Dong Zhang · Gm M. Shafiullah · Choton K.Das · Kok Wai Wong · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 近年来，太阳能和风能等可再生能源在电力网络中的集成显著增加。然而，这些能源本质上具有波动性和间歇性，给电网的稳定性和可靠性维持带来了挑战。应对这些挑战的一个有前景的解决方案是战略性地部署电池储能系统（Battery Energy Storage Systems, BESS）。BESS能够在需要时快速对电网进行充放电，从而支持改善系统的电压和频率稳定性，并提高系统可靠性。为了充分挖掘BESS在电力系统中的优势，确定其最优配置至关重要。因此，本文提出了一种在弱电网中优化配置BESS的技术，旨在...

解读: 该研究针对弱电网中储能系统优化配置的方法,对阳光电源ST系列PCS和PowerTitan储能解决方案具有重要应用价值。论文提出的自适应灰狼优化算法可为阳光电源储能系统的容量规划和选址提供理论支撑,特别是在高比例新能源接入场景下。结合阳光电源GFM/GFL控制技术和VSG虚拟同步机功能,可进一步提升弱...

Lewis Camero · Mark Winske · Ronan Bolto · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 大规模能源储存被视为实现脱碳的关键，但关于所需储能类型的最佳选择目前仍缺乏共识。季节性热能储存（Seasonal Thermal Energy Storage, STES）在一些国家（如丹麦和荷兰）的有效能源转型中已成为成熟的技术特征，但在英国，该技术仍处于边缘地位。本文通过五个地方供热项目的案例研究，探讨STES在英国可能的发展路径，以及大规模部署STES所面临的作用机制与挑战。基于对地方能源项目中STES出现与缺失情况的分析，我们识别出影响STES部署的关键因素，这些因素涉及技术、经济...

解读: 该研究揭示季节性储热(STES)在英国部署受阻的多层次因素,对阳光电源储能系统战略具有启示意义。PowerTitan及ST系列PCS虽聚焦电化学储能,但研究强调的'多层级政策协同'与'地方能源规划衔接'问题同样适用于电储能推广。建议:1)在英国等市场推广ESS方案时需加强与地方政府热电联供规划的整合...

Xugang Zhang · Xiyuan Gao · Linchao Duan · Qingshan Gong 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

准确估计锂离子电池的健康状态（SOH）对于确保电池管理系统稳定运行至关重要。特征参数（CPs）的提取是实现SOH精确预测的关键。传统的特征参数提取方法存在诸如参数数量少、特征提取困难等局限性。为解决上述问题，本研究将Caputo分数阶导数理论与电压-容量曲线相结合，引入分数阶微分电压-容量曲线用于特征参数的提取。此外，本文引入了v-支持向量机、弹性网络，并提出了闭环高斯过程回归方法，利用融合模型算法将这三个模型集成到一个融合模型中，从而提高SOH估计的精度。最后，我们设计了多组对比实验：将本文提...

解读: 该分数阶微分电压-容量曲线SOH估算技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统的BMS优化具有重要价值。通过提取更丰富的特征参数并采用融合模型算法,可显著提升电池健康状态预测精度,增强储能系统全生命周期管理能力。该方法可集成至iSolarCloud平台实现预测性维护,降低储能电站运维...

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...

Andrzej Wędzi · MichałSzypowsk · Tomasz Siewiersk · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 风电场的内部电网呈现出一个广泛的网络结构。主变电站（MPS）、风力发电机组以及连接它们的电缆通常分布在大面积的陆地或海床上。该网络中各个组成部分的成本占总投资的相当大比例。投资者在项目中投入大量资金，期望在满足技术要求的前提下，尽可能降低投资相关成本，并从规划风电场的运营中获得最大可能的利润。因此，即使在设计阶段，也应努力确定主变电站的位置并配置风电场的内部连接方式，以使成本尽可能低，同时满足技术规范的要求。本文提出了一种集成化的方法，用于解决在满足法规所规定的各项技术约束（如电缆载流量和...

