Simon C.Warde · Matthew D.Piggot · Applied Energy · 2025年2月 · Vol.380

摘要 预计在未来的几十年中，海上风电将迅速部署，以帮助实现气候目标。由于海上风力涡轮机的寿命为25至30年，且新的海上租赁期长达60年，在风电场规划阶段考虑风能资源长期变化至关重要。此类长期变化可能源于多种因素，包括气候变化以及因风电场密度增加而导致的尾流引起的功率损失。在本研究中，我们针对德国湾内21个风电场组成的案例研究，调查并比较了这两种导致风能发电量长期变化的因素。与以往研究一致，我们发现，在高排放RCP8.5情景下，到21世纪末相对于历史时期，气候变化将导致风能资源出现虽小但显著的减少...

解读: 该研究揭示海上风电面临尾流损失(最高4.3%)和气候变化(2.1%功率衰减)双重挑战,对阳光电源储能系统具有重要价值。ST系列PCS和PowerTitan可通过智能调度补偿风电波动,iSolarCloud平台可集成尾流预测模型实现预测性维护。建议开发针对海上风电场群的GFM控制策略,利用储能系统平抑...

Chuan Wang · Wei Wei · Laijun Chen · Yuan Gong 等5人 · Applied Energy · 2025年2月 · Vol.380

摘要 随着可再生能源在发电侧渗透率的不断提高，其出力波动性对电网的功率平衡构成了严峻挑战。在风电场、光伏电站以及汇集站部署储能系统，可使可再生能源电站根据电价信号出售电能，从而提高其市场收益。本文考虑了一种典型的发电侧场景：由不同主体运营的风电场和光伏电站通过一个共同的汇集站向市场售电，目标是实现各自利润的最大化。每个可再生能源电站均配备本地电池，用于储存电能并等待更高电价时机出售；同时，它们还可以从位于汇集站的共享储能单元中租赁部分容量，以进一步提升盈利能力。本文为汇集站处的共享储能设计了一个...

解读: 该容量共享市场机制对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan集成方案具有重要应用价值。论文提出的日前容量租赁市场与实时调度策略,可与iSolarCloud平台深度融合,实现源侧新能源场站间储能容量动态共享。通过Stackelberg博弈优化容量分配,结合动态时间规整的核回归调度算法,可提升储...

Qiao Li · Linlin Wu · Xiao Wang · Wenjuan Du 等5人 · Applied Energy · 2025年2月 · Vol.380

摘要 本文对四种用于简化含多台风电机组（WTG）并网风电场小信号稳定性（SSS）分析的单机等效方法进行了比较研究，重点针对采用电压源换流器高压直流输电（VSC-HVDC）系统的异构永磁同步发电机（PMSG）风电场。所比较的四种方法分别为：（1）动态聚合方法；（2）平均功率或平均控制参数方法；（3）加权平均方法；（4）覆盖定理方法。通过对比分析，揭示了这四种方法之间的联系与差异，有助于更深入理解它们的优势与局限性，具体如下：（1）当各台PMSG的动态特性不同时，动态聚合方法在评估系统小信号稳定性时...

解读: 该研究对阳光电源风电变流器及VSC-HVDC系统具有重要价值。针对异构PMSG风电场小信号稳定性分析,四种等效方法的对比揭示了动态聚合法在个体差异下的局限性,加权平均法在风速差异场景的优势,以及覆盖定理法的保守性。这为阳光电源SG系列风电变流器的控制策略优化提供理论依据:在大规模风电场并网场景,可根...

Lei Fang · Bin He · Sheng Yu · Applied Energy · 2025年2月 · Vol.380

摘要 随着规模经济的推动，海上风电场群正逐渐成为一种普遍趋势。然而，由于风资源的不确定性，海上风电出力具有间歇性和波动性，给预测工作带来了显著挑战。目前针对海上风电场群功率预测的研究仍较为有限。本文针对这一研究空白，提出了一种面向海上风电场群的模块化、解耦式的多步预测方法。该方法采用模块化设计，能够适应多种预测场景，特别是有无数值天气预报（NWP）数据的情况，为未来的研究与应用提供了灵活的框架。该方法首先利用信号处理技术（包括快速傅里叶变换FFT和奇异值分解SVD）对集群内各风电场的历史功率输出...

解读: 该海上风电集群多步预测方法对阳光电源储能系统(ST系列PCS、PowerTitan)具有重要应用价值。通过时空特征提取和多模态数据融合,可显著提升风储协同控制精度,优化iSolarCloud平台的预测性维护能力。模块化架构适配有无NWP数据场景,可集成至GFM/GFL控制策略中,提升电网友好型并网性...

