Hanyang Lina · Ye Guob · Xinwei Shena · Shengyu Taoa 等5人 · Applied Energy · 2025年12月 · Vol.401

摘要 虚拟电厂（VPPs）已成为在配电网层面高效利用分布式能源资源（DERs）的一种有效方式。为充分获取该模式的优势，本文提出了一套完整且有效的虚拟电厂参与电力市场的机制，涵盖VPP的聚合以及配电系统运营商（DSO）的出清与定价过程。针对由典型分布式能源资源构成的虚拟电厂，本文采用一种广义储能模型来表征其节点有功功率与备用灵活性，并通过边界收缩算法确保该模型在解耦后的可行性。随后，VPP向DSO提交其节点灵活性区域及估计的成本函数，而无需泄露各DER的隐私信息或网络拓扑结构。此外，本文提出了一种...

解读: 该VPP半统一定价机制对阳光电源储能系统(ST系列PCS、PowerTitan)及iSolarCloud平台具有重要应用价值。论文提出的广义储能模型与功率-备用灵活域聚合方法,可直接应用于阳光电源分布式储能集群的协调控制,通过边界收缩算法保证SOC与爬坡约束的可行性。半统一定价机制解决了传统统一电价...

Bowen Zheng · Zhichao Dengd · Zhenhao Luo · Shuoyuan Mao 等14人 · Applied Energy · 2025年12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...

Kaixuan Zhang · Cheng Chena · Lixin Era · Weixiang Shenb 等5人 · Applied Energy · 2025年12月 · Vol.401

准确的荷电状态（SOC）估计对于电动汽车和储能系统的安全高效运行至关重要。针对磷酸铁锂（LiFePO₄或LFP）电池在电压平台区可观测性降低和对噪声敏感的问题，本研究提出了一种具有双误差协同机制的自适应鲁棒扩展卡尔曼滤波器（AREKF），用于SOC估计。首先，基于辨识得到的开路电压（OCV）和估计的SOC构建收敛条件，控制SOC校正的激活与关闭；进一步地，通过将不可测量的SOC误差条件转化为基于状态预测与反馈误差的可测电压条件，扩展了存在SOC误差时的校正窗口。其次，通过比较计算得到的电压残差协...

解读: 该LFP电池SOC估算技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要应用价值。针对磷酸铁锂电池平台区可观测性弱的难题,所提自适应鲁棒EKF算法可直接集成至BMS与PCS协同控制架构中,提升储能系统在宽温度范围(-20~60℃)及高噪声工况下的SOC估算精度(±2%),优化充放电策...

Aleksander Sutia · Marc Budinger · Gianpietro Di Ritoa · Aurélien Reysset · Applied Energy · 2025年12月 · Vol.401

电池管理系统对电动垂直起降无人机（eVTOL UAV）的性能具有显著影响。对于由多个电池组供电的无人机，为了优化能量与功率分配、延长循环寿命和飞行时间，需要在传感器数量受限的条件下对荷电状态和温度进行监测。为实现这一目标，首先通过专用实验测试辨识电池组的电-热耦合模型，并利用基于参考无人机飞行任务仿真所生成的电流负载曲线的实验数据对该模型进行验证。随后，通过对收敛速度、计算负担及抗干扰能力的综合分析，从三种广泛应用的观测器——卢恩伯格观测器（Luenberger Observer, LO）、扩展...

解读: 该电池包观测器算法研究对阳光电源储能系统ST系列PCS及PowerTitan产品具有重要参考价值。文中Luenberger观测器在计算负荷与收敛速度间的平衡优势,可应用于我司BMS优化,减少温度传感器数量降低成本。其利用实际端电压计算产热以补偿老化影响的策略,可增强ESS系统SOC/SOT估算鲁棒性...

Yuqian Fan · Yi Lia · Chong Yana · Yaqi Liang 等12人 · Applied Energy · 2025年12月 · Vol.400

准确估计锂离子电池的荷电状态（SOC）是电池管理系统中的核心任务。然而，SOC估计在复杂工况下面临着精度不足、鲁棒性差以及可解释性弱等挑战。本文提出了一种物理增强型混合Kolmogorov–Arnold网络（PEHKAN）方法，这是首个将机械应力特性与电化学–热力学多物理场建模相结合的方法。构建了改进的Butler–Volmer方程电化学势能模块，以及具有协同控制的温度–压力耦合扩散动力学模块；这些模块显式地刻画了电化学、热力学与机械应力之间的协同作用。此外，设计了一种动态门控融合机制，以实现物...

