Young Je Park · Won Young Choi · Hyunguk Choi · Seo Won Choi 等10人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 在基于可再生能源的低碳社会中，碳纤维纸（CFPs）被视为电化学能量转换与存储装置中的关键多孔材料。在这一新兴技术中，寻找压缩状态下组装碳纤维纸的最佳微观结构是核心挑战之一。本文提出一种基于断层扫描的分析方法，用于关联压缩状态下碳纤维纸的微观结构与传输参数。借助人工智能技术，通过识别圆柱形碳纤维的真实形态，对孔隙与固相结构的预测准确率显著提升，与解析解相比一致性高达98%。本研究将三维U-Net算法引入传统的X射线计算机断层扫描技术中，实现了碳纤维与粘结剂的完全分离。随后，系统地研究了在不同...

解读: 该碳纤维纸微观结构AI数字孪生技术对阳光电源储能系统具有重要价值。碳纤维纸作为质子交换膜燃料电池和液流电池的关键多孔材料,其压缩态下的微观结构优化直接影响离子传输效率和电化学性能。研究中的3D U-net算法与CT扫描结合可精准分析孔隙-固体结构演变规律,为PowerTitan储能系统中电池堆的材料...

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...

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...

Xiaotian Geng · Senhong Cai · Zhonghua Gou · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 评估建筑一体化光伏（BIPV）潜力对于太阳能的全面推广与部署具有重要意义。传统模型大多依赖形态学参数进行光伏潜力评估，在高密度城市区域中存在对城市形态主观认知强、泛化能力差等挑战。本研究采用卷积神经网络（CNN）进行三维建模，以评估中大规模城市尺度下的BIPV潜力，提出了一种多维单通道一维CNN模型框架。该模型结合高斯混合模型与建筑物点云数据，提取建筑窗墙比，从而增强建筑群点云中的个体特征；同时利用三维物理模型提取建筑地理朝向信息，并通过空间连通性整合点云分布，以解决点云卷积旋转不变性导致...

解读: 该BIPV潜力评估技术对阳光电源SG系列光伏逆变器和智能运维平台具有重要应用价值。基于CNN的三维建模方法可精准预测城市建筑光伏发电潜力,为SG逆变器在密集城区的容量配置和MPPT优化提供数据支撑。研究中的点云数据处理和地理方位提取技术可集成至iSolarCloud平台,实现建筑光伏系统的智能选址和...

Jie Chen · Tian Peng · Shijie Qian · Yida Ge 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

准确的光伏发电功率预测对于电网的稳定运行和合理调度至关重要。然而，由于光伏发电具有不稳定性，其功率预测仍面临巨大挑战。为此，本文提出一种结合二次分解、贝叶斯优化与误差校正机制的Autoformer模型用于光伏发电功率预测。为降低数据复杂性并充分提取特征，采用了两种分解方法：首先利用经验模态分解（EMD）对光伏功率序列进行初级分解；然后引入样本熵（SE）衡量各分量的复杂度，并对复杂度最高的分量采用变分模态分解（VMD）进行二次分解。其次，构建基于贝叶斯优化算法优化的Autoformer模型，分别预...

解读: 该基于深度学习的光伏功率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EMD-VMD二次分解和Autoformer模型可显著提升预测精度,可集成至SG系列逆变器的MPPT优化算法中,实现更精准的发电功率预测。结合ST系列储能PCS,该预测模型能优化储能系统充放电策略,提升...

Farid Moazzen · M.J.Hossain · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 可再生能源发电的间歇性以及负荷需求的波动性给微电网运行带来了持续挑战。为此，利益相关方和运营商已转向将地理位置相邻的微电网进行集群化管理作为解决方案。在此背景下，本文提出了一种新颖的微电网集群双层能源管理策略，利用需求侧灵活性和共享型电池储能系统（SBES）的能力，以最小化运行成本和排放，同时确保各微电网内部具备旋转备用容量，防止发生负荷削减。在底层，所提出的方法制定了最优的日前运行策略；在上层，则采用一种协同策略进一步优化整个集群的运行效率。该能源管理问题被精确建模为一个混合整数二次规划...

