Binghui Lia · Wen Qiana · Xiaoze Duab · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401

摘要 本研究探讨将退役燃煤电厂通过集成卡诺电池改造为长时储能系统的技术可行性。所提出的系统耦合高温热泵、双罐熔盐储热装置以及原有的汽轮机，构建了电–热–电闭环能量转换路径，实现了对现有基础设施的完全再利用。建立了详细的热力学模型，以评估不同工质和运行条件下系统的性能表现。结果表明，在适中压缩比下，氩气可实现最高的往返效率（59.67%），而二氧化碳则表现出更优的体积功率密度。㶲分析与敏感性分析表明，主要不可逆损失发生在熔盐蒸发器和热泵子系统中。为提高系统在变工况下的适应能力，提出了一种基于MAT...

解读: 该卡诺电池储能技术为阳光电源ST系列PCS及PowerTitan储能系统提供重要参考。研究中的电-热-电闭环路径与我司储能变流器的双向功率调节技术高度契合,59.67%的往返效率可通过优化PCS拓扑结构和GFM控制策略进一步提升。熔盐储能的长时储能特性与ST系列大容量储能方案形成互补,可拓展我司在火...

Aubert Hervé · Mathieu Bressel · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401

摘要 本文研究了协方差矩阵自适应进化策略（Covariance Matrix Adaptation Evolution Strategy, CMA-ES）在孤立光伏-氢能微电网优化定容中的应用。系统组件（特别是光伏（PV）面板和氢能储能系统（HESS））的精确容量配置对于确保系统的成本效益、能源自主性和运行可靠性至关重要。本研究提出了一种基于氢气真实气体行为的先进HESS模型，相较于传统的理想气体近似方法，该模型在物理真实性方面具有显著提升。尽管诸如遗传算法（GA）和粒子群优化（PSO）等元启发...

解读: 该CMA-ES优化算法对阳光电源光储微网系统设计具有重要应用价值。研究中的光伏-氢储能微网优化sizing问题,可直接应用于ST系列储能变流器与SG系列光伏逆变器的容量配置优化。CMA-ES算法在高维非凸问题上表现优异,较传统GA算法适应度提升26%,可集成至iSolarCloud平台用于离网微电网...

Hanyang Lina · Ye Guob · Xinwei Shena · Shengyu Taoa 等5人 · Applied Energy · 2025年1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...

Seyed Ehsan Ahmadi · Elnaz Kabir · Mohammad Fattahi · Mousa Marzbandc 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401

摘要 当前的能源转型正在显著提高可再生能源（RES）在电力系统中的占比；然而，其间歇性和波动性带来了重大挑战，包括负荷削减和系统阻塞。本研究探讨了电池储能系统（BSS）在平衡电力供需、缓解上述问题中的作用。我们采用两阶段随机规划方法对电池的位置、容量和类型进行优化，其中第二阶段涵盖全年逐小时的运行决策。与以往研究不同，本文综合考虑了多种电池技术的完整技术与经济特性。纽约州（NYS）电力系统——当前正处于向高比例可再生能源发电转型的关键阶段——被作为本研究的案例。基于1980年至2019年的历史负...

解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统部署具有重要指导意义。研究验证了储能系统可降低34%弃风弃光和21%负荷削减,印证了我司储能解决方案在高比例可再生能源电网中的价值。其双阶段随机优化方法可应用于iSolarCloud平台,结合40年气象数据的不确定性建模,可优化我司储能系统...

Mohammad Hasibul Hasan · Dominik Keiner · Christian Breyer · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401

摘要 本研究针对全球划分为145个区域的地区，对100%可再生能源系统中的跨年度储能需求进行了全面分析。该研究首次在全球范围内评估了太阳能和风能资源在多个部门（包括电力、热力、交通和海水淡化）的应用情况。跨年度储能选项包括氢气、甲烷和液体燃料。基于美国国家航空航天局（NASA）1984年至2005年的高分辨率气象数据，分析了不同区域的储能需求、可再生电力发电的过剩容量以及相关的经济影响。结果表明，各区域在储能需求方面存在显著差异，其中氢气再发电系统的储能需求在全球不同区域之间的变化范围最广。本文...

解读: 该研究揭示跨年度储能在全球100%可再生能源系统中的关键作用,对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要战略价值。研究发现提高光伏风电装机过容量(5%)比大规模储能更经济,这验证了阳光电源SG系列逆变器与储能系统协同优化的技术路线。氢储能再电气化需求(417.4 TWh)为公司开...