解读: 该物理增强混合神经网络SOC估算技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统的电池管理具有重要价值。其电化学-热力学-机械应力多物理场耦合建模可直接应用于BMS优化,在复杂工况下MAE低至0.00312,显著提升储能系统全生命周期安全性与经济性。动态门控融合机制可增强iSolarClo...

Linbo Fu · Houhe Chen · Rufeng Zhang · Tao Jiang 等6人 · Applied Energy · 2025年12月 · Vol.400

摘要 高耗能钢铁工业微电网（SIMG）中分布式光伏出力的不确定性可能影响SIMG的能量管理策略，甚至增加其在配电市场中的运行风险。针对SIMG中分布式光伏出力的不确定性，本文提出了一种基于分布鲁棒机会约束（DRCC）的配电市场环境下SIMG能量管理方法，以优化钢铁工业生产过程。首先，根据SIMG中能量流与信息流的形式，提出了参与配电市场出清的交易模式；在SIMG能量管理中引入了钢铁生产过程的时间序列模型，并进一步构建了配电市场环境下的双层能量优化管理模型。随后，采用DRCC方法处理分布式光伏出力...

解读: 该分布鲁棒机会约束优化方法对阳光电源钢铁工业微网解决方案具有重要价值。针对高载能工业场景,可结合ST系列储能变流器与PowerTitan系统,通过CVaR风险控制策略优化光储协同调度。建议在iSolarCloud平台集成该分布鲁棒算法,处理工商业光伏出力不确定性,提升SG系列逆变器在电力市场环境下的...

Yi Xiea · Wensai Maa · Disheng Jiang · Wei Lib 等8人 · Applied Energy · 2025年11月 · Vol.398

准确估计电池的荷电状态（SOC）、温度分布状态（SOTD）和功率状态（SOP）对于保障现代储能系统（尤其是在电动汽车中）的安全性、效率和寿命至关重要。这些状态之间的交叉耦合动力学特性要求采用先进的建模与估计算法以提升系统性能与可靠性。在本研究中，选取电池组作为研究对象，构建了一种电-热耦合模型。其中，电气模型基于一阶等效电路模型，并扩展以考虑串并联结构关系，从而为热模型提供电气参数；热模型则建立了电池组内部产热与传热过程的详细框架，并将温度反馈至电气模型以校正其参数。随后，针对该模型设计了一种在...

解读: 该电池包多物理场在线监测算法对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要应用价值。电热耦合模型可集成至iSolarCloud平台,实现SOC、温度场和SOP的精准联合估算(SOC误差≤1.52%,温度误差<1.32°C),显著提升储能系统BMS管理精度。三维温度场重建技术可优化液冷...

Congjia Zhang · Yanglin Zhoua · Xiangjin Wangb · Min Liub 等6人 · Applied Energy · 2025年10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...

Derian C.Tairo · Jéssica Alice A.Silv · Juan Camilo López · Marcos J.Rider · Applied Energy · 2025年10月 · Vol.396

摘要 微电网中的能量管理系统（EMS）在整合分布式能源资源（DERs）——如电池储能系统（BESSs）、光伏发电（PV）系统和电动汽车（EV）充电设备——时面临新的挑战。一个关键挑战是开发能够包含实时分析、三相系统以及并网与孤岛模式之间切换的模型，同时考虑光伏出力和负荷需求的不确定性。此外，在微电网中实现电动汽车充电的公平性对于用户满意度和系统性能至关重要。本文研究了一个多目标优化问题（MOOP），旨在最小化从主电网购电的运行成本以及电动汽车的未供电能量（ENS），并引入公平性指标以确保连接车辆...

解读: 该多目标微网能源管理系统对阳光电源ST系列储能变流器、PowerTitan储能系统及充电桩产品线具有重要应用价值。研究中的三相系统实时优化、并离网切换及不确定性处理,可直接应用于iSolarCloud平台的智能调度算法。特别是EV公平充电指数(考虑SOC、容量、时间窗)为充电站产品开发提供了差异化服...

