找到 13 条结果 · Applied Energy
一种具有宽范围运行策略的多级定压氢电耦合储能系统
A multi-level isobaric hydrogen-electric coupled energy storage system with a wide-range operational strategy: enhancing efficiency and flexibility in renewable-dominated power grid
Ning Ma · Pan Zhao · Wenpan Xu · Aijie Liu 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401
摘要 高比例可再生能源接入导致电力系统出现显著波动，对储能系统提出了更高的灵活吸纳与高效供电要求。本文提出了一种新型集成策略，将定压储能技术的高效率特性与氢电混合储能技术的灵活性相结合，在此基础上构建了一套多级净零排放的定压氢电耦合储能系统。该系统具备宽范围的功率调节能力，并结合自适应功率分配方案，在高可再生能源渗透率的实际场景中验证了其有效性。结果表明，该系统支持五种充电模式和四种放电模式，其中充电模式I的峰值效率达到85.17%，放电模式II的峰值效率为46.66%。宽范围协调控制框架在低于...
解读: 该氢电耦合多级等压储能技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要启示。其宽范围功率调节策略(可调功率范围提升45.28%)可优化我司储能PCS的多模式协调控制算法,特别是在高比例新能源场景下的充放电效率提升(充电效率85.17%,放电效率46.66%)与弃风抑制(降低22.8...
一种新型多联产液化空气储能系统耦合空气分离装置：热力学与经济性分析
A novel multi-generation liquid air energy storage system coupled with air separation unit: Thermodynamic and economic analysis
Boxu Yu · Xianghe Wang · Zhongzheng Wang · Jiahua Zhu 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.391
摘要 将空气分离装置（ASU）与液化空气储能（LAES）系统相结合，可通过共享压缩和冷却设备，提升LAES的收益潜力并缩短投资回收期。然而，目前已提出的LAES-ASU系统要么无法满足ASU连续生产的要求，要么对LAES的储能量造成限制。因此，本研究提出一种新型多联产LAES-ASU系统，通过压缩级联系统中的物流分流、液化段的流程改进以及膨胀级联中的余热再利用，实现LAES与ASU之间的高效耦合。在建立分析模型后，对耦合系统进行了参数分析，以确定最优运行参数。此外，还开展了全面的能量、㶲及经济性...
解读: 该液态空气储能(LAES)与空气分离耦合系统对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要参考价值。57.09%往返效率和3.9年回收期证明多能互补商业模式的可行性。系统中压缩机、热交换器的能量管理优化思路可应用于我司储能系统热管理设计;多级压缩分流技术可启发PCS拓扑优化;空分产品...
水力发电系统中的一次调频性能：宽范围运行下的精确量化与整体提升
Primary frequency regulation performance in hydropower systems: Precise quantification and holistic enhancement under wide-range operation
Xueding Lu · Chaoshun Li · Hao Chang · He Wang 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.389
摘要 随着大量水电机组转向宽范围运行（WRO，即水头变化超过额定水头的7%，功率调节范围超过额定功率的50%），导致其在电网一次调频（PFR）考核中不达标的风险显著增加。为实现PFR性能的精确量化与整体提升，本文首先构建了一个具备模块化子系统切换功能的灵活水轮机调节系统（HTRS）仿真平台，以支持多种工况模拟与对比研究。其次，引入Prony辨识方法确定复杂非线性HTRS的稳定运行范围，相较于传统方法可节省90%以上的计算时间，且精度更高。在此基础上，分析了运行工况及主要非线性因素对系统稳定性的影...
解读: 该水电一次调频优化技术对阳光电源储能调频系统具有重要借鉴价值。研究中的Prony辨识法可应用于ST系列PCS的宽工况稳定域快速评估,节省90%计算时间;提出的调节上升时间、稳定时间及综合电量等性能指标体系,可直接移植到PowerTitan储能系统的调频性能量化评估中;针对低负荷工况的参数优化策略,对...