Renfeng Wei · Yong Liab · Yanfeng Liu · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401

摘要 迄今为止，关于地下热能储存（UTES）的综述研究往往较为零散，缺乏对研究热点时空演变特征的系统分析。本研究旨在对全球UTES领域的发展脉络和研究趋势提供一种客观且全面的分析。研究以过去30年发表的7705篇文献作为数据来源，运用知识图谱技术进行文献计量与内容分析，聚焦三个核心问题：研究前沿与技术成熟度、关键瓶颈以及未来发展趋势与成本特征。目的在于克服传统定性综述的局限性，构建一个数据驱动、多维度的分析框架。结果表明，UTES领域经历了萌芽期、稳定增长期和快速扩张期三个发展阶段，预计在206...

解读: 地下储热技术(UTES)与阳光电源储能系统形成互补协同。ATES/BTES的热-流-固耦合优化可借鉴应用于PowerTitan液冷系统的热管理算法;相变材料(PCM)集成思路可启发ST系列PCS的温控优化设计;能量桩(EP)作为地下结构与能源系统纽带,其高研究强度特性提示可探索光储充一体化场站的地基...

Du Wen · François Marécha · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401

摘要 能源系统的脱碳需要大规模整合可再生能源，但其波动性对系统可靠性以及长期储能提出了挑战。电力转气体技术通过将过剩电能转化为气态燃料，提供了一种有前景的解决方案。然而，现有研究通常忽略了系统中的碳循环过程以及天然气基础设施作为储能介质的潜力。本研究提出并评估了一种集成的可再生电力转气体与混合燃气管网系统，通过对管道进行改造以实现CH₄与CO₂的共注入，并利用基于膜的气体分离技术建立动态碳循环。该系统通过结合混合整数线性规划（MILP）优化框架与准动态燃气管网模型进行建模，能够同时捕捉运行特性与...

解读: 该混合气网储能技术为阳光电源PowerTitan储能系统提供长周期储能互补方案。P2G电制气技术可消纳光伏逆变器SG系列的弃电,通过CH4/CO2混输管网实现季节性储能。其MILP优化框架可借鉴至ST系列PCS的多能源协调控制,结合iSolarCloud平台实现电-气-碳三网耦合的智能调度。30%C...

Martin Ansong · Emmanuel O.Ogunniyi · Blanca Pérez Jiméneza1 · Bryce S.Richards · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401

摘要 太阳辐照度（SI）的波动会扰乱光伏（PV）发电系统的输出功率，导致直接耦合的光伏驱动膜法脱盐系统出现运行不稳定和非预期停机，从而降低产水率、水质和能源效率。传统的基于储能的缓解策略会增加系统成本和复杂性。基于天空成像的SI预测技术能够分析天空状况，并提供长达15分钟的SI预测，为减少功率波动影响提供了替代方案，且无需过度依赖储能系统。本研究将一种基于图像的太阳辐照度预测系统（SIFS）集成至一套光伏驱动的苦咸水脱盐系统中。该SIFS采用卷积神经网络-长短期记忆（CNN-LSTM）模型，利用...

解读: 该光伏预测控制技术对阳光电源SG系列逆变器与ST储能系统集成具有重要价值。研究通过CNN-LSTM模型实现15分钟光照预测,可与我司MPPT优化算法协同,提升直驱式光伏系统稳定性。建议将天空成像预测技术集成到iSolarCloud平台,结合VSG虚拟同步发电机控制策略,在减少储能配置的同时优化功率波...

Jiacheng Gaoa · Yanlong Lva · Lejun Feng · Jun Sui 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401

摘要 相变潜热储能（LHTES）技术可通过利用可再生能源和实现削峰填谷，有效降低数据中心的冷却能耗。然而，由于缺乏适用于实际工程应用的放电功率控制方法，该技术的大规模推广应用受到限制。为应对这一挑战，本研究采用结合数据校正的模型预测控制（MPC）策略，解决LHTES系统的功率控制难题，并在中国某数据中心冷却系统改造项目中进行了验证。首先设计了一种高效的LHTES装置，并通过一系列充/放热实验表征其储热特性。基于装置结构建立了温度场模型，利用传热流体与相变材料（PCM）温度的实验数据进行复合参数辨...

