Hanyou Liu · Ailong Fan · Yongping Li · Richard Bucknall 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.379

摘要 船舶能量管理系统中的能量管理策略与本地控制器相互关联，共同影响混合推进系统的性能。为实现氢燃料电池（FC）与电池混合动力系统的高效运行，本文在对混合动力系统建模与分析的基础上，提出了一种基于非线性模型预测控制（NMPC）的能量管理策略，并设计了动态虚拟阻抗下垂控制器和经典的比例-积分（PI）控制器作为本地控制器。通过采用硬件在环（HiLs）技术，模拟设计的随机负载工况、脉冲负载工况以及实际航行工况，对六种不同的能量管理策略及其与本地控制器协同下的综合性能进行了比较与分析。从能耗、运行压力、...

解读: 该燃料电池/储能混合动力船舶能量管理策略对阳光电源ST系列储能变流器及海事电力系统具有重要借鉴价值。文中NMPC+PI控制架构可应用于PowerTitan储能系统的多能源协调管理,动态虚拟阻抗下垂控制与阳光VSG技术理念契合,可优化GFM/GFL混合并网控制。该策略实现氢耗降低7-40%、运行压力降...

Mahmoud Ayy · Lisheng Yang · Alaa Ahm · Ahmed Shalaby 等9人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378

优化波浪能转换装置的几何结构并通过PTO控制提高其效率，需要发展能够预测其水动力响应的有效低阶模型。本文采用多步方法，识别控制振荡越浪式波浪能转换装置响应方程的系数。依次利用准静态实验、自由响应实验和扭矩强迫实验的数据，分别识别水静力刚度系数、辐射阻尼系数、附加质量系数以及非线性阻尼系数。这些数据集来源于对振荡式波浪能转换装置模型所进行的实验。刚度系数由准静态实验确定。随后，将物理信息神经网络应用于自由响应数据，以识别表征辐射阻尼的状态空间模型的系数。同样的方法被应用于扭矩强迫响应数据，以识别附...

解读: 该物理信息神经网络(PINN)系统辨识方法对阳光电源储能变流器ST系列和电机驱动控制具有重要借鉴价值。文中多步骤辨识非线性阻尼、辐射阻尼及附加质量的思路,可应用于PowerTitan储能系统的PCS控制参数自适应优化和电动汽车驱动系统的电机参数在线辨识。结合SiC器件高频特性,PINN可实现GFM/...

Tao Li · Junyong Yu · Xinyu Peng · Wenjie Zhou 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378

为了提高光伏/热电联用热电发电模块（PV/T-TEG）的热电性能，设计了一种新型的光伏/双层热相变材料热电组件（PV/2 T-PCM-TEG），该组件由PV-PCM-TEG以及热电模块热端和冷端两侧的双层蛇形铜管构成。在本研究中，我们设计并搭建了包含五种组件的实验平台，分别为PV、PV/T、PV/T-PCM、PV/T-PCM-TEG和PV/2 T-PCM-TEG，并完成了其性能的对比分析。结果表明，PV/2 T-PCM-TEG不仅更有效地提升了光伏电池的发电性能，还获得了更多的热㶲，其总平均㶲效...

解读: 该PV/2T-PCM-TEG混合发电技术对阳光电源光伏逆变器产品线具有重要参考价值。研究通过相变材料和热电模块将光伏组件温度最大降低10.8°C,发电效率提升至12.97%,这与SG系列逆变器的MPPT优化和温度管理策略高度契合。双层蛇形铜管热管理方案可启发iSolarCloud平台的温度监测算法优...

Koki Iwabuchi · Daichi Watari · Dafang Zhao · Ittetsu Taniguchi 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378

摘要 太阳辐照度的快速波动导致光伏发电输出具有显著的波动性。传统的爬坡率控制方法采用电池储能系统来平滑功率输出，从而向电网提供更加稳定的电力供应。然而，这些方法需要较高的初始投资成本和大量的维护工作。在本研究中，我们提出了一种利用冷却技术控制光伏发电爬坡率的新方法，该方法对于稳定电网运行及辅助服务至关重要。所提出的方法通过调控光伏组件温度，利用其热电特性，实时调节发电效率，从而实现对功率输出变化率的控制。基于实际数据的仿真验证了该方法的有效性，结果表明，与传统的电池储能方案相比，平均爬坡率和最大...

解读: 该冷却调控技术为阳光电源光储系统提供创新思路。可与SG系列逆变器的MPPT算法协同,通过温控主动调节组件效率实现爬坡率管理,降低ST系列储能配置需求。建议在PowerTitan系统中集成温控单元,结合iSolarCloud平台的气象预测功能,实现预测性温控策略。相比纯储能方案可减少76.2%峰值爬坡...