配电网中分布式模块化储能系统的最优鲁棒配置以实现电压调节
Optimal robust allocation of distributed modular energy storage system in distribution networks for voltage regulation
Zirong Xu · Zhiyuan Tang · Yongdong Chen · Youbo Liu 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.388
本文研究了在主动式低压配电网（DNs）中为减小电压偏差而进行的分布式模块化储能（DMES）最优鲁棒配置（位置与数量）问题。在所提出的配置问题中，设计了一种新颖的集中-本地控制框架（CLCF）用于DMES的电压调节，并对该框架下的下垂系数设定方案进行了优化确定。此外，为了应对有功与无功功率注入之间的不确定性及其相关性，本文在一种新型的相关多面体不确定性集（CPUS）下构建了鲁棒优化模型来表述DMES配置问题，从而避免解的过度保守性。进一步地，为使所提出的非线性非凸配置问题在计算上具有可追踪性，将其...
解读: 该分布式模块化储能优化配置技术对阳光电源ST系列PCS及PowerTitan储能系统具有重要应用价值。论文提出的集中-本地控制框架与下垂系数优化调度,可直接应用于我司储能变流器的电压调节策略,提升低压配网场景下的电压质量。其鲁棒优化模型能有效应对功率不确定性,为iSolarCloud平台的智能运维算...
通过将相变材料封装为红细胞形状提升储热罐性能的研究
Study on the performance improvement of thermal storage tank by encapsulating PCM in the shape of red blood cells
Wei Li · Zihan Gao · Shida Liu · Jing Wang 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.388
摘要 能源存储因其在平衡能源供需、减少可再生能源不稳定性以及提高能源效率方面的潜力而受到越来越多的关注。相变材料（PCM）被用于增强储热罐的热性能。然而，传统的PCM应用面临传热效率低的问题。红细胞（RBC）形状的封装PCM可能克服这一缺陷。本文采用实验与数值模拟相结合的方法，对RBC形状封装PCM储热罐和球形封装PCM储热罐在蓄热与放热时间、有效放热量、温度分层、理查德森数（Richardson number）以及能量效率等方面进行了研究。结果表明，RBC形状封装PCM储热罐的平均完全熔化时间...
解读: 该红血球型相变材料封装技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。研究显示RBC型PCM相比球形封装熔化时间缩短44.73%,热传递效率显著提升,可应用于PowerTitan液冷储能系统的热管理优化。通过改进相变材料封装形态,能提升ST系列PCS温控性能,增强温度分层效果,提高能量利用率7.5%。该技术...
中国废弃光伏分布的时空演化及能源-经济-环境-社会可持续效益综合评估
Spatiotemporal evolution of decommissioned photovoltaic distribution and integrated energy-economic-environmental-social sustainable benefit assessment in China
Jianli Zhou · Zihan Xu · Juan He · Dandan Liu 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.384
摘要 准确而详细地掌握中国废弃光伏（PV）系统在时间和空间上的分布特征，并结合对回收再利用这些废弃光伏组件所带来可持续性效益的全面评估，对于有效应对我国即将迎来的大规模光伏退役潮具有重要意义。目前，关于中国废弃光伏在时空分布及其回收利用方面的研究仍显不足。本研究采用随机森林与BP神经网络方法构建预测模型，刻画了2024年至2050年八种情景下废弃光伏的时空演化趋势，并从能源、经济、环境和社会四个维度对其可持续效益进行了综合评估。通过模糊层次分析法（FAHP）、基于指标间相关性的权重确定法（CRI...
解读: 该研究对阳光电源光储回收业务具有战略价值。2050年退役光伏将达670-1600GW,形成万亿级市场。阳光电源可结合iSolarCloud平台建立退役组件全生命周期追踪系统,为山东、河北等重点区域提前布局储能替代方案。ST系列储能系统可利用梯次利用组件降低成本,SG逆变器产品线需考虑模块化设计以延长...