解读: 该风电场集成优化方法对阳光电源风电变流器及储能系统布局具有重要借鉴价值。文中提出的MINLP混合整数非线性规划算法可应用于大型风储一体化项目,同时优化ST系列储能变流器站址选择、电缆截面配置及内部网络拓扑,有效降低线缆投资与有功损耗成本。该方法论可集成至iSolarCloud平台,为风光储项目前期设...

Martin Hjelmelan · Jonas Kristiansen Nølan · Stian Back · Magnus Korpas · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 绿色转型要求对传统上具有稳定能源需求的工业进行电气化。结合人工智能（AI）和超大规模数据中心的兴起，预计电网连接的基荷将显著增加。这些负荷具有较高的资本和运营成本，通常缺乏灵活性的经济激励。本文探讨了在不同核电站一次性建设成本（OCC）水平下，额外负荷的建模方式如何影响最优能源结构，突出核电在为AI数据中心和重工业电气化提供必要基荷方面的潜在作用。通过采用解析方法，本研究评估了额外负荷曲线与波动性可再生能源（VRE）出力之间的匹配程度，以确定应由哪些技术组合来满足新增电力需求。一项采用基荷...

解读: 该研究揭示基荷负载增长(AI数据中心、重工业电气化)对电力系统规划的影响,对阳光电源储能业务具有战略意义。研究指出核电等基荷电源占比提升将显著降低储能、输电和VRE弃电需求,这要求我司PowerTitan等大型储能系统从单纯容量配置转向灵活性价值挖掘。建议:1)针对工业基荷场景优化ST系列PCS的长...

Huan Wang · Shengli Liao · Chuntian Cheng · Benxi Liu 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 抽水蓄能电站（PSHP）因其独特的双向调节能力，能够有效弥补传统水-风-光互补系统调节能力不足的问题。然而，清洁能源出力的不确定性、传统定速机组的固有缺陷以及对机组启停计划的忽视，给抽水蓄能电站的高效运行带来了显著挑战。为应对上述挑战，本文构建了一种考虑变速机组（VSU）策略及抽水蓄能电站最小启机台数原则的水-风-光-抽水蓄能混合能源系统短期协同调度模型（SHWSSCMM）。首先，提出以最小化启机台数为目标，结合最小化负荷峰谷差和最大化发电收益，共同构成SHWSSCMM的多目标函数，在追求...

解读: 该研究对阳光电源储能系统具有重要价值。变速抽水蓄能机组的实时功率调节策略可借鉴至ST系列PCS的双向变流控制,提升PowerTitan储能系统在风光水储混合场景下的灵活调节能力。多目标优化中的削峰填谷与机组启停最小化思想,可融入iSolarCloud平台的智能调度算法,优化储能系统充放电策略。拉丁超...

Zhen Zeng · Hongling Ma · Chunhe Yang · Youqiang Liao 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 盐穴压缩空气储能（CAES）系统的性能受洞穴内空气状态的影响。学者们长期以来关注CAES运行过程中空气温度的波动，然而很少有人注意到同时发生的湿度变化。本研究提出了一种热-湿-流体动力学模型（TMFD模型），用于模拟CAES盐穴中的动态湿环境，以评估其对空气状态及系统储能性能的影响。该模型不仅考虑了热与湿的耦合作用以及空气的注入和抽出过程，还包含了水相变过程，如凝结、蒸发、吸湿和潮解。模型应用于容积为140,000 m³的Huntorf电站NK1号盐穴。模拟结果与实测温度数据吻合良好，并揭...

解读: 该盐穴压缩空气储能湿热耦合模型对阳光电源储能系统具有重要参考价值。研究揭示的温湿度耦合效应及相变潜热对系统效率的影响,可应用于PowerTitan等大型储能系统的热管理优化。ST系列PCS可借鉴其动态环境建模方法,改进BMS算法中的温度预测模型。研究发现的水汽累积导致容量衰减问题,为iSolarCl...