解读: 该LHTES相变储能MPC控制技术对阳光电源ST系列储能系统和数据中心解决方案具有重要参考价值。研究中采用的模型预测控制结合卡尔曼滤波数据校正方法,可借鉴应用于PowerTitan液冷储能系统的热管理优化,将功率控制误差降至3%以内。特别是在数据中心场景实现21.5%节能和60.3%成本削减的案例,...

D.H.Jamali · C.Ganzer · K.Sundmacher · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.400

摘要 实现从当前以化石能源为基础的能源供应体系向完全基于可再生能源的体系转型，快速且具有成本效益地发展氢气输送基础设施是不可或缺的一环。除了通过水电解、沼气重整或生物质气化等可持续方式生产氢气外，还必须建立并针对特定净零排放路径调整完善的绿色氢气输送、储存和分配系统。现有文献中，对管道网络中氢气输送的数学建模与优化问题常常被忽视或过度简化。此类简化可能导致能量和/或经济评估结果不准确，甚至危及基于模型的网络设计的可行性。在本研究中，我们提出了一种混合整数非线性规划（MINLP）方法，用于氢气管道...

解读: 该氢能管网拓扑优化研究对阳光电源绿氢制储系统具有重要参考价值。文中MINLP优化方法可应用于光伏制氢系统的能量管理:ST系列储能PCS可与电解槽协同优化,在管网压力约束下动态调节制氢功率;iSolarCloud平台可集成管网hydraulics模型,实现源-网-荷协调控制。研究揭示的既有管网改造经济...

Felicitas Mueller · Stevende Jongh · Claudio A.Cañizares · Thomas Leibfried 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.400

本文在主动配电网的影响及其交互作用背景下，提出并比较了采用传统优化技术与最先进的机器学习方法实现的家庭能源管理系统控制策略。首先介绍了基于模型预测控制算法的模型驱动方法，并将其在不同预测精度条件下与基于模仿学习和强化学习的无模型方法进行对比。以一种实用的、当前最先进的启发式规则控制器作为基准。通过目标函数值、电网约束违反情况以及计算时间等指标进行了深入比较。讨论了将这些家庭能源管理系统应用于一个包含13个连接住户的真实德国低压基准电网时的结果，每个住户均配备光伏发电、电池储能系统及电力负荷。结果...

解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统的能量管理优化具有重要参考价值。文章对比了MPC模型预测控制与机器学习方法在家庭储能系统中的应用效果,验证了模仿学习在计算效率与性能间的最佳平衡。建议将此技术融入iSolarCloud平台的智能控制算法,通过强化学习优化多户储能系统的协同调...

Ruslan Kotegov · Mohamed Abokersh · Carles Mateu · Adedamola Shobo 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.400

向可持续能源转型对于实现能源系统的脱碳至关重要。太阳能区域能源系统（SDES）为替代化石燃料提供了可行方案，但在成本、间歇性以及优化方面仍面临挑战。本研究提出了一种高保真度、完全自动化的SDES优化框架，该框架将TRNSYS仿真与基于Python的动态控制器相结合，协同最小化生命周期成本和环境影响。其核心创新在于采用混合多方法策略——结合元启发式、启发式与随机算法——在无需依赖代理模型或人工干预的情况下，实现仿真与优化之间的无缝实时耦合。一个特征重要性评分（FIS）模块自适应地优先处理关键变量，...

解读: 该研究的TRNSYS-Python实时耦合优化框架对阳光电源ST系列储能变流器与SG系列光伏逆变器的协同控制具有重要参考价值。其多算法混合优化策略可应用于PowerTitan储能系统的容量配置与能量管理,通过特征重要性评分模块实现光储系统全生命周期成本优化。研究中90%以上太阳能利用率的案例验证了光...

Hayder I.Mohammed · Farhan Lafta Rashid · Hussein Togun · Ephraim Bonah Agyekumde 等9人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.400

摘要 随着对清洁能源需求的不断增长以及传统热力系统的局限性日益凸显，亟需整合先进技术以提升热能系统的效率、适应性和可持续性。本文综述了近年来纳米技术和人工智能在太阳能集热器、换热器及潜热储能装置等热能系统优化中的应用进展。研究表明，纳米技术（特别是采用纳米增强型相变材料以及Al₂O₃和CuO等纳米流体）可使热导率提高达28.8%，显著加快能量吸收与储存速率。与此同时，人工智能算法（尤其是人工神经网络和粒子群优化算法）能够实现预测建模、实时系统控制和故障检测，在复杂运行条件下部分模型的预测准确率超...