Amir Hosseini · Daniel Trevor Cannon · Ahmad Vasel-Be-Hagh · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 气动损失，亦称为尾流损失，是阻碍风能发电在全球电力生产中占比从目前的个位数百分比进一步提升的最主要因素。本研究探讨了集成实时偏航角与尖速比（TSR）优化以应对该问题的有效性。这一联合自适应控制策略此前从未被研究过，它不仅放大了单独采用偏航和尖速比优化各自的优势，还缓解了二者在应用中面临的一些挑战。所提出的自适应优化策略结合粒子群优化算法与稳态下的流动转向及诱导模型（FLORIS），根据实时风况持续调节各风力机的偏航角和尖速比。该优化算法通过动态地使部分风力机转子产生非对准，将其尾流引导偏离...

解读: 该风电场主动尾流控制技术对阳光电源风电变流器产品具有重要借鉴价值。研究通过偏航角和叶尖速比协同优化实现4.85%的年发电量提升,其核心思路可应用于我司风电变流器控制策略优化:通过实时调节变流器输出特性动态调控叶尖速比,配合偏航系统实现风场级协同控制。该粒子群优化算法可集成至iSolarCloud平台...

Yunfei Mu · Xinyang Jiang · Xiaoyan Ma · Jiarui Zhang 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 利用5G基站（BSs）的备用储能潜力进行经济性调控，是为电力系统提供灵活性并降低运行成本的重要策略。然而，大规模基站集中式调控的决策变量维度较高，导致计算复杂度显著增加。此外，传统的聚类方法虽可提升求解速度，却未能考虑由潮汐效应和5G基站休眠机制引起的调控潜力在时空上的动态变化，这一局限性影响了调控的准确性以及基站可调潜力的充分利用。为此，本文提出一种面向大规模5G基站经济优化的基于动态聚类的分层调控策略，该策略在簇级和个体两个层级对基站进行调控。针对5G基站调控潜力的动态变化特性，提出一...

解读: 该5G基站储能分层调控技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要应用价值。动态聚类算法可优化大规模分布式储能协调控制,降低计算复杂度至2.34%,提升调度精度9.32%。技术思路可应用于iSolarCloud平台的多站点储能聚合调度,结合GFM控制策略实现电网灵活性资源整合。...

Mao Yang · Yunfeng Guo · Tao Huang · Wei Zhang · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 短期风电功率预测对于风电参与日前调度具有重要意义。然而，不可避免的数值天气预报（NWP）误差给高精度风电功率预测带来了严峻挑战，尤其是在功率峰谷时段，极端误差尤为显著。针对这一问题，本文提出了一种考虑风速偏差场景及加权改进偏差损失函数（WIOLF）的短期风电功率预测精度提升策略。该方法引入多层级有向无环图结构以识别风速偏差场景，并采用带有梯度惩罚的Wasserstein生成对抗网络（WGAN-GP）解决样本不平衡问题。在功率预测部分，将WIOLF集成至时间卷积网络（TCN）与多头自注意力机...

解读: 该风电功率预测技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。针对NWP风速误差导致的功率预测偏差,可应用于ST系列PCS的智能调度策略优化。通过风速偏移场景识别与WGAN-GP样本平衡技术,能提升PowerTitan储能系统在风储联合调度中的日前计划准确性。TCN-MHSA组合模型的加权损失函数思路,可借...

Jintao Song · Yaping Fan · Fuqiang Wang · Xuhang Shi 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

化学吸收法二氧化碳捕集、压缩二氧化碳储能（CCES）和干法甲烷重整（DRM）可用于实现连续的碳捕集、储存与利用。然而，二氧化碳捕集过程通常伴随着显著的能量消耗。考虑到太阳能甲烷重整出口处存在废弃的高温热能，本文提出了一种耦合系统，其中利用DRM系统出口处的热能用于CCES，以提升系统做功能力，同时将余热及CCES的压缩热用于CO2捕集。研究建立了三个子系统的数学模型，进行了热力学分析，并完成了干法甲烷重整的实验验证。结果表明，该耦合系统可使电-电转换效率提高150.49%，达到220.33%；能...

解读: 该CO2压缩储能(CCES)耦合系统对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan储能系统具有重要启示。研究显示电-电转换效率可达220.33%,能量效率77.09%,验证了热电耦合储能的技术可行性。阳光电源可借鉴其多能互补架构,将储能系统压缩热与光伏制氢、碳捕集等工业负荷深度耦合,提升ST-P...