解读: 该双层微电网集群能量管理策略对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要应用价值。研究中的共享储能系统(SBES)优化调度与阳光电源储能解决方案高度契合,可通过iSolarCloud平台实现多微电网协同控制。论文提出的需求侧灵活性管理和旋转备用策略,可集成到阳光电源GFM/GFL控...

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...

Zhixiong Ding · Wei Wu · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 近年来，吸收式热电池（ATB）因其高储能密度（ESD）、低热损失以及多样的输出功能而受到广泛关注。然而，在低品位可再生能源条件下，降低充电温度以提升系统性能对ATB的应用提出了关键挑战。为此，已提出两级ATB用于极低充电温度工况。为全面且准确地研究两级ATB在不同条件下的性能，本文建立了一个经过实验验证的动态模型。随后，对比了基本循环与两级循环在冷量储存和热量储存场景下的运行行为及循环性能。接着，研究了在不同充电温度下，两个溶液罐（即主储液罐和辅助罐）之间的溶液分配对循环性能的影响。此外，...

解读: 该两级吸收式热电池技术为阳光电源储能系统提供了长时储能新思路。其在55°C低温充电下实现115.8 kWh/m³冷储能密度,在50°C下达59.7 kWh/m³热储能密度,均为基础系统两倍以上,可与ST系列PCS及PowerTitan系统形成冷热电三联供方案。该技术低热损、高密度特性适配可再生能源波...

Esther Rojas · Elisa Alonso · Margarita Rodríguez-Garcí · Rocio Bayon 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 本研究旨在评估在特定填充床装置上实施SFERA-III项目所提出的热能储存原型关键性能指标（KPIs）评估方法的可行性。SFERA-III项目是一项由欧盟资助的项目，其目标之一是提升与聚光太阳能热利用技术相关的基础设施和服务水平。为了提高热能储存原型测试服务的质量，该项目制定并验证了一套测试协议和关键性能指标，这些指标已通过多种类型的设备进行了验证，但此前尚未在填充床装置上应用。本研究阐明了在将该协议应用于填充床原型时所遇到的挑战，以及所提出的替代解决方案及其对最终KPI结果的影响。分析结...

解读: 该填充床储热技术的KPI评估方法对阳光电源ST系列储能系统和PowerTitan产品具有重要参考价值。SFERA-III项目提出的标准化性能指标体系可借鉴用于优化我司储能系统的测试协议,特别是在热管理和能量密度评估方面。填充床的蓄热特性与电化学储能的热失控管理存在共性,其温度分层控制策略可启发ST系...

Zhipeng Zhao · Zhihui Yu · Yongxi Kang · Jin Wang 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

水电和光伏发电作为中国两大主导的可再生能源，在电力系统中具有显著的互补价值，对实现碳减排和应对气候变化至关重要。然而，大规模光伏并网加剧了负荷波动增大、系统灵活性需求提升以及输电阻塞管理困难等一系列关键问题。为应对上述挑战，本文提出了一种适用于水光互补系统（HPCS）的中短期调度方法，充分利用梯级水电的调节灵活性以及水光之间的互补潜力。首先，构建了一个数学优化模型，以削峰填谷为目标，综合考虑了梯级水电站的水力-电气耦合约束及其在应对光伏出力不确定性时的主动调节约束，旨在优化HPCS的联合运行，利...

解读: 该水光互补调度技术对阳光电源ST储能系统和SG光伏逆变器产品线具有重要应用价值。研究中的主动调节策略可启发我司开发更智能的GFM/GFL控制算法,通过PowerTitan储能系统替代或增强水电灵活性调节功能,应对大规模光伏接入带来的负荷波动。多通道阻塞管理方法可优化iSolarCloud平台的预测性...

David Alexander Ells · Chris K. Mechefsk · Yongjun Lai · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

振动能量收集器（VEHs）可通过将机械能转化为电能来为无线电子设备供电。然而，这类收集器通常为具有窄带宽的共振结构，导致其在工作频率范围方面面临挑战。本文提出了一种新型电磁式VEH，其结构能够被动调节自身的谐振频率。所提出的结构主要由一片扁平弹簧和一个可自由旋转的质量块组成。该设计通过仿真分析并进行了实验验证。测试结果表明，该质量块可向共振位置旋转，动态改变结构的谐振频率，从而与外部振动频率相匹配。该VEH实现了10 Hz的谐振频率调节范围（从60 Hz到70 Hz），与质量块固定时的相同结构相...

