提出的模型引入时空网络概念，刻画充电型电动汽车、换电型...

解读: 该研究对阳光电源高速公路光储充一体化解决方案具有重要价值。ST系列储能变流器和PowerTitan系统可作为固定式储能支撑光伏波动,移动储能调度思路可启发我们开发车载储能系统与充电站协同控制策略。SG系列光伏逆变器的MPPT优化技术能最大化高速公路沿线光伏发电效率,结合iSolarCloud平台可实...

Khaled Abedrabboh · Luluwah Al-Fagih · Elena Parilin · Artem Sedakov · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.399

摘要 本文研究了本地能源社区中产消者与消费者之间的联盟稳定性问题。通过运用合作博弈论，我们构建了联盟通过共享分布式能源资源（DERs）并优化电池储能系统（BESS）运行调度来最小化集体不适效用的模型。在联盟成员间的不适效用分配方面，采用了分配集重心值（CIS-value），以确保分配的公平性与计算上的可行性。分析重点在于联盟结构的稳定性，考虑了所有可能参与者的偏离行为。本文引入了一种阻断机制，即若某一成员因偏离而境况变差，则联盟可阻止该偏离行为。通过一个包含十名参与者的案例研究发现，稳定的联盟在...

解读: 该研究基于合作博弈论的联盟稳定性机制,为阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan储能系统在社区能源管理中的应用提供理论支撑。通过优化BESS运行调度实现成本、碳排放和峰值负荷多目标协同,可直接应用于iSolarCloud平台的社区级能源管理算法开发。CIS-value公平分配机制可嵌入储能系...

Zhen Wangac · Li Zhaob · Yiding Liacd · Wenwei Wangac · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.398

摘要 下一代智能电池管理系统（BMS）需要对电池健康状态（SOH）进行精确的实时估计。然而，现有研究常常低估了由大量质量不一的在线数据所带来的挑战，以及由此引发的数据存储、传输和计算压力。本文提出了一种基于有损计数的门控双注意力Transformer（LC-GDAT）框架，在保持SOH估计高精度的同时，显著降低了历史数据的存储需求。为克服因数据压缩导致的信息丢失所引起的误差，本文引入了两个关键模块。第一个是并行时空有损计数特征提取模块（PTS-LC），该模块利用频繁项提取技术识别电池运行过程中重...

解读: 该锂电池SOH实时估算技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。LC-GDAT框架通过有损计数算法大幅降低历史数据存储需求(实验室误差0.46%,实况误差2.23%),可直接应用于PowerTitan储能系统和ST系列PCS的BMS优化。双注意力Transformer机制能精准捕捉电池衰减特征,与iS...

Wenpeng Luana · Longfei Tiana · Bochao Zhaoa · Qian Aib · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.398

摘要 将需求侧资源（DSR）聚合作为虚拟电厂（VPP）的形式，可使其持有者参与电能及衍生品交易。针对具有建筑集成光伏（BIPV）的城市社区，挖掘DSR运行优化的潜力具有重要意义。受现有研究的启发，本文构建了一种双层居民侧VPP交易框架，并结合家庭能源管理系统（HEMS）对DSR进行管理。采用区块链技术实现分布式账本，设计主链-侧链架构：主链对应于DSR聚合层，侧链部署于DSR层。电能、削峰调频服务以及可交易的绿色证书在日前和实时两个阶段进行交易，并由一系列智能合约予以规定。在日前VPP交易阶段，...

解读: 该VPP交易框架对阳光电源ST系列储能变流器和iSolarCloud平台具有重要应用价值。文章提出的多时间尺度调度机制可优化我司PowerTitan储能系统在日前-实时市场的协同运行策略,基于信誉评级的电池调度方法可集成至HEMS增强调度精度。区块链分布式账本架构为iSolarCloud平台拓展VP...

Jun Cai · Maowen Fua · Ying Yana · Zhong Chenb 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.398

摘要 电池储能系统（BESS）在维持用户侧电力供需平衡中发挥着关键作用。本文提出了一种基于深度Q网络（DQN）算法的BESS能量管理系统（EMS），该系统充分考虑了电池的充放电次数限制。首先，建立了EMS的数学模型；随后，将EMS的最优决策过程建模为马尔可夫决策过程（MDP），并在此基础上设计了相应的MDP公式与DQN算法，以根据负荷情况制定合理的充放电调度计划。最后，基于中国贵州省遵义市某线路的实际负荷数据开展了实验研究。测试结果表明，本研究所提出的优化方法可将电网功率波动的最大方差降低至原始...