A.Martín-Alcántar · Ramon Fernandez Feri · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

采用多孔介质中带有局部热源的单向流动方程，对内加热式填充床热能储存（IH-TES）装置中的流体与固体温度进行建模。在无热源项的情况下，通过文献中已有的TES装置实验数据验证了模型方程的数值结果。利用摄动方法获得了该方程组的近似解析解，并基于此解推导出适用于IH-TES系统设计与运行的有用关系式。内部热源的存在显著改变了系统相对于以往TES装置研究结果的操作尺度和定性行为特征。本文根据所获得的解析解，提出了若干改进IH-TES系统设计与运行的实用建议。例如，为实现最优性能，热源应布置在填充床长度约...

解读: 该固态储热技术研究为阳光电源储能系统热管理提供理论参考。论文揭示的热源优化布局(3/4位置)、高孔隙率设计原则可应用于PowerTitan液冷系统和ST系列PCS散热优化。解析解方法对预测性维护算法开发有启发,可集成至iSolarCloud平台实现储能柜温度场建模与故障预警。固-气耦合传热机理亦适用...

Jiaxing Lia · Jingrong Oua · Shaohong Zenga · Long Chena 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401

摘要 浸没式冷却（IC）是一种有效的电池热管理策略。然而，在过充条件下，针对大容量磷酸铁锂（LFP）电池，其化学相容性以及对热失控（TR）抑制效果的定量影响仍缺乏充分的实验验证。本研究设计了三种冷却模式：完全浸没（FI）、非浸没安全阀（NISV）和完全非浸没（NI）。实验结果表明，FI模式通过限制电池最高温度和温升速率，显著抑制了热失控的发生。特别是在1/3充电倍率（C）条件下，FI模式可完全避免热失控，最高温度被控制在110.45 °C，最低温升速率为0.15 °C/s。此外，在1/3C过充条...

解读: 该浸没式冷却技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。研究验证了液冷技术在磷酸铁锂电池过充场景下可将温升速率降至0.15°C/s,完全抑制热失控,危险评分降低78%。可直接应用于PowerTitan等大型储能系统的热管理优化,结合ST系列PCS的过充保护策略,提升电网侧储能安全等级。该量化指标体系为i...

Ali Shokri Kalan · Mohammadreza Babaei Khuyinrud · Farshad Jahangiri · Ramin Ahmadi 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401

全球变暖和化石燃料供应限制凸显了可持续能源选择的必要性。基于可再生能源的系统为实现碳中和提供了途径，但由于间歇性问题而面临可靠性挑战。本研究探讨了特内里费岛整合太阳能与地热能的潜力。提出了一种新型混合系统，该系统结合了聚光太阳能发电、地热能资源以及由以下组件构成的能量利用系统：超临界CO₂循环、溴化锂-水吸收式制冷系统、多效蒸馏脱盐装置、三级有机朗肯循环和质子交换膜电解槽。该系统可同时生产电力、供热、制冷、淡水和氢气，其基准能量效率和㶲效率分别为62%和17%。系统的产出速率分别为：7844 k...

解读: 该多能互补系统研究对阳光电源ST储能系统与SG逆变器协同优化具有重要参考价值。灰狼算法优化使能效提升21%、火用效率提升38%,可应用于iSolarCloud平台的多能源协调控制策略。LSTM预测模型结合蒙特卡洛不确定性分析,可增强储能系统在间歇性可再生能源场景下的调度可靠性。系统集成制氢、制冷、淡...

Morten Phan Klitko · Albert Lopez de Moraga · Julian Taubman · Stéven Pirou 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.400

摘要 固体氧化物电池（SOC）由于其无与伦比的效率，适用于大规模电解应用。目前燃料电极支撑型电池的性能瓶颈在于Ni-YSZ燃料电极，其在高电流密度下会发生严重的退化，从而限制了氢气的生产能力。为克服上述限制，本研究展示了将Ni-GDC（Ce0.9Gd0.1O1.95）燃料电极集成到共烧结薄电解质电池中的可行性。Ni-GDC在电解质支撑型电池中广泛应用，且未表现出类似的退化现象。本研究在制造工艺上的创新之处在于将共烧结温度降低至1250°C，以抑制GDC与氧化锆基电解质之间的有害互扩散。实验表明，...

解读: 该固体氧化物电解池技术对阳光电源氢能储能系统具有战略价值。研究中Ni-GDC电极在高电流密度下的长期稳定性改善,可为ST系列储能变流器的电解制氢应用提供技术参考。低温共烧结工艺(1250°C)降低界面扩散的思路,与阳光电源功率器件的热管理优化理念契合。虽然当前电化学性能下降50%,但500小时无Ni...

