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一种用于直流微电网的多层级家庭能源管理系统
A Multi-Level Home Energy Management System (HEMS) for DC-Microgrids
Xin Lin · Ramon Zamora · Yazhou Jiang · Gang Chen 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年3月
为在太阳能与负荷预测不确定性下兼顾用户舒适度并降低运行成本,本文提出一种系统级与本地级协同的分层式家庭能源管理系统(HEMS)。系统级采用模型预测控制,结合长期与短期优化调度电池和超级电容器,降低运行成本并提升舒适度;短期层修正调度偏差并保障混合储能安全运行。本地级实现直流电压恢复、功率分配及电池荷电状态均衡。超级电容器用于补偿瞬态功率,减缓电池老化。实验结果表明,相比现有方法,该方法可显著降低系统运行成本。
解读: 该多层级HEMS架构对阳光电源ST系列储能系统和家庭ESS集成方案具有重要应用价值。其分层控制策略可直接应用于PowerTitan储能系统的能量管理:系统级MPC优化可集成至iSolarCloud云平台实现长短期调度协同,本地级控制可嵌入ST储能变流器实现直流母线电压稳定与功率分配。混合储能架构(电...
双面硅太阳能电池无银背面铝汇流条的超声波镀锡
Ultrasonic Tinning of Al Busbars for a Silver-Free Rear Side on Bifacial Silicon Solar Cells
Malte Brinkmann · Thomas Daschinger · Rolf Brendel · Henning Schulte-Huxel · IEEE Journal of Photovoltaics · 2025年2月
降低光伏(PV)银消耗量是近期太阳能电池研究的一个主要方面。对于双面钝化发射极及背接触(PERC+)太阳能电池,正面接触使用银。背面则采用铝金属化层与硅形成接触。铝的自然氧化物会阻碍标准焊接工艺。因此,背面银焊盘通常用于与铜线进行电池间互连。当采用超声焊接来浸润铝金属化层以形成锡焊盘时,可以避免使用银。我们展示了将互连件焊接到无银焊盘上具有机械稳定性,中位附着力高达3 N/mm。我们观察到,超声镀锡过程会穿透铝的自然氧化层,并在铝与焊料之间形成金属 - 金属接触。电阻测量表明,与使用银焊盘相比,...
解读: 该无银背面电极技术对阳光电源光伏产业链具有重要成本优化价值。从SG系列逆变器配套组件角度,超声波镀锡铝汇流条技术可显著降低双面PERC+电池的银耗成本,直接提升光伏系统度电成本竞争力。该技术对阳光电源的启发在于:1)在组件选型标准中可纳入无银背面技术评估,优化供应链成本结构;2)iSolarClou...
用于燃料电池混合动力汽车的三端口变换器有限控制集模型预测电流控制
Finite Control Set Model Predictive Current Control (FCS-MPCC) of Three-Port Converter for Fuel Cell Hybrid Electric Vehicles
Alonso Lizana · Javier Pereda · Felipe Rubio · Felix Rojas · IEEE Transactions on Vehicular Technology · 2024年10月
燃料电池混合动力汽车(FCEVs)在重载及长续航车辆中具有应用前景,但传统架构需多个变换器协调燃料电池、电池/超级电容与电机间的能量分配,导致系统复杂且损耗增加。本文提出一种仅含6个半导体器件的单级三端口变换器(TPC),集成燃料电池、电池与交流电机的能量管理。采用多变量最优控制策略——有限控制集模型预测电流控制(FCS-MPCC),实现多源功率协同调控与电机驱动。通过定制耦合电感替代原有三个独立电感,有效抑制交流环流,降低电流幅值约20%,提升系统效率与功率密度。实验基于0.5kW样机及城市工...
解读: 该三端口变换器的FCS-MPCC控制技术对阳光电源车载动力系统产品线具有重要参考价值。其单级6开关拓扑实现燃料电池、电池与电机的集成控制,可直接应用于阳光电源OBC充电机及电机驱动系统的架构优化,减少功率级数降低成本。定制耦合电感抑制环流的设计思路可借鉴至ST储能变流器的多端口DC/DC模块,提升功...
一种多因素参与的建筑一体化发电系统性能评估
Multi-factors-engaged performance assessment on a unique building integrated power generation system
Yicai Yan · Na Zhu · Xudong Zhao · Zhenyu Luo 等5人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.294
摘要 本研究提出了一种独特的建筑一体化发电系统,该系统集成了光伏(PV)电池、热电发电机(TEG)模块、季节可调的微通道热管(MCHP)阵列以及形状稳定的相变材料(PCM)板,命名为PV-MHCP-PCM-TEG系统,旨在同时提高光伏和热电发电机的效率。三通阀可根据气候条件自动调节其流向,MCHP阵列与PCM板的结合可增强传热效果并降低光伏电池的温度。首先,在中国武汉通过实验建立并验证了该系统的数学模型;随后,对该独特的建筑一体化发电系统开展了多因素参与的性能评估;最后,分析了PCM板对PV-M...