Shaoxin Shi · Qiao Peng · Tianqi Liu · Yunteng Dai 等5人 · Applied Energy · 2025年9月 · Vol.393

摘要 锂离子电池储能系统（BESS）在为电力系统提供惯性支撑方面展现出巨大潜力。然而，如何在实现高效惯性支撑的同时保障电池的安全运行仍面临挑战，这要求对电池的输出边界进行准确估计，尤其是在在线运行条件下。然而，现有的电池输出功率边界评估方法通常忽略了惯性支撑特有的输出特性以及在线应用的需求，从而限制了其准确性与效率。本文提出了一种基于模型-数据融合方法（MDFM）的BESS惯性支撑持续功率边界（SPB）在线估计新方法。首先，开展一系列实验以研究电池在惯性支撑工况下的阻抗特性，并据此构建一种基于负...

解读: 该储能惯量支撑功率边界在线估算技术对阳光电源ST系列PCS及PowerTitan储能系统具有重要应用价值。通过模型-数据融合方法实现锂电池输出边界的实时精准评估,可直接集成至VSG虚拟同步机控制策略中,优化惯量响应过程中的功率调度。负阻抗等效电路模型结合SVM机器学习算法,能有效提升iSolarCl...

Qiang Yu · Xionglin He · Yongji Chen · Zihong Jiang 等8人 · Applied Energy · 2025年8月 · Vol.391

摘要 电动拖拉机的推广应用面临诸多挑战，包括动力系统对多样化作业工况的适应性，以及能量效率与电池寿命的优化问题。本文提出一种用于电动拖拉机的混合储能系统（HESS）架构，并设计了一种基于犁地作业场景识别的多目标能效管理策略（EMS）。该策略首先利用实际犁地作业数据构建电动拖拉机模型及犁地工况循环（POC）。采用K均值聚类与主成分分析（PCA）进行离线工况分类，同时引入多层感知器神经网络（MLPNN）实现在线实时场景识别。此外，开发了一种多策略改进型黑翅鸢算法（MSIBKA），以高效求解自适应功率...

解读: 该混合储能系统(HESS)技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要参考价值。论文提出的多目标能量管理策略,通过超级电容承担65%峰值功率、降低电池C-rate超10%,与阳光电源储能PCS的功率分配优化理念高度契合。场景识别与自适应功率分配算法可应用于充电桩产品,提升电池寿...

Stefano Cassan · Fabrizio Sossa · Applied Energy · 2025年5月 · Vol.386

摘要 本文提出了一种针对电池储能系统（Battery Energy Storage Systems, BESSs）的新型功率约束集，称为动态功率约束（Dynamic Power Constraints, DPCs），该约束考虑了BESS的电压和电流限制随其荷电状态（State of Charge, SOC）的变化关系。这些约束被设计用于集成到基于优化的BESS调度问题中，相较于传统的静态约束具有显著改进。研究表明，在实际运行中通常满足的温和假设条件下，DPCs可以表示为BESS功率的线性函数，从...

解读: 该动态功率约束技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要应用价值。通过将电池SOC与电压电流限制关联建立线性约束模型,可显著提升储能调度精度,减少93%的实时运行约束违规。该方法可集成至iSolarCloud平台的优化调度算法,增强BMS与PCS协同控制能力,特别适用于水储混...

Jian Liu · Jianwen Zhang · Zaiwu Gong · Donald C. Wunsch 等5人 · Applied Energy · 2025年4月 · Vol.383

摘要 随着风能和太阳能等可再生能源在电力系统中的渗透率不断提高，电网的安全稳定运行面临重大挑战。储能系统，特别是抽水蓄能水电（PSH），在平衡电力供需方面发挥着关键作用。传统的PSH经济调度问题解析研究通常假设发电和抽水速率的下限为零，以简化分析并求解多周期优化问题的解析解。然而，PSH固有的机械设计约束要求存在非零的最小流量以保证高效运行。本文分析了两种场景：仅拥有PSH的商户，以及同时拥有PSH和风电场的商户。在仅含PSH的场景中，四个解析确定的荷电状态（SOC）参考点将SOC范围划分为五个...