B.Karthikeyan · G.Praveen Kumara1 · Soumen Bas · Shubhankar Sinh 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 本研究提出了一种面向大规模、从产地到消费端的绿色氢气生产的单线优化框架，通过整合太阳能光伏电站、质子交换膜（PEM）电解槽、储能及运输系统，旨在最小化向城市地区输送氢气的成本。所提出的太阳能-绿色氢气系统包括光伏（PV）面板为PEM电解槽供电，以及平板集热器（FPC）为PEM提供预热后的水。储能环节包含压缩机与储氢罐，氢气则通过卡车运输至终端用户。通过对满足每日1000千克氢气生产目标所需的制氢与压缩能耗进行分析，本研究结合基础设施、太阳能资源可用性及能源需求参数，在印度境内确定了光伏与F...

解读: 该光伏制氢系统优化研究对阳光电源具有重要战略价值。SG系列光伏逆变器可为PEM电解槽提供6.5MW稳定电力输出,ST系列储能PCS可平抑光伏波动确保制氢连续性。研究揭示的13.3-14.8%光电转换效率与9.5%最高制氢效率,为阳光电源开发光储氢一体化解决方案提供参考。1500V高压系统和MPPT优...

Yutong Tan · Jinqing Peng · Zhengyi Luo · Yimo Luo 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

建筑一体化光伏（BIPV）技术在实现零能耗建筑方面发挥着重要作用。然而，由于太阳辐射的不确定性和间歇性，其大规模应用对电网的稳定运行带来了挑战。为解决这一问题，本研究提出了一种智能光伏（SPV）窗及其运行控制策略，旨在同时提升建筑能源效率和电网友好性。该SPV窗结合了电致变色薄膜与均匀排布的条状太阳能电池，兼具主动利用与调控太阳辐射的双重优势。为明确SPV窗的性能表现，基于实测数据在WINDOW软件中建立了其模型，并计算了相应的光学与热工特性；随后将该模型导出至EnergyPlus软件，并与一栋...

解读: 该智能光伏窗技术对阳光电源BIPV解决方案具有重要启示。其电致变色膜与晶硅电池结合的主动调控机制,可与我司ST系列储能PCS协同优化:通过热流密度控制策略削峰填谷54.7-65.8%,显著改善电网友好性,契合我司VSG虚拟同步发电机技术的并网稳定目标。建议将该动态光热调控理念融入iSolarClou...

Maoquan Huang · Rui Yang · Guihua Tang · Jin Huan Pu 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 辐射冷却技术可缓解太阳能电池的自热问题，从而提高发电功率输出。然而，粉尘积聚对辐射冷却光伏系统构成了重大挑战。本研究通过理论方法探讨了在不同特性的粉尘积聚条件下，辐射冷却光伏系统的辐射特性与发电效率，采用蒙特卡洛光线追踪方法模拟光在具有不同特征粉尘层中的传输过程。研究分析了粉尘颗粒尺寸、覆盖面积以及太阳入射角对系统性能的影响。结果表明，粉尘积聚会降低辐射冷却盖板的太阳光透过率和红外发射率，从而导致系统效率下降。高吸收性粉尘对辐射冷却盖板的影响比非吸收性粉尘更为显著。每增加1 g/m²的粉尘...

解读: 该辐射冷却光伏系统研究对阳光电源SG系列逆变器及iSolarCloud平台具有重要价值。研究量化了灰尘对光伏系统透射率和发电效率的影响规律,可优化我司智能运维策略:针对吸收性/非吸收性灰尘建立清洁周期模型(22-44天),结合iSolarCloud的预测性维护功能,实现基于环境监测的动态清洁调度。研...

Ji-Wang Luo · Kentaro Yaji · Li Chen · Wen-Quan Tao · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 本文提出了一种数据驱动的多保真度拓扑设计（MFTD）方法，用于相变热能储存管中翅片结构的设计。高保真度模拟采用焓法精确求解实际的固-液相变过程，而低保真度拓扑优化（TO）则仅考虑达西流动下的自然对流。上述MFTD方法被集成于进化算法框架中，并引入变分自编码器以生成新的后代个体。针对不同格拉晓夫数（Gr）下加速熔化与凝固过程的翅片结构进行了设计。研究发现，当翅片体积分数较低时，由于对流作用强烈，熔化设计呈现出显著的非均质性，而凝固设计则几乎呈各向同性。随着翅片体积分数的增加，翅片首先变长，随...