解读: 该电磁振动能量采集技术对阳光电源储能系统具有创新启发价值。其被动谐振频率自适应调谐机制可应用于ST系列PCS的振动能量回收与状态监测:通过采集逆变器功率模块、变压器等关键部件的振动能量,实现无线传感器自供电,增强iSolarCloud平台的预测性维护能力。该技术的宽频带特性(带宽提升90%)适配储能...

Mao Yang · Yutong Huang · Chuanyu Xu · Chenyu Liu 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 风电功率预测（WPF）是大规模风电场并网运行下电力系统调度的关键技术。随着特征信息的不断丰富和计算机科学的发展，相关研究大量涌现。本文综述了特征挖掘方法和最新的预测模型结构，旨在为该领域提供最新的研究视角。文章将WPF过程方法划分为时频域分析、特征工程和预测器结构三个部分。首先，总结了各部分的整体与详细数学表达式，以提供更具普适性的WPF过程方法研究框架。特别地，在每一部分中，创新性地基于典型科学问题梳理了最新模型之间的逻辑关系。此外，本文还归纳了六种解决关键科学或工程问题的前沿预测器结构...

解读: 该风电功率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。多源数据融合与时频域分析方法可优化储能系统的充放电策略,提升风储协同控制精度。特征工程与预测模型可集成至iSolarCloud平台,实现预测性维护与智能调度。文中提出的数据质量与可解释性挑战,与阳光电源GF...

Kai-Qi Zhu · Quan Ding · Ben-Xi Zhang · Jiang-Hai Xu 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 风冷式质子交换膜燃料电池（PEMFC）中复杂的传热传质耦合现象以及物理场分布不均的问题，严重影响其功率密度和水热管理性能。作为关键部件，阴极流场在燃料供给、散热以及水传输方面对风冷式PEMFC起着至关重要的作用。优化流场结构设计是应对上述挑战的关键策略。本研究提出了一种创新的竹节形流场设计，并在25 cm²的单电池中进行了实验验证，结果证明该设计能有效提升风冷式PEMFC的传热传质能力与功率密度，同时降低供气能耗。此外，还建立了三维多相数值模型，用于深入探究该流场结构下液态水、反应物和热量...

解读: 该燃料电池热质传输优化技术对阳光电源氢能业务具有重要借鉴价值。竹节型流场设计通过分段加速和涡流区优化实现5.45%功率密度提升和4.17%能效增益,其多物理场耦合仿真方法可应用于公司储能PCS的热管理优化。研究中的熵分析法和非均匀流场设计理念,可迁移至SiC功率器件散热结构设计,提升ST系列PCS和...

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...

Liang Li · Ning Lu · Jun Qin · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 从遥感图像中分割户用屋顶光伏（PV）系统时，边缘检测不准确是一个常见挑战，这阻碍了获取精确的光伏分布信息，而该信息对于光伏发展的规划与管理至关重要。一种广泛采用的解决方案是将额外的边缘检测任务引入联合任务学习框架中，以增强对边缘的感知能力。然而，现有的联合任务学习方法通常难以准确检测光伏边缘，并且缺乏有效机制来区分光伏边缘与相似物体的边缘。为应对上述挑战，本文提出了一种新颖的联合任务学习框架。该框架引入了尺度自适应模块（Scale Adaptive Module, SAM），能够根据光伏的...

解读: 该户用光伏分割技术对阳光电源户用光伏业务具有重要应用价值。通过精准识别屋顶光伏边缘与分布信息,可优化SG系列户用逆变器的选型与布局规划,提升MPPT优化效率。结合iSolarCloud平台,该技术可实现分布式光伏资产的智能巡检与容量评估,支撑预测性运维。其边缘检测与语义分割联合学习框架,为阳光电源开...

Zixuan Wangabc1 · Zijian Chenbcd1 · Boyuan Wangbc1 · Chuang Wu 等12人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 与已发展了半个世纪的晶硅电池相比，钙钛矿太阳能电池（PSCs）的光伏转换效率在短短15年内已超过26%，成为当前备受关注的研究热点。然而，传统研究方法在应对钙钛矿材料（PVKs）成分多样、合成复杂以及需精确调控性能等方面面临诸多挑战。本综述系统阐述了钙钛矿材料在数字化制造方面的最新研究进展，重点涵盖实验室自动化、数据驱动的理性设计、高通量实验以及机器学习（ML）算法等方向。首先，论述了实验室自动化在显著提升实验效率与可重复性方面的重要作用；其次，强调了数据驱动方法在指导钙钛矿材料及器件理性...

