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通过集成太阳能热水器提高光伏板热效率的数值研究
A numerical investigation on improving the thermal efficiency of PV panels through integration with solar water collectors
Moataz M.Abdel-Aziz · Abd Elnaby Kabeel · Abdelkrim Kheli · Mohammed El Hadi Atti 等5人 · Solar Energy · 2025年2月 · Vol.287
摘要 本研究提出一种通过将光伏(PV)板与太阳能热水器集成以提升其热效率的独特方法。研究采用商业计算流体动力学(CFD)分析手段评估系统性能,并对比了两种不同的光伏/热(PV/T)配置方案。配置1为参考组,采用标准PV单元,宽度0.54 m,长度1.20 m。配置2则在保持相同PV面板尺寸的基础上进行了改进,集成了同尺寸的太阳能热水器。该太阳能热水器设计用于实现高效传热,水在泵驱动下以0.01 kg/s的受控质量流量在系统中循环流动。分析结果表明,与参考配置1相比,配置2的热效率显著提高了56....
解读: 该PV/T热管理技术对阳光电源SG系列逆变器及工商业光伏系统具有重要价值。研究显示通过水冷集热器可降低组件温度1.08%,提升电效率2.13%,这与我们MPPT优化策略高度契合。可将热仿真方法应用于1500V高压系统散热设计,结合iSolarCloud平台实现温度预测性维护。同时,回收的热能可为Po...
通过优化界面工程提升PbS-I量子点太阳能电池的电荷提取效率
Enhancing charge extraction efficiency in PbS-I quantum dot solar cell through optimized interface engineering
Muhammad Zahir Iqbal · Atika Bibi · Sajid Khan · Subhash Chandr 等8人 · Solar Energy · 2025年2月 · Vol.287
摘要 碘配体封端的硫化铅胶体量子点(PbS-I-CQDs)在下一代光伏器件中具有重要应用前景。然而,其性能受到吸收层内部及界面处非辐射载流子复合与电荷积累的限制。本文采用界面异质结策略,在吸收层(PbS-I)与载流子收集电极(Au)之间引入乙二硫醇封装的硫化铅(PbS-EDT)量子点薄膜作为空穴传输层(HTL),以缓解上述问题。为研究PbS-I-CQDs的光伏性能,我们设计了两种不同的器件结构:无HTL结构(Glass\ITO\ZnO\PbS-I\Au)和含HTL结构(Glass\ITO\ZnO...
解读: 该PbS量子点太阳能电池界面工程优化技术对阳光电源SG系列光伏逆变器具有前瞻参考价值。研究通过PbS-EDT空穴传输层优化载流子提取,将光电转换效率提升至10.7%,其界面异质结设计理念可启发我们在MPPT算法中针对新型光伏材料优化追踪策略。该技术降低非辐射复合、提升载流子迁移率的思路,与我们三电平...
利用离子液体和光照对全无机CsPbBr3半透明钙钛矿太阳能电池性能的影响
Exploiting the impact of Ionic Liquids and light exposure on performance of fully inorganic CsPbBr3 semi-transparent perovskite solar cells
Jessica Barichello · Barbara Paci · Paolo Moras · Javid Hajhemati 等11人 · Solar Energy · 2025年2月 · Vol.287
摘要 无机宽带隙CsPbBr3钙钛矿是一种在多种光电子器件(如太阳能电池、探测器和发光二极管)研究中具有重要意义的材料。尽管2.3 eV的带隙限制了不透明钙钛矿太阳能电池(PSC)的功率转换效率(PCE)难以超过10%,但这类材料在多个光伏(PV)领域仍具有广阔前景,例如建筑一体化光伏(Building Integrated PV)和农业光伏(agri-PV),在这些应用中,器件堆叠的半透明性可带来额外价值。在本研究中,我们开发了一种沉积工艺,在PbBr2沉积过程中引入BMIM-BF4离子液体,...