Yongning Zhao · Yuan Zhao · Haohan Liao · Shiji Pan 等5人 · Applied Energy · 2025年2月 · Vol.380

摘要 解释高性能的风电功率预测（WPF）模型对于推动更可信和更精确的预测方法至关重要。当前的研究主要集中在解释黑箱深度学习模型，而忽视了能够直接指示特征重要性的自解释模型，尽管这些模型无法阐明其背后的成因机制。基于最小绝对收缩与选择算子（LASSO）的自解释回归模型在WPF中表现出色。因此，探索其内在决策逻辑及其系数的实际意义，以提取有益的领域知识，具有重要意义。本文提出了一种解释框架，旨在阐明考虑时空相关性的LASSO回归模型在WPF中的决策逻辑。该框架包含四个主要组成部分：首先，建立一个时空...

解读: 该LASSO回归模型解释框架对阳光电源储能系统(ST系列PCS、PowerTitan)和iSolarCloud平台具有重要应用价值。通过时空相关性量化和特征匹配分析,可优化风储协同预测精度,提升储能系统功率调度策略。特征扰动分析方法可应用于多场站协同控制,识别关键影响因素如特征共线性、参考场站空间分...

Feng Ye · Travis Miles · Ahmed Aziz Ezzat · Applied Energy · 2025年2月 · Vol.380

准确的短期风速预测对于风能可靠运行及其并入电网至关重要。对于海上风电场而言，海洋环境带来的额外不确定性使得获取高质量预测变得更加复杂。一个典型的例子是沿海上升流这一物理现象，它是一种常见的海洋学过程：持续的沿岸风将较冷、更深的海水向上输送，从而影响垂直风廓线，并进一步影响海上风力涡轮机的发电输出。本文提出了一种时空风速预测模型，该模型利用从卫星影像中提取的上升流信息，以提高海上短期风速和功率预测的精度。该方法基于状态转换建模框架，能够学习海上风场在不同状态下的特有特征，包括相关的海上气象效应以及...

解读: 该海上风电时空预测技术对阳光电源储能系统具有重要价值。通过融合海洋上升流等环境因素,预测精度提升3.76%-27.53%,可显著优化ST系列储能变流器的充放电策略和PowerTitan系统的能量管理。该regime-switching建模思路可借鉴至iSolarCloud平台,结合GFM控制技术实现...

Yongning Zhao · Haohan Liao · Yuan Zhao · Shiji Pan · Applied Energy · 2025年2月 · Vol.380

摘要 数据增强可以通过分析风电功率数据的统计特性来扩展数据规模，为预测模型提供更丰富的输入信息，从而提高预测精度。然而，现有的数据增强方法仅学习原始数据的概率分布，难以从数据中捕捉并表征复杂的变化趋势与波动特征。此外，来自不同风电场的异构数据模式会影响预测模型的泛化能力，而深度学习模型的黑箱结构在实际应用中也缺乏可信度。因此，本文提出一种新颖的可解释趋势-波动表征对比学习框架（ICoTF），用于风电功率预测。具体而言，ICoTF包含预训练阶段和回归阶段。首先，在预训练阶段设计了基于对比学习的数据...

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。ICoTF框架的趋势-波动特征提取能力可应用于ST系列PCS的功率预测模块,通过对比学习增强数据表征,提升PowerTitan储能系统的充放电策略优化精度。其可解释性设计符合iSolarCloud平台的预测性维护需求,特征重要性分析可优化GFM/...

Xueyi Aia · Tao Fenga · Wei Ganb · Shijia Lic · Applied Energy · 2025年2月 · Vol.380

摘要 风速固有的波动性和不确定性给电网运行带来了巨大压力，因此建立精确的风速预测模型至关重要。目前大多数基于分解-集成的预测研究仍存在一定的局限性，传统的集成策略难以有效协调多个预测模型生成的子序列之间的信息差异。此外，大多数集成模型选择策略仅关注模型的拟合能力，而忽视了预测模型的多样性。为此，本文提出了一种创新的基于记忆增强型Elman神经网络的选择性集成系统，用于短期风速预测。首先，本文首次引入记忆增强型Elman神经网络作为集成策略，该方法能够有效记忆各子序列的预测信息，并识别它们之间的信...

解读: 该记忆增强型风速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ST系列PCS和PowerTitan储能系统的智能调度模块,通过精准预测风电波动提前优化充放电策略,提升电网稳定性。其选择性集成学习机制可借鉴至iSolarCloud平台的预测性维护算法,增强多源数据协同处理能力。自适应预处理技术与...

