Martin Hjelmelan · Jonas Kristiansen Nølan · Stian Back · Magnus Korpas · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 绿色转型要求对传统上具有稳定能源需求的工业进行电气化。结合人工智能（AI）和超大规模数据中心的兴起，预计电网连接的基荷将显著增加。这些负荷具有较高的资本和运营成本，通常缺乏灵活性的经济激励。本文探讨了在不同核电站一次性建设成本（OCC）水平下，额外负荷的建模方式如何影响最优能源结构，突出核电在为AI数据中心和重工业电气化提供必要基荷方面的潜在作用。通过采用解析方法，本研究评估了额外负荷曲线与波动性可再生能源（VRE）出力之间的匹配程度，以确定应由哪些技术组合来满足新增电力需求。一项采用基荷...

解读: 该研究揭示基荷负载增长(AI数据中心、重工业电气化)对电力系统规划的影响,对阳光电源储能业务具有战略意义。研究指出核电等基荷电源占比提升将显著降低储能、输电和VRE弃电需求,这要求我司PowerTitan等大型储能系统从单纯容量配置转向灵活性价值挖掘。建议:1)针对工业基荷场景优化ST系列PCS的长...

Andrzej Wędzi · MichałSzypowsk · Tomasz Siewiersk · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 风电场的内部电网呈现出一个广泛的网络结构。主变电站（MPS）、风力发电机组以及连接它们的电缆通常分布在大面积的陆地或海床上。该网络中各个组成部分的成本占总投资的相当大比例。投资者在项目中投入大量资金，期望在满足技术要求的前提下，尽可能降低投资相关成本，并从规划风电场的运营中获得最大可能的利润。因此，即使在设计阶段，也应努力确定主变电站的位置并配置风电场的内部连接方式，以使成本尽可能低，同时满足技术规范的要求。本文提出了一种集成化的方法，用于解决在满足法规所规定的各项技术约束（如电缆载流量和...

解读: 该风电场集成优化方法对阳光电源风电变流器及储能系统布局具有重要借鉴价值。文中提出的MINLP混合整数非线性规划算法可应用于大型风储一体化项目,同时优化ST系列储能变流器站址选择、电缆截面配置及内部网络拓扑,有效降低线缆投资与有功损耗成本。该方法论可集成至iSolarCloud平台,为风光储项目前期设...

Ruohan Li · Dongdong Wang · Zhihao Wang · Shunlin Liang 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

到达光伏面板的全球水平辐照度（GHI）在空间和时间上的不可预测性，给区域尺度上稳定且经济高效地将太阳能电力接入电网带来了挑战。因此，亟需一种及时且准确的大规模GHI临近预报方法，而现有大多数研究在此方面仍显不足。本研究提出了SolarFormer模型，该模型利用卫星数据并结合门控循环单元，实现近实时的GHI估算；同时引入时空Transformer模块，以15分钟为间隔提供最长3小时的预报，且在较长的预报时效内仍能保持较高的预报精度而不出现显著退化。SolarFormer仅需GOES-16与Him...

解读: 该SolarFormer卫星辐照度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。3小时提前量、15分钟间隔的GHI精准预测可优化储能充放电策略,提升电网友好性。结合iSolarCloud平台可实现区域级光储协同调度,降低预测偏差导致的弃光率。其近实时特性可增强S...

Yuejiang Chen · Jiangwen Xiao · Yanwu Wang · Yunfeng Luo · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 概率预测在电力系统的安全、稳定与运行中起着重要作用。传统的非参数概率预测分位数回归方法存在分位数交叉问题，此外，当前用于风电场集群功率预测的神经网络方法往往忽略了相关风电场之间的时空相关性。为解决上述问题，本文提出了一种考虑时空相关性的集群功率预测模型（CFM）。该模型采用一种新型的空间模式注意力机制（SPA），结合卷积神经网络与注意力机制的优势，以有效提取空间信息；同时，采用改进的多步分位数循环神经网络（IMQ-RNN）和改进的非交叉分位数回归（INCQR）策略作为CFM的输出模块，以生...

解读: 该非交叉分位数概率预测技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。论文提出的时空关联集群功率预测模型可直接应用于ST系列PCS和PowerTitan储能系统的智能调度策略优化。通过改进的多时域分位数循环神经网络,能够提升iSolarCloud平台对分布式风光储集群的预测精度,解决传统分位数回归的交叉问题...

