找到 15 条结果 · IEEE Transactions on Sustainable Energy
关于电解槽装置爬坡速率限制的研究：建模基础与系统级影响分析
On the Ramp-Rate Limitation of Electrolysis Plants: Modeling Fundamentals and System-Level Impact Analysis
Nikita Taranin · Mehdi Ghazavi Dozein · Oscar Saborío-Romano · Nicolaos A. Cutululis · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年9月
本文研究了电解槽的爬坡速率限制及其对电力系统动态特性的影响。随着绿氢生产的扩大，理解电解槽的动态行为对电网稳定至关重要，尤其是在功率平衡和频率调节等辅助服务方面。研究识别了限制电解槽启停速率的技术因素，涵盖电堆技术、逆变器及厂站层面，并进一步划分为基于物理机理与安全相关的限制。通过结合电解槽动态模型与制氢厂爬坡速率约束，构建包含电化学机制、等效电路及下游产氢模型的综合模型，并设计带爬坡速率限制的功率电子控制方案。分析揭示了电解槽功率变化、爬坡速率限制与氢气产量间的关联，表明速率限制直接影响下游制...
解读: 该电解槽爬坡速率限制研究对阳光电源氢能储能系统具有重要应用价值。研究揭示的电堆动态特性与功率电子控制方案可直接应用于ST系列储能变流器与电解槽的协同控制，优化制氢储能系统的功率响应特性。爬坡速率约束建模方法可集成至PowerTitan储能系统的能量管理策略，在光伏-储能-制氢耦合场景中实现频率调节与...
海上及海港能源系统中氢基础设施扩展的双层协同规划框架
A Bilevel Collaborative Planning Framework for Hydrogen Infrastructure Expansion in Offshore and Seaport Energy Systems
Chengzhi Xie · Payman Dehghanian · Abouzar Estebsari · Farid Kochakkashani 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年9月
在氢能技术扩展推动脱碳背景下，海上风电与绿氢贸易引发风电场业主与海港配电网运营商间的利益冲突。本文提出一种双层协同规划模型，构建领导者-跟随者间的Stackelberg博弈：风电场业主作为领导者优化氢能设施配置以提升收益与资源利用，海港业主作为跟随者部署氢能设施以满足需求、降低成本并保障电网稳定。通过Karush-Kuhn-Tucker条件将双层问题转化为单层形式，并针对下层二元投资决策导致的KKT条件违反问题，提出连续化重构方法。案例分析验证了该模型在协调多方目标、增强系统协同性及支持可持续发...
解读: 该双层协同规划框架对阳光电源的储能与风电产品线具有重要参考价值。首先，文中提出的Stackelberg博弈模型可用于优化ST系列储能系统在海港配电网中的部署策略，提升储氢-储电协同效率。其次，该规划方法有助于完善PowerTitan大型储能系统的能量管理算法，实现与风电场的最优协调运行。对于iSol...
用于应对可再生能源季节性长期波动的氢储能混合三层次优化配置
Hybrid tri-level optimal sizing of hydrogen storage for addressing long-term seasonal fluctuation of RES
Qianwen Hu · Gengfeng Li · Bingkai Huang · Qiming Yang 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年8月
受气候条件影响的可变性可再生能源（RES）导致季节性电力供需失衡。氢储能（HES）的合理配置可缓解由负荷变化、气候变异及季节性气象条件引起的长期电力不匹配问题。针对传统单一不确定性集合难以刻画不同季节RES在长期气候影响下的不确定性特征，本文提出一种融合年际长期与季节性波动的混合三层次规划框架，结合分布鲁棒优化（DRO）与自适应鲁棒优化（ARO）。通过范数约束构建典型气候下RES概率分布模糊集，并采用数据驱动DRO处理长期不确定性；基于RES季节性气象特征建立多不确定性集合，利用ARO重构最坏场...
解读: 该氢储能混合三层次优化配置技术对阳光电源PowerTitan大型储能系统及ESS集成方案具有重要应用价值。针对可再生能源季节性波动问题，所提出的DRO与ARO融合框架可直接应用于ST系列储能变流器的容量配置优化，特别是在光储氢多能互补场景中，能够精准应对长期气候不确定性与季节性负荷波动。该方法可增强...