Da Wang · Mao Yang · Wei Zhang · Chenglian Ma 等5人 · Applied Energy · 2025年2月 · Vol.380

摘要 本文提出了一种基于时空相关性挖掘的风电场群短期功率预测方法。首先，建立了一种考虑风速和风向的空间相关性量化指标。基于该指标，构建了包含虚拟节点的图结构以表征风电场之间的空间关联关系，其中虚拟节点为输入数据增添了额外的有效信息。随后，采用图注意力网络提取风电场群的空间特征，并构建双向循环残差网络以提取时间特征，同时引入多任务学习算法优化网络输出。最后，提出了一种针对虚假预测分量的评价指标，用于评估由正负误差累积所导致的预测偏差，为发电计划的制定提供了参考依据。利用中国21个风电场群的实际数据...

解读: 该风电集群时空关联预测技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。通过图注意力网络挖掘风电场空间关联和双向循环网络提取时序特征,可显著提升ST系列PCS的功率预测精度至89.69%,优化PowerTitan储能系统的充放电策略。虚拟节点增强的图结构建模方法可集成至iSolarCloud平台,实现风储协同...

Yao Chen · Bowen Yan · Meng Yu · Guoqing Huang 等8人 · Applied Energy · 2025年2月 · Vol.380

摘要 风电场中风机之间的尾流干扰会导致风电场整体发电功率显著下降。本研究通过系统的风洞试验，对在不同坡度的二维山丘上处于不同位置的风力机尾流特性进行了研究，其中风力机轮毂高度与山丘高度相同，均为250 mm，转子直径为400 mm。首先，提出了一种新的归一化方法，用于公平评估风力机在山丘不同位置处的尾流速度亏损。研究发现，位于山顶的风力机尾流受地形影响显著大于位于山前或山后的风力机。随后，系统分析了地形对风力机尾流的影响，包括速度亏损和附加湍流强度。山丘坡度主要影响风力机背风侧的尾流特性：当风力...

解读: 该风电尾流研究对阳光电源复杂地形风电场储能系统配置具有重要参考价值。研究揭示的山地地形对尾流特性的影响规律,可指导ST系列储能变流器在山地风电场的微观选址与容量优化配置。针对陡坡山顶尾流恢复快、缓坡尾流扩散宽的特性,可优化PowerTitan储能系统的功率平抑策略,通过iSolarCloud平台实时...

Guojin Si · Tangbin Xi · Dong Wang · Nagi Gebraeel 等6人 · Applied Energy · 2025年2月 · Vol.379

摘要 风能持续成为增长最快的可再生能源来源，其中海上风电的开发在全球范围内发挥着关键作用。然而，一个重要的挑战是海上风电港口容量不足，可能导致安装和维护计划的延误。现有的运维（OAM）框架通常忽略了港口和船舶可用性受限所带来的约束，主要关注资源无限制条件下对维护调度的影响。为解决这一问题，本文提出一种新颖的以资源为中心的维护策略（RCMS），该策略纳入了多种资源条件对机会性维护调度及多类型船舶路径规划的影响。与传统的以设备健康状态为中心的维护策略不同，RCMS通过量化动态风速变化带来的机会来优化...

解读: 该资源中心维护策略对阳光电源海上风电储能系统(PowerTitan/ST系列PCS)具有重要借鉴价值。文中基于气象预测的动态调度优化思路可应用于iSolarCloud平台,通过整合风-光-储多资源协同调度,优化储能系统充放电策略与运维计划。特别是多端口协同调度方法可启发分布式储能集群的灵活资源配置,...

Zhong Wang · Chao Tang · Yixin Wang · Liang Zhou 等9人 · Applied Energy · 2025年2月 · Vol.379

摘要 小型风能收集装置在驱动低功耗传感器、照明设备、机器人及其他电器方面具有广阔的应用前景。然而，传统的电磁发电机在小型化收集装置及低频条件下面临诸多挑战。介电弹性体发电机（DEGs）能够在小变形条件下实现能量收集，并具备微型化的潜力。受生物肌腱和肌肉中观察到的弹性能量存储与回收机制的启发，我们提出了一种提高DEG能量转换效率的方法。通过建立用于计算能量收集过程中能量流动的机电模型，我们系统地研究了DEG在不同工况下的能量收集原理以及弹性能量存储与回收在提升效率中的作用。在此理论基础上，我们设计...

解读: 该介电弹性体发电机的弹性储能与能量回收机制,为阳光电源储能系统提供创新启发。其小变形高效能量转换原理可应用于ST系列PCS的机械-电能耦合优化,特别是在低频振动能量捕获场景。弹性储能机制与PowerTitan储能系统的能量管理策略具有协同潜力,可探索用于分布式微能量采集单元,为iSolarCloud...