Tong Tian · Xuan Yang · Ji Li · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 由于对计算能力需求的不断增长，数据中心（DCs）的功耗已显著上升。然而，这些数据中心产生的大量低品位电子废热在能耗型冷却系统的辅助下直接排放到环境中，导致能源浪费成倍增加。因此，亟需开发创新的冷却技术以及低品位废热回收技术应用于数据中心。本研究提出了一种具有双梯度毛细芯接力结构的环路热管电池（LHPB）。根据梯度毛细芯接力策略，蒸发器入口处的热量泄漏得以缓解，从而使内部蒸汽更快速地传递热量，并冲击安装在冷凝器入口处的微型发电机。此外，设计了两种高效的微型发电机。实验结果表明，在12 V风扇...

解读: 该热管电池冷却技术对阳光电源储能系统具有重要价值。ST系列PCS和PowerTitan在大功率运行时产生大量低品位废热,传统散热方案能耗高。文中双梯度芯热管技术可将热阻降至0.20°C/W，PUE达1.0015，同时通过微型发电机回收废热产生280mW电能。该技术可应用于储能集装箱热管理优化，降低H...

Shiqian Donga · Yanqiang Dib · Yafeng Gaoa · He Longc 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 PV/T集热器是一种先进的光伏光热一体化技术，能够实现太阳能全光谱利用。PV/T集热器的能量收益不仅依赖于精密的设备设计，还与运行调控条件密切相关。本文基于未来三天逐时水平面太阳总辐射预测模型，结合鲸鱼优化算法（WOA），对混合运行策略进行了分析。结果表明，为期三天的变倾角运行策略效果不理想。当地面反射率从0.4变化到0.95时，月累计辐射量相对提高了8%；地面反射率每增加5%，平均可带来0.45%的性能提升。反射板长边与宽边的最优比例分别为0.9和0.6，可使热能增益和电能增益分别提高8...

解读: 该PV/T光热光伏一体化运行优化研究对阳光电源SG系列光伏逆变器及iSolarCloud平台具有重要参考价值。研究基于3天辐照预测的多混合策略可使热增益和电增益分别提升17.76%和13.61%,这与阳光电源MPPT优化技术和预测性维护理念高度契合。LSTM-Attention预测模型(R²达94%...

Xugang Zhang · Xiyuan Gao · Linchao Duan · Qingshan Gong 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

准确估计锂离子电池的健康状态（SOH）对于确保电池管理系统稳定运行至关重要。特征参数（CPs）的提取是实现SOH精确预测的关键。传统的特征参数提取方法存在诸如参数数量少、特征提取困难等局限性。为解决上述问题，本研究将Caputo分数阶导数理论与电压-容量曲线相结合，引入分数阶微分电压-容量曲线用于特征参数的提取。此外，本文引入了v-支持向量机、弹性网络，并提出了闭环高斯过程回归方法，利用融合模型算法将这三个模型集成到一个融合模型中，从而提高SOH估计的精度。最后，我们设计了多组对比实验：将本文提...

解读: 该分数阶微分电压-容量曲线SOH估算技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统的BMS优化具有重要价值。通过提取更丰富的特征参数并采用融合模型算法,可显著提升电池健康状态预测精度,增强储能系统全生命周期管理能力。该方法可集成至iSolarCloud平台实现预测性维护,降低储能电站运维...

Ameen Ullah · Safeer Ullah · Tanzeel Ur Rahman · Irfan Sami 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 风能转换系统（WECS）常因风速的随机性和间歇性而面临挑战，导致发电输出功率与波动的电力负载需求之间出现不匹配。为有效应对这一问题，先进的最大功率点跟踪（MPPT）策略对于最大化功率提取至关重要。本研究提出了一种基于快速平滑二阶滑模控制（FSSOSMC）的新型MPPT方法，旨在优化与永磁同步发电机（PMSG）耦合的3 kW定桨距变速WECS的功率输出。为了在系统参数存在不确定性与非线性的情况下仍保持控制的鲁棒性，采用了基于Takagi–Sugeno–Kang（TSK）模糊推理系统的离线神经...

