Jiachen Zhang · Qinglai Guo · Yanzhen Zhou · Hongbin Sun · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401

摘要 随着电力系统与天然气网络之间耦合程度的加深，两类系统间的故障传播风险也随之上升，威胁综合能源系统的安全运行。然而，采用传统数值方法进行动态能量流分析存在计算效率低下的问题，难以满足实时紧急控制的需求。此外，系统之间直接共享模型与数据在实际应用中仍不可行。为应对上述挑战，本文提出了一种面向电–气耦合系统（IEGS）连锁故障的快速主动控制方法，利用物理信息驱动的天然气网络代理模型显著加速安全分析过程。所提出的框架结合了物理信息驱动的深度算子神经网络（PI-DeepONet），以实现故障条件下快...

解读: 该电-气耦合系统级联故障预测技术对阳光电源储能系统具有重要价值。基于物理信息深度学习的实时故障预测方法可应用于PowerTitan储能系统与iSolarCloud平台,实现多能源系统协同控制。其隐私保护数据压缩技术可增强ST系列PCS在综合能源场景的安全性,支持虚拟电厂VPP应用中电储气多系统协调。...

Mohammad Hossein Abbasi · Dillip Kumar Mishra · Ziba Arjmandzadeh · Jiangfeng Zhang 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401

摘要 电动汽车（EV）的广泛应用受到两大挑战的制约：快速充电基础设施不足以及对化石燃料发电的依赖。扩建快速充电站（FCS）需要进行最优调度，而这一过程因电动汽车用户行为的随机性而变得复杂。此外，可再生能源出力的剧烈波动通常依赖化石燃料发电来缓解，这可能限制电动汽车在环境方面的优势。本文通过风电生产商（WPP）与FCS聚合商的协调运行来应对上述挑战，旨在优化双方收益的同时考虑电动汽车电池老化及FCS充电能力限制。该问题被建模为一个双层优化问题：WPP和FCS聚合商通过点对点（P2P）电能交易协议关...

解读: 该风电-充电站协同优化技术对阳光电源ST系列储能变流器及充电桩业务具有重要价值。通过P2P能源交易框架,可提升储能系统在新能源消纳场景的经济性,降低充电站运营成本达58%。建议将Lyapunov优化算法集成至iSolarCloud平台,结合强化学习优化储能调度策略,并在PowerTitan储能系统中...

Jiaqing Zhai · Li Guo · Zhongguan Wang · Jiebei Zhu 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401

摘要 高比例可再生能源电力系统中，风力发电场（WFs）提供频率调节支撑（FRS）服务对系统频率稳定至关重要。由于风速具有时变特性，实时调度WFs的FRS特性对于保障系统频率安全及动态潮流（PF）安全十分必要。然而，风力发电机组（WTs）数量庞大，且各WFs之间的频率支撑能力（FSC）存在相互关联性，导致FRS动态特性复杂化，使得WTs的FRS安全性量化变得困难，尤其是在缺乏精确WT参数的情况下。因此，本文提出一种数据驱动的方法，用于建模不同WFs之间FSC的互相关性。通过空间变换，将原始复杂的非...

解读: 该风电场频率支持调度技术对阳光电源储能系统(ST系列PCS、PowerTitan)具有重要借鉴价值。论文提出的数据驱动建模方法可应用于储能电站的一次调频优化,通过空间变换实现非线性动态特性的快速求解,与阳光VSG虚拟同步机技术协同,提升新能源场站频率响应能力。所提分段精英学习算法可集成至iSolar...

Bowen Zheng · Zhichao Dengd · Zhenhao Luo · Shuoyuan Mao 等14人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401

摘要 随着全球能源转型与低碳技术的快速发展，锂离子电池作为核心储能单元，其性能提升与安全管理高度依赖于精确的电池建模。电池建模经历了从机理驱动到数据驱动、从单尺度到多尺度融合的发展过程，形成了三大主流技术体系：其一，基于Thevenin框架的等效电路模型（ECM），利用RC网络拟合电池外部特性，通过引入迟滞模块并结合遗传算法优化，可在电池管理系统（BMS）实时控制中实现毫秒级响应，展现出显著的工程应用优势；然而，其建模逻辑局限于端口特性，缺乏对深层物理机制的解释能力。其二，基于多孔电极理论和偏微...