Øyvind Sommer Klyv · Ville Olkkonen · Magnus Moe Nygår · David Lingfors 等6人 · Applied Energy · 2025年2月 · Vol.379

摘要 混合电站（HPP）的概念正在获得越来越多的关注，该概念指共址的太阳能光伏（PV）和风能设施共享一个公共并网点（POI）接入电网。风能和太阳能资源可能呈现负相关性，这使得可以在确保较低弃电率的前提下，使此类混合电站的装机容量超过其标称的POI容量。因此，在电网接入受限制约装机容量扩张的地区，将现有风电场改造为光伏-风电混合电站可能是一种颇具前景的策略。然而，目前尚不清楚某一特定地点的资源可利用性以及太阳能与风能资源之间的负相关性如何影响在现有风电场加装光伏容量的技术经济可行性。本研究采用技术...

解读: 该风光混合电站改造研究对阳光电源具有重要战略价值。针对风电场光伏改造场景,SG系列光伏逆变器的1500V系统和多路MPPT技术可优化不同辐照条件下的发电效率;ST系列储能变流器和PowerTitan系统能有效平抑风光资源反相关特性带来的功率波动,降低弃电损失;iSolarCloud平台可基于历史数据...

Fan He · Matthew Leach · Michael Short · Yurui Fan 等5人 · Applied Energy · 2025年2月 · Vol.379

摘要 能源储能在未来电力系统中具有重要作用。然而，电网级储能于电力系统乃至整个社会经济系统中的作用尚不明确。本文构建了一种基于Copula函数的整体系统模型，以探究电网级储能的经济与环境效应，从而为微观和宏观层面的决策提供支持。该模型将电力系统优化模型与投入产出模型相耦合，并嵌入Copula函数以刻画电力需求、排放约束以及部门细分所带来多重且相互关联的不确定性。本文以2025年的中国和英国为案例，考虑不同的储能技术（抽水蓄能、电池储能、飞轮储能），分析不同电力系统与经济结构下的差异。研究发现，增...

解读: 该研究验证了储能系统在电力系统优化和碳减排中的关键作用,与阳光电源ST系列PCS和PowerTitan储能解决方案的战略定位高度契合。研究揭示的储能-可再生能源协同效应,为我们的光储一体化方案(SG逆变器+ST储能)提供了理论支撑。基于Copula模型的多重不确定性分析方法,可启发iSolarClo...

Yingqin Zhua · Yue Liub · Nan Wangc · Zhao Zhao Zhang 等5人 · Applied Energy · 2025年2月 · Vol.379

准确的风力发电预测对于高效的能源管理和电网稳定至关重要，能够帮助能源供应商平衡供需、优化可再生能源的集成、降低运行成本并提高电力系统的可靠性。回声状态网络（Echo State Network, ESN）由于其结构简单且训练速度快，被广泛应用于非线性动态系统的建模。然而，在处理高阶非线性复杂性时，ESN容易产生系统误差，导致模型精度下降。为克服这一问题，本文提出了误差补偿迁移学习回声状态网络（Error Compensation Transfer Learning Echo State Netw...

解读: 该ETL-ESN风电预测技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。其2秒快速训练和95%以上精度提升可显著优化ST系列PCS的能量管理策略和PowerTitan储能系统的充放电调度。实时误差补偿机制可增强iSolarCloud平台的预测性维护能力,提升新能源并网稳定性。迁移学习方法为不同机型的GFM/...

Mohammadreza Ahang · Pedro Crespo del Gran · Asgeir Tomasgar · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378

摘要 欧盟旨在到2050年在欧洲电力系统中大规模部署可再生能源。大规模间歇性的风能和太阳能发电需要足够的灵活性，以确保供需平衡。绿色氢气（GH）可以提高电力系统的灵活性，并减少可再生能源发电的弃电现象。然而，绿色氢气的投资成本较高，且其运营成本在很大程度上依赖于电价，而电价对电解过程中的运行成本至关重要。此外，如果氢气市场本身缺乏对氢气的需求，则将绿色氢气用于电力系统灵活性可能不具备经济可行性。在此情况下，就会产生一系列问题：将绿色氢气引入电力系统作为灵活性来源的激励机制是什么？电解槽成本、氢气...

解读: 该研究验证了绿氢作为电力系统灵活性资源的经济可行性,对阳光电源储能及氢能业务具有战略指导意义。2050年欧洲将部署140GW电解槽容量,氢价约30欧元/MWh,为我司ST系列储能变流器与PowerTitan系统在制氢场景的应用提供市场依据。可结合GFM控制技术优化电解槽并网特性,通过iSolarCl...