Naghmash Ali · Xinwei Shen · Hammad Armgha · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.398

摘要 本文提出了一种基于两级密集残差神经网络的优化框架，旨在提升微电网中能量管理系统（EMS）的运行效率。该框架解决了传统数值优化方法在求解经济调度问题时存在的不足，这些传统方法通常优先考虑精度而牺牲了实时性能，并且未能充分最大化可再生能源的发电量。所提出的框架在上层控制中不仅能够求解经济调度问题，还能优化来自可再生能源的功率输出。在本地层面，采用超 twisting 滑模控制策略，以精确跟踪由能量管理系统生成的参考指令，并确保直流母线电压的精准调节。框架的稳定性通过李雅普诺夫稳定性准则进行了理...

解读: 该混合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。论文提出的双层密集残差神经网络可优化微电网经济调度,超扭曲滑模控制实现精确直流母线调控,与阳光电源GFM/GFL控制技术高度契合。该方法在600V氢电混合微网的实时验证表明,可提升储能系统EMS响应速度和新能源消纳...

Jingbo Han · Guoliang Li · Chong Zhu · Yansong Wang 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.393

摘要 以LiMnxNiyCozO2（NMC）为正极材料的能量型电池因其优异的能量密度特性，被广泛应用于电动汽车（EV）中。随着高功率应用场景的不断增加，研究能量型电池在高倍率放电条件下的老化机理，并对老化现象进行定量分析，已成为一项至关重要的任务。本研究首先在1C、2C和3C三种放电倍率下开展了加速老化实验，并结合多种宏观与微观测试技术，对电池老化的物理过程进行了系统深入的分析。结果表明，正极集流体溶解、铝元素在负极的沉积以及正极颗粒的破裂是导致容量衰减的主要原因。此外，通过将改进的巴特勒-伏尔...

解读: 该研究揭示的高倍率放电老化机制对阳光电源储能系统具有重要价值。针对正极集流体溶解、颗粒破裂等衰减机理,可优化PowerTitan储能系统的BMS热管理策略和充放电曲线设计。所建立的电化学-热-老化耦合模型可集成至iSolarCloud平台,实现全生命周期SOH精准预测和预防性维护。对ST系列PCS的...

Mohammad Sheykhi · Mahmood Mehregan · Saeed Ghorbani · Amin Emamian 等9人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.393

摘要：冷热电联产系统（CCHP）能够提高传统能源供应系统的效率，并减少碳排放。本文提出了一种新型的冷热电联产（CCHP）系统结构，其原动机采用内燃机与斯特林发动机相结合的方式，通过龙格-库塔法进行数值模拟，并采用遗传算法技术进行优化。文中讨论了若干关键参数对CCHP系统容量、效率、一次节能率以及投资回收期的影响，这些参数包括斯特林发动机的转速、相位角、回热器长度及孔隙率，以及内燃机的转速和点火正时。结果表明，由于内燃机具有较高的运行效率，采用混合原动机的CCHP系统可使斯特林发动机在高转速下启动...

解读: 该混合CCHP系统的多能源协同优化思路对阳光电源综合能源解决方案具有重要借鉴价值。其遗传算法优化方法可应用于ST系列储能系统与分布式光伏的协同调度,通过iSolarCloud平台实现多能互补优化。混合动力机组效率提升12%的成果启发PowerTitan储能系统在工商业场景中集成冷热电三联供,缩短投资...

Jintao Wua · Zhipeng Huaa · Xianguang Caob · Jiong Tangb 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.393

摘要 质子交换膜燃料电池（PEMFC）因其清洁和环境可持续的特性，正成为未来重要的能源形式。大规模PEMFC耦合热电联供（CHP）技术能够满足用户侧多种能源需求，在零碳园区应用中具有广阔前景。本研究提出了一种应用于兆瓦级PEMFC-CHP系统中的创新多端口余热回收技术。该多端口余热回收技术在电堆本体余热回收的基础上，进一步集成了电堆排气、空气压缩机、中间冷却器以及变流器的余热回收。为验证模型的正确性，本文对电堆排气余热回收及其他关键设备进行了实验测试与验证。通过改变运行工况，探究了关键参数的动态...