解读: 该条件动态规划调度策略对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要应用价值。研究揭示的非零最小流量约束对调度策略的影响,可直接应用于优化我司储能系统的充放电控制算法。通过SOC分区参考点的解析解方法,能够提升iSolarCloud平台的多时段经济调度能力,特别是在光储联合优化场景中...

Wenqiang Xu · Kai Zhou · Yalun Li · Bin Gao 等10人 · Applied Energy · 2025年3月 · Vol.377

摘要 随着储能与动力电池系统电压等级的提升，电池系统的电气安全问题受到广泛关注。电池系统中因连接松动等电气故障引发的串联电弧问题日益严重。然而，目前针对电池系统中串联电弧的研究仍处于初级阶段。因此，为探究电池相关的电弧灾害问题，本研究搭建了模拟串联电弧故障的实验平台。以正极接线端电弧为重点研究对象，探讨了不同条件下电池相关电弧的演化规律，并分析了其对电池造成的危害效应。结果表明，当系统电压为200 V、电路电流为2C时，不同荷电状态（SOC）的电池均可产生稳定的电弧。同时，电弧可熔穿电池外壳形成...

解读: 该研究揭示的200V系统串联电弧演化规律对阳光电源储能系统安全设计具有重要参考价值。针对ST系列PCS及PowerTitan储能系统,建议在电池簇连接处集成电弧检测算法,通过监测电流波动特征实现早期预警。研究中电弧导致的电池壳体熔穿、电解液泄漏等失效模式,可指导iSolarCloud平台开发基于温升...

Ruixue Liu · Benben Jiang · Applied Energy · 2025年3月 · Vol.381

摘要 高效且可靠的电池管理系统依赖于对多个电池状态的精确联合估计，包括荷电状态（SOC）、健康状态（SOH）和剩余使用寿命（RUL）。然而，由于这些状态在不同时间尺度上具有不同的时间分辨率以及复杂的相互作用，特别是在缺乏历史电池数据的情况下，该任务面临显著挑战。为应对这些挑战，本文提出了一种新颖的端到端多时间分辨率注意力机制交互网络（MuRAIN），用于多种电池状态的联合估计，该方法直接利用当前的充放电循环数据，无需历史数据。MuRAIN方法引入了一个多分辨率分块模块，能够从循环数据中智能提取具...

解读: 该多时间分辨率注意力交互网络技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan储能系统的BMS优化具有重要价值。MuRAIN可实现SOC、SOH、RUL的高精度联合估计,无需历史数据即可基于当前循环数据运行,特别适合浅循环工况下的商业储能应用。该技术可集成至iSolarCloud平台,提升预测性...

Xinyu Lu · Wenjie Gang · Shanshan Cai · Zhengkai Tu · Applied Energy · 2025年3月 · Vol.381

摘要 为提升离网能源系统的性能，本文基于一种新型多堆集成氢储能系统，提出了一种结合混合规则与优化的全生命周期能量管理策略（EMS）。该系统由四个质子交换膜电解槽（PEMEC）、四个质子交换膜燃料电池（PEMFC）以及一组电池组构成。所提出的EMS包括在线参数估计、基于规则的初级功率分配和基于优化的次级功率分配。首先，根据串联运行规则，结合高效率工作区间及多堆电压退化一致性，将功率在PEMEC/PEMFC堆之间进行分配；随后，剩余的波动功率优先由电池通过Q学习强化学习算法吸收。在随机风能、光伏出力...

解读: 该多堆栈氢储能系统的混合能量管理策略对阳光电源ST系列储能变流器与PowerTitan系统具有重要借鉴价值。其分层优化架构(规则初分配+强化学习二次优化)可应用于光储氢耦合场景,通过Q-learning算法优化电池吸收波动功率,延长PEMFC寿命17.2%并降低系统年化成本9.2%。该策略可集成至i...

