Hectordel Pozo Gonzalez · Fernando D.Bianchi · Nicolaos A.Cutululis · Jose Luis Dominguez-Garci · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.343

摘要 本文展示了一个海上能源枢纽的案例研究，该枢纽集成了两个风电场、与多个国家连接的潜在高压直流输电线路以及氢气生产设施。分析重点在于利用位于网络不同位置的风电场和电解槽装置的备用容量来提供频率支持的能力。本研究还分析了可再生能源销售收益与维持用于频率支持的功率备用成本之间的经济收益权衡。使用电解槽和风电场进行频率支持的一个有利特征是它们的功率响应方向相反：前者吸收功率，后者注入功率，反之亦然。这一特性可用于提高整体经济收益。然而，不同类型设备的时间响应特性各不相同，这可能影响一次频率支持的效果...

解读: 该研究对阳光电源海上能源枢纽解决方案具有重要启示。风电-制氢-储能耦合系统的频率支撑策略可应用于ST系列储能变流器与电解槽协调控制:利用电解槽吸收功率与风电注入功率的互补特性,结合VSG虚拟同步机技术实现一次调频响应。PowerTitan储能系统可作为快速响应单元,补偿电解槽动态响应滞后,优化备用容...

Wenping Luo · Xiantao Zhanga · Lunbo Luod · Xinliang Tian 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.343

摘要 海上漂浮式光伏（OFPV）是一种新兴技术，可在更为严酷的海洋环境中捕获太阳能。安装在浮体上的光伏组件会受到波浪引起的显著随机运动影响，导致太阳光入射角持续变化。准确评估此类动态运动对发电量的影响，需要一个跨学科的建模框架，将高保真度水动力学模拟与详细的电气性能分析相结合。然而，现有大多数研究仅专注于其中一个方面，导致能够全面处理OFPV系统的模型较少。此外，运动对输出功率的影响尚不明确，这对OFPV浮体设计者而言是一个关键问题。为弥补上述不足，本文提出了一种针对OFPV的耦合功率预测模型，...

解读: 该海上漂浮光伏研究对阳光电源SG系列逆变器及iSolarCloud平台具有重要价值。波浪运动导致入射角动态变化和局部遮挡,造成最大3.4%瞬态功率损失。建议在SG逆变器中强化多峰MPPT算法以应对遮挡工况,优化1500V系统的动态响应速度。iSolarCloud平台可集成姿态传感器数据,实现运动补偿...

Nikola Frani · Andrej Zvonimir Tomić · Frano Barbi · Ivan Piv · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.343

摘要 可再生能源（如太阳能和风能）具有波动性，导致输入条件动态变化，难以通过传统的实验室方法进行复现和分析。本研究提出一种基于机器学习的方法，用于预测在动态功率输入条件下质子交换膜水电解槽（PEMWE）的性能，旨在降低实验复杂性，并加速控制系统开发及PEMWE技术的部署应用。本文开发了一种新颖的两步机器学习算法：首先采用前馈神经网络估计PEMWE的电流，然后利用长短期记忆网络架构预测氢气产量。模型训练与验证所用的实验数据来自八种不同功率曲线并在多种温度条件下采集获得。该算法在未见过的操作电压曲线...

解读: 该机器学习预测算法对阳光电源制氢储能系统具有重要应用价值。可集成至iSolarCloud平台,实现光伏-电解槽动态耦合优化:利用SG逆变器实时功率数据,通过神经网络预测PEM电解槽性能,指导ST储能系统功率调度策略。该两步算法(电流估算+产氢预测)可优化GFM控制下的波动功率管理,减少实验成本,加速...

Farzin Hosseinifard · Mohsen Salimi · Majid Amidpour · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.343

摘要 大气中二氧化碳浓度的不断上升加剧了人们对气候变化的担忧，促使人们需要可扩展且可持续的碳去除技术。直接空气捕集（DAC）是一种有前景的解决方案，但其发展受到高能耗和依赖化石燃料的限制。本研究对集成太阳能的DAC系统进行了全面的技术经济与㶲经济分析，以评估其在四种不同配置下的性能表现：仅由光伏（PV）板供能的DAC、结合光伏与抛物面槽式集热器（PTC）的DAC、结合光伏与单个太阳能塔的DAC，以及结合光伏与模块化太阳能塔的DAC。采用氢氧化物-碳酸盐吸收循环，在Aspen Plus V11中对...

解读: 该太阳能驱动直接空气捕碳(DAC)技术对阳光电源光储融合方案具有重要启示。研究表明PV+光热塔配置可降低碳捕集成本至276美元/吨,验证了我司ST系列储能变流器与SG光伏逆变器协同优化的应用场景。建议结合PowerTitan储能系统的能量管理策略,通过1500V高压系统和MPPT优化技术提升光伏侧效...