解读: 该CsPbBr3半透明钙钛矿电池技术对阳光电源光伏逆变器产品线具有前瞻价值。其2.3eV宽带隙特性和58%可见光透过率,适配BIPV和农光互补场景,可与SG系列逆变器的MPPT优化算法协同,提升建筑一体化和农业光伏系统效率。离子液体改性工艺提升的稳定性(MPP光照老化测试表现优异)为户外长期运行提供...
用于建筑一体化光伏的稳定大面积半透明钙钛矿太阳能组件的制备
Fabrication of stable large-area semi-transparent perovskite solar module for building-integrated photovoltaics
Qandeel Rehman · Asif Ijaz · Amir Shehzad Gul · Aimal Daud Khan 等9人 · Solar Energy · 2025年2月 · Vol.287
摘要 钙钛矿太阳能电池正在迅速发展,表明该光伏技术具有取代当前硅基太阳能电池板的潜力。本文探讨了采用手动丝网印刷技术制备半透明、可扩展的钙钛矿太阳能组件,且无需多次激光划线步骤。成功制备出一种基于碳材料、无空穴传输层的钙钛矿太阳能组件,其有效面积为900 cm²,能量转换效率达到11.83%。为评估这些组件是否具备市场应用准备,进行了在高湿度、强太阳辐照和极端温度条件下的加速老化测试。测试结果表明,在平均春季和夏季温度分别为35°C和44°C时,组件的平均退化率分别为0.04%和0.02%。在7...
解读: 该半透明钙钛矿组件技术对阳光电源BIPV光伏系统具有重要应用价值。900cm²大面积组件实现11.83%转换效率,在35-70°C温度范围内降解率仅0.02-0.11%,展现出色稳定性。可与SG系列组串逆变器及MPPT优化技术结合,应用于建筑一体化光伏场景。其碳基无空穴传输层设计降低成本,丝网印刷工...
铅-free梯度2D-3D钙钛矿太阳能电池的综合数值模拟与优化
Comprehensive Numerical Simulation and Optimization of Lead-free Graded 2D-3D Perovskite Solar Cells
Nikit · Rikmantra Basu · Jaspinder Kaur · Preeti Verm 等7人 · Solar Energy · 2025年2月 · Vol.287
摘要:二维卤化物钙钛矿材料在下一代高稳定性光伏器件中展现出巨大的应用潜力。尽管二维卤化物材料在电荷传输方面仍存在挑战,但通过引入2D-3D梯度结构T F B A₂SnI₄ₓ(FASnI₃)₁₋ₓ,其中二维组分为双(4-(三氟甲基)苄基铵)锡碘化物(T F B A₂SnI₄),三维组分为甲脒锡碘化物(FASnI₃),二者相互关联,形成了具有协同效应的结构。该结构不仅利用二维卤化物材料提供了长期稳定性,同时借助三维卤化物材料实现了更优的电荷传输性能。此外,梯度带隙结构有助于提升钙钛矿吸光材料对太阳光...
解读: 该无铅2D-3D梯度钙钛矿电池技术对阳光电源SG系列光伏逆变器产品具有重要参考价值。研究中26.33%的转换效率和梯度带隙优化吸收光谱的方法,可启发我们在MPPT算法中针对新型钙钛矿组件优化追踪策略。无电子传输层(ETM-free)架构简化了器件结构,与阳光电源三电平拓扑的高效率理念契合。该技术的长...
基于数据挖掘与机器学习的钙钛矿及有机太阳能电池最优材料搜索
Data-mining and machine learning based search for optimal materials for perovskite and organic solar cells
Nafees Ahm · Mahmoud A. A. Ibrahim · Shaban Rushdy Moustafa Say · Syed Shoaib Ahmad Shah 等6人 · Solar Energy · 2025年2月 · Vol.287
摘要 提出了一种基于数据挖掘的方法,用于搜索适用于光伏应用的有机化合物。从含有较低空穴转移重组能的有机化合物数据库中筛选有机半导体材料。选取三种聚合物给体作为标准结构,用于在数据库中搜索相似材料。采用机器学习预测能级,作为筛选最佳光伏材料的判据。使用分子指纹对机器学习模型进行训练。共尝试了40多种机器学习模型,其中随机森林模型表现最优(训练集和测试集的决定系数r-squared分别为0.800和0.609)。该机器学习模型被用于预测新材料的能级。同时预测了所选有机半导体材料的合成可及性,所有这些...
