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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12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...
用于频率调节并具有期望动态性能的基于双馈感应发电机的风力发电机组有功功率控制
An active power control of DFIG-based wind turbine generators for frequency regulation with expected dynamic performance
Teyang Zhao · Hui Liu · Ni Wang · Jinshuo Su 等6人 · Applied Energy · 2025年8月 · Vol.391
摘要 风电渗透率的不断上升给系统频率稳定性带来了重大挑战。尽管风力发电机组（WTGs）可以通过预设功率轨迹响应（PPTR）提供快速的频率支持，但在频率调节后需要恢复转子转速时，将导致二次频率跌落（SFD）。此外，在小扰动情况下，由于PPTR提供的固定功率增量，将会出现频率超调现象。本文提出了一种基于双馈感应发电机（DFIG）的风力发电机组有功功率控制策略，在为系统频率提供功率支持的同时，消除频率超调并缓解二次频率跌落。设计了基于转子转速的功率增量与功率衰减轨迹，在确保风电机组运行稳定性的前提下，...
解读: 该DFIG主动功率控制策略对阳光电源ST系列储能变流器及风电变流器产品具有重要参考价值。文中提出的转速基准功率增量设计、抛物线补偿功率抑制二次跌落、隶属度函数平滑切换控制等方法,可直接应用于我司储能PCS的一次调频功能优化,解决频率超调和二次跌落难题。特别是其全局控制器的柔性功率响应策略,与我司VS...
基于熔盐相变材料在中高温可持续热能储存中的性能与应用研究进展
A review of the performance and application of molten salt-based phase change materials in sustainable thermal energy storage at medium and high temperatures
Huihui Wang · Jun Liu · Ying Wang · Yuqiong Zhao 等5人 · Applied Energy · 2025年7月 · Vol.389
摘要 随着能源需求的增长和环境污染问题的加剧，对可持续热能储存技术提出了更高的要求。研究表明，熔盐相变材料（MSPCMs）作为热能储存（TES）的一种有前景的替代方案，能够有效缓解能源供需不平衡的问题。这类盐类通常具备较高的能量存储密度、易于获取以及对环境影响较小等一系列优良特性。然而，由于其导热系数（TC）较低以及在相变过程中存在泄漏问题，熔盐材料在工业和商业领域的广泛应用受到显著限制。基于此，本文系统综述了熔盐复合相变材料（CPCMs）的合成方法及其能量转换特性，并探讨了固体废弃物资源化综合...
解读: 该熔盐相变储能技术对阳光电源ST系列储能系统和PowerTitan产品具有重要参考价值。熔盐材料的高能量密度特性可启发中高温储能方案设计,特别是在大规模工商业储能场景中,结合我司PCS热管理系统优化。固废基复合相变材料的防泄漏技术可借鉴应用于电池热管理,提升ST系列产品在极端温度环境下的可靠性。同时...
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6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...
一种基于物理与数据辅助的抽水蓄能电站瞬态过程预测框架
A physics-based and data-aided transient prediction framework for sustainable operation of pumped-storage hydropower systems
Weichao Maa · Zhigao Zhao · Chengpeng Liu · Fei Chen 等8人 · Applied Energy · 2025年4月 · Vol.384
摘要 实现对抽水蓄能电站（PSHSs）瞬态过程的准确预测仍是一个关键挑战，主要由于现场参数存在不确定性，特别是泵-水轮机特性曲线（PTCCs）的不确定性，以及物理模型自身存在的局限性。为解决这一问题，本研究提出了一种以现场测量数据为核心的抽水蓄能电站瞬态预测框架，该框架融合了基于物理模型的校准与数据驱动的修正方法。本文提出了一种利用点分布模型（PDMs）重构PTCC的方法，其中PDM作为先验模型，通过在PTCC上定义多个特征点以适应可能发生的非刚性变形，并进行了创新性开发。该方法采用曲面重构算法...
解读: 该物理-数据混合瞬态预测框架对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。抽水蓄能电站的特性曲线重构方法可应用于ST系列PCS和PowerTitan储能系统的动态建模,通过现场实测数据校准物理模型,结合NARX神经网络修正预测误差,可显著提升储能系统在电网调频、削峰填谷等瞬态工况下的控制精度。该方法与iSol...