解读: 该DQN深度强化学习储能控制策略对阳光电源ST系列PCS及PowerTitan储能系统具有重要应用价值。通过MDP建模优化充放电决策,可将电网波动方差降至49%,充放电次数减少50-67%,显著延缓电池老化。该算法可集成至iSolarCloud平台,结合阳光电源三电平拓扑和GFM控制技术,提升用户侧...

Qingzhu Zhang · Yunfei Mu · Hongjie Jia · Xiaodan Yu 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.398

摘要 离网型海岛微电网（OGIM）中可再生能源的高度波动性在多个时间尺度上对电力平衡构成了重大挑战。氢-电池混合储能（HHBS）能够在不同时间尺度上有效缓解电力不平衡问题。然而，HHBS的规划通常需要考虑全年运行情况，导致因变量数量庞大而带来显著的计算复杂性。为应对这一挑战，本文提出一种新颖的规划方法，通过融合时间序列聚合（TSA）和时间尺度压缩（THC），在不牺牲规划精度的前提下优化计算效率。该方法在保留氢储能（HS）长运行周期特性的同时，最大限度减少与电池相关的变量数量，从而确保计算可行性与...

解读: 该氢-电混合储能规划方法对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要应用价值。TSA-THC算法可集成至iSolarCloud平台,实现海岛微电网多时间尺度能量管理优化,将计算效率提升50%以上。氢储能长周期特性与电池短周期响应的协同配置,可指导阳光电源开发GFM控制策略下的混合储...

Li Yanga · Mingjian Heab · Yatao Ren · Baohai Gao 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.398

摘要 锂离子电池由于各种内部和外部因素会随时间逐渐退化，这种退化带来了显著的安全性和可靠性风险，凸显了电池健康管理作为关键研究领域的重要性。然而，当前仍面临一个重大挑战，即开发一种通用的健康管理方法，以适应不同的电池材料、工作环境以及多样化的任务需求。为应对这一问题，本文提出了一种新颖的多任务健康管理方法，该方法将多任务处理框架与物理信息神经网络相结合。通过共享参数与任务特定参数的协同设计，并结合基于物理规律的特征提取机制，该方法高效地整合了健康状态估计、剩余使用寿命预测以及短期退化路径预测三项...

解读: 该物理信息神经网络多任务学习框架对阳光电源储能系统具有重要应用价值。可直接集成至ST系列PCS和PowerTitan储能系统的BMS中,实现SOH估算(误差0.75%)、RUL预测(误差104循环)和短期退化路径预测的协同管理。其基于恒压充电阶段电压电流数据的特征提取方法,与阳光电源iSolarCl...

Yi Xiea · Wensai Maa · Disheng Jiang · Wei Lib 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.398

准确估计电池的荷电状态（SOC）、温度分布状态（SOTD）和功率状态（SOP）对于保障现代储能系统（尤其是在电动汽车中）的安全性、效率和寿命至关重要。这些状态之间的交叉耦合动力学特性要求采用先进的建模与估计算法以提升系统性能与可靠性。在本研究中，选取电池组作为研究对象，构建了一种电-热耦合模型。其中，电气模型基于一阶等效电路模型，并扩展以考虑串并联结构关系，从而为热模型提供电气参数；热模型则建立了电池组内部产热与传热过程的详细框架，并将温度反馈至电气模型以校正其参数。随后，针对该模型设计了一种在...

解读: 该电池包多物理场在线监测算法对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要应用价值。电热耦合模型可集成至iSolarCloud平台,实现SOC、温度场和SOP的精准联合估算(SOC误差≤1.52%,温度误差<1.32°C),显著提升储能系统BMS管理精度。三维温度场重建技术可优化液冷...

Junzhe Shia · Ulf Jakob FløAarsnes · Shengyu Taoa · Ruiting Wanga 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.397

摘要 燃料电池（FC）/电池混合系统在实现零排放公交、卡车、船舶和飞机方面已引起广泛关注。对于此类混合系统而言，在线能量管理系统（EMS）至关重要，它能够控制能量流动并确保系统的最优运行性能。关键考虑因素包括燃料效率以及缓解燃料电池和电池的老化退化。本文提出了一种面向健康状态的多堆燃料电池与电池混合系统的能量管理系统。所提出的EMS采用混合整数二次规划（MIQP）方法，独立控制混合系统中的每个燃料电池堆，即基于MIQP的单堆控制（ISC），从而显著降低燃料成本以及燃料电池和电池的退化程度。所提方...