解读: 该机器学习材料筛选技术对阳光电源SG系列光伏逆变器及组件选型具有重要参考价值。通过数据挖掘优化钙钛矿和有机太阳能电池材料,可提升光伏组件转换效率,直接增强逆变器MPPT优化效果。随机森林模型预测能级的方法可应用于iSolarCloud平台,建立材料性能数据库,为1500V高压系统的组件匹配提供智能决...
通过光电机械仿真分析柔性钙钛矿太阳能电池的机械稳定性
Mechanical stability analysis of flexible perovskite solar cells via opto-electro-mechanical simulation
Boyan Li · Haoyang Wu · Yichu Zheng · Solar Energy · 2025年2月 · Vol.287
摘要 作为新兴的下一代光伏技术,柔性钙钛矿太阳能电池的性能已得到广泛研究。然而,对于各功能层的机械稳定性及其相应疲劳寿命的深入理解仍相对滞后。本研究通过光电机械耦合仿真,系统探究了弯曲变形条件下机械行为对器件光电特性及稳定性的双重影响。对器件中各层裂纹形成与能量积累——这些影响其疲劳寿命的关键因素——进行了系统且定量的分析。对于n-i-p结构而言,电子传输层和钙钛矿层的杨氏模量以及金属层的沉积位置在决定机械稳定性方面起着关键作用。其中,杨氏模量较小的钙钛矿层更有利于延长器件寿命;而电子传输层则需...
解读: 该柔性钙钛矿电池机械稳定性研究对阳光电源光伏逆变器产品具有前瞻价值。文章揭示的电子传输层与钙钛矿界面应力集中问题,为SG系列逆变器适配新型柔性组件提供设计依据。通过光-电-力多物理场仿真方法,可优化MPPT算法在弯曲形变场景下的追踪策略,提升iSolarCloud平台对柔性光伏系统的疲劳寿命预测能力...
用于城市建筑应用的高密度光伏叠瓦组件遮阴损耗增强研究
Shading-loss enhancement of high-density photovoltaic shingled module for urban building applications
Juhwi Kim · Jaesung Ba · Rakhyun Jeong · Jaehyeong Le · Solar Energy · 2025年2月 · Vol.287
摘要 在叠瓦式光伏(PV)组件中,太阳能电池通过导电胶(ECA)被分离并以串联方式连接。由串联连接的电池条组成的叠瓦串具有高电压、低电流的特性,可降低电阻损耗,并实现比传统光伏组件空间损耗更低的高效光伏组件生产。然而,该方法存在对阴影更敏感的缺点,因为在分割过程中使用的太阳能电池条比传统光伏组件中的典型电池串更小且呈分段结构。在城市建筑环境中,遮阴现象较为普遍,因此必须解决遮阴问题。本文提出的串列交叉互连方法,是将一个或两个叠瓦串进行捆绑并以交叉方式排列。当模块底面25%面积被遮挡时,传统串列互...
解读: 该叠瓦组件串联交叉互联技术对阳光电源SG系列光伏逆变器的MPPT优化策略具有重要参考价值。传统叠瓦组件在25%遮挡时输出降至52%,新方法可延迟至41.6%遮挡才旁路,输出改善17%。这为城市建筑BIPV场景下的逆变器多路MPPT算法优化提供新思路,建议结合iSolarCloud平台的阴影识别功能,...
