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基于物理约束长短时记忆网络的能源转型背景下梯级水电站长期运行管理
Managing long-term operation of cascade hydropower plants under energy transition with physics-constrained long-short term memory networks
Zhipeng Zhao · Zhihao Deng · Xiaoyu Jin · Zebin Ji 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.393
摘要 在能源转型进程中，风电和太阳能发电的大规模增长将加剧维持电网连续负荷-发电平衡以确保电网稳定性的复杂性。水电可作为整合风能与太阳能的低碳灵活性电源，但季节性径流波动以及多重耦合不确定性将深刻影响传统水电运行方式。本文提出一种新的模拟–优化–学习耦合方法，用以应对不确定性及非线性动态水电运行特性，从而提取能源转型背景下梯级水电站的长期运行规则。该方法包含三个关键步骤：模拟阶段，采用Kirsch–Nowak径流生成模型与ARIMA模型刻画水文与气象不确定性；优化阶段，构建目标驱动的最优模型，考...
解读: 该研究对阳光电源储能系统(ST系列PCS、PowerTitan)与光伏逆变器(SG系列)协同优化具有重要价值。文中提出的物理约束LSTM网络可应用于iSolarCloud平台,实现水-风-光混合系统的智能调度。研究揭示的水电时空调节特性为储能系统功率平滑策略提供借鉴,PCLSTM算法可优化GFM/V...
使用随机对偶动态规划设计考虑多重耦合不确定性及年末留蓄的水-风-光能源系统长期运行策略
Using stochastic dual dynamic programming to design long-term operation policy of hydro-wind-solar energy systems considering multiple coupled uncertainties and end-of-year carryover storage
Xiaoyu Jin · Chuntian Cheng · Shubing Cai · Lingzhi Yan 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.393
摘要 具有水库调节能力的水电在平衡日益增长的波动性可再生能源（VRE）季节性变化方面正变得愈发重要。然而，VRE的季节性变化与随机性同来流的随机特性相互耦合，使得在当前调度周期内制定与发电决策相关的长期水电运行策略以及对未来年末留蓄水量的控制变得极具挑战性。为应对这些挑战，本文提出一种基于随机对偶动态规划（SDDP）的框架，用于设计长期水-风-光互补运行策略。来流和VRE出力的不确定性通过两种不同的方法进行刻画：马尔可夫链（Markov chain）和自回归滑动平均模型（AutoRegressi...
解读: 该随机动态规划框架对阳光电源水光储互补系统具有重要价值。ST系列储能变流器和PowerTitan系统可替代部分水电调节功能,通过多时间尺度优化策略平抑光伏出力波动。研究中的马尔可夫链预测方法可集成至iSolarCloud平台,实现风光水储联合调度的智能决策。特别是跨年库容管理思想,可应用于大规模储能...
基于多智能体优化的水电主导型水-风-光供应系统短期发电调度模型
Multiagent optimization for short-term generation scheduling in hydropower-dominated hydro-wind-solar supply systems with spatiotemporal coupling constraints
Hongye Zhao · Shengli Liao · Benxi Liu · Zhou Fang 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.382
摘要 随着电力需求的增长以及水电、风电和太阳能的快速发展，以水电为主的水-风-光供应系统（HHWSSSs）联合调度已成为电力系统领域的研究重点。然而，HHWSSSs内部精细的调度要求、复杂的约束条件以及时空耦合关系等独特特征，给短期发电调度（STGS）带来了显著挑战，包括整体优化计算时间过长、模型构建困难以及求解精度低等问题。为此，本文提出一种多智能体优化模型，以高效应对上述问题。首先，基于大系统分解原理，将HHWSSS的集中式优化转化为多智能体系统的协同运行，并利用根植于流域特征的分层分解策略...
解读: 该多智能体优化调度技术对阳光电源具有重要应用价值。针对水风光互补系统的时空耦合约束问题,可直接应用于ST系列储能变流器与SG光伏逆变器的协同调度优化。其分层解耦策略可提升PowerTitan储能系统在多能源场景下的实时响应效率,IADMM算法思想可融入iSolarCloud平台实现分布式能源智能协调...
基于梯级水电主动调节并考虑多输电通道约束的水光互补调度
Hydro-photovoltaic complementary dispatch based on active regulation of cascade hydropower considering multi-transmission channel constraints
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...
基于湍流网格增强开式阴极质子交换膜燃料电池传热传质性能的实验研究
Experimental study on heat and mass transfer enhancement of open cathode proton exchange membrane fuel cells using turbulence grids
Jing Zhao · Xinxuan Cheng · Yongkang Ma · Zixun Zhong 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.385
热管理对于开式阴极质子交换膜燃料电池（OCPEMFCs）的高效运行、安全性和耐久性至关重要。本研究创新性地采用一种基于湍流网格的新方法，以增强OCPEMFCs的传热与传质性能。通过开展一系列实验，测量并比较了温度、电压和电化学阻抗等参数，以验证湍流网格的有效性。在此基础上，系统研究了湍流网格的单元尺寸和安装距离等关键参数对OCPEMFCs运行特性的影响。实验结果表明，湍流网格显著提高了气流的湍流强度，从而增强了OCPEMFCs的传热效率和氧气传质速率。因此，电池的输出性能和热性能得到显著改善，甚...
解读: 该燃料电池热管理技术对阳光电源氢能业务具有重要参考价值。湍流栅格强化传热传质的方法可应用于我司燃料电池热管理系统设计,通过优化气流扰动降低欧姆阻抗87.8%的效果显著。该技术思路可借鉴至储能PCS的ST系列散热优化、充电桩功率模块热管理,以及SiC/GaN功率器件的冷却系统设计中。结合iSolarC...