Ashwin Sandeepab1 · Shomik Vermaa1 · Kyle Buznitsky · Asegun Henry · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.397

摘要 实现电力系统的脱碳对于减缓气候变化至关重要，这要求从化石燃料发电技术转向可再生能源技术。由于可再生能源具有间歇性，只有在配备长时储能技术的情况下，才能可靠地将其整合到电网中。一种新兴的储能技术——电网级热能储能（Thermal Energy Grid Storage, TEGS）已被证明其能量和功率容量成本足够低，能够实现电网低成本脱碳。本文探讨了该TEGS系统在电网集成背景下的设计优化问题。TEGS系统可以被设计为实现恒功率放电和快速充电，因为这些特性对储能技术而言至关重要。前者符合电力...

解读: 该热储能并网优化研究对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要参考价值。文中恒功率放电与快速充电设计理念可应用于我司PCS拓扑优化,通过适度超配充放电功率模块提升系统调度灵活性。结合iSolarCloud平台的容量扩展模型,可优化储能系统在新能源消纳场景下的经济性配置策略,特别是...

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...

Xiwen Cui · Xiaoyu Yuab · Haowei Niu · Dongxiao Niu 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.397

摘要 风能对大规模并网和实现碳中和至关重要，因此需要准确且稳定的预测方法来应对风电数据固有的随机性和复杂耦合特性。本研究提出了一种创新的数据驱动型点-区间预测框架，旨在克服现有模型仅关注预测精度而忽略预测所需稳定性的局限性，从而减少由此带来的不确定性。该框架首先引入异常值处理机制，并采用一种新的基于滑动窗口的双层自适应分解策略，在避免信息泄露的同时将风电数据分解为规律性子序列。随后通过Lempel-Ziv复杂度分析对这些子序列进行分类，以最小化计算冗余。进一步地，有针对性地部署先进模型——包括倒...

解读: 该多目标优化风电预测框架对阳光电源储能系统(ST系列PCS、PowerTitan)具有重要应用价值。其点-区间预测方法可显著提升储能系统充放电策略的准确性与稳定性,MAE降低27-58%为iSolarCloud平台的预测性维护提供可靠的不确定性量化能力。多层自适应分解策略可集成至GFM/GFL控制算...

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...

Tianyou Yua · Muhammad Muzammal Islam · Lidan Zhoua · Ziqiang Wanga 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.397

摘要 可再生能源（RESs）的波动性以及负荷需求的变化可能引起换流器控制器中的功率波动，进而影响能量管理系统，并带来安全性和经济性方面的风险。为应对这些挑战，本文提出了一种新颖的分层多时间尺度能量管理系统（EMS），以提升在混合型电网形成（GFM）与电网跟随（GFL）控制下孤岛微电网的安全性和经济性运行能力。所提出的该方法将GFM和GFL的动作分别集成到二级和三级控制层中，各层通过凸优化模型优化不同的目标，从而确保安全、可靠且经济的功率调度。此外，该框架还引入了一种针对高容量与高功率密度混合储能...

解读: 该分层多时间尺度能源管理系统对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要应用价值。论文提出的GFM/GFL混合控制策略可直接应用于我司构网型储能系统,通过二级层MPC实现短期电压频率调节,三级层混合整数线性规划优化经济调度,与我司VSG技术形成协同。特别是针对URFC等混合储能的管...

Wentao Xin1 · Zhenwei Lu1 · Zhe Yu1 · Zhaoxuan He1 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.397

摘要 电动汽车（EV）的广泛采用带来了诸多挑战，例如峰值负荷增加、电力基础设施加速老化以及经济效率下降。为应对这些问题，本研究提出了一种集成多种技术的充电站模型，并构建了一个创新的分析框架，用于评估充电聚合商的综合效益。该框架融合了随机化负荷预测模型与智能充电策略，并利用来自中国深圳1682座充电站（共计24,798个独立充电桩）的实际数据进行了验证。在结合深圳市分时电价机制和超过80%的可再生能源渗透率条件下，实施所提出的充电站模型使平准化用电成本、碳排放量和峰值负荷均降低了每千瓦时0.38元...