基于TCN-Transformer模型的多物理场变压器异常状态识别
Transformer Abnormal State Identification Based on TCN-Transformer Model in Multiphysics
Junjie Feng · Ruosong Shang · Ming Zhang · Guojun Jiang 等6人 · IEEE Access · 2025年2月
变压器是电力系统关键组件,其运行稳定性对确保电网安全可靠性起决定性作用。为应对实际运行中负荷和环境因素影响准确评估变压器健康的挑战,本文分析变压器的电气、热和振动特性。采用k-means++算法根据变压器负荷电流、环境温度和运行电压三个关键参数分类运行条件。提出基于时序卷积网络-Transformer(TCN-Transformer)的融合模型识别变压器异常运行状态。以500kV变压器为例进行实验。结果表明,所提TCN-Transformer模型在预测精度方面显著优于对比算法。模型有效捕获数据内...
解读: 该多物理场诊断技术对阳光电源储能变压器和箱变监测具有应用价值。阳光大型光伏电站和储能站配备大量箱式变压器,需要实时健康监测和异常预警。该研究的TCN-Transformer模型集成电气、热和振动多维数据,可应用于阳光箱变智能监控系统,实现异常状态早期识别。在储能电站中,变压器异常可能导致系统停机和经...
基于弹道搜索算法的元启发式方法增强光伏系统在局部遮阴条件下的最大功率点跟踪
Enhanced MPP Tracking in Partial Shading Conditions for Solar PV Systems: A Metaheuristic Approach Utilizing Projectile Search Algorithm
Md Tahmid Hussain · Mohammed Shahabuddin · Liang-Yin Huang · Adil Sarwar 等6人 · IEEE Access · 2025年2月
为提升光伏系统在局部遮阴条件下的最大功率点跟踪性能,本文提出一种基于弹道搜索算法(PSA)的新型元启发式MPPT方法。PSA模拟物体抛射运动机制,在复杂多峰P-V特性曲线下快速准确寻优。通过与Jaya、 cuckoo搜索、粒子群优化及扰动观察法对比,并结合MATLAB/Simulink仿真与Typhoon HIL-402硬件在环实时验证,结果表明该方法在跟踪速度、效率及稳定性方面均优于传统算法,有效提升了部分阴影下光伏系统的发电效率。
解读: 该弹道搜索算法MPPT技术对阳光电源SG系列光伏逆变器产品线具有直接应用价值。针对复杂遮阴场景下的多峰功率曲线,PSA算法的快速寻优特性可显著提升现有MPPT算法性能,特别适用于山地、屋顶等易遮挡场景。该技术可集成至阳光电源1500V高压系统的组串式逆变器中,结合iSolarCloud云平台实现智能...
微电网控制与管理的强化学习解决方案综述
Reinforcement Learning Solutions for Microgrid Control and Management: A Survey
Pedro I. N. Barbalho · Anderson L. Moraes · Vinicius A. Lacerda · Pedro H. A. Barra 等6人 · IEEE Access · 2025年2月
微电网MG是包含负荷和分布式能源资源的配电系统部分,能够并网或离网运行。具有适当设计的MG控制器提升能源效率,在现代配电系统中发挥重要作用。因此,MG管理和控制因其复杂运行成为广泛研究领域。强化学习RL为处理MG复杂动态和非线性提供自适应解决方案,是传统算法和控制方法在负荷频率控制、资源分配和能源管理等任务中的替代方案。鉴于该主题相关性,本综述检验RL在MG控制和管理中的作用,在先前综述基础上提供全面更新,按RL类型、控制目标和MG运行模式对文章分类。此外,评估基于RL解决方案的硬件实施和性能评...
解读: 该强化学习综述对阳光电源微电网智能控制具有重要指导价值。阳光PowerStack微电网系统需要自适应控制算法应对负荷波动和能源不确定性。该研究系统梳理的RL方法可应用于阳光微电网EMS系统,优化负荷频率控制和能源调度。在工商业微电网场景下,RL可实现储能系统的智能充放电决策,提升经济效益。该综述识别...