Haiyang Jiang · Jiajun Luo · Yan Guo · Ershun Du 等8人 · Applied Energy · 2025年2月 · Vol.379

摘要 季节性热储能（STS）能够以热能形式长期储存可再生能源，从而有效缓解可再生能源供应与热负荷需求之间的季节性不匹配问题。本文建立了基于水体的STS温度分布模型，并考虑了储罐周围土壤隔热效应的影响。考虑到常用的荷电状态（SOC）模型在可再生能源系统调度问题中无法详细描述随时间变化的热损失过程，本文提出了一种温度场修正方法，用于校正调度结果。通过在Garver 6节点系统和HRP-38系统上开展三个案例研究，验证了所提方法相较于SOC模型在管理STS方面的更高精度。由于对热损失过程进行了更详细的...

解读: 该季节性热储能调度技术对阳光电源储能系统具有重要价值。论文提出的温度场修正方法可优化ST系列PCS的长周期储能调度策略,特别是在PowerTitan等大型储能系统中,通过精确建模热损耗动态过程,可提升可再生能源消纳率、降低弃电。该方法可集成至iSolarCloud平台,实现跨季节能量管理优化,为热电...

Yi-Feng Luoa · Guan-Jhu Chenb · Chun-Liang Liuc · Ya-Shuo Chend 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 绿色能源的发展推动了储能系统（ESS）和电动汽车（EV）的进步，这两者均可显著减少环境污染。然而，电池组中多个电池单体的使用可能导致单体之间出现容量或电压不均衡的现象。为缓解这一问题，有必要采用电池均衡器来维持电池组内各单体之间的平衡。本文提出了一种由四组有源双向Buck-Boost型DC-DC变换器构成的均衡装置，当电池单体间的容量差异超过设定阈值时，该装置将启动均衡机制。该均衡机制基于电池的荷电状态（SOC），确保在放电过程中负载功率能够有效分配，在充电过程中充电电流能够合理分配。所提...

解读: 该主动双向均衡技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要应用价值。基于SOC的功率分配策略可优化我司储能系统的电池管理算法,将均衡时间缩短25-32%,显著提升系统可用容量和循环寿命。双向Buck-Boost拓扑与我司三电平技术结合,可增强电池包一致性管理能力。该方法在充电模...

Xiaoyong Zeng · Yaoke Sun · Xiangyang Xia · Laien Chen · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

基于模型的方法被广泛用于电池状态估计，构成了电池管理系统的基础。然而，这些方法的有效性依赖于准确的初始状态设定，初始状态不准确可能导致严重的不稳定甚至发散，从而对电池安全构成重大威胁。由于状态荷电（SOC）与健康状态（SOH）之间存在相互依赖关系，这一问题在SOC与SOH的联合估计中尤为突出。本研究致力于消除对初始状态的依赖。首先，构建了两个具有外部输入的径向基函数自回归模型（RBF-ARXM），以捕捉电池的非线性动态特性，并建立SOC、SOH与观测值之间的关联关系。基于这些模型，推导出有效的目...

解读: 该SOC/SOH联合估算框架对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统的BMS优化具有重要价值。通过消除初始状态依赖性,可显著提升储能系统全生命周期的状态估计精度和安全性。基于RBF-ARXM的非线性建模方法可集成至iSolarCloud平台,实现预测性维护和电池健康管理。该技术同样适用...

Ning Qia · Kaidi Huang · Zhiyuan Fana · Bolun Xua · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 本文研究了协调混合氢-电池储能系统的微电网长期能量管理问题。我们建立了一种近似的半经验性氢储能模型，以准确刻画氢储能系统效率随功率变化的特性。提出了一种无需预测信息的两阶段协同优化框架，该框架离线生成氢储能系统全年荷电状态（SoC）参考轨迹；在在线运行阶段，利用核回归方法对SoC参考值进行在线更新，并基于所提出的自适应虚拟队列在线凸优化（OCO）算法做出运行决策。本文创新性地引入了用于长期模式跟踪和专家跟踪的惩罚项，以实现步长的自适应更新。我们提供了理论证明，表明所提出的OCO算法在不依赖...

解读: 该氢储能-电池混合储能长期能源管理技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要应用价值。论文提出的无预测两阶段协调优化框架和自适应虚拟队列OCO算法,可显著提升混合储能系统的经济性和可靠性,运营成本降低60%、失负荷减少90%。该框架的长期SoC参考跟踪机制和功率相关效率建模方...