解读: 该健康感知能源管理技术对阳光电源储能及充电桩产品具有重要价值。文中多堆栈独立控制策略可应用于ST系列PCS的电池簇管理,通过MIQP优化算法实现电池衰减降低4%、能效提升22%。其快速求解特性(比DP快2243倍)适配iSolarCloud平台实时调度需求。该方法可延伸至充电站多枪协同控制,降低设备...

Siyi Tao · Jiangong Zhu · Yuan Lic · Siyang Chen 等10人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.397

准确估计电动汽车（EV）中电池的健康状态（SOH）对于缓解用户的续航焦虑具有重要作用。然而，云端电池管理系统（BMS）数据质量欠佳，加之电池正极材料的多样性，为开发适用于实际EV应用的通用SOH估计方法带来了显著挑战。本研究提出了一种基于充电过程的可推广特征提取框架。该方法从增量容量（IC）曲线中提取时域特征，并利用S变换提取频域特征，同时引入了电池间不一致性指标。为评估所提取特征的鲁棒性，本文采用实验室数据进行了验证。此外，通过针对不同容量和正极材料电池的实验，分析了温度对电池容量及所提取特征...

解读: 该研究提出的电池SOH估计方法对阳光电源储能系统(PowerTitan/ST系列PCS)及充电桩产品具有重要价值。通过增量容量曲线和S变换的多域特征提取,结合GRU-LightGBM融合模型,可显著提升BMS电池健康状态评估精度(MAPE<1.99%)。该技术框架可集成至iSolarCloud平台,...

Tudor Octavian Pocolaab · Valentin Robuac · Jip Rietveld · Sonam Norbu 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.397

近年来，间歇性可再生能源发电快速增长，亟需新型电池储能系统（BESS）解决方案。一个新趋势是大型并网电池的兴起，这类电池可通过叠加收益模型进行调控，以提供多种储能和灵活性服务。另一个新兴发展方向是可再生能源社区（REC），其中产消者投资建设自身的可再生能源发电设施，但也需要电池储能来提升灵活性。本文研究了能源社区通过“电池即服务”（BaaS）模式向电池运营商租赁电池容量的情景。我们提出一种方法，用于确定可租赁电池容量的规模与定价，使其在参与电力市场的过程中为社区和电池运营商均带来经济效益。我们分...

解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要应用价值。论文提出的电池即服务(BaaS)模式与多重收益堆叠策略,可指导我们优化储能系统容量配置算法。其线性优化控制方法和正则化函数可集成到iSolarCloud平台,提升能源社区场景下的储能调度效率。特别是针对动态电价和风电波动的...

Samar Fatim · Arslan Ahmad Bashir · Ilkka Jokinen · Matti Lehtonen 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.397

摘要 现代电力系统通过需求响应（DR）机制整合电动汽车（EV）和电池储能系统（BESS）等柔性负荷，使产消者能够参与能源管理。然而，主要挑战在于如何激励电动汽车用户调整其原本低成本的充电计划，以与分布式发电（如风能和光伏（PV）发电）相协调。这需要建立一种奖励机制，使其提供的经济激励优于用户原计划所能节省的成本。从数学建模的角度来看，主要难点在于由于对电动汽车和电池储能系统的建模中存在多个互斥或时间重叠的例外情况，导致难以求解该问题的对偶问题。本研究旨在通过基于激励的需求响应框架，优化光伏、风能...

解读: 该Stackelberg博弈优化框架对阳光电源储能及充电业务具有重要价值。研究中的风光-储-充协同调度模型可直接应用于ST系列PCS与充电站的联合控制策略,通过双层优化实现需求响应激励机制设计。论文提出的时间约束对偶求解方法可优化PowerTitan储能系统的充放电计划,提升风光消纳率达356kWh...