基于晶闸管和IGBT电解整流器在公用事业规模可再生能源制氢系统中的最优投资组合
Optimal Investment Portfolio of Thyristor- and IGBT-Based Electrolysis Rectifiers in Utility-Scale Renewable P2H Systems
Yangjun Zeng · Yiwei Qiu · Liuchao Xu · Chenjia Gu 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年8月
可再生能源制氢（ReP2H）系统需通过整流器为电解槽（ELZs）供电。绝缘栅双极型晶体管整流器（IGBT-Rs）与晶闸管整流器（TRs）在成本、损耗及无功功率特性上存在显著差异。本文提出一种最优投资组合模型，综合考虑ELZs、整流器与无功补偿设备的投资决策，并协调可再生能源、储能、无功资源及多电解槽的启停与负载分配。基于加权信息间隙决策理论（W-IGDT）构建两阶段随机规划模型以应对风光出力与氢价不确定性，并采用逐步对冲算法加速求解。算例表明，相较于单一整流器配置或常规设计，最优配置最高可提升收...
解读: 该研究对阳光电源光储制氢一体化系统具有重要应用价值。针对公司ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器配套的电解制氢整流器选型，研究提出的TR与IGBT-R 3:1最优配置方案可直接指导产品组合设计，在降低系统投资的同时提升13.78%收益。基于W-IGDT的两阶段随机规划方法可集成至iSolarClo...
一种用于增强并网型微电网可再生能源消纳的双向电氢系统分布式调度方法
A Distributed Dispatch of Bi-Directional Power and Hydrogen Systems for Enhancing the Renewable Energy Integration in Grid-Connected Microgrids
Longfei Li · Chenhui Lin · Ye Guo · Wenchuan Wu 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年4月
以可再生能源为主的电力系统转型对实现碳中和至关重要。集中式可再生能源通常构成并网型微电网，受限于与主网的功率交换能力，导致可再生能源利用率不足。随着氢能成为关键能源载体，电制氢技术被广泛用于缓解弃风弃光问题。本文提出一种考虑电解槽动态特性和氢燃料电池系统的双向电氢系统协同调度模型，并设计基于混合整数线性规划的改进交替方向乘子法（I-ADMM），实现可再生能源与氢能系统的分布式协调调度。数值仿真验证了该方法在提升经济性与减少可再生能源弃用方面的有效性。
解读: 该双向电氢系统分布式调度技术对阳光电源PowerTitan储能系统和SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。I-ADMM分布式优化算法可集成至iSolarCloud云平台，实现光伏-储能-制氢多能源协调调度，提升可再生能源消纳率。电解槽动态特性建模为ST储能变流器与制氢设备的协同控制提供理论基础，优化功...
一种用于电-氢混合储能系统部件 sizing 与能量管理的优化框架
An Optimization Framework for Component Sizing and Energy Management in Electric-Hydrogen Hybrid Energy Storage Systems
Yuzhen Tang · Qian Xun · Zhuoqun Zheng · Fanqi Min 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年3月
本文提出一种优化框架，用于解决风力发电耦合电-氢混合储能系统的部件容量配置与能量管理问题。采用粒子群优化算法最小化系统总成本，优化四个变量：电解槽与超级电容器容量，以及能量管理策略中的两项参数。该策略引入人工势场法，基于超级电容器荷电状态定义虚拟力以分配风电功率，并优化虚拟力形状参数和功率分配基准参数。低通滤波器截止频率根据优化后的参数自适应调整，故称“OP-APF”框架。MATLAB与实时仿真验证表明，相较于三种基准方案，OP-APF在降低系统成本、控制荷电状态及减缓电解槽退化方面更具优势。
解读: 该电-氢混合储能优化框架对阳光电源PowerTitan储能系统与新能源制氢业务具有重要应用价值。文中基于人工势场法的能量管理策略（OP-APF）可直接应用于ST系列储能变流器的多时间尺度功率分配算法，通过超级电容处理高频功率波动、氢储能应对长周期能量平衡，延长电池循环寿命。粒子群优化算法可集成至iS...