解读: 该快速平滑二阶滑模MPPT技术对阳光电源风电变流器及储能系统具有重要借鉴价值。其98.9%的系统效率和98.2%的跟踪精度显著优于传统方法,可应用于SG风电变流器优化最大功率点跟踪算法。神经模糊估计与鲁棒微分器的融合控制策略,可移植至ST系列PCS的GFM控制中,提升新能源波动工况下的动态响应速度(...

Peng Sh · Cheng Zheng · Xiao Wu · Jiong Shen · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 溶剂法燃烧后碳捕集（PCC）是实现能源和工业领域大规模脱碳最有前景的技术。然而，该过程的复杂特性和高能耗阻碍了PCC在复杂电力市场中的高效灵活运行。PCC系统的成功运行优化高度依赖于对过程的动态建模，而采用先进的数据驱动方法已成为研究热点。目前广泛使用的数据驱动动态建模方法未将PCC过程的物理机理信息融入模型中，导致模型稳定性不足。物理信息神经网络（PINNs）通过融合数据与物理信息，提供了一种创新的建模方法。然而，其在PCC过程动态建模中的应用仍面临重大挑战。为此，本文基于带外生输入的非...

解读: 该物理信息神经网络(PIINN)动态建模技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。碳捕集系统的复杂非线性动态特性与PowerTitan储能系统在电力市场中的灵活调度需求高度相似。PIINN方法通过平衡点稳定性约束保证模型可靠性的思路,可借鉴应用于ST系列PCS的宽工况运行建模,提升GFM/GFL控制策...

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...

Chengguo Su · Lingshuang Wang · Quan Sui · Huijun Wu · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 梯级水电站的协同发电与数据中心的均衡用电有助于促进电力流的优化。然而，水流传递的时间延迟以及数据负载在时空上的转移时滞带来了显著的异步性，给电力系统的调度运行带来巨大挑战。为解决该问题，本文提出一种考虑多源能源时空异步转移特性的电力系统调度策略。首先，建立考虑排沙和通航需求的梯级水电站运行模型；其次，设计考虑数据负载时空转移特性的多数据中心协同调度方法，并构建可通过数据中心调控的具有级联效应的备用容量模型；进一步地，建立计及数据中心参与调度的梯级水-火-风电力系统最优运行模型，以在满足电力...

解读: 该多源协同调度策略对阳光电源储能系统具有重要价值。文中梯级水电-风电协调优化思路可应用于ST系列储能变流器的多能源协调控制,通过PowerTitan储能系统实现类似数据中心的时空负荷转移功能,平抑风电波动。混合整数线性规划方法可集成至iSolarCloud平台,优化多站点储能调度策略。研究中16.1...

A.Carpentieri · Doris Folini · J.Leinonenc1 · A.Meyer · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

地表太阳辐照度（SSI）在应对气候变化中发挥着关键作用——作为一种丰富且非化石的能源，主要通过光伏发电（PV）加以利用。随着SSI在总能源生产中所占比例不断上升，其固有的间歇性（主要由云层效应引起）对电力系统的稳定性构成了挑战。缓解这一稳定性问题需要具备高精度、量化不确定性、接近实时、区域尺度的SSI预测，预测时效为几分钟至数小时，以支持稳健的实时电网管理。目前最先进的临近预报方法通常只能满足上述部分要求。本文提出SHADECast，一种基于深度生成扩散模型的概率性时空临近预报方法，用于预测SS...

解读: 该深度生成模型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。SHADECast将光伏出力预测时间窗口延长至120分钟,预测精度提升60%,可显著优化储能系统的充放电策略和容量配置。结合iSolarCloud平台,该概率预测方法能提升多站点协同调度能力,增强电网稳...

Henry J.William · Yipu Wang · Bo Yuan · Haomiao Wang 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 农光互补系统通过将农业与太阳能光伏发电相结合，为应对全球粮食和能源挑战提供了有前景的解决方案。然而，由于缺乏适当的法规来定义和指导其实施，美国农光互补系统的发展受到限制。本研究利用遮荫与辐射分析工具，评估了一项现有的农光互补激励政策，该政策根据遮荫减少限值和光伏板安装高度要求来界定农光互补设计。我们的分析表明，若政策仅以遮荫程度而非光照可用性为基础设定要求，可能因忽略散射辐射而导致对作物适宜性的低估。此外，我们发现，如果政策承认仅在光伏阵列行间进行耕作的使用场景，则农光互补系统可避免提高光...