解读: 该数据驱动多保真度拓扑优化技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。针对PowerTitan等液冷储能产品,翅片结构优化可显著提升相变材料充放热效率,融化时间缩短27%、凝固时间缩短9%,直接改善ST系列PCS的热管理性能。该方法结合变分自编码器的演化算法框架,可应用于储能柜散热结构设计优化,提升功率...

Mohd Bilal · Fareed Ahm · Arshad Mohamm · Mohammad Rizwan · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 本研究探讨了在诺伊达地区为插电式电动汽车（PEVs）充电而部署基于可再生能源的能源系统，系统包括太阳能光伏板、风力涡轮机和电池储能装置。本文的主要目标是确定系统各组件的最佳容量配置，以降低能源成本并减少电力中断的可能性。为实现上述目标，本研究采用了一种独特的基于元启发式的优化策略——吉萨金字塔建造算法（Giza Pyramid Construction Algorithm, GPCA）。通过将GPCA的结果与灰狼优化算法（GWO）、花粉授粉算法（FPA）、樽海鞘群算法（SSA）以及飞蛾火焰...

解读: 该研究对阳光电源光储充一体化解决方案具有重要参考价值。文章验证了光伏/风电/储能系统为电动汽车充电的经济性,与公司ST系列储能变流器、SG光伏逆变器及充电桩产品线高度契合。研究采用的多目标优化算法可为iSolarCloud平台的容量配置模块提供算法创新思路,特别是在降低LCOE和提升供电可靠性方面。...

Jiaxing Huang · Yao Zhao · Jian Song · Kai Wang 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 电-热转换工作模式意味着卡诺电池可通过根据能量需求调度和转换不同形式的能量载体，具备转变为多能管理系统的能力。本文建立了基于焦耳-布雷顿循环的卡诺电池多能系统的热力学模型，并在此基础上提出了两种利用外部多品位热能与冷能的转换与利用方法，以应对能量需求的变化。文中讨论了热源与冷源温度、吸热量与吸冷量、工质质量流量以及放电持续时间等关键参数对系统电效率、㶲效率及性能系数的影响。结果表明，当系统仅集成热源时，卡诺电池多能系统的电效率可提升至68.8%–78.0%；而当系统同时集成热源与冷源时，电...

解读: 该焦耳-布雷顿循环卡诺电池多能源系统研究对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan储能系统具有重要启示。通过整合外部冷热源,系统电效率可提升至68.8%-115.2%,为储能系统拓展冷热电三联供功能提供理论依据。建议结合iSolarCloud平台开发多能源协同调度算法,在工业园区、数据中心等...

Ning Qia · Kaidi Huang · Zhiyuan Fana · Bolun Xua · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 本文研究了协调混合氢-电池储能系统的微电网长期能量管理问题。我们建立了一种近似的半经验性氢储能模型，以准确刻画氢储能系统效率随功率变化的特性。提出了一种无需预测信息的两阶段协同优化框架，该框架离线生成氢储能系统全年荷电状态（SoC）参考轨迹；在在线运行阶段，利用核回归方法对SoC参考值进行在线更新，并基于所提出的自适应虚拟队列在线凸优化（OCO）算法做出运行决策。本文创新性地引入了用于长期模式跟踪和专家跟踪的惩罚项，以实现步长的自适应更新。我们提供了理论证明，表明所提出的OCO算法在不依赖...

解读: 该氢储能-电池混合储能长期能源管理技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要应用价值。论文提出的无预测两阶段协调优化框架和自适应虚拟队列OCO算法,可显著提升混合储能系统的经济性和可靠性,运营成本降低60%、失负荷减少90%。该框架的长期SoC参考跟踪机制和功率相关效率建模方...

Shichao Gao · Shugang Wang · Peiyu Hu · Jihong Wang · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 吸附式热能储存（ATES）是实现太阳能高效利用的最重要途径之一。目前缺乏有效的反应器性能预测方法，严重制约了ATES系统的应用。本文提出了一种基于吸附反应波模型的反应器性能预测方法。通过引入吸附速率波的波参数，推导出反应器性能与设计参数之间的表达式，分别建立了设计参数与波参数之间、波参数与反应器性能之间的数学关系。开展了以沸石-水蒸气为工质对的吸附式热能储存实验，测量了反应器进出口处的空气温度和比湿度，并由此获得了相应的吸附量、储存热能及稳定输出功率。将所提出方法对反应器性能的预测结果与实...

解读: 该吸附储热反应波预测方法对阳光电源ST系列储能系统及PowerTitan产品具有重要参考价值。通过建立设计参数-波动参数-反应器性能的数学关系,可优化储能系统热管理策略,提升电池温控精度。该方法预测偏差小于6%的高精度特性,可集成至iSolarCloud平台实现储能电站热失控预警与预测性维护。特别适...