解读: 该研究验证了储能系统与智能充电协同的关键价值,与阳光电源ST系列PCS及PowerTitan储能方案高度契合。深圳实证数据显示:智能充电场景下储能可降低碳排放(1.402Mt),而即充模式反增至1.688Mt,印证了阳光电源EMS能量管理策略的优越性。研究提出的>80%可再生能源渗透率、削峰30%的...

Pihui Liua · Mengdi Lib · Chuanfeng Hanb · Lingpeng Mengc 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.396

摘要 作为一种清洁可再生能源利用方式，风能在全球能源体系中的地位日益突出。深入理解其生产投入与发电效率之间的关系，对于优化产业布局具有重要意义。然而，现有研究往往难以有效揭示这两者之间的时空错配特征及其影响因素。本研究采用SBM-DDF模型测度2015年至2023年中国31个省份的风电发电效率；运用标准差椭圆模型分析风电发电效率与装机容量的时空演化特征，并通过改进的耦合协调度（CCD）模型评估二者之间的相互关系；进一步地，借助时空地理加权回归模型探究影响耦合协调度的关键因素。结果表明，2015—...

解读: 该研究揭示的风电效率与装机容量时空错配问题,对阳光电源储能系统(ST系列PCS、PowerTitan)具有重要应用价值。研究发现中西部地区风电效率高但装机集中于东南-东北走向,这为储能系统配置提供了优化依据:在高效率低装机区域通过储能提升消纳能力,在高装机区域通过削峰填谷提升整体效率。研究中的耦合协...

Yaoyao Heab · Nana Yuac · Bo Wangd · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.396

摘要 风能等可再生能源具有固有的波动性，使得准确预测对于电力系统的有效运行至关重要。然而，风电数据内在的波动性和变异性常常导致概念漂移现象，从而削弱预测精度，并对电力系统运行带来显著挑战。为解决这一问题，本文提出一种结合在线漂移检测与自适应机制的分位数回归长短期记忆网络方法（O-DDA-QRLSTM），用于风电功率的概率性预测。该方法采用QRLSTM实现风电功率的分位数预测，并引入在线学习机制以检测数据流中的概念漂移。针对虚拟漂移和实际漂移分别设计了不同的检测策略：利用数据分布变化的Kullba...

解读: 该在线概率密度预测技术对阳光电源储能系统(ST系列PCS、PowerTitan)具有重要应用价值。通过虚拟与真实概念漂移检测,可显著提升风储协同场景下的功率预测精度和系统调度能力。建议将KL散度与CRPS评分机制集成至iSolarCloud平台,实现风电波动的实时预测与储能系统的动态响应优化。该方法...

Xin Chen · Baojie Lia · Jennifer L.Braid · Brandon Byford 等11人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.395

摘要 光伏（PV）系统已成为可再生能源战略的基石，特别是由于过去十年中太阳能发电成本显著降低。然而，光伏装置的长期可靠性仍是一个持续存在的挑战，需要发展先进的监测和预测性维护策略。为评估光伏系统的健康状况，使用了多种类型的数据，包括环境条件、电气性能以及巡检图像等。这些数据支持诸如用于寿命预测的机器学习（ML）模型和用于缺陷检测的计算机视觉技术等方法。然而，高质量且全面的数据获取十分困难，尤其是在长期一致性与数据多样性方面尤为突出。公开可用的数据集是应对这些挑战的宝贵资源，但它们往往存在碎片化问...

解读: 该开源数据集研究对阳光电源iSolarCloud智能运维平台具有重要价值。论文系统梳理的环境数据、电气性能、缺陷图像等多维数据类型,可直接应用于SG系列逆变器和PowerTitan储能系统的预测性维护算法优化。特别是机器学习模型与计算机视觉技术结合,能提升我司光伏电站全生命周期健康管理能力。建议将论...