电解槽:趋势、电气建模及其动态响应综述
Electrolysers: A Review on Trends, Electrical Modeling, and Their Dynamic Responses
Mahyar Tofighi-Milani · Sajjad Fattaheian-Dehkordi · Matti Lehtonen · IEEE Access · 2025年2月
全球向电力系统高比例可再生能源集成运动以应对气候变化,突显清洁能源在未来能源系统可持续发展中的重要性。同时氢能作为清洁燃料在工业和交通等领域日益突出。然而可再生能源间歇性给供需平衡和电网稳定性带来挑战,需要高效储能解决方案。氢经济为电力系统平衡管理挑战引入新维度。在电气建模特别是电力系统稳定性分析方面,电解槽动态模型至关重要。由过剩可再生能源驱动的水电解已成为制氢的有前景方法,促进可持续能源实践进步。本文概述电解技术,探索碱性、质子交换膜和固体氧化物电解槽的电气行为,同时从建模角度分类。分别研究...
解读: 该电解槽综述对阳光电源氢能和储能系统集成有前瞻性参考价值。阳光可探索电解制氢在可再生能源消纳和长时储能中的应用。电解槽电气建模技术对阳光开发电解槽电源和能量管理系统有指导意义。动态响应分析对阳光储能系统与电解槽协同控制有价值。电解槽作为灵活性负荷参与电网调节,与阳光虚拟电厂理念一致。该综述为阳光探索...
基于双向功率流的直流微电网在网络安全攻击下的无缝分布式功率管理
Seamless Distributed Power Management of DC Microgrid Under Cyber Attacks With Bidirectional Power Flow
Dat Thanh Tran · Kyeong-Hwa Kim · Jih-Sheng Lai · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年2月
本文提出一种面向双向功率流的直流微电网无缝分布式功率管理方法,可在严重网络攻击下实现系统整体稳定。基于V*–P下垂曲线的分布式二级控制确保在不确定性条件下对电动汽车、风力机、电池、负荷及电网代理构成的系统进行功率与电压调节,并随电价动态调整电网下垂曲线以降低用电成本。通过引入补偿项的弹性控制策略,有效抑制虚假数据注入和拒绝服务等网络攻击的影响。改进的控制结构显著减小了电压超调,且仅需单向数字通信链路,降低了系统成本与通信负担。仿真与实验验证了该方案的有效性与可行性。
解读: 该网络攻击防护下的分布式功率管理技术对阳光电源PowerTitan储能系统和微电网解决方案具有重要应用价值。文中V*-P下垂控制与弹性补偿策略可直接应用于ST系列储能变流器的二级控制层,增强系统抵御虚假数据注入和DoS攻击的能力,提升iSolarCloud云平台通信安全性。双向功率流管理方案适配光储...
双区域含风电电力系统的分散式合成惯性控制
Decentralized Synthetic Inertia Control for Two-Area Power Systems With Wind Integration
Aldo Barrueto · Hector Chavez · Karina Barbosa · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年2月
随着可再生能源通过电力电子接口大量接入,现代电力系统稳定性可能下降。现有合成惯性控制多基于单区域均匀频率假设,难以反映多区域系统的实际动态特性,且常忽略通信系统的局限性。本文提出一种适用于含风电双区域系统的分散式合成惯性控制策略,充分考虑区域间频率差异及通信约束。基于智利电力系统实际运行数据的动态仿真结果表明,该方法在维持系统稳定性和优化频率最低点方面性能接近集中式控制,且仅依赖本地变量,无需区域间实时通信,更具实用性。
解读: 该分散式合成惯性控制技术对阳光电源储能和风电变流产品具有重要应用价值。可直接应用于ST系列储能变流器和风电变流器的GFM控制系统,优化其在多区域电网中的频率支撑能力。特别是对PowerTitan大型储能系统,该技术可提升其在无通信条件下的分布式协同控制性能。通过本地变量实现合成惯性响应,避免了跨区域...