解读: 该兆瓦级PEMFC热电联产系统的多端口热回收技术对阳光电源氢能储能一体化方案具有重要借鉴价值。其变温控制策略可将冷却液温差从28.75°C降至10.7°C,可应用于ST系列储能PCS的热管理优化;排气余热回收占比达19.33%,综合效率提升12.53%,为PowerTitan储能系统与燃料电池耦合的...

Mingguang Yang · Zhenhua Quan · Lincheng Wang · Zejian Chang 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.386

摘要 本研究提出并制备了一种新型混合冷却质子交换膜燃料电池（PEMFC）堆，该电池堆专门设计了高效的混合冷却通道。与传统的风冷电池堆以及上一代配备微热管阵列的分体式冷却电池堆相比，混合冷却电池堆实现了更高的负载能力、更优的发电性能和更佳的热管理性能。此外，混合冷却电池堆配置的风扇数量更少，从而降低了辅助功耗，并实现了更均匀的电压分布。实验结果表明，混合冷却电池堆的负载容量比分体式冷却电池堆高出14.3%，相较于同规格的普通风冷PEMFC电池堆则提升了71.4%。在相同电流条件下，混合冷却电池堆的...

解读: 该混合冷却PEMFC技术对阳光电源氢能储能系统及充电桩产品具有重要借鉴价值。其混合冷却路径设计实现71.4%负载能力提升和70.2%电压均匀性改善,可应用于ST系列储能变流器的热管理优化,特别是PowerTitan大功率场景。电压均匀性控制思路可融入VSG控制策略,提升多模块并联系统一致性。风扇功耗...

Peimiao Li · Shibo Wang · Hui Wang · Yun Feng 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378

摘要 动力舱散热方案的设计受限于复杂的结构配置和较慢的迭代速度。鉴于数值实验所需的巨大时间和计算资源，本文提出了一种快速零维集成精确三维优化模型，用于计算电动汽车动力舱的散热性能并优化其热管理系统。在现有热等效电路模型的基础上，快速零维模型建立了各设备之间的热容与热阻网络，并通过参考精确的初始三维仿真结果对快速零维模型的输出进行修正。随后，利用零维模型搜索最优散热结构配置，并通过实验数据进行验证。结果表明，快速零维集成精确三维优化模型的优化结果得到了三维模型的良好验证。采用所提模型优化电机控制器...

解读: 该零维-三维混合热管理优化模型对阳光电源电动汽车业务具有重要价值。在OBC车载充电机、电机驱动器等功率密集产品中,可将散热方案迭代时间从576小时压缩至72小时,显著加速SiC/GaN功率器件的散热结构设计。该方法可应用于充电桩功率模块热仿真,通过快速优化翅片数量和尺寸,将芯片温度从551K降至35...

Kerem Ziya Akdemir · Kendall Mongir · Jordan D.Kern · Konstantinos Oikonomou 等10人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378

摘要 人们日益认识到区域间输电容量在电力系统脱碳方面的优势。一个较少被探讨的潜在益处是在极端天气事件期间可能带来的电网性能改善。本研究采用先进的建模链，通过模拟美国西部互联电网在2019年和2059年不同输电规划区域协作水平下的运行情况，评估合作式输电扩展规划的影响。研究重演了2019年两次地理覆盖范围不同的历史热浪事件，并将其置于2059年未来气候变化情景下，以评估在电网压力期间输电合作所带来的效益。结果表明，无论是在整个互联电网层面还是各个输电规划区域层面，合作式输电规划在降低批发电价和减少...

解读: 该研究揭示跨区域输电协作在极端天气下的关键价值,对阳光电源储能系统(PowerTitan/ST系列PCS)具有重要启示。研究表明协作规划可降低64.3%电价并提升电网韧性,验证了分布式储能在热浪等极端场景下的调峰价值。建议结合iSolarCloud平台开发极端天气预测算法,优化GFM控制策略以支撑跨...