解读: 该锂电池建模综述对阳光电源储能系统具有重要指导意义。等效电路模型可直接应用于ST系列PCS的BMS实时控制,实现毫秒级SOC估算;物理场模型支撑PowerTitan电池包热管理优化和材料选型;数据驱动模型可融入iSolarCloud平台,提升储能电站全生命周期预测性维护能力。多尺度混合建模思路为阳光...

Yunfei Zhang · Jian Lia · Mingzhe Yua · Xu Chena 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401

摘要 卡诺电池是一种新兴的长时电能储存技术，有望大规模应用于促进波动性可再生能源的消纳。然而，卡诺电池由热泵、储热和热机单元组成，其内部存在复杂的能量流耦合关系。在不同工况下决定电-电（PTP）效率的主导因素及其耦合关系尚不明确，传统的优化方法也因耗时较长而制约了优化设计进程。本文构建了SHapley加性解释（SHAP）模型，用于识别卡诺电池的主导因素及其相互间的耦合关系。进一步提出一种融合SHAP与物理引导神经网络（PGNN）的新型优化方法——SPGO方法，能够快速实现最大PTP效率并给出相应...

解读: 该卡诺电池优化技术对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。论文提出的SHAP主导因素识别与物理引导神经网络(PGNN)优化方法,可应用于ST系列PCS及PowerTitan储能系统的效率优化。其多物理场耦合分析思路与SiC器件热管理优化高度契合,PGNN模型在插值/外推场景下误差降低15-30%的表现,...

Stephan Kigle · Nadja Helmer · Tapio Schmidt-Achert · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.400

摘要 本研究探讨了陆上风电、海上风电和光伏等波动性可再生能源（vRES）的扩张延迟与加速对欧洲（包括欧盟27国、英国、挪威和瑞士）氢及其衍生物进口需求的影响，以满足终端能源消费部门的需求并实现欧洲温室气体（GHG）排放目标。通过使用多能源系统模型ISAaR，我们分析了14种不同vRES扩张水平的情景，并评估了相应的氢价格变化。在基准（BASE）情景下，欧洲加权平均氢价格从2030年的4.1欧元/千克下降至2050年的3.3欧元/千克。研究结果表明，延迟vRES扩张将显著增加对氢及其衍生物进口的需...

解读: 该研究揭示欧洲可再生能源扩张延迟将导致氢能进口依赖加剧及成本上升,对阳光电源ST储能系统和SG光伏逆变器产品线具有战略指导意义。加速光伏装机可降低2050年氢价至3欧元/kg以下,验证了我司1500V高效光伏系统与PowerTitan储能方案在制氢场景的协同价值。建议强化光伏-储能-制氢一体化解决方...

Reza Nadim · Mika Goto · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.399

大规模将纯电动汽车（BEVs）接入电力系统在电力需求预测、基础设施规划和能源管理方面带来了重大挑战。本研究开发了一款开源的车辆电网集成（VGI）工具，旨在模拟纯电动汽车的驾驶与充电行为，特别针对2035年东京都市区部署58,900辆纯电动汽车的情景进行分析。不同于以往研究仅关注电网到车辆（G2V）服务或单一充电系统，本研究同时考察了G2V和车辆到电网（V2G）服务，并对公共充电基础设施进行了优化。研究分析了三种充电策略（慢速、中速和快速），并采用基于IF-THEN规则的引擎，确保在V2G放电操作...

解读: 该VGI工具对阳光电源V2G双向充电桩及储能系统具有重要参考价值。研究显示每1000辆电动车需配置2个快充和59个中速充电桩,为充电站布局提供量化依据。V2G场景下单车年充放电量达3630/3528kWh,验证了双向能量管理的商业价值。建议结合iSolarCloud平台开发类似规划工具,整合ST系列...

Ashwin Sandeepab1 · Shomik Vermaa1 · Kyle Buznitsky · Asegun Henry · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.397

摘要 实现电力系统的脱碳对于减缓气候变化至关重要，这要求从化石燃料发电技术转向可再生能源技术。由于可再生能源具有间歇性，只有在配备长时储能技术的情况下，才能可靠地将其整合到电网中。一种新兴的储能技术——电网级热能储能（Thermal Energy Grid Storage, TEGS）已被证明其能量和功率容量成本足够低，能够实现电网低成本脱碳。本文探讨了该TEGS系统在电网集成背景下的设计优化问题。TEGS系统可以被设计为实现恒功率放电和快速充电，因为这些特性对储能技术而言至关重要。前者符合电力...