Yunxia Longa · Yaning Chenb · Changchun Xua · Zhi Lib 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.395

摘要 风能和太阳能被视为未来最有前景的可再生能源，将在未来全球可再生能源扩张中占据主导地位。然而，目前关于低碳模式下风力发电（WP）和太阳能光伏发电（PV POT）产量的变化、尤其是其协同变化的研究仍显不足。本文利用偏差校正后的全球气候模型（GCMs），分析了本世纪中叶前WP和太阳能PV POT的变化情况，并在两种碳中和情景下进行了综合评估。结果表明，低碳模式显著缓解了中国风能资源持续下降的趋势，特别是在中国东部和中部地区。未来，中国的太阳能资源将向东南方向转移，在低碳模式下，这一增长趋势变得更...

解读: 该研究揭示低碳情景下中国风光资源时空演变规律及协同效益提升机制,对阳光电源具有重要战略价值。针对东南部光伏资源增强趋势,SG系列逆变器可优化MPPT算法适应辐照变化;针对风光出力协同性增强,ST系列储能变流器及PowerTitan系统可基于风光互补特性优化充放电策略,降低弃电率;iSolarClou...

Thore Pruss · Karsten Mülle · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.395

随着向可再生能源的转型，对高效、长期储能解决方案的需求日益增加。本研究评估了一种可逆式双极膜燃料电池——一种能够在燃料电池模式和电解槽模式下运行的集成化系统——其中平衡部件（Balance of Plant, BOP）的可靠性和安全性。采用故障树分析法识别潜在故障及其发生概率，并利用失效模式与影响分析法评估故障后果并提出相应的缓解策略。结果表明，在燃料电池模式下，系统的平均无故障时间（MTTF）为1700小时，而在电解槽模式下略低，为1540小时。氢气压缩机被识别为最易发生故障的部件，主要归因于...

解读: 该可逆燃料电池BOP可靠性研究对阳光电源储能系统具有重要借鉴意义。研究揭示氢压缩机为最易失效部件(MTTF仅1540-1700h),冗余设计增益有限(仅8%)且可能因复杂度增加反向作用,这为ST系列PCS及PowerTitan储能系统的冗余配置策略提供参考。FMEA强调应优先维护保护膜电极组件的关键...

Xixi Wang · Haitao Yang · Xingbin Lia · Zhigan Denga 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.395

摘要 能源储存技术（EST）作为提供平稳连续电力的关键手段，随着可再生能源的快速发展而受到广泛关注。重力储能（GES）因其原理简单、成本低、容量大、效率高且安全性好，已成为一种新兴的机械式能源储存技术。本文根据不同的储能介质及其计算原理，将重力储能分为流体重力储能、固体重力储能和颗粒重力储能三类，首次定义了颗粒重力储能，并对其相关技术进行了深入分析与讨论。通过对比不同类型重力储能技术的特点、发展现状、优缺点，归纳总结了影响其效率的关键因素以及比较与选型方法。研究表明，重力储能可与其他储能技术形成...

解读: 重力储能作为新兴机械储能技术,其大容量、高效率特性可与阳光电源ST系列PCS及PowerTitan储能系统形成互补方案。文中提出的效率影响因素分析对优化我司储能变流器的能量管理策略具有参考价值,特别是在长时储能场景下,可结合GFM控制技术提升系统稳定性。重力储能的LCOS评估方法论可应用于iSola...

Shin’ya Obar · Riku Murofushi · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.395

摘要 本研究提出了一种以大容量海上风力涡轮机为核心的区域性城市能源本地化系统，并明确了高成本储能设备对该系统的影响。通过采用贴现现金流（DCF）方法计算投资回收期，评估了所提系统的经济性。该系统由发电单元（包括海上风电及其他可再生能源）、储能单元（配备蓄电池或氢储能系统）、输电单元、配电单元以及能源需求单元组成。目前正在建设一个电力输送网络（北海道南部海上风电输送网络：SHOT），旨在将规划建设的北海道南部海上风电项目（1720 MW）和户井陆上风电项目（160 MW）所产生的电力输送至函馆市（...

解读: 该海上风电区域能源本地化系统研究对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要参考价值。研究证实氢储能系统因可配置小容量电解槽和燃料电池,投资回收期比液流电池短2-4年,启示阳光电源可优化储能系统架构,开发模块化分级配置方案,降低初始投资。研究指出设备定期更换占总支出13-25%,验...