Dongjun Lia · Qiuhao Hub · Weiran Jiang · Haoxuan Donga 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.396

摘要 在网联自动驾驶电动汽车中，有效的功率与热管理因车辆纵向运动与电池热系统之间多时间尺度动态特性，以及能效、电池老化和驾驶安全之间的复杂权衡而面临重大挑战。本文提出了一种基于多时域模型预测控制框架的综合功率与热管理（IPTM）策略，专门设计用于克服上述挑战并实现在线实时应用。所提出的IPTM策略能够利用环境温度、道路坡度和前车速度等实时信息，主动优化电池温度和车辆速度，确保在不同驾驶工况下的高效运行。结果表明，与基准方案相比，该策略显著提升了性能，冷却能耗降低了14.22%，牵引能耗降低了8....

解读: 该多时间尺度功率-热管理技术对阳光电源EV充电桩及储能系统具有重要价值。其多层预测控制框架可应用于ST系列PCS的电池热管理,通过实时环境温度和负载预测优化冷却策略,降低14.22%冷却能耗。该策略在电池退化管理方面减少22%衰减,可增强PowerTitan储能系统全生命周期经济性。多时域协同优化思...

Congjia Zhang · Yanglin Zhoua · Xiangjin Wangb · Min Liub 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.396

摘要 退役电动汽车（EV）电池在储能系统（ESS）中的梯次利用对资源循环利用和环境保护具有重要意义。然而，退役电池模块之间显著的一致性差异给电池储能系统（BESS）带来了安全隐患。由于复杂的工作条件以及磷酸铁锂（LiFePO4）模块较为平坦的开路电压-荷电状态（OCV-SOC）曲线，传统BESS的荷电状态（SOC）一致性评估面临挑战。为此，本文提出一种基于动态可重构电池系统（DRBS）的新型SOC一致性评估方法。首先，得益于DRBS能够将模块从系统中断开，可实现快速在线OCV估计。然后，将OCV...

解读: 该动态重构电池储能系统的SOC一致性评估方法对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan储能系统具有重要应用价值。通过模块在线断开实现快速OCV估算,可优化退役电池梯次利用场景下的BMS算法。变异系数法克服磷酸铁锂电压平台特性,可集成至iSolarCloud平台实现预测性维护,提升储能电站安全...

Sonia Martina1 · Obidike Nnorom Jr.b1 · Philip Levis · Ram Rajagopalb · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.396

摘要 住宅电动汽车充电会导致电力需求大幅激增，可能超出社区变压器的功率限制。电池储能系统可以减少此类变压器限值越限现象，但单独运行这些电池并非成本最优方案。与单独优化相比，将这些电池进行聚合或共享可实现成本最优的性能，但前提是房主必须放弃对电池的控制权。本文利用虚拟化技术，提出了一种电池共享优化方案，旨在降低用电成本、延长住宅变压器的使用寿命，同时保持房主对电池的控制权。通过一个包含模拟家庭负荷、太阳能发电以及电动汽车充电行为的案例研究显示，相较于独立优化，联合或共享优化方式可使消费者电费降低5...

解读: 该虚拟化电池共享优化技术对阳光电源储能及充电桩产品线具有重要价值。研究验证了集中式储能管理可降低56%用电成本并减少48%变压器老化,与我司ST系列PCS及PowerTitan储能系统的群控策略高度契合。建议将该虚拟化调度算法集成至iSolarCloud平台,实现户用储能、SG光伏逆变器与充电桩的协...

Derian C.Tairo · Jéssica Alice A.Silv · Juan Camilo López · Marcos J.Rider · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.396

摘要 微电网中的能量管理系统（EMS）在整合分布式能源资源（DERs）——如电池储能系统（BESSs）、光伏发电（PV）系统和电动汽车（EV）充电设备——时面临新的挑战。一个关键挑战是开发能够包含实时分析、三相系统以及并网与孤岛模式之间切换的模型，同时考虑光伏出力和负荷需求的不确定性。此外，在微电网中实现电动汽车充电的公平性对于用户满意度和系统性能至关重要。本文研究了一个多目标优化问题（MOOP），旨在最小化从主电网购电的运行成本以及电动汽车的未供电能量（ENS），并引入公平性指标以确保连接车辆...

解读: 该多目标微网能源管理系统对阳光电源ST系列储能变流器、PowerTitan储能系统及充电桩产品线具有重要应用价值。研究中的三相系统实时优化、并离网切换及不确定性处理,可直接应用于iSolarCloud平台的智能调度算法。特别是EV公平充电指数(考虑SOC、容量、时间窗)为充电站产品开发提供了差异化服...