数据驱动策略：一种基于混合特征与自编码器的短路故障电池异常检测鲁棒方法
Data-driven strategy: A robust battery anomaly detection method for short circuit fault based on mixed features and autoencoder
Hongyu Zhao · Chengzhong Zhang · Chenglin Liao · Liye Wang 等6人 · Applied Energy · 2025年3月 · Vol.382
摘要 锂离子电池短路（SC）故障的异常检测对于保障储能系统的安全至关重要。相较于电池组层面的故障诊断，单体电池的故障诊断缺乏参考对象，导致难以有效判断是否存在异常。本文提出了一种基于自编码器策略的数据驱动检测方法，用于在无电池包信息条件下实现电池故障的早期检测。该方法利用自编码器策略对电压进行重构，以识别潜在故障；并通过生成对抗网络（GAN）框架进行模型训练，降低模型过拟合风险，提升检测效率。此外，在异常检测过程中，由于缺乏电池组的参考信息，电流变化可能引起某些异常电压波动，从而导致误诊。为解决...
解读: 该基于自编码器的电池短路故障检测技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要应用价值。通过混合特征输入和等效电路模型参数,可将单体电池异常检测时间缩短至1.6小时内,显著提升储能系统安全性。该数据驱动方法可集成至iSolarCloud平台,增强预测性维护能力,降低误诊率。对充电...
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3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...
通过弹性能量存储与回收提高介电弹性体发电机的能量转换效率
Enhancing the energy conversion efficiency of dielectric elastomer generators via elastic energy storage and recovery
Zhong Wang · Chao Tang · Yixin Wang · Liang Zhou 等9人 · Applied Energy · 2025年2月 · Vol.379
摘要 小型风能收集装置在驱动低功耗传感器、照明设备、机器人及其他电器方面具有广阔的应用前景。然而，传统的电磁发电机在小型化收集装置及低频条件下面临诸多挑战。介电弹性体发电机（DEGs）能够在小变形条件下实现能量收集，并具备微型化的潜力。受生物肌腱和肌肉中观察到的弹性能量存储与回收机制的启发，我们提出了一种提高DEG能量转换效率的方法。通过建立用于计算能量收集过程中能量流动的机电模型，我们系统地研究了DEG在不同工况下的能量收集原理以及弹性能量存储与回收在提升效率中的作用。在此理论基础上，我们设计...
解读: 该介电弹性体发电机的弹性储能与能量回收机制,为阳光电源储能系统提供创新启发。其小变形高效能量转换原理可应用于ST系列PCS的机械-电能耦合优化,特别是在低频振动能量捕获场景。弹性储能机制与PowerTitan储能系统的能量管理策略具有协同潜力,可探索用于分布式微能量采集单元,为iSolarCloud...
一种辐射冷却与太阳能光伏集成系统的新型研究
Investigation on a novel integrated system of radiative cooling and solar photovoltaics
Zijun Wanga1 · Shaowen Cao · Qilin Cai · Yingshi Zhang 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 白天辐射冷却依赖于在太阳光谱范围内具有高反射率以及在大气窗口光谱范围内具有高发射率。然而，被发射体反射的太阳辐射作为一种高品质能源却被浪费了。基于入射太阳辐射主要集中在特定角度，而发射体则与太空进行半球形热交换的特点，这部分能量具备被收集利用的可能性。迄今为止，尚无研究对发射体所反射的大量能量进行有效回收。本文提出了一种在确保昼夜辐射冷却性能的同时增强白天太阳能发电能力的新思路。研究表明，仅由五层结构组成的发射体即可在太阳光谱范围内实现95.22%的加权平均反射率，并在大气窗口光谱范围内达...
解读: 该辐射制冷-光伏集成技术对阳光电源SG系列逆变器和储能系统具有重要应用价值。通过反射光收集使光伏输出功率密度提升30.3%至163.5W/m²,可优化MPPT算法以适配非直射光场景。辐射制冷降温8.4°C特性可应用于通信基站储能热管理,降低ST系列PCS散热负荷,提升系统效率。该技术为iSolarC...
集成外部热
热能与冷能）源的焦耳-布雷顿循环卡诺电池多能系统热力学研究
Jiaxing Huang · Yao Zhao · Jian Song · Kai Wang 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 电-热转换工作模式意味着卡诺电池可通过根据能量需求调度和转换不同形式的能量载体，具备转变为多能管理系统的能力。本文建立了基于焦耳-布雷顿循环的卡诺电池多能系统的热力学模型，并在此基础上提出了两种利用外部多品位热能与冷能的转换与利用方法，以应对能量需求的变化。文中讨论了热源与冷源温度、吸热量与吸冷量、工质质量流量以及放电持续时间等关键参数对系统电效率、㶲效率及性能系数的影响。结果表明，当系统仅集成热源时，卡诺电池多能系统的电效率可提升至68.8%–78.0%；而当系统同时集成热源与冷源时，电...
解读: 该焦耳-布雷顿循环卡诺电池多能源系统研究对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan储能系统具有重要启示。通过整合外部冷热源,系统电效率可提升至68.8%-115.2%,为储能系统拓展冷热电三联供功能提供理论依据。建议结合iSolarCloud平台开发多能源协同调度算法,在工业园区、数据中心等...