解读: 该农光互补研究对阳光电源SG系列光伏逆变器及智能运维系统具有重要启示。文章提出基于作物每日光积分(DLI)需求优化光伏布局,这与我司MPPT优化技术和iSolarCloud平台的智能监控能力高度契合。通过精准控制行间距和辐射分布,可降低支架高度成本,使农光互补系统更接近常规光伏电站经济性。建议将散射...

Shichao Gao · Shugang Wang · Peiyu Hu · Jihong Wang · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 吸附式热能储存（ATES）是实现太阳能高效利用的最重要途径之一。目前缺乏有效的反应器性能预测方法，严重制约了ATES系统的应用。本文提出了一种基于吸附反应波模型的反应器性能预测方法。通过引入吸附速率波的波参数，推导出反应器性能与设计参数之间的表达式，分别建立了设计参数与波参数之间、波参数与反应器性能之间的数学关系。开展了以沸石-水蒸气为工质对的吸附式热能储存实验，测量了反应器进出口处的空气温度和比湿度，并由此获得了相应的吸附量、储存热能及稳定输出功率。将所提出方法对反应器性能的预测结果与实...

解读: 该吸附储热反应波预测方法对阳光电源ST系列储能系统及PowerTitan产品具有重要参考价值。通过建立设计参数-波动参数-反应器性能的数学关系,可优化储能系统热管理策略,提升电池温控精度。该方法预测偏差小于6%的高精度特性,可集成至iSolarCloud平台实现储能电站热失控预警与预测性维护。特别适...

Jiacong Li · Chongyu Zhang · Michael R.Davidson · Xi Lu · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 电力系统占中国总二氧化碳排放量的40%以上，截至2022年，56%的电力由火电厂生产。灵活运行的碳捕集与封存（CCS）技术已被提出作为实现燃煤电厂脱碳的有效措施，相较于传统CCS技术，其具有更低的捕集成本和更小的能耗惩罚。本研究刻画了在含有波动性可再生能源的大规模电力系统中，灵活碳捕集电厂（CCPPs）的运行特征，并量化了灵活CCPPs与波动性可再生能源之间协同作用在系统层面带来的环境与经济收益。小时级分析表明，灵活CCS可在用电高峰时段降低能耗，并在低谷时段满负荷运行，以利用原本将被弃用...

解读: 该研究揭示灵活碳捕集电厂与可再生能源协同运行的价值,对阳光电源储能系统具有重要启示。研究指出灵活CCS在低谷时段满负荷运行以消纳弃风弃光,这与阳光电源PowerTitan储能系统的调峰功能高度契合。通过ST系列PCS的GFM控制技术和iSolarCloud智能调度平台,可优化储能系统与火电机组的协同...

T.Ide · Y.Hirase · E.Yoshimur · Y.Umezu 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 随着可再生能源在电力系统中的快速集成，基于逆变器的资源（IBR）之间的功率振荡已成为一个突出问题。为解决这一问题，有必要识别电网的不稳定极点，并调整相关参数。然而，在包含基于逆变器资源的微电网（MG）中，由于功率-频率下垂特性，系统频率可能显著偏离额定值。当考虑逆变器控制和线路动态特性时，系统复杂性进一步增加。因此，传统的特征值分析方法——通常假设系统频率恒定或采用简化模型——可能不再有效。本研究建立了一个综合的数学模型，该模型包含了仅由构网型（GFM）和跟网型（GFL）逆变器组成的微电网...

解读: 该研究针对逆变器型电源同步振荡问题,对阳光电源储能系统(ST系列PCS、PowerTitan)和微电网解决方案具有重要价值。文中提出的GFM/GFL混合微电网建模方法可直接应用于优化公司VSG控制策略,通过敏感参数识别和互扰环路分析,可提升多机并联稳定性。建议将该方法集成到iSolarCloud平台...

Ning Qia · Kaidi Huang · Zhiyuan Fana · Bolun Xua · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 本文研究了协调混合氢-电池储能系统的微电网长期能量管理问题。我们建立了一种近似的半经验性氢储能模型，以准确刻画氢储能系统效率随功率变化的特性。提出了一种无需预测信息的两阶段协同优化框架，该框架离线生成氢储能系统全年荷电状态（SoC）参考轨迹；在在线运行阶段，利用核回归方法对SoC参考值进行在线更新，并基于所提出的自适应虚拟队列在线凸优化（OCO）算法做出运行决策。本文创新性地引入了用于长期模式跟踪和专家跟踪的惩罚项，以实现步长的自适应更新。我们提供了理论证明，表明所提出的OCO算法在不依赖...