一种基于动态模型的碱性电解槽分钟级优化运行策略
A Dynamic Model-Based Minute-Level Optimal Operation Strategy for Alkaline Electrolyzers in Wind-Hydrogen Systems
Aobo Guan · Suyang Zhou · Wei Gu · Zhi Wu 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年3月
为保障风电-氢能系统外送功率稳定，需应对碱性电解槽（AWE）调度周期长与风电短期波动不匹配的挑战。本文提出一种分钟级AWE优化运行策略，综合考虑其稳态电化学特性及温度、氢氧比的三阶动态模型，构建了以每分钟调节碱液流量、冷却流量和压力等细粒度变量实现电解功率快速跟踪风电波动的优化框架。通过改进模型预测控制（MPC）方法，结合模型简化与优化-仿真迭代流程，在保证计算效率的同时确保运行可行性。算例表明，该策略使AWE负荷范围扩展13.8%，弃风率降低15.06%，并兼顾系统效率、稳定性与安全性。
解读: 该研究的分钟级AWE优化运行策略对阳光电源储能产品线具有重要参考价值。其动态模型与MPC控制方法可直接应用于ST系列储能变流器的功率调节算法优化，特别是在风电配套储能场景中。通过引入类似的多变量优化框架，可提升PowerTitan系统在大规模风电消纳中的调节性能，扩大储能系统的实际负荷范围。该技术还...
SOFC-GT集成发电系统的协调控制
Coordinated Control of the Integrated SOFC-GT Generation System for Microgrid Applications
Hanbin Dang · Changyue Li · Yuhua Du · Zhipeng Li 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年2月
本文提出一种新型协调控制策略，用于实现固体氧化物燃料电池-燃气轮机（SOFC-GT）集成系统的联合发电。该系统兼具跟网型（GFL）与构网型（GFM）运行能力，相较传统独立运行的SOFC或GT系统具有更强的可控性。此外，设计了自适应功率分配策略，调节氢电转换过程以耦合SOFC与GT的运行，确保系统在多种工况下的安全高效运行。文中给出了详细的控制算法并进行了验证。
解读: 该SOFC-GT协调控制技术对阳光电源储能与微电网产品具有重要借鉴价值。文中提出的GFL/GFM双模式运行策略与阳光电源PowerTitan储能系统的构网型控制技术高度契合，其自适应功率分配算法可应用于ST系列储能变流器的多能源协调管理。特别是氢电耦合的协调控制思路，可为阳光电源拓展氢储能与电化学储...
联合多阶段规划可再生能源、氢储能与氨储能以深度脱碳高比例可再生能源电力系统
Joint Multi-Stage Planning of Renewable Generation, HESS, and AESS for Deeply Decarbonizing Power Systems With High-Penetration Renewables
Zhipeng Yu · Jin Lin · Feng Liu · Jiarong Li 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年12月
针对高比例可再生能源电力系统深度脱碳中面临的跨日间歇性与源荷季节性失衡问题，传统调节能力受限。本文提出引入氢储能系统（HESS）与氨储能系统（AESS）逐步替代火电，构建含碳排放约束的多阶段容量扩展规划模型，采用年际 hourly 数据刻画可再生能源波动特性。结合Dantzig-Wolfe分解的改进列生成法高效求解大规模模型。基于中国实际系统研究表明：所提方法在不同可再生能源渗透率下均能保障高供电可靠性，避免典型场景法在高渗透（≥30%）下的可靠性下降问题；HESS与AESS显著降低脱碳成本，在...
解读: 该研究对阳光电源PowerTitan储能系统和ST系列储能变流器的长周期储能规划具有重要价值。文章提出的HESS（氢储能）与AESS（氨储能）协同规划方法，为阳光电源拓展季节性储能解决方案提供理论支撑。研究验证的年际hourly数据建模方法可直接应用于iSolarCloud平台的容量配置优化模块，提...