Faizatuzzahrah Rahmaniah · Joyce Hui Min Lim · Choon Hock Pohc · Lian Sheng Hec 等10人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.395

摘要 光伏发电系统与绿色屋顶的共置配置在城市环境中因可同时实现可再生能源发电与绿化而受到越来越多的关注。然而，目前针对热带气候条件下此类系统的整体性研究仍较为有限。本研究从三个功能性效益出发，系统地探讨了热带气候下光伏发电与绿化共置的影响：1）光伏发电输出性能；2）植物生长状况；3）屋顶及天花板表面温度。研究结果表明：1）伴随绿化的存在，光伏发电系统的性能比有所提升［绝对增幅为1.0 ± 0.8%］；2）位于光伏组件下方的耐阴植物表现出更显著的水平地面覆盖度，且植株健康状况良好、生长旺盛［绝对增...

解读: 该研究揭示热带地区光伏绿化共生系统的多重效益，对阳光电源SG系列逆变器及智能运维方案具有重要价值。研究证实绿化可提升光伏性能比1%并降低屋面温度4.7°C，为我司MPPT优化算法提供温控协同思路。建议在iSolarCloud平台集成温度-植被-发电效率关联模型，针对热带城市屋顶场景开发光伏-绿化一体...

A.Carro · C.Ortiz · S.Unger · A.Stoikosd 等10人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.395

电热能储存是促进可再生能源高比例渗透的一项有前景的技术。近年来，已提出将这种储能系统与地质CO2封存相结合的方案。该系统由跨临界CO2循环构成的可逆热泵组成，并在两个温度水平上配备热能储存装置，从而实现地质CO2封存与可再生电能储存/发电的同时运行。本研究聚焦于高温和低温热能储存过程的分析。高温侧采用阶梯式加热方式，能够更好地匹配超临界与亚临界条件下CO2以及储热流体的温度分布特性。不同温度等级的热能储存可提高涡轮机入口温度，从而提升发电循环效率，并拓展区域供热或生活热水等供热应用。考虑配置四个...

解读: 该CO2电热储能系统对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan储能系统具有重要参考价值。其多温度级热储能技术可启发我们优化储能系统热管理策略,通过分级温控提升系统往返效率。文中58.7%的系统效率和-30°C至150°C的宽温度运行范围,为我们开发极端环境适应性储能产品提供思路。跨临界CO2...

Yunbo Niua · Jianzhou Wangb · Ziyuan Zhang · Yisheng Caoa 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.394

摘要 电力输出超过电网承载能力对电网安全构成严重威胁。2023年，光伏发电占可再生能源发电总增量的75%。然而，由于光伏发电输出存在显著波动，准确预测发电量已成为保障电网安全的关键手段。在实际应用中，一个关键挑战在于如何深度挖掘光伏发电数据中的隐含特征，并厘清其与气象数据之间的关联，以提升预测精度。针对这一问题，本研究提出了一种名为“增强季节性，优先气象”的光伏发电预测策略。该策略旨在利用气象信息与光伏发电数据的季节性成分建立关联，同时防止气象因素干扰趋势性成分，从而有效降低短期季节性气象波动对...

解读: 该双层分层注意力机制的光伏预测技术对阳光电源iSolarCloud智慧运维平台具有重要应用价值。通过'放大季节性、优先气象'策略深度挖掘气象与光伏数据关联,可显著提升SG系列逆变器功率预测精度超10%,优化MPPT控制策略。该技术可集成至ST储能系统的能量管理算法,实现光储协同预测调度,有效应对光伏...

Kang Tan · Jingyu Lv · Zhichao Yin · Manli Ren 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.394

摘要 气体水合物技术在天然气储存与运输以及气体分离等领域具有广阔的应用前景。然而，水合物生成动力学缓慢的问题限制了该技术在上述场景中的工业化应用，亟需加以改善。与此同时，在海上油气开采与输送过程中，水合物的形成可能引发管道堵塞，必须加以抑制以保障运行安全。因此，在不同的水合物基能源技术中，通常采用具有促进或抑制水合物生成作用的适当添加剂，以调控水合物的生成动力学，实现促进或抑制的目的。目前，大多数添加剂为不可再生且难以生物降解的石油化工衍生物，会对环境造成严重污染，并对生态系统构成威胁。相比之下...