解读: 该光伏-热电-相变储能耦合系统对阳光电源ST储能系统和SG逆变器产品线具有重要启示。研究中的三通阀季节性调控策略可借鉴至PowerTitan液冷系统的智能热管理,相变材料(PCM)温控技术可优化储能电池热管理方案。系统通过微通道热管阵列实现PV温度降低26.8℃、发电效率提升10%,验证了热电联供在...
基于混合电池与氢/燃料电池储能系统的多源海上园区多目标能量管理
Multiobjective energy management of multi-source offshore parks assisted with hybrid battery and hydrogen/fuel-cell energy storage systems
Ehsan Kazemi-Robati · Sofia Varotto · Bernardo Silva · Irina Temiz · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 随着混合型海上园区技术的近期发展以及未来大规模实施的预期,研究适当的能量管理策略以提高这些园区在电力系统中的并网能力变得至关重要。本文提出了一种多目标能量管理方法,采用由电池和氢/燃料电池系统组成的混合储能系统,应用于多源风浪联合及风-光联合海上园区,旨在最大化电能输送量的同时最小化输出功率的波动。为求解所定义的能量管理优化问题,本文提出一种基于权重因子集合分析的策略,构建帕累托前沿,并在混合整数线性规划框架下评估每个权重对应的优化问题。随后,采用模糊决策方法从帕累托前沿中选取最终最优解。...
解读: 该多目标能源管理技术对阳光电源海上新能源场站解决方案具有重要价值。研究中的混合储能系统(电池+氢燃料电池)与我司ST系列PCS及PowerTitan储能系统高度契合,可实现功率波动降低40-80%的优化效果。多源互补架构可结合SG系列光伏逆变器与储能系统协同控制,通过混合整数线性规划优化算法提升能量...
硅基光伏组件退化及近期识别技术综述
A review on silicon photovoltaic module degradations and recent identification techniques
Abdulwahab A.Q.Hasan · A.W.Mahmood Zuhdi · Abbas M.Al-Ghaili · Ali Q. Al Shetwi 等7人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.288
摘要 光伏(PV)系统因全球对清洁能源日益增长的需求而以前所未有的速度部署。然而,最大的挑战在于确保这些光伏系统特别是光伏组件能够长期有效运行。本综述研究了不同硅基太阳能光伏技术的退化问题,包括双面电池,并重点关注近年来引入的技术,如隧穿氧化层钝化接触(TOPCon)电池和硅异质结(SHJ)电池。此外,本文还考察了太阳能光伏行业中用于故障和退化识别的最新技术进展。通过回顾多种分析与实验研究,建立了对太阳能光伏组件退化分析方法的深入理解,包括现场监测和加速老化实验。我们的分析表明,在新近开发的光伏...
解读: 该研究对阳光电源SG系列光伏逆变器及iSolarCloud平台具有重要价值。文章指出将扫描I-V曲线功能集成到逆变器中可实现早期衰减检测,这与我们SG系列逆变器的MPPT优化技术高度契合,可通过固件升级增强组件健康诊断能力。针对TOPCon和HJT等新型组件对UV和湿热敏感的发现,建议优化iSola...
以单位里程成本最小化为目标的燃料电池混合动力重型牵引车最优容量配置
Optimal sizing of fuel cell hybrid electric Heavy-Duty tractor with minimum of unit mileage cost
Xiaoyu Wang · Shouwen Yao · Pengyu Li · Yuyang Chen 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.330
摘要 本文提出了一种针对由燃料电池系统(FCS)、电池(B)和超级电容器(SC)组成的混合储能系统(HESS)的燃料电池混合动力重型牵引车(FCHHT)的最优混合能源容量配置方法。为此,提出了一种以单位里程(10^4 km)成本(UMC)为目标函数的评价指标,用于综合评估系统的初始成本、退化成本以及氢气消耗成本。此外,提出了一种基于平均功率与荷电状态(APS)的能量管理系统(EMS),其中给出了FCS与HESS之间的功率分配策略,并通过驱动循环功率需求的平均功率、FCS最高效率点功率、FCS最大...
解读: 该燃料电池混合动力重卡优化技术对阳光电源储能及充电业务具有重要借鉴价值。论文提出的电池+超级电容混合储能系统(HESS)架构与阳光电源ST系列PCS的多源协调控制理念高度契合,其基于平均功率和SOC的能量管理策略可应用于PowerTitan储能系统的功率分配优化。单位里程成本(UMC)优化方法为储能...