解读: 钙钛矿电池数字化制造技术对阳光电源光伏逆变器产品线具有前瞻价值。该技术通过机器学习和高通量实验加速新型光伏材料开发,其26%转换效率已接近晶硅电池。阳光电源SG系列逆变器可提前布局钙钛矿电池适配性研究,针对其独特的IV特性优化MPPT算法;iSolarCloud平台可集成数据驱动方法,实现钙钛矿组件...

Henry J.William · Yipu Wang · Bo Yuan · Haomiao Wang 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 农光互补系统通过将农业与太阳能光伏发电相结合，为应对全球粮食和能源挑战提供了有前景的解决方案。然而，由于缺乏适当的法规来定义和指导其实施，美国农光互补系统的发展受到限制。本研究利用遮荫与辐射分析工具，评估了一项现有的农光互补激励政策，该政策根据遮荫减少限值和光伏板安装高度要求来界定农光互补设计。我们的分析表明，若政策仅以遮荫程度而非光照可用性为基础设定要求，可能因忽略散射辐射而导致对作物适宜性的低估。此外，我们发现，如果政策承认仅在光伏阵列行间进行耕作的使用场景，则农光互补系统可避免提高光...

解读: 该农光互补研究对阳光电源SG系列光伏逆变器及智能运维系统具有重要启示。文章提出基于作物每日光积分(DLI)需求优化光伏布局,这与我司MPPT优化技术和iSolarCloud平台的智能监控能力高度契合。通过精准控制行间距和辐射分布,可降低支架高度成本,使农光互补系统更接近常规光伏电站经济性。建议将散射...

Chengguo Su · Lingshuang Wang · Quan Sui · Huijun Wu · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 梯级水电站的协同发电与数据中心的均衡用电有助于促进电力流的优化。然而，水流传递的时间延迟以及数据负载在时空上的转移时滞带来了显著的异步性，给电力系统的调度运行带来巨大挑战。为解决该问题，本文提出一种考虑多源能源时空异步转移特性的电力系统调度策略。首先，建立考虑排沙和通航需求的梯级水电站运行模型；其次，设计考虑数据负载时空转移特性的多数据中心协同调度方法，并构建可通过数据中心调控的具有级联效应的备用容量模型；进一步地，建立计及数据中心参与调度的梯级水-火-风电力系统最优运行模型，以在满足电力...

解读: 该多源协同调度策略对阳光电源储能系统具有重要价值。文中梯级水电-风电协调优化思路可应用于ST系列储能变流器的多能源协调控制,通过PowerTitan储能系统实现类似数据中心的时空负荷转移功能,平抑风电波动。混合整数线性规划方法可集成至iSolarCloud平台,优化多站点储能调度策略。研究中16.1...

Peng Sh · Cheng Zheng · Xiao Wu · Jiong Shen · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 溶剂法燃烧后碳捕集（PCC）是实现能源和工业领域大规模脱碳最有前景的技术。然而，该过程的复杂特性和高能耗阻碍了PCC在复杂电力市场中的高效灵活运行。PCC系统的成功运行优化高度依赖于对过程的动态建模，而采用先进的数据驱动方法已成为研究热点。目前广泛使用的数据驱动动态建模方法未将PCC过程的物理机理信息融入模型中，导致模型稳定性不足。物理信息神经网络（PINNs）通过融合数据与物理信息，提供了一种创新的建模方法。然而，其在PCC过程动态建模中的应用仍面临重大挑战。为此，本文基于带外生输入的非...

解读: 该物理信息神经网络(PIINN)动态建模技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。碳捕集系统的复杂非线性动态特性与PowerTitan储能系统在电力市场中的灵活调度需求高度相似。PIINN方法通过平衡点稳定性约束保证模型可靠性的思路,可借鉴应用于ST系列PCS的宽工况运行建模,提升GFM/GFL控制策...