Meghavin Bhatasan · Amy Marie Marconne · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.343

摘要 由于功率密度不断提高以及功率分布日益动态化，热管理在电力电子模块中正发挥着越来越关键的作用，尤其是在汽车应用领域。相变材料（PCM）已成为这些模块中有效热管理的一种有前景的解决方案。然而，目前对于使用PCM时这些模块的热行为理解仍存在不足，特别是在考虑实际器件几何结构和功率分布方面。本文评估了包含基于相变材料的热能存储（TES）的新模块架构相对于传统架构的热性能。我们基于驾驶循环提取出真实的瞬态热负荷条件进行分析，并采用三个性能指标进行全面的性能比较：平均时间最大温升、最大温升速率以及瞬态...

解读: 该相变材料热管理技术对阳光电源电动汽车驱动产品线具有重要价值。针对OBC充电机、电机驱动器等功率模块,PCM热缓冲可有效应对瞬态热冲击,抑制温度峰值达33%。双面冷却+铜基复合PCM架构可优化SiC/GaN器件散热设计,提升功率密度。该技术还可回收废热用于电池预热,降低能耗。建议在ST系列PCS和充...

Yongxi Wu · Anthony Chun Yin Yuen · Chongmao Mo · Xinyan Huang · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.343

摘要 锂离子电池系统的热管理性能及热失控传播（TRP）特性是评估电池安全性的关键因素。本研究提出一种新型热管理与阻隔一体化结构（TMBIS），该结构集成相变材料（PCM）与阻燃（FR）隔热材料，旨在同时实现有效的热管理并抑制锂离子电池模组内的热失控传播。通过将降阶集总参数热阻网络（TRN）模型与计算流体动力学（CFD）模型相耦合，采用多尺度仿真方法，研究了热失控传播的动力学过程，阐明了该结构的保护机制并对其参数进行了优化。结果表明，在PCM与FR层的厚度比和导热系数比分别为0.8和0.5时，相较...

解读: 该热管理与热障一体化结构(TMBIS)技术对阳光电源ST系列储能系统及PowerTitan产品具有重要应用价值。通过相变材料与阻燃材料的集成设计,可显著提升电池模组热失控防护能力,将热蔓延时间延长5-6倍。其CFD与热阻网络耦合的多尺度仿真方法,可直接应用于阳光电源储能PCS的电池热管理系统优化设计...

Pan Guo · Weiguo Chena · Junyu Lua · Ligang Zhang 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.343

摘要 相变材料（如石蜡）在热能存储方面具有广阔前景，但存在导热系数低以及熔融过程中结构不稳定的问题。本文报道了一种受生物启发的重力导向组装方法，用于制备形状自适应的相变复合材料，该方法将铜纳米片集成到聚二甲基硅氧烷（PDMS）基体中，形成类似贻贝结构的互锁层状支架。 hierarchical 铜纳米片网络使面内导热系数提升至4.27 W·m⁻¹·K⁻¹（是纯石蜡的20倍），并具有5:1的各向异性比，实现了快速的横向热扩散。PDMS基体赋予材料柔韧性和形状自适应能力，而互锁的铜纳米片则对熔融石蜡起...

解读: 该仿生铜纳米片相变复合材料技术对阳光电源储能及光伏系统具有重要应用价值。其84.8%光热转换效率和4.27 W·m⁻¹·K⁻¹导热系数可优化PowerTitan储能系统的热管理性能,降低PCS功率模块温升。柔性形状自适应特性适用于SG系列逆变器复杂散热结构,特别是1500V高压系统的SiC/GaN器...

Zhen Hea · Xiaoxiao Xua · Yunying Haoa · Yongfang Huang 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.343

生物甲烷在智能能源网络中展现出双重调节优势。它通过管道压力平衡增强了供气灵活性，同时作为冷能载体用于电力调峰。然而，当前关于生物甲烷储能与负荷转移的研究仍处于探索阶段。本文提出了一种新型液化生物甲烷-空气联合储能（LBAES）系统，以克服液化空气储能系统输出系数低以及液化生物甲烷储能系统运行不灵活的问题。为评估所提系统的可行性，开展了综合能量、㶲和经济性评价的热经济分析。通过敏感性分析和多目标优化确定了最优运行参数。结果表明，在多目标优化后，系统最大往返效率可达88.04%，此时净现值为539,...