基于新型三参数特性曲线的光伏电源频率调节与最大功率点跟踪统一策略
A Unified Strategy for Frequency Regulating and MPPT for Photovoltaic Sources Based on a Novel Three-Parameter Characteristic Curve
Yihao Zhu · Hongda Cai · Pengcheng Yang · Yongzhi Zhou 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年2月
大规模光伏(PV)并网会降低系统惯性和电能质量,导致频率波动加剧、稳定性下降。为此,本文提出一种光伏电源频率调节与最大功率点跟踪(MPPT)的统一控制策略,以提供电网辅助服务。该策略采用一种新型三参数PV特性曲线的迭代有功功率控制(APC)方法,可实时重构光伏发电模型,明确系统频率、输出功率与工作电压间的关系,具备高精度、快收敛和强可解释性。所提自适应控制策略可根据实时辐照变化自主切换频率调节与MPPT模式,无需额外传感器,有效提升太阳能利用效率与频率调节能力,并避免模式切换时的控制器振荡。硬件...
解读: 该三参数特性曲线统一控制策略对阳光电源SG系列光伏逆变器和ST储能系统具有重要应用价值。其核心创新在于实现频率调节与MPPT的自适应切换,可直接应用于SG系列逆变器的控制算法优化,提升电网辅助服务能力。该策略无需额外传感器即可实时重构光伏模型,与阳光电源现有MPPT算法形成互补,特别适合大型地面电站...
通过数值天气预报模型的偏差校正技术提升风力发电预测精度
Enhancing Wind Power Forecasts via Bias Correction Technologies for Numerical Weather Prediction Model
Cheng-Liang Huang · Yuan-Kang Wu · Quoc-Thang Phan · Chin-Cheng Tsai 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月
摘要:随着能源转型的持续推进以及风力发电装机容量的不断增加,近期研究进展表明,准确的数值天气预报(NWP)能够提高风电功率预测的质量。虽然大多数研究主要关注经过偏差校正的数值天气预报对风速的影响,但很少有研究探讨经过偏差校正的数值天气预报与风电功率预测之间的关系。因此,本研究旨在通过对数值天气预报得出的风速应用偏差校正技术来改进风电功率预测。具体而言,本研究制定了一种合理的后处理策略来修正数值天气预报的输出结果。采用衰减平均法和概率匹配均值法,系统地对三种不同的数值天气预报模型——即雷达天气研究...
解读: 该研究对阳光电源的风电和储能产品线具有重要应用价值。通过数值天气预报偏差校正技术,可显著提升风电场发电功率预测精度,这对我司ST系列储能变流器和PowerTitan储能系统的调度策略优化至关重要。具体而言,精确的风功率预测可用于:1)优化储能系统的充放电调度,提高风储联合运行效率;2)完善iSola...
用于评估长距离交流传动中采用直流输电时电缆采购节约的工具
Tool for the Assessment of the Savings in the Cable Acquisition When Employing DC Transmission in Long Distance AC Drives
André Mendonça Alzamora · Caio Eduardo Silva · Marco Tulio Alves Êvo · Hélder de Paula · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月
在采矿过程的不同阶段,通常会使用由脉冲宽度调制(PWM)转换器供电的交流(AC)电机,且这些电机一般通过长电缆连接。虽然这些驱动装置带来了显著优势,但也引发了与高频问题相关的挑战,进而缩短了系统组件的使用寿命。现成的解决方案通常涉及采用无源滤波器,这往往会对系统的成本和效率产生不利影响,因此有必要研究新的替代方案。近期有一项提议提出了一种独特的方法,即将变频器分为整流器和逆变器单元。整流器保持原位,而逆变器则靠近负载放置。这样一来,驱动系统采用直流(DC)进行电力传输。这种创新拓扑结构不仅消除了...
解读: 该直流输电评估工具对阳光电源长距离电力传输场景具有重要参考价值。在大型地面光伏电站中,SG系列逆变器阵列与升压站间距可达数公里,采用直流汇集方案可显著降低电缆成本;PowerTitan储能系统在矿山、工业园区等分布式部署时,直流母线架构可减少AC/DC转换损耗与线缆投资。该工具的技术经济分析方法可应...