Ke Wua · Lei Wanga · Hengxu Hab · Zhiyuan Wangc · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378

摘要 可再生能源（RES），如风能和光伏，已广泛集成到电力系统中。然而，“弃风”和“弃光”现象仍然是一个关键问题，导致可再生能源利用率显著下降。限制可再生能源注入的因素包括输电线路热容量限制、电压幅值约束以及电压稳定性问题。本文提出了一种考虑电压稳定性约束、交流潮流约束和运行约束的最大化可再生能源注入（MRI）问题。提出了一种新型的动态线路容量评估（DLR）技术，用于动态评估输电线路的传输容量。通过将DLR与最优输电切换（OTS）相结合，所提出模型的解决方案能够最大化电力网络的输电能力，并确保满...

解读: 该动态线路评级与最优传输切换技术对阳光电源具有重要应用价值。针对新能源消纳难题,可与ST系列储能变流器及PowerTitan系统协同,通过动态调整储能充放电策略配合电网线路容量优化,提升光伏接入能力。文中电压稳定性约束方法可应用于SG系列逆变器的电网支撑功能开发,结合VSG虚拟同步机技术增强弱电网适...

Michael Gleaso · Anthony Lopez · Marie River · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378

摘要：几十年来，风力涡轮机的视觉影响一直是美国（US）风电开发持续关注的问题，并且至今仍是导致项目延误和取消的主要原因之一。虽然通常针对单个项目在局部尺度上进行视觉影响评估，但目前仍缺乏对全美范围内视觉影响地理格局的全面认识。本文对美国本土连续地区（CONUS）现有的陆上风力涡轮机机群进行了视觉影响评估。该评估结合地理信息系统（GIS）与三维模拟方法，综合考虑了决定已安装涡轮机视觉影响程度的关键因素。结果表明，尽管在美国本土已部署约70,000台风力涡轮机，累计陆上风电装机容量超过144吉瓦，但...

解读: 该研究揭示美国陆上风电视觉影响集中于平原、草原和荒漠等特定地貌,对阳光电源风电变流器产品布局具有参考价值。研究表明风电密度增加不一定扩大人口影响面,启示我们在风光储一体化项目中,可通过优化ST储能系统与风电变流器的协同配置,在视觉敏感区域采用更紧凑的设备布局和智能化运维方案,利用iSolarClou...

Xiaojuan Han · Zuran Wang · Haoyu Li · Muran Liu · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378

摘要 针对可再生能源出力不确定性以及储能系统单一运行模式的问题，本文提出了一种基于电力市场双结算模式的风-光-共享储能系统合作博弈鲁棒优化控制方法。构建了在电力市场双结算模式下的合作博弈能量管理框架，提取了共享型储能在多种应用场景下与可再生能源之间的利益关系，并建立了相应的收益模型。考虑可再生能源出力与电价的多重不确定性，结合鲁棒优化理论，建立了多层两阶段鲁棒优化模型，以实现对可再生能源与共享储能系统的最优电力交易决策。此外，采用i-C&CG算法对所提出的合作博弈鲁棒优化模型进行求解。通过中国某...

解读: 该风光储协同博弈鲁棒优化技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要应用价值。双结算模式下的多场景能量管理框架可直接集成至iSolarCloud平台,提升新能源电站收益预测精度。多层两阶段鲁棒优化模型可增强储能系统应对出力波动和电价不确定性的能力,为SG系列光伏逆变器与储能系统...

Yuxiang Ma · Rubo Zhao · Wenhua Zhao · Bing Tai 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378

摘要 海上风能是最具前景的海洋可再生能源。为了利用这种能源，需要建设海上风电场。开发海上风能面临的主要挑战是其高昂的成本，因此亟需开展研究以显著降低成本。本研究聚焦于占总成本三分之一以上的基础结构优化。目前的工程实践依赖静力分析来计算海上风力涡轮机在极端波浪激励下的响应，并通过安全系数覆盖其中固有的不确定性，这种方法往往导致设计过于保守。在极端条件下——特别是破碎波作用下——与海上风力涡轮机动力学相关的物理过程仍不清晰，从而进一步加剧了设计的保守性。为了更深入地理解这些复杂的物理过程并探索降低成...

解读: 该研究通过动态分析优化海上风电基础设施成本的方法,对阳光电源海上风电储能系统具有重要借鉴意义。研究显示动态分析可减少50%钢材用量,这启发我们在ST系列储能变流器及PowerTitan系统的海上应用中,可通过精细化动态建模优化结构设计,降低配套基础设施成本。同时可将该动态响应分析方法应用于海上风储一...