基于新型扇形板脉动热管散热器的高倍聚光光伏模块热性能实验研究
Experimental investigation on the thermal performance of high-concentrated photovoltaic module utilizing the thermal sink of a novel Fan-shaped plate pulsating heat pipe
Wei-Wei Wangac1 · Teng Liub1 · Jun-Zhe Guo · Bin Li 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 高强度太阳光聚集在光伏电池上会导致半导体温度显著升高，从而降低光电转换效率并可能引发光伏组件的不可逆故障。为此，在热设计中创新性地提出了一种超薄扇形板脉动热管（FS-PPHP），通过优化传统平行流道结构，实现对小尺度HCPV电池的高效冷却。本文全面分析和讨论了充液率、倾斜角度、工质种类以及加热功率对FS-PPHP传热性能的影响。结果表明，蒸发段与冷凝段的变直径设计有助于工质回流至加热区域，并增大相邻流道间的压力差势，从而确保FS-PPHP在不同工况下更平稳地启动。在充液率为57%、倾斜角为...
解读: 该扇形板脉动热管技术对阳光电源高功率密度产品具有重要应用价值。在SG系列大功率光伏逆变器中,功率器件散热是关键瓶颈,该超薄热管结构可优化IGBT/SiC模块的温度管理,降低热阻23%意味着可提升功率密度或延长器件寿命。对于PowerTitan储能系统,该技术可改进电池簇温控方案,解决高倍率充放电时的...
从电网运营商视角评估区域电网最大碳减排潜力
Assessing the maximum carbon reduction potential of regional power grids from grid operators' perspective
Yuge Duan · Xiaojun Wang · Fangyuan Si · Zhao Liu 等8人 · Applied Energy · 2026年4月 · Vol.409
本文从电网运营商角度出发，量化分析区域电力系统在源网荷储协同下的最大碳减排潜力，重点探讨高比例可再生能源接入下电网灵活性资源调度、构网型设备支撑能力及碳流追踪机制。
解读: 该研究高度关联阳光电源ST系列储能变流器、PowerTitan液冷储能系统及iSolarCloud平台在电网级碳减排中的支撑作用。构网型（GFM）功能对提升弱电网稳定性至关重要，建议加速推进ST5064/ST6364等GFM-ready PCS在新能源基地配套储能中的规模化应用，并通过iSolarC...
面向碳感知的多能源市场协同数据中心能量优化
Energy optimization for data centers via carbon-aware multi-energy market coordination
Dafeng Zhu · Sicheng Liu · Bo Yang · Haoran Deng 等6人 · Applied Energy · 2026年4月 · Vol.409
本文提出一种碳感知驱动的数据中心多能源市场协同优化框架，整合光伏、储能、电网购电及需求响应，在电价与碳强度双维度下实现经济性与低碳性协同优化。
解读: 该研究契合阳光电源PowerTitan和ST系列PCS在用户侧储能与光储协同调度中的应用场景，尤其适用于数据中心等高可靠性负荷的智能能源管理。建议将文中碳感知优化算法嵌入iSolarCloud平台，结合组串式逆变器与PCS实时功率数据，实现动态充放电策略生成；可拓展至PowerStack系统在IDC...
用于空间探索的替代能源：⁵⁵Fe X射线伏特电池
Alternative power sources for space exploration: 55Fe X-ray-voltaic batteries
Yingying Zhao · Haibin Li · Jiwei Ren · Yinke Liu 等7人 · Applied Energy · 2025年2月 · Vol.380
摘要 空间探索任务的持续时间和执行能力主要取决于电源的性能。近年来，X射线伏特电池因其超长寿命、极高的能量密度以及高理论效率，成为极端环境下最具前景的电源之一。因此，有必要对转换单元的结构设计和半导体材料的选择进行系统性研究，以充分揭示X射线伏特技术的潜力。本研究展示了基于⁵⁵Fe的X射线伏特电池在实现高能量转换效率及其作为空间探索替代清洁能源应用方面的可行性。通过全面研究转换单元结构参数及不同半导体本征特性对X射线伏特电池能量转换效率的影响，发现采用最优结构的GaAs基⁵⁵Fe X射线伏特电池...
解读: 该X-ray伏特电池技术展示了极端环境下的能量转换新思路,其14.14%转化效率和超长寿命特性对阳光电源储能系统具有启发意义。虽然空间探索应用场景与地面储能差异显著,但其半导体材料优化、能量转换单元结构设计方法可借鉴于ST系列PCS的功率器件研发。特别是GaAs等宽禁带半导体的应用经验,可为阳光电源...