具有反步预测的双三相四桥臂多电平逆变器用于不平衡低压电网
Dual Three-Phase Four-Leg Multilevel Inverter With Backstepping Prediction for Unbalanced Low-Voltage Grids
Joaquim Monteiro · V. Fernão Pires · Armando Cordeiro · José Fernando Silva 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月
风能和太阳能等可再生能源在降低电力系统碳排放方面发挥了重要作用。然而,当这些能源接入低压电网时,由于大量单相负载的存在,可能会出现一些问题。这种情况常常导致负载不平衡,进而可能增加损耗,甚至导致某一相出现欠压或过压现象。在孤立微电网的背景下,这一问题尤为关键。因此,本文提出了一种基于双三相四桥臂多电平逆变器的新型光伏并网发电储能控制系统。这种功率变换器拓扑结构由两个四桥臂两电平三相逆变器组成,它将两个光伏阵列连接到一个四线三相变压器,该变压器再接入电网。这种配置旨在将光伏产生的电力注入低压(LV...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,该论文提出的双三相四桥臂多电平逆变器技术及其反步预测控制方法,为解决低压配电网不平衡负载问题提供了创新路径,与公司在分布式光伏和储能系统领域的战略布局高度契合。 该技术的核心价值在于通过四线制拓扑结构实现对单相不平衡负载的有效支撑,这在农村电网、海岛微网等应用场景中具有显...
基于双层MPC的微网中DFIG参与一次频率调节的增强型构网控制策略
Enhanced Grid-Forming Control Strategy for DFIG Participating in Primary Frequency Regulation Based on Double-Layer MPC in Microgrid
Zeyu Zhang · Dan Sun · Chen Zhao · Zhenyu Gu 等5人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年2月
为提高微电网中双馈感应发电机(DFIG)系统的频率支撑能力并改善控制效果,本文提出一种基于双层模型预测控制(MPC)的双馈感应发电机成网控制(GFM - DFIG)方法用于一次调频(PFR)。首先,设计了顶层MPC,通过优化虚拟同步发电机(VSG)控制器的控制系数和功率指令来增强PFR能力。该层以预测的频率恶化趋势为参考,在并网和孤岛模式下自适应调节控制系数。然后,采用二次优化算法,结合系统频率响应(SFR)模型,计算出能抑制频率下降的附加功率,用于修正功率指令。同时,设计了VSG控制器的阻尼比...
解读: 从阳光电源微电网解决方案和分布式能源系统业务视角看,这项基于双层模型预测控制的双馈风机构网型控制技术具有重要的参考价值和应用潜力。 该技术的核心创新在于通过双层MPC架构提升风机的一次调频能力,这与阳光电源在光储系统中面临的频率支撑需求高度契合。上层MPC通过预测频率劣化趋势自适应调节虚拟同步机控...
非线性实时分布式最优控制用于信息物理电力系统的频率调节
Nonlinear Real-Time Distributed Optimal Control for Frequency Regulation of Cyber–Physical Power Systems
Xiao Qi · Jizhen Liu · Wenguang Zhang · Hui Deng · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年2月
随着可再生能源在电力系统中渗透率的提高,分布式最优控制(DOC)方法被视为实时协同解决负荷频率控制与经济调度问题的有效途径。本文提出一种新型DOC方法,以应对信息物理电力系统中的非线性特性,包括物理约束与时滞。首先,结合部分原始-对偶梯度算法与自抗扰控制(ADRC),构建基于ADRC的DOC方法以提升频率控制性能;引入正投影算子处理机组出力饱和与联络线热约束;利用Lyapunov函数理论证明系统稳定性;进一步设计时滞补偿的扩张状态观测器,重构DOC方法以同时应对物理约束与时滞。最后通过实时硬件在...
解读: 该非线性实时分布式最优控制技术对阳光电源储能与新能源并网产品具有重要应用价值。针对PowerTitan大型储能系统,ADRC自抗扰控制结合正投影算子可优化ST系列储能变流器的调频响应,在处理功率饱和约束的同时实现经济调度与频率调节协同优化。时滞补偿扩张状态观测器可应用于iSolarCloud云平台的...
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