无翅片仿肠结构装置实现高功率密度与高能量密度的相变储热
Finless intestine-mimic devices for high power density and high energy density latent heat storage
Yang Tian · Xianglei Liu · Qiao Xu · Qinyang Luo 等9人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.382
摘要 相变储热（LHS）技术为解决间歇性热能供应与连续需求之间的不匹配问题提供了一种可行方案，但其充热/放热过程缓慢，导致功率密度较低。尽管已有多种翅片结构被提出以应对这一挑战，但通常以牺牲能量密度和增加系统复杂性为代价。受肠道内部结构与功能的启发，本文提出一种新型无翅片双梯度LHS装置，并集成氧化镁纳米颗粒（MgO NPs），以同时实现高能量密度和高功率密度。通过协同降低界面热阻并增加纳米颗粒周围原子密度，在LiNO3-KCl共晶盐中添加4 wt%的MgO纳米颗粒，使其导热系数和储能密度分别提...
解读: 该仿肠道无翅片相变储热技术对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。其通过纳米颗粒增强导热性和结构优化提升功率密度114.2%的思路,可应用于PowerTitan液冷储能系统的热管理优化,特别是电池簇温控设计。双梯度结构与涡流增强机制启发ST系列PCS散热方案改进,有助于提升功率器件热传导效率,降低系统热...
AM-MFF：一种基于注意力机制的多特征融合框架用于鲁棒且可解释的锂离子电池健康状态估计
AM-MFF: A multi-feature fusion framework based on attention mechanism for robust and interpretable lithium-ion battery state of health estimation
Si-Zhe Chen · Jing Liu · Haoliang Yuan · Yibin Tao 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.381
健康状态（SOH）是电池管理系统（BMS）中的一个关键参数。利用多种数据源可有效提升端到端SOH估计的性能。然而，现有的基于多维特征的方法未能充分挖掘不同数据源之间的内在关联。同时，大多数方法缺乏可解释性，并忽视了噪声带来的不利影响。本研究提出了一种基于注意力机制的多特征融合框架（AM-MFF），以实现鲁棒且可解释的SOH估计。AM-MFF结合了卷积神经网络（CNN）和注意力机制（AM）的优势，能够高效提取并融合健康特征，从而全面感知电池老化信息。该框架将两个运行阶段的数据作为输入，并通过两个独...
解读: 该AM-MFF锂电池SOH估算框架对阳光电源储能系统具有重要应用价值。其多特征融合与注意力机制可直接集成至ST系列PCS和PowerTitan储能系统的BMS中,提升电池健康状态预测精度和抗噪性能。多输入容错设计确保单传感器故障时系统仍可靠运行,符合大规模储能安全需求。注意力分数的可解释性有助于iS...
基于个性化联邦强化学习的多微电网协同优化调度低碳经济方法
Cooperative optimal dispatch of multi-microgrids for low carbon economy based on personalized federated reinforcement learning
Ting Yang · Zheming Xu · Shijie Ji · Guoliang Liu 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378
摘要 互联多微电网（MMG）系统的协同优化调度为大规模可再生能源资源的高效利用提供了广阔前景和重要机遇。此类系统有助于实现能源资源的最优配置，并提升运行成本的经济性。然而，在协同优化调度过程中，异构微电网（MG）实体之间利益诉求的差异导致数据共享受阻，并引发隐私泄露问题。此外，多能耦合关系与高维决策过程进一步加剧了该问题的复杂性，可能导致优化过程难以收敛以及能源管理精度下降。同时，新建微电网缺乏运行数据与调度经验，制约了其调度任务的快速“冷启动”能力。为弥补上述研究空白，本文提出一种基于聚类的个...
解读: 该联邦强化学习多微网协同调度技术对阳光电源ST储能系统和iSolarCloud平台具有重要应用价值。可应用于PowerTitan储能集群的分布式优化调度,在保护各微网数据隐私前提下实现碳-电联合交易优化,降低综合成本5.78%、碳排放8.43%。其冷启动迁移策略可加速新建微网接入速度提升42.83%...
风电功率预测中若干关键过程的综述：数学表达、科学问题与逻辑关系
Review of several key processes in wind power forecasting: Mathematical formulations, scientific problems, and logical relations
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...