混合风电-氢能系统的优化运行以满足输电系统灵活性需求
Optimized Operation of Hybrid Wind-Hydrogen System to Provide Flexibility for Transmission System Needs
Hosna Khajeh · Sahar Seyyedeh-Barhagh · Hannu Laaksonen · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年12月
本文研究由风力发电机、电解制氢装置和氢储能组成的混合系统的优化协调运行。提出一种日前优化调度策略，使系统为输电运营商提供灵活性，通过频率 containment 储备（FCR）支持频率控制，并缓解邻近输电线路的拥塞。该策略充分利用电解槽与氢储能的灵活性，实现对风功率预测不确定性的鲁棒管理，并参与三种备用市场（FCR-N、上行和下行FCR-D）。基于芬兰实际频率偏差与市场价格数据的两个案例研究表明，该方法能有效应对正常运行及扰动下的频率不确定性，并优于基于现货价格或侧重自给自足的替代策略。
解读: 该研究对阳光电源储能产品线具有重要参考价值。文中提出的混合系统优化调度策略可直接应用于ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统,通过GFM控制技术实现FCR频率响应功能。研究的鲁棒管理方法可优化iSolarCloud平台的调度算法,提升储能系统对新能源波动的适应性。特别是多市场参与机制的...
模块化电制氢合成氨工业中的短期运行灵活性
Short-Term Operation Flexibility in Modular Power to Hydrogen Based Ammonia Industries
Aaquib Firdous · Chandra Prakash Barala · Parul Mathuria · Rohit Bhakar · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年10月
电解槽模块化在大规模氢能产业负荷管理中具有快速响应与高效适应性，但现有研究多局限于小型风电制氢系统，未充分考虑下游刚性约束对灵活性的限制。本文提出一种面向电-氨耦合系统的模块化电解槽综合运行模型，结合单元启停框架，量化下游氢需求、设备爬坡能力及储氢约束对电解槽灵活性的制约，并引入精细化电化学动态特性以提升运行模拟精度。结果表明，该模型可有效改善可再生能源消纳与电力系统服务评估，增强部门耦合下的灵活性估算与系统集成能力。
解读: 该模块化电解槽运行灵活性研究对阳光电源PowerTitan储能系统与光伏制氢耦合方案具有重要价值。文中提出的单元启停框架与爬坡约束建模可直接应用于ST系列储能变流器的功率调度策略，优化电解槽集群与储能系统的协同控制。电化学动态特性的精细化建模为阳光电源开发氢储能ESS集成方案提供理论支撑，特别是在处...
多工业电解槽在可再生能源制氢系统中的调度：一种协调的有功-无功功率管理方法
Scheduling Multiple Industrial Electrolyzers in Renewable P2H Systems: A Coordinated Active-Reactive Power Management Method
Yangjun Zeng · Yiwei Qiu · Jie Zhu · Shi Chen 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年8月
大规模可再生能源制氢（ReP2H）系统通常包含多个由晶闸管整流器（TR）供电的电解槽（ELZ），其有功与无功负荷呈非线性且不可解耦的关系。多台ELZ的启停与负荷分配影响能量转换效率及电网功率流动，不当调度可能导致无功过载，引发电压越限与网损增加。本文首先分析ELZ能效与无功负荷间的权衡关系，进而提出一种联合有功-无功功率管理方法，通过协调ELZ、可再生能源、储能与无功补偿装置的运行，提升系统整体效益。采用混合整数二阶锥规划（MISOCP）建模，并设计分解算法以适用于大规模系统。基于中国内蒙古风光...
解读: 该协调有功-无功功率管理技术对阳光电源光储制氢系统集成方案具有重要应用价值。研究中的MISOCP优化算法可直接应用于PowerTitan储能系统与SG系列光伏逆变器的协调控制，通过ST储能变流器的四象限运行能力提供动态无功补偿，解决电解槽晶闸管整流器引发的无功过载问题。该方法可集成至iSolarCl...