解读: 该液化生物甲烷-空气复合储能系统(LBAES)的88.04%往返效率和气电双调峰特性,为阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统提供创新应用场景。系统中热交换器占64.70%能量损失的分析,可指导我们优化储能系统热管理策略。其气电协同调峰模式与阳光电源iSolarCloud平台的多能互补...

Haibo Huoa · Sheng Xua · Jianing Lia · Fang Wanga 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.342

摘要 可逆固体氧化物电池（rSOC）可通过在电解池（EC）模式和燃料电池（FC）模式之间的双向转换，有效平抑可再生能源发电的波动性功率输出。然而，频繁的负载变化会引起严重的温度波动，进而导致rSOC内部产生热损伤。为在平抑风电输出波动的同时维持系统的热安全性，本文提出一种内-外双环热管理策略，即内环温度控制与外环功率管理相结合的rSOC系统控制架构。其中，内环温度控制采用前馈控制器调节燃烧器燃料比（BFR），并结合模糊PID控制器稳定rSOC温度，从而确保在所有运行工况下实现有效的热管理；在外环...

解读: 该rSOC双向储能与热管理技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要参考价值。其内外双环控制策略可借鉴至PCS功率管理:内环温度控制对应功率器件热管理,外环功率调度对应电网调频响应。0.6A/s恒定变化率抑制温度波动的思路,可应用于SiC/IGBT模块的dI/dt控制,降低热...

Haoru Zhao · Baoshan Zhucd · Chaoyue Wange · Yadong Hanf · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.342

摘要 低水头抽水蓄能（PHES）机组作为中国就地消纳可再生能源政策背景下的一种新型调节设备，其运行稳定性受到转轮内部湍流涡旋演化的显著影响，表现出突出的稳定性挑战。然而，关键涡旋结构与机组不稳定性之间的内在关联机制尚不明确。本研究通过实验与数值模拟相结合的方法，系统地探究了转轮内三维角区涡旋的演化规律及其对水力效率和压力脉动的跨尺度影响。主要研究成果如下：（1）建立了涡旋强度与效率损失之间的定量关联关系，揭示出涡旋强度每增加10 s−1，水力效率下降1.33个百分点；（2）基于刚性涡量输运方程实...

解读: 该低扬程抽水蓄能研究揭示的涡旋-压力耦合机制对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。研究中涡旋强度与效率损失的量化关系(10s⁻¹涡强对应1.33%效率损失)可应用于ST系列PCS和PowerTitan液冷系统的流场优化设计,通过抑制冷却通道内角涡旋降低泵送功耗。反相耦合机制揭示的能量级联路径为储能系统...

Silvia Trevisan · Sharat Pathi · James Brown · Bjarke Buchbjerg 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.342

灵活的、结合储热技术的电转热系统是实现工业领域脱碳的关键技术。本研究考察了一套兆瓦级电转热中试装置的热力性能与动态响应特性，该系统集成了熔盐电加热与储热单元，可按需产生蒸汽。文中讨论了在接近设计工况及非设计工况下采集的实际运行数据。同时对电加热单元的动态性能进行了详细评估与展示，包括时间常数和升功率效率。结果表明，该系统能够可靠地按需供应热能，同时具备提供电网灵活性的能力。在接近设计工况下运行时，系统实现了超过94%的往返热效率。在停机期间，冷罐和热罐的温降速率分别记录为约0.5°C/h和2.3...

解读: 该熔盐电加热储能系统验证了94%往返热效率和5秒内0-5MW功率爬坡能力,对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统在工商业热电联供场景具有重要参考价值。其毫秒级功率响应特性可与我司GFM控制技术和VSG虚拟同步机算法结合,增强电网调频能力。熔盐储热与光伏制热耦合方案可拓展SG工商业逆变...

Chris Burkela · Marco Griesbach · Florian Heberle · Dieter Brüggemann 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.342

摘要 详细的排放核算方法正日益成为衡量能源系统脱碳进程的重要工具。传统的核算方法仅使用年度需求值和电网电力的平均能源结构，因而忽略了跨越核算边界的时间动态能量流与排放流动。此外，在相互连接的供能网络中，能量与排放存在随时间变化的交互过程。本研究从动态视角出发，分析一种通过热电联产机组（CHP）和可同时提供供热与供冷的热泵（HP）将电力、供热和供冷网络相互联结的耦合能源系统。为准确刻画排放流动的行为特征，本文基于Python开发了一种动态排放平衡模型。该框架建立在碳排放流理论基础之上，采用拟输入-...

解读: 该动态碳排放核算模型对阳光电源多能互补系统具有重要价值。针对热电联产与热泵耦合场景,可应用于ST储能系统与充电站的协同优化:通过Python框架实时追踪电-热-冷三网碳流,指导PowerTitan储能在不同时段的充放电策略。准输入输出节点理论可集成至iSolarCloud平台,实现小时级碳排放监测。...