解读: 该热储能并网优化研究对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要参考价值。文中恒功率放电与快速充电设计理念可应用于我司PCS拓扑优化,通过适度超配充放电功率模块提升系统调度灵活性。结合iSolarCloud平台的容量扩展模型,可优化储能系统在新能源消纳场景下的经济性配置策略,特别是...

Congjia Zhang · Yanglin Zhoua · Xiangjin Wangb · Min Liub 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.396

摘要 退役电动汽车（EV）电池在储能系统（ESS）中的梯次利用对资源循环利用和环境保护具有重要意义。然而，退役电池模块之间显著的一致性差异给电池储能系统（BESS）带来了安全隐患。由于复杂的工作条件以及磷酸铁锂（LiFePO4）模块较为平坦的开路电压-荷电状态（OCV-SOC）曲线，传统BESS的荷电状态（SOC）一致性评估面临挑战。为此，本文提出一种基于动态可重构电池系统（DRBS）的新型SOC一致性评估方法。首先，得益于DRBS能够将模块从系统中断开，可实现快速在线OCV估计。然后，将OCV...

解读: 该动态重构电池储能系统的SOC一致性评估方法对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan储能系统具有重要应用价值。通过模块在线断开实现快速OCV估算,可优化退役电池梯次利用场景下的BMS算法。变异系数法克服磷酸铁锂电压平台特性,可集成至iSolarCloud平台实现预测性维护,提升储能电站安全...

Anis Ur Rehman · Junwei Lua · Bo Dub · Feifei Baic 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.393

摘要 可再生能源（RESs）与储能系统（ESSs）相结合，因其经济和环境优势，在电动汽车充电站（EVCSs）中的应用日益广泛。为凸显其优势，已有大量研究聚焦于将可再生能源与储能系统集成到电动汽车充电站所带来的技术经济性与环境影响。然而，诸如负荷管理能力以及这些系统在充电站运行中的操作效率等重要方面，却相对较少受到关注。本文通过研究在电动汽车充电站中将可再生能源与储能系统同超快速直流充电机（UFCs）结合的负荷管理与运行效率，填补了这一研究空白。文章以澳大利亚某商业Evie网络（充电公司）的一个配...

解读: 该研究验证了储能系统与超快充结合的负荷管理优势,与阳光电源ST系列PCS及充电站解决方案高度契合。ReBIS策略降低40%能源成本、支持99.4%用户优选充电并削减63%碳排放,为PowerTitan储能系统在光储充场景的能量管理策略提供实证支撑。可结合iSolarCloud平台的预测性维护能力,优...

Hui Jina · Xiangyu Kong · Chunjie Wangb · Delong Zhang 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.393

摘要 由于受空间和时间上变化的波浪环境影响，多种类型漂浮体结构上的海上漂浮式光伏（PV）阵列的辐照度分布条件和发电特性十分复杂，这大大增加了最大功率点跟踪（MPPT）的难度，阻碍了海上漂浮式光伏电站的高效经济运行。考虑到不同尺度的漂浮体结构、光伏组件排布方式及接线方法对海上漂浮式光伏阵列辐照度分布条件和发电特性的影响，本文提出了一种适用于多种漂浮体结构的海上漂浮式光伏系统发电特性仿真方法。该方法通过六自由度运动实验平台以及海上实测的光伏单元辐照度数据，在实验室和实际运行场景中进行了验证。基于渤海...

解读: 该海上漂浮光伏MPPT技术对阳光电源SG系列逆变器具有重要应用价值。文中针对波浪导致的多峰值功率曲线提出的混合改进MPPT算法,追踪时间≤20ms、效率≥99.85%,可直接应用于阳光电源海上光伏逆变器的MPPT优化模块。研究揭示的浮体结构与组串布局关系,为SG逆变器在漂浮电站的配置策略提供依据:大...

Xinhai Zhaoab1 · Chaopeng Huangae1 · Erik Birgersson · Nikita Suprun 等11人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.392

摘要 钙钛矿太阳能电池是下一代高效光伏器件的有力候选者，尤其适合作为叠层结构中的顶部电池。基于物理机制的光电模型，我们采集了十万量级的大数据样本，用于训练神经网络模型，以高效预测器件性能和复合损耗。在数据准备、模型训练和神经网络优化过程中，分别采用了拉丁超立方采样、贝叶斯正则化和贝叶斯优化方法。最优的神经网络模型在预留的测试数据集上实现的均方误差低于4 × 10⁻⁴。神经网络的计算速度比传统光电模型快一千倍以上。因此，器件快速校准可在24秒内完成。显著降低的计算成本使得高效的器件表征、参数研究、...