一种基于可调度区域引导的自适应模式切换调控方法用于可再生能源制氨虚拟电厂
A Dispatchable Region-Guided Adaptive Mode-Switching Regulation for Renewable Power to Ammonia Virtual Power Plants
Sirui Wu · Jiarong Li · Jin Lin · Feng Liu 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年6月
可再生能源制氨（RePtA）虚拟电厂（VPP）正受到全球关注。然而，可再生能源的波动性及预测误差的随机性给氢气与电力平衡带来挑战。若仅考虑合成氨反应器（ASR）在30%–100%负荷范围内的常规运行模式，将导致频繁购售电，降低经济性。为此，本文引入ASR的待机与过载两种临时运行模式以提升系统灵活性，并分析RePtA VPP的多阶段可调度区域（DR），提出DR引导的自适应模式切换调控策略。该策略有效降低电价成本并避免模式切换过度响应。基于中国东北实际项目的案例研究表明，相比无模式切换场景，购电量和...
解读: 该可再生能源制氨VPP的自适应调控技术对阳光电源PowerTitan储能系统和ST系列储能变流器具有重要应用价值。文章提出的多阶段可调度区域分析方法可直接应用于储能系统的能量管理策略，通过引入待机和过载模式提升系统灵活性，与阳光电源储能系统的多模式运行控制理念高度契合。该策略有效减少59.8%购电量...
考虑水电站调峰支持氢船航行的电-氢-热综合系统短期调度
Short-Term Scheduling of Integrated Electric-Hydrogen-Thermal Systems Considering Hydroelectric Power Plant Peaking for Hydrogen Vessel Navigation
Quan Sui · Huashen He · Jing Liang · Zhongwen Li 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年6月
船舶运氢相比拖车或 tanker 更具成本优势，但对环境因素（如水位）更为敏感。为此，本文提出一种考虑水电站调峰支持氢船航行的电-氢-热综合系统短期调度策略。构建了水路氢链时空运行模型，计及电解温度、可逆固体氧化物燃料电池（RSOC）产氢效率与最大可用功率的关系，并评估水电站下泄流量对氢船通航的影响。在此基础上，设计了以热电厂可灵活运行于纯发电或热电联产模式为核心的多日协同调度策略。该模型被线性化为混合整数二阶锥规划问题，并通过双层方法高效求解。基于改进IEEE 118节点系统的算例验证了所提方...
解读: 该电-氢-热综合调度技术对阳光电源氢能储能系统具有重要应用价值。文中RSOC可逆固体氧化物电池的温度-效率-功率耦合建模，可直接应用于阳光电源氢储能变流器PCS的控制策略优化，实现电解制氢与燃料电池发电模式的高效切换。多能源协同调度框架为PowerTitan储能系统提供了与水电、热电联合调峰的解决方...
考虑多电解槽均衡利用与寿命延长的可再生能源制氢系统协同运行
Collaborative Operation of Renewable Energy Hydrogen Production Systems Considering Balanced Utilization and Extended Lifespan of Multi-Electrolyzers
Shibo Wang · Lingguo Kong · Chao Liu · Chuang Liu 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年6月
针对可再生能源耦合碱性水电解（AWE）系统效率低、经济性差及适应性不足的问题，提出基于两阶段优化框架的功率-状态滚动优化策略（PSROS）。通过模块化分解大规模AWE系统，构建简化的模块级最优效率模型，并在模块与单元层级建立综合考虑产氢量、寿命损耗及利用均衡性的多目标优化模型，结合有限时域滚动机制提升调度连续性与合理性。年仿真结果表明，在无电池场景下，PSROS相较简单启停、阵列轮换和滚动策略，系统效率分别提升9.92%、11.12%、3.81%，平准化氢成本降低4.14、5.43、2.35元/...
解读: 该多电解槽协同优化技术对阳光电源光储制氢系统具有重要应用价值。PSROS策略的两阶段优化框架可直接应用于SG系列光伏逆变器与ST储能变流器协同的制氢场景，通过模块化功率分配算法提升系统效率9.92%，降低平准化氢成本4.14元/kg。其有限时域滚动优化机制与阳光iSolarCloud平台的预测性维护...