Zimu Wang · Zhiqiang Yin · Jinyu Yang · Jiangjiang Wang · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.342

摘要 数据中心工作负载的快速扩张对能源可持续性提出了严峻挑战。在数据中心中，分布式能源系统（DES）常面临较高的运行成本和可再生能源出力波动的问题，而不间断电源（UPS）系统的储能潜力则未被充分利用。为应对这些挑战，本研究提出了一种将储能增强型不间断电源（EUPS）与DES相集成的三层优化框架。该框架旨在最小化运行成本、优化可再生能源利用率，并提升系统稳定性。第一层通过容量规划最小化年化投资成本；第二层建立运行调度策略，以平衡成本效率与可再生能源的消纳；第三层采用模型预测控制（MPC）对EUPS...

解读: 该三层优化框架对阳光电源数据中心储能解决方案具有重要价值。研究中的EUPS系统与我司ST系列PCS及PowerTitan储能系统高度契合,可通过MPC实时控制降低SOC波动18.04%,提升系统寿命。三层架构(容量规划-调度策略-实时控制)可集成至iSolarCloud平台,结合我司三电平拓扑技术优...

Xianan Sun · Yonglin Heab · Junqi Yang · Ziwen Zhao 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.342

摘要 可再生能源的并网引入了波动性和间歇性，对电力系统的稳定性构成挑战。尽管氢储能（HES）和抽水蓄能（PHS）均能有效缓解风电和光伏出力的波动，但二者在性能方面的系统性对比分析仍较为缺乏。本研究针对氢储能与抽水蓄能系统开展了能量容量最优配置的比较分析。我们构建了一种新颖的优化模型，综合考虑储能系统的约束条件，并引入小时利用率指标，结合熵权TOPSIS法进行综合评价。主要研究结果表明：两类技术各有优势，HES可提供61,200 MWh（85小时）的长时储能能力，而PHS则提供23,787 MWh...

解读: 该研究对阳光电源储能系统配置具有重要指导意义。针对氢储能与抽水蓄能的对比分析,可优化ST系列PCS在大规模新能源基地的容量配置策略。研究提出的小时利用率指标和熵权TOPSIS评估方法,可集成至iSolarCloud平台,实现储能系统经济性与技术性能的智能评估。4000MW光伏配1200MW储能的最优...

Dongran Songa · Keli Chena · Runxin Chena · Xinyu Fana 等8人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.342

摘要 随着风力发电快速扩张导致土地资源日益紧张，农村地区因其丰富的风能资源和空间优势，已成为分布式风电部署的战略枢纽。本研究针对农村配电网（RDN）中风力发电机组系统（WTGS）的扩展需求，提出一种融合蒙特卡洛树搜索（MCTS）与多目标改进粒子群优化（IPSO）算法的双层优化框架。上层采用MCTS算法对WTGS和储能系统（ESSs）的选址与定容进行优化，以最小化年度配置成本；下层采用IPSO算法协调WTGS与ESS的运行，降低年度运行成本并提升电网可靠性。相较于传统算法，所提算法在大规模变量优化...

解读: 该双层优化框架对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统在农村配电网应用具有重要价值。MCTS-IPSO算法可优化储能容量配置,降低28.24%综合成本;动态功率分配策略可提升多储能系统SOC均衡控制,延长电池寿命;99.739%电网可靠性验证了风储协调运行能力。建议将该算法集成到iSo...

Krzysztof Zagrajek · Józef Paska · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.342

摘要 提高由终端电力用户管理的能源资源的自用率是最大化经济效益的关键问题。一种可行的解决方案是采用电能存储系统。然而，对于拥有分散站点且希望提高自用电率但不将多余电能出售给电网的实体而言，存在利润最大化的难题。因此，必须探索在这些站点之间传输电能的其他解决方案，其中就包括利用移动电能存储设施。为了以移动电能存储设施替代传统的电能分配方式，有必要对其经济可行性进行评估。本文提出了一种方法，用于评估使用携带移动电能存储设施的定制电动汽车车队在各站点间运输电能所产生的每日成本。首先分析了此类辅助服务的...

解读: 该移动储能时移服务研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要启示。文章指出移动储能需电价超1欧元/kWh才具经济性,这凸显了固定式储能系统的成本优势。阳光电源可结合充电桩业务,开发车-站-网协同的移动储能解决方案,通过iSolarCloud平台优化多站点能量调度策略,降低运输...