集成Ca(OH)₂/CaO热化学储能与超临界CO₂循环的卡诺电池系统用于长期储能及住宅供热
A Carnot battery system integrating ca(OH)2/CaO thermochemical energy storage and supercritical CO2 cycles for long-term energy storage and residential heat supply
Huawei Liu · Yongqing Zhang · Qianghui Xu · Wei Han 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 长期储能与高效率的卡诺电池系统对未来碳中和能源体系的发展至关重要。本文提出一种集成CaO/Ca(OH)₂热化学储能、超临界CO₂布雷顿发电与热泵循环以及部分工业余热的卡诺电池系统。该系统通过有效转换热能、化学能与电能，不仅能够利用过剩电力，还可提供住宅供暖，并实现按需向电网再生电力。基于差分进化算法与HEATSEP框架，构建了多层次优化工作流程，以优化传热过程与运行条件，从而获得能量方面最优的系统构型。优化后的系统表现出优异的性能指标，能量效率达到49.19%，㶲效率为40.48%，往返效...
解读: 该卡诺电池系统结合热化学储能与超临界CO2循环,对阳光电源长时储能技术具有重要启示。其71.52%往返效率和热电联供模式可应用于ST系列储能系统优化,特别是工业园区场景。超临界CO2循环的高效能量转换理念可借鉴至PowerTitan液冷系统热管理设计。多级优化算法框架对iSolarCloud平台的储...
提出并评估一种耦合光伏、光热与煤气化的近零碳排放制氢系统
Proposal and evaluation of a near-zero carbon emissions hydrogen production system coupled with photovoltaic, photothermal and coal gasification
Xiaodong Xu · Guangyang Li · Yulin Wang · Wei Han 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 近年来，通过太阳能与煤炭的高效清洁协同转化实现近零碳排放受到广泛关注。本研究提出了一种耦合光伏发电、光热利用与煤气化的制氢系统。该系统的显著特征在于：将从富氢合成气中分离氢气后得到的残余吹扫气，与水电解产生的纯氧进行燃烧。由于采用纯氧燃烧，产物仅为二氧化碳和水蒸气，因此可通过简单的冷凝方式实现二氧化碳的分离与捕集，从而达到近零碳排放的目标。研究结果表明，整个系统的㶲效率和能量效率分别为38.47%和36.66%，相较于基准系统分别提高了6.64和6.33个百分点。在近零排放系统中，氢气的化...
解读: 该光伏-光热-煤气化制氢系统对阳光电源具有重要战略价值。系统中光伏发电模块可匹配SG系列1500V逆变器及MPPT优化技术,提升发电效率;电解水制氢环节的高温固体氧化物电解技术可与我司PowerTitan储能系统协同,利用ST系列PCS实现电能高效转换;制氢产生的氢气可为充电站提供氢能补充方案。该近...
钢铁工业在实时需求响应中的能源与环境性能研究：以热轧过程为例
Energy and environmental performance of iron and steel industry in real-time demand response: A case of hot rolling process
Xinmin Liu · Wenqiang Sun · Tiantian Chen · Xiaoyuan Xu 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.389
摘要 可再生能源的大规模并网给电力系统的灵活稳定运行带来了新的问题与挑战。基于需求侧资源的新型电网调节模式已成为工业发展的重要趋势。钢铁等工业场所耗电量巨大，具备显著的需求响应（DR）潜力。然而，工业负荷的实时调节能力尚未得到清晰量化，且由于能源与环境因素的影响，工业部门参与需求响应的积极性较低。为弥补上述研究空白，本文聚焦钢铁工业中的热轧过程，提出一种评估模型以量化其实时需求响应潜力。通过对热轧过程在需求响应期间的能源与环境性能进行分析，制定了在加热炉待机期间减少工艺气体供应和降低二氧化碳排放...
解读: 该研究揭示钢铁行业热轧工序具备16MW级实时需求响应潜力,为阳光电源PowerTitan储能系统和ST系列PCS在工业负荷侧应用提供新场景。可结合iSolarCloud平台开发工业DR智能调度算法,通过GFM控制技术实现毫秒级功率响应,配合绿电消纳降低碳排放。建议针对高耗能工业开发定制化储能解决方案...