解读: 该神经网络加速钙钛矿电池表征技术对阳光电源光伏逆变器产品线具有重要借鉴价值。研究采用的深度学习方法将器件仿真速度提升千倍以上,可应用于SG系列逆变器的MPPT算法优化和iSolarCloud平台的预测性维护功能。通过贝叶斯优化和敏感性分析快速标定器件参数的思路,可迁移至SiC/GaN功率器件的损耗分...

Haoran Jiang · Shaozhi Honga · Zeling Wangb · Qing Yuc · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.392

摘要 电动-自动驾驶灵活公交（EAB）在提供高效且响应需求的公共交通服务方面展现出巨大潜力，但在充电规划和能源管理方面也带来了挑战。本研究提出一种灵活的公交运营模型，作为传统固定线路终点站充电方式的替代方案。通过构建一系列情景，评估在结合分时电价机制、快速充电站（FCS）与储能系统（ESS）集成部署以及实施峰值电压管理（PVM）策略的情况下系统的运行性能。结果表明，相较于出现显著负荷尖峰的基准情景，采用PVM策略可有效将电网峰值功率降低22.2%。然而，这种峰值削减是以延长充电时间及降低利用效率...

解读: 该研究对阳光电源储能及充电站产品具有重要价值。文中ESS+PVM组合策略削峰22.2%、提升收益60.6%的成果,可直接应用于ST系列PCS与PowerTitan储能系统在电动公交场景的优化。研究验证的分时电价套利和削峰填谷策略,与阳光电源充电站解决方案及iSolarCloud智慧运维平台高度契合,...

Anirban Chakraborty · Jooyoung Lee · Choongho Yu · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.389

摘要 在锂离子电池（LIB）中，将温度均匀地控制在自燃点以下对于实现最佳性能并避免潜在的热失控至关重要。局部热量积聚或热点现象凸显了有效热管理的必要性，这要求在通过细胞间通常插入的隔层材料将热量快速排散至外部散热器与限制相邻电池之间的热传播之间取得精细平衡。本研究提出了一种新颖的策略，采用具有双热导率（k）的层压复合材料：面内高k值以实现高效的热量排出，面外低k值以抑制热扩散。该方法利用层压材料的各向异性，被动应对快速充电过程中热点管理和防止热失控传播的挑战。虽然高k值复合材料能够迅速传热，但可...

解读: 该各向异性相变复合材料技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。针对PowerTitan等大规模储能产品,面内高导热(30 W·m⁻¹·K⁻¹)可快速将电芯热量导向液冷板,面外低导热(0.5 W·m⁻¹·K⁻¹)有效阻隔簇间热蔓延,可优化ST系列PCS的电池热管理策略。该技术在快充工况下抑制热点积聚,...

Monika Zimmerman · Florian Ziel · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.388

摘要 准确的中期（数周至一年）小时级电力负荷预测对于发电厂运行中的战略决策至关重要，有助于保障供电安全与电网稳定、规划和建设储能系统以及开展电力交易。尽管已有大量模型能够有效预测短期（数小时至数天）的小时负荷，但针对中期负荷预测的解决方案仍然较为稀缺。在中期负荷预测中，捕捉负荷多方面的特征存在显著的建模挑战，这些特征包括日、周和年的季节性模式、自回归效应、天气及节假日影响，以及社会经济非平稳性。为应对这些挑战，本文提出一种新颖的预测方法，该方法采用由可解释的P样条构成的广义加性模型（GAM），并...

解读: 该中期负荷预测技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。GAM模型可优化PowerTitan及ST系列PCS的能量管理策略,通过精准预测周至年度负荷曲线,实现储能系统充放电计划优化和容量配置决策。其可解释性强的特点可集成至iSolarCloud平台,结合气象、节假日等多维数据,提升储能电站经济调度能力...

Lei Fang · Bin He · Sheng Yu · Applied Energy · 2025年1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...