解读: 该纳米技术与AI优化热管理研究对阳光电源储能系统具有重要价值。纳米流体可提升ST系列PCS及PowerTitan液冷系统散热效率达28%,延长功率器件寿命。AI预测算法可集成至iSolarCloud平台,实现储能柜温度预测性维护和故障诊断,准确率超97%。纳米相变材料可优化集装箱式储能热管理,降低H...

Wei-na Zhang · Zhe Xua · Ying-Yi Hongb · Zhong-Qin Bia · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.400

摘要 随着“双碳”目标的推进，中国正致力于向绿色低碳发展的能源转型。高速铁路作为交通网络的重要组成部分，其能源消耗与碳排放问题日益受到关注。本文提出了一种面向车载能量管理的综合优化框架，该框架集成了车顶光伏系统与车厢一体化储能系统，并将其与牵引供电网络相互联通。为降低电网电能消耗、减少能源成本并削减碳排放，研究分析了不同工况下的负荷需求，并建立了相应的数学模型。选取一条沿线气象条件差异显著的高速铁路线路作为案例进行研究。采用本文提出的IGWO-WOA算法对储能系统的容量及运行功率进行优化，该算法...

解读: 该高铁光储集成系统研究对阳光电源车载能源解决方案具有重要启示。论文提出的IGWO-WOA混合优化算法可应用于ST系列储能变流器的容量配置与功率调度优化,实现11.79%成本降低和12.7%碳减排。其探索-开发平衡策略可融入iSolarCloud平台的预测性维护算法,优化光伏逆变器MPPT控制与储能系...

D.Christopher Selvam · Yuvarajan Devarajan · T.Raj · S.Vickram · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.400

锌–空气电池（ZABs）因其高能量密度、固有的安全性以及依赖地壳中丰富材料的特性，正日益被视为先进的储能系统。然而，其广泛应用受到与析氧反应（OER）相关动力学限制的制约，该反应通常依赖铂和铱等稀有且昂贵的贵金属进行催化。为克服这一障碍，近期研究进展集中于开发源自工业废弃物、电子废弃物及生物质废弃物的经济高效电催化剂。本综述全面探讨了专为锌–空气电池应用设计的废弃物衍生纳米催化剂的合成方法、结构优化技术及其电化学性能。这些催化剂通过热解、水热合成以及杂原子掺杂等工艺制备，在析氧反应过电位方面降低...

解读: 废弃物衍生纳米催化剂技术对阳光电源储能系统具有重要战略价值。锌空气电池的高能量密度特性可为PowerTitan等大规模储能方案提供技术补充路径,其OER催化剂优化降低50mV过电位的突破,可启发ST系列PCS在电化学储能系统中的能效管理策略。废弃物催化剂降低50-70%成本及35%碳排放的循环经济模...

Jingjing Liang · Yi Zhaoa · Du Wena · Ye Huang 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.399

摘要 可逆固体氧化物电解槽（rSOE）因其固有的可逆性、电解模式下的共电解能力、高效率、对多种燃料的适应性，以及在处理碳基燃料时于燃料电池模式（SOFC）下浓缩CO2的能力，成为长时储能领域极具前景的解决方案。然而，其在电能-燃料-电能（P2X2P）应用中的经济可行性仍缺乏深入研究。本研究评估了一个250 MW规模的rSOE系统在六种不同储能形式下的储能平准化成本（LCOS），考虑了不同的放电持续时间（168–1440小时）和年度充放电循环次数（1–30次）。研究发现，储存在盐穴中的H2、储存在...

解读: 可逆固体氧化物电解技术(rSOE)为长时储能提供新思路,对阳光电源ST系列储能系统和PowerTitan产品线具有战略参考价值。研究表明MW级季节性储能场景下,rSOE通过双向运行和多燃料适配性实现0.2$/kWh的平准化储能成本目标。这启发我们在PCS拓扑设计中强化双向功率变换效率,结合iSola...