解读: 该氢储能-电池混合储能长期能源管理技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要应用价值。论文提出的无预测两阶段协调优化框架和自适应虚拟队列OCO算法,可显著提升混合储能系统的经济性和可靠性,运营成本降低60%、失负荷减少90%。该框架的长期SoC参考跟踪机制和功率相关效率建模方...

Freerk Klasin · Marco Prenz · Thomas Bauer · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要：储能对于风能和光伏等可再生能源按需发电至关重要。利用热能储存（TES）技术对化石燃料电厂进行改造，为大规模电网储能提供了一种具有成本效益的解决方案。本文探讨了采用改进型硝酸盐熔盐技术将超临界燃煤电厂改造为高灵活性电网储能系统的技术路径。目前最先进的TES系统受限于最高工作温度（不超过560°C），因为更高温度会导致硝酸盐分解。而超临界蒸汽发电厂为实现最佳效率需要超过600°C的蒸汽温度。为解决这一矛盾，可通过封闭式气体处理系统将硝酸盐分解产生的气态产物保留在储热系统内部，从而在高达620°...

解读: 该620°C硝酸盐储热技术为阳光电源PowerTitan等大规模储能系统提供重要参考。通过热能存储实现10小时以上长时储能,与ST系列PCS形成互补方案。燃煤电厂改造的灵活性调度需求,可结合GFM控制技术和iSolarCloud平台实现源网荷协同优化。单罐热斜温层系统降低18%成本的思路,启发阳光电...

Zixuan Wangabc1 · Zijian Chenbcd1 · Boyuan Wangbc1 · Chuang Wu 等12人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 与已发展了半个世纪的晶硅电池相比，钙钛矿太阳能电池（PSCs）的光伏转换效率在短短15年内已超过26%，成为当前备受关注的研究热点。然而，传统研究方法在应对钙钛矿材料（PVKs）成分多样、合成复杂以及需精确调控性能等方面面临诸多挑战。本综述系统阐述了钙钛矿材料在数字化制造方面的最新研究进展，重点涵盖实验室自动化、数据驱动的理性设计、高通量实验以及机器学习（ML）算法等方向。首先，论述了实验室自动化在显著提升实验效率与可重复性方面的重要作用；其次，强调了数据驱动方法在指导钙钛矿材料及器件理性...

解读: 钙钛矿电池数字化制造技术对阳光电源光伏逆变器产品线具有前瞻价值。该技术通过机器学习和高通量实验加速新型光伏材料开发,其26%转换效率已接近晶硅电池。阳光电源SG系列逆变器可提前布局钙钛矿电池适配性研究,针对其独特的IV特性优化MPPT算法;iSolarCloud平台可集成数据驱动方法,实现钙钛矿组件...

Salvatore Capasso · Bonaventura Tagliafierro · Iván Martínez-Estévez · Corrado Altomar 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 本研究提出了一种高保真度的数值水池，旨在分析波浪-海流场中产生的修正水动力特性，以生成波浪能转换装置（WEC）的功率矩阵。该数值水池基于开源的DualSPHysics拉格朗日框架，采用光滑粒子流体动力学（SPH）方法开发，通过物理实验数据进行了验证，并应用于点吸收式WEC的模拟。所提出的数值设施实现了开放边界条件，采用三阶一致波浪理论进行直接波浪生成，并通过多普勒相关函数约束流场。参考数据来自针对单色波的专门物理试验；波浪-海流数值水池在波浪变形和速度场方面表现出极高的精度。在本文的第二部...

解读: 该SPH数值波浪-海流耦合仿真技术对阳光电源海上新能源系统具有重要参考价值。研究揭示海流对波浪能转换器功率输出可造成10%衰减,这与海上光伏、储能系统面临的海洋动力环境高度相关。其高保真流固耦合建模方法可应用于海上漂浮式光伏支架设计优化、海上储能集装箱系统的动力响应分析。特别是文中功率传递函数矩阵计...