Firdovsi Gasanz · Sebastian Bauer · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.380

摘要 多孔介质压缩空气储能（PM-CAES）是未来可再生能源占比达到100%的能源系统中补偿间歇性可再生能源的一种可行方案。然而，PM-CAES的设计与运行条件评估需要一个高效的耦合发电厂—地质储能模型。因此，本研究开发并评估了一种新的地质储能模型半解析解，针对三种现实的能源系统情景进行了分析。所开发的模型能够模拟典型的储能运行过程，包括充气、放气和储存阶段，同时考虑了设施与技术约束、储存气体的物理特性以及储层井的配置。我们通过两个现实的能源系统情景验证了该模型，并证明其提供了自洽的近似结果，所...

解读: 该多孔介质压缩空气储能(PM-CAES)技术为阳光电源大规模储能系统提供重要参考。其半解析模型可缩短运算时间20倍,适用于PowerTitan等大型储能项目的快速选址评估。53%储能效率与50MW功率输出特性,可指导ST系列PCS在长时储能场景的控制策略优化。该耦合模型思路可借鉴至iSolarClo...

Jiahao Zhang · Ruo Peng · Chenbei Lu · Chenye Wu · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378

摘要 本研究针对在发布保护隐私的交流最优潮流（AC Optimal Power Flow, AC-OPF）运行数据时面临的隐私性、实用性与效率性挑战展开研究。传统方法在差分隐私（Differential Privacy, DP）框架下向运行数据（即负荷需求数据和调度配置文件）中注入噪声，但此类操作常导致数据违反物理约束，产生不现实且不可行的结果，从而降低数据的实用性。尽管基于AC-OPF求解器的双层后处理优化能够强制实现物理可行性，但由于后处理目标与AC-OPF本身目标之间存在偏差，仍会导致结果...

解读: 该研究提出的物理信息神经网络(PINN)求解AC-OPF方法,对阳光电源储能系统(ST系列PCS、PowerTitan)和光伏逆变器(SG系列)的智能调度具有重要价值。通过主动学习加速优化计算,可应用于iSolarCloud平台的实时能量管理系统,在保护用户隐私前提下实现多站点协同优化。该技术能显著...

Ameen Ullah · Safeer Ullah · Tanzeel Ur Rahman · Irfan Sami 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 风能转换系统（WECS）常因风速的随机性和间歇性而面临挑战，导致发电输出功率与波动的电力负载需求之间出现不匹配。为有效应对这一问题，先进的最大功率点跟踪（MPPT）策略对于最大化功率提取至关重要。本研究提出了一种基于快速平滑二阶滑模控制（FSSOSMC）的新型MPPT方法，旨在优化与永磁同步发电机（PMSG）耦合的3 kW定桨距变速WECS的功率输出。为了在系统参数存在不确定性与非线性的情况下仍保持控制的鲁棒性，采用了基于Takagi–Sugeno–Kang（TSK）模糊推理系统的离线神经...

解读: 该快速平滑二阶滑模MPPT技术对阳光电源风电变流器及储能系统具有重要借鉴价值。其98.9%的系统效率和98.2%的跟踪精度显著优于传统方法,可应用于SG风电变流器优化最大功率点跟踪算法。神经模糊估计与鲁棒微分器的融合控制策略,可移植至ST系列PCS的GFM控制中,提升新能源波动工况下的动态响应速度(...

Hangyu Yua · Florian Bernard Berset · Pyry Mäkinen · Cédric Frantz 等14人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.397

摘要 在线性能表征与故障状态诊断对于确保微型热电联产（μ-CHP）固体氧化物燃料电池（SOFC）系统的家庭安全运行和延长使用寿命至关重要。然而，针对紧凑型SOFC系统实现快速且准确的故障检测与性能表征仍是一个挑战。本研究应用多种诊断方法对一个μ-CHP SOFC系统进行表征，包括恒电流电位法、电化学阻抗谱（EIS）、总谐波失真（THD）分析工具。性能表征与状态诊断在不同功率需求、燃料不足、高碳燃料供给以及长期运行条件下进行。正常工况与燃料不足条件下的EIS结果表明，远离燃料入口的底部27-cel...

解读: 该SOFC微型热电联供系统的快速诊断技术对阳光电源氢能储能系统具有重要借鉴价值。文中采用的电化学阻抗谱(EIS)和总谐波失真(THD)在线监测方法,可应用于ST系列储能变流器的电池健康状态诊断。燃料饥饿检测逻辑(0.01-0.1Hz正弦激励)可移植到PowerTitan系统的电池簇不均衡预警中。长期...