William Delgado-Díaz · Willy Villasmil · Marcel Troxler · Ruben Hijwegen 等11人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.399

摘要 本研究提出了一种耦合的技术经济与环境模型，用于分析集成相变材料（PCM）宏观胶囊的混合显热-潜热热能储存（TES）系统，以提升储热容量和性能。该多尺度模型综合考虑了显热储热中的分层现象以及PCM胶囊内的相变动力学过程。该框架被用于在多户住宅建筑实现全范围热自给率（SSth）水平下的多目标优化。结果表明，70%的SSth在经济可行性与环境影响之间实现了最优平衡，此时平准化供热成本（LCOH）为0.27瑞士法郎/千瓦时（CHF/kWh），全球变暖潜能值（GWP）较化石燃料替代方案降低76%。针...

解读: 该混合显潜热储能技术对阳光电源ST系列储能系统与SG光伏逆变器耦合应用具有重要价值。研究表明70%热自给率下LCOH达0.27瑞郎/kWh,碳减排76%,验证了光伏-热泵-储能集成系统的经济可行性。阳光电源可借鉴其多目标优化框架,将相变材料技术融入PowerTitan液冷储能方案,通过MPPT优化提...

Petrin Geert Kristia · Arens Stefa · Schoenfeldt Patri · Klement Peter 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.399

摘要 线性能源系统优化因其可用性强且计算需求低，在未来能源系统的设计中发挥着重要作用。尽管线性优化具有诸多优势，但电池储能的日益普及及其多样化应用场景带来了挑战，通常导致对电池老化的忽略或过度简化。因此，本文旨在将电池老化及其相应的优化运行策略（以降低老化程度为目标）纳入线性系统优化框架中。本文重点介绍了两种方法：一种是基本的线性老化建模方法，另一种是基于凸包近似的方法。随后，这两种方法与开源能源建模工具oemof.solph中的通用实现进行了对比，以评估引入老化模型所带来的优缺点。所选案例研究...

解读: 该电池老化线性优化建模技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要应用价值。凸包近似法可降低46.9%电池老化且计算误差低于0.4%,可集成至iSolarCloud平台实现预测性维护。该方法适用于削峰填谷场景的储能优化调度,通过精确老化预测延长电池寿命、优化全生命周期成本,提升...

Sayan Das · Risav Dutta · Sudipta De · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.399

摘要 本研究提出了一种通过整合可再生能源与储能技术来构建分布式混合能源系统的新方法，为能源转型提供了一条可持续的路径。储能技术能够提升此类系统的可靠性、效率和灵活性，实现供需平衡、电网稳定，并促进更高比例的可再生能源并网。然而，传统的能源模型通常忽视了原材料在可再生能源基础设施中的作用。本研究通过从环境影响、经济可行性以及供应风险三个维度对原材料进行评估，弥补了这一研究空白。关键材料的可获得性、成本及其可持续获取显著影响着能源技术的规模化潜力，而地缘政治和市场不确定性则带来了供应链风险。本文提出...

解读: 该研究的多维度评估方法对阳光电源储能系统选型具有重要参考价值。文中光伏-风电-钒液流电池的最优配置方案,与阳光电源ST系列PCS及PowerTitan储能系统的应用场景高度契合。研究强调的供应链风险评估可优化我司储能产品的原材料采购策略,而生命周期成本分析方法可直接应用于iSolarCloud平台的...

Khaled Abedrabboh · Luluwah Al-Fagih · Elena Parilin · Artem Sedakov · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.399

摘要 本文研究了本地能源社区中产消者与消费者之间的联盟稳定性问题。通过运用合作博弈论，我们构建了联盟通过共享分布式能源资源（DERs）并优化电池储能系统（BESS）运行调度来最小化集体不适效用的模型。在联盟成员间的不适效用分配方面，采用了分配集重心值（CIS-value），以确保分配的公平性与计算上的可行性。分析重点在于联盟结构的稳定性，考虑了所有可能参与者的偏离行为。本文引入了一种阻断机制，即若某一成员因偏离而境况变差，则联盟可阻止该偏离行为。通过一个包含十名参与者的案例研究发现，稳定的联盟在...

解读: 该研究基于合作博弈论的联盟稳定性机制,为阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan储能系统在社区能源管理中的应用提供理论支撑。通过优化BESS运行调度实现成本、碳排放和峰值负荷多目标协同,可直接应用于iSolarCloud平台的社区级能源管理算法开发。CIS-value公平分配机制可嵌入储能系...