解读: 该气体水合物动力学调控技术虽聚焦天然气储运领域,但其相变储能机理对阳光电源储能系统具有借鉴意义。生物添加剂的环保可再生特性与公司ESS绿色发展理念契合,其促进/抑制相变的动力学调控思路可启发PowerTitan液冷系统中相变材料(PCM)的优化设计。特别是生物基添加剂在传热传质过程的调控机制,可为S...

Jian Xuab · Zhiling Guo · Qing Yuc · Kechuan Dongd 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.394

摘要 屋顶光伏（PV）系统是提升城市环境中可再生能源利用的一种有前景的解决方案。准确估算屋顶光伏系统的发电潜力受到复杂城市形态所引起的遮蔽效应的制约，这些效应显著降低了屋顶表面的太阳辐照度，从而导致预测误差。传统的遮蔽模拟方法计算成本高昂，凸显了在计算效率与评估精度之间实现精细平衡的必要性。本研究提出了一种创新的深度学习框架，能够有效编码多种时空数据源，以精确预测阴影投射并计算屋顶光伏潜力。具体而言，基于物理原理的真实数据，结合U-Net网络、三维（3D）建筑细节、太阳能资源数据以及气象参数，使...

解读: 该时空特征编码深度学习框架对阳光电源屋顶光伏系统规划具有重要价值。研究通过U-Net网络精准预测建筑阴影对发电量的影响(平均损失5.32%),可优化SG系列逆变器的MPPT算法在遮挡工况下的功率追踪策略。158倍的计算加速能力可集成至iSolarCloud平台,实现大规模城市屋顶光伏资源快速评估与选...

Vikram Singh · Manoj Fozdar · Tawfiq Aljohani · Satyendra Singh 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.394

摘要 可再生能源（RESs）在现有电力系统中的融合正日益加速。尽管可再生能源的引入通过提供清洁能源有望实现可持续发展，但也给电力系统的可靠与安全运行带来了诸多挑战。这些问题包括线路阻塞、不同的节点电价以及网络损耗增加等。为解决上述问题，本文提出了一种双层优化框架。第一层旨在最大化系统的社会福利（SW），第二层则采用基于分时电价（ToU）的机制，在高峰时段引导负荷转移，从而缓解可能存在的网络阻塞。本文利用k-中心点聚类技术对用电负荷进行划分，以区分高峰、低谷和平段时段。此外，所提出的框架引入了条件...

解读: 该双层优化框架对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要应用价值。通过分时电价需求响应和CVaR风险控制,可优化储能系统充放电策略,缓解风电并网引起的线路阻塞和节点电价差异。k-medoid聚类算法可集成至iSolarCloud平台,实现峰谷平时段智能识别,指导储能系统参与电网社...

Nikhil Thejesh Venkataraman · Tejal Kanitkar · Venkatasailanathan Ramadesigan · Rangan Banerjee · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.394

摘要 印度快速的经济增长和雄心勃勃的可再生能源（RE）目标需要具备捕捉高比例可再生能源并网复杂性的建模框架。本研究为印度西部（WR）和南部（SR）地区构建了一个时间分辨率为15分钟的容量扩展与调度模型，这两个区域合计占全国电力需求的一半以上，覆盖5.92亿人口，并贡献了印度国内生产总值（GDP）的59%。我们分析了多种可再生能源并网情景，包括印度可再生能源购买义务（RPO）政策的实际实施情况。该分析考虑了煤电和水电的装机容量限制、电池储能的作用，以及两种RPO合规框架：一种要求各区域单独满足其可...

解读: 该研究针对印度高比例可再生能源并网的区域协调与储能优化,对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要参考价值。研究强调15分钟高时间分辨率调度和大规模储能配置,契合阳光电源储能系统的快速响应能力和GFM/VSG控制技术优势。跨区域协调调度场景验证了储能在削峰填谷、提升新能源消纳的核...