William D.Chicaiza · Alex O.Top · Adolfo J.Sánchez · Juan M.Escaño 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.342

摘要 本研究提出了位于CIESOL-阿尔梅里亚的一个光伏（PV）设施数字孪生核心的构建方法。文中提出了两种建模方法：一种是基于等效电路的物理模型，另一种是基于自适应神经模糊推理系统（ANFIS）的数据驱动型神经模糊模型。该神经模糊模型被设计为灰箱系统，具有高可解释性和强适应性，并因其能够快速与物理实体同步，实现对数字孪生框架至关重要的实时行为建模而尤为突出。基于ANFIS的模型能够准确捕捉光伏系统的动态功率输出，适用于基于预测建模的能量管理策略集成。该模型表现出优异的预测性能，最坏情况下的平均绝...

解读: 该模糊神经网络数字孪生技术对阳光电源SG系列光伏逆变器和iSolarCloud平台具有重要应用价值。ANFIS灰盒模型实现0.99决定系数和16.37W平均绝对误差,可嵌入逆变器实时MPPT优化算法,提升发电效率。其低计算资源需求适配工业控制器,可增强iSolarCloud预测性运维能力,实现光储电...

Guojie Zhang · Yifan Yanga · Zunlong Jina · Sławomir Dykas · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.342

压缩空气储能（CAES）是一种通过压缩空气储存能量，并在需要时释放以发电的技术。该技术有助于平衡电力供需，提高可再生能源的利用率，并减少对化石燃料的依赖。作为能量转换的核心装置，压缩机的性能显著影响CAES系统的效率。压缩机转子的跨音速转速会引起温度与压力之间的不平衡，从而成为流道内非平衡凝结现象的驱动力。凝结流动会显著影响传热与传质过程，进而影响CAES系统的整体性能。本研究采用一维拉瓦尔喷管结构对非平衡凝结相变过程进行数值模拟，揭示了在相对湿度、进口温度和壁面曲率等边界条件下流场中的传热传质...

解读: 该研究揭示的压缩空气储能系统中压缩机非平衡冷凝传热机理,对阳光电源PowerTitan储能系统的热管理优化具有重要参考价值。研究指出的入口空气干燥处理可有效调控压缩机热负荷,可应用于ST系列PCS的环境适应性设计。冷凝相变导致的熵增和效率损失机制,为储能系统BMS热管理策略提供理论依据,有助于提升P...

Ehsan Baniasadi · Ahmed Rezk · Luciano Batista · Tetenayet Bekele Tol 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.342

摘要 本研究开发并优化了一种由可再生能源驱动的混合制冷系统，旨在提升无电网覆盖的农村地区的食品保鲜能力。该系统集成了太阳能光伏、太阳能集热器、风能以及电池储能，提供一种可持续且具有成本效益的制冷解决方案。以埃塞俄比亚为案例地，开展了全面的技术经济分析，评估系统的性能、成本效益及市场可行性。优化后的系统可满足22.42 kW的热能需求和2.82 kW的电力需求，使每日运行成本从100美元降低至86.2美元。通过将光伏板数量增加至15块、电池储能单元从11个减少至7个、太阳能集热器面积优化为322 ...

解读: 该混合制冷系统对阳光电源储能及光伏产品具有重要应用价值。系统集成光伏、风电与电池储能的架构,可直接应用ST系列PCS与PowerTitan储能方案,通过优化电池配置(从11组降至7组)提升经济性。SG系列光伏逆变器配合MPPT技术可实现15块光伏板的高效能量转换,将电网依赖从9.3W降至3.2W,接...

Peiben Wanga1 · Lishuo Liub1 · Chengshan Xuc · Wenyu Dongd 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.342

摘要：LiFePO4电池常用于储能电站，其潜在的热失控行为对这些电站的安全构成威胁。大容量LiFePO4电池的热失控行为表现出三维传播特性，而电解液的沸腾使电池内部的传热行为更加复杂，阻碍了高热安全性电池的设计。本文通过模型量化并可视化了电解液的吸热汽化过程及传热行为。开展了包括产热、产气、内部压力、电解液相变、泄压口质量流速以及排气气体成分在内的综合性试验，为模型提供了输入参数。在模型与实验结果的对比中，电池前表面温度的决定系数为0.9258，后表面温度的决定系数为0.9046。安全阀开启后，...

解读: 该研究对阳光电源PowerTitan储能系统及ST系列PCS的热安全设计具有重要价值。280Ah磷酸铁锂电池热失控三维传播特性及电解液气化吸热模型,可直接应用于我司大容量储能电站的热管理优化。研究量化的安全阀开启后7°C温差数据,为电池模块隔热设计提供精确参数,助力提升PowerTitan液冷系统的...