Tong Tian · Xuan Yang · Ji Li · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 由于对计算能力需求的不断增长，数据中心（DCs）的功耗已显著上升。然而，这些数据中心产生的大量低品位电子废热在能耗型冷却系统的辅助下直接排放到环境中，导致能源浪费成倍增加。因此，亟需开发创新的冷却技术以及低品位废热回收技术应用于数据中心。本研究提出了一种具有双梯度毛细芯接力结构的环路热管电池（LHPB）。根据梯度毛细芯接力策略，蒸发器入口处的热量泄漏得以缓解，从而使内部蒸汽更快速地传递热量，并冲击安装在冷凝器入口处的微型发电机。此外，设计了两种高效的微型发电机。实验结果表明，在12 V风扇...

解读: 该热管电池冷却技术对阳光电源储能系统具有重要价值。ST系列PCS和PowerTitan在大功率运行时产生大量低品位废热,传统散热方案能耗高。文中双梯度芯热管技术可将热阻降至0.20°C/W，PUE达1.0015，同时通过微型发电机回收废热产生280mW电能。该技术可应用于储能集装箱热管理优化，降低H...

Ruohan Li · Dongdong Wang · Zhihao Wang · Shunlin Liang 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

到达光伏面板的全球水平辐照度（GHI）在空间和时间上的不可预测性，给区域尺度上稳定且经济高效地将太阳能电力接入电网带来了挑战。因此，亟需一种及时且准确的大规模GHI临近预报方法，而现有大多数研究在此方面仍显不足。本研究提出了SolarFormer模型，该模型利用卫星数据并结合门控循环单元，实现近实时的GHI估算；同时引入时空Transformer模块，以15分钟为间隔提供最长3小时的预报，且在较长的预报时效内仍能保持较高的预报精度而不出现显著退化。SolarFormer仅需GOES-16与Him...

解读: 该SolarFormer卫星辐照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。3小时提前量、15分钟间隔的GHI精准预测可优化储能充放电策略,提升电网友好性。结合iSolarCloud平台可实现区域级光储协同调度,降低预测偏差导致的弃光率。其近实时特性可增强S...

Geun Jeong Lee · Jae Won Lee · Hyung Won Choi · Seonggon Kim 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 近年来，正能源建筑受到广泛关注，旨在减少建筑对电网能源的消耗。正能源建筑被定义为产生的可再生能源超过其自身所需能耗的建筑。为此，高效的热能储存系统对于充分利用建筑内部产生的可再生能源至关重要。本文开发了一种以二氧化碳（CO2）和单乙醇胺（MEA）为工作介质、具有高能量存储密度的热化学吸附电池。合成了Al2O3/HZSM-5催化剂，以提升在低温热源充电条件下热化学吸附电池的能量存储密度。通过比较CO2-MEA热化学吸附电池在不同热源温度和催化剂复合材料质量比下的性能系数（COP）和能量存储密...

解读: 该CO2热化学储能技术为阳光电源储能系统提供创新方向。其100°C低温驱动特性可与PowerTitan储能系统的余热管理结合,利用PCS运行产生的低品位热能驱动化学储能,实现能量梯级利用。57.5%的储能密度提升对ST系列储能变流器的系统集成具有参考价值,可探索热-电混合储能拓扑。该技术在建筑领域7...

Xiaodong Xu · Guangyang Li · Yulin Wang · Wei Han 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 近年来，通过太阳能与煤炭的高效清洁协同转化实现近零碳排放受到广泛关注。本研究提出了一种耦合光伏发电、光热利用与煤气化的制氢系统。该系统的显著特征在于：将从富氢合成气中分离氢气后得到的残余吹扫气，与水电解产生的纯氧进行燃烧。由于采用纯氧燃烧，产物仅为二氧化碳和水蒸气，因此可通过简单的冷凝方式实现二氧化碳的分离与捕集，从而达到近零碳排放的目标。研究结果表明，整个系统的㶲效率和能量效率分别为38.47%和36.66%，相较于基准系统分别提高了6.64和6.33个百分点。在近零排放系统中，氢气的化...

解读: 该光伏-光热-煤气化制氢系统对阳光电源具有重要战略价值。系统中光伏发电模块可匹配SG系列1500V逆变器及MPPT优化技术,提升发电效率;电解水制氢环节的高温固体氧化物电解技术可与我司PowerTitan储能系统协同,利用ST系列PCS实现电能高效转换;制氢产生的氢气可为充电站提供氢能补充方案。该近...