浸没式冷却实现过充电池热失控抑制:机制与评估指标
Immersion cooling enabled thermal runaway prevention in overcharged batteries: Mechanisms and metrics
Jiaxing Lia · Jingrong Oua · Shaohong Zenga · Long Chena 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401
摘要 浸没式冷却(IC)是一种有效的电池热管理策略。然而,在过充条件下,针对大容量磷酸铁锂(LFP)电池,其化学相容性以及对热失控(TR)抑制效果的定量影响仍缺乏充分的实验验证。本研究设计了三种冷却模式:完全浸没(FI)、非浸没安全阀(NISV)和完全非浸没(NI)。实验结果表明,FI模式通过限制电池最高温度和温升速率,显著抑制了热失控的发生。特别是在1/3充电倍率(C)条件下,FI模式可完全避免热失控,最高温度被控制在110.45 °C,最低温升速率为0.15 °C/s。此外,在1/3C过充条...
解读: 该浸没式冷却技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。研究验证了液冷技术在磷酸铁锂电池过充场景下可将温升速率降至0.15°C/s,完全抑制热失控,危险评分降低78%。可直接应用于PowerTitan等大型储能系统的热管理优化,结合ST系列PCS的过充保护策略,提升电网侧储能安全等级。该量化指标体系为i...
研究光伏封装材料在热加速老化下的交联、降解与粘附行为
Investigating the Crosslinking, Degradation, and Adhesion Behavior of Photovoltaic Encapsulants Under Thermal Accelerated Aging
Kuan Liu · David C. Miller · Nick Bosco · Jimmy M. Newkirk 等6人 · IEEE Journal of Photovoltaics · 2024年12月
光伏(PV)组件封装材料特性的退化会导致机械脆化和分层,这仍是太阳能装置出现故障的一个原因。此前已发表了一个多尺度可靠性模型,该模型将封装材料的机械和断裂特性与降解后的分子结构以及与相邻太阳能电池和玻璃基板的界面结合联系起来。该模型主要是为聚(乙烯 - 醋酸乙烯酯)(EVA)封装材料开发的,仍有待实验验证。确定替代封装材料(如聚烯烃弹性体(POE)和EVA/POE/EVA复合材料(EPE))的降解和交联动力学,可以推广该模型。在这项工作中,我们对完全固化的EVA、POE和EPE封装材料进行加速热...
解读: 该封装材料老化机理研究对阳光电源SG系列光伏逆变器配套组件的长期可靠性评估具有重要价值。EVA交联度与界面粘附性能的衰退规律可直接应用于iSolarCloud智能运维平台的预测性维护算法,通过建立老化模型实现组件失效预警。研究揭示的化学降解机制为PowerTitan大型储能系统中光伏侧组件选型提供理...
考虑电–氢–热混合储能系统的南极微电网多时间尺度优化经济调度
Optimal multi-timescale economic dispatch for Antarctic microgrids considering a hybrid electric–hydrogen–thermal energy storage system
Jingxuan Zhang · Xinyue Chang · Yixun Xue · Jia Suab 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.345
摘要 南极科考站严重依赖柴油发电机,运行成本高昂且环境可持续性差。为解决这一问题,本文研究了一种经济调度策略,通过引入电–氢–热混合储能系统,提升能源供应可靠性并降低对柴油的依赖。首先,构建了一种温度依赖型储能模型,以适应南极极端低温环境条件。基于该模型,设计了多时间尺度混合储能系统:短期采用锂电池应对小时级功率波动,中期采用钒氧化还原液流电池平抑日级波动,长期利用氢储能缓解季节性能量不平衡;同时设计了混合热储能系统,包含短期热储能用于缓冲快速变化的热负荷,以及长期热储能以维持稳定的供热输出。在...
解读: 该多时间尺度混合储能调度技术对阳光电源极端环境微网解决方案具有重要价值。文中温度自适应储能模型可指导ST系列PCS在极寒环境的热管理优化;短中长期储能协同策略(电池-液流电池-氢储能)与PowerTitan系统架构高度契合,可提升多时间尺度能量平衡能力;零敏感聚类算法对极夜场景的处理,可增强iSol...
优化澳大利亚偏远社区的混合能源系统:倾角在经济型绿色氢气生产中的作用
Optimizing hybrid energy systems for remote Australian communities: The role of tilt angle in cost-effective green hydrogen production
Tushar Kanti Roy · Sajeeb Sah · Amanullah Maung Than Oo · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.391
摘要 本研究探讨了集成光伏(PV)面板、电池、燃料电池(FC)、电解槽(EL)和氢气储罐(HT)的混合能源系统(HES),以满足澳大利亚偏远社区的能源需求。分析了两种系统配置:A型(PV/Batt/FC/EL/HT)和B型(PV/FC/EL/HT),重点关注成本效益、能源可靠性和氢气产量。采用了多种优化技术,包括布谷鸟搜索算法、非支配排序遗传算法II(NSGA-II)、序列二次规划算法(SQPA)、花粉授粉算法、约束粒子群优化(PSO)和和声搜索算法,以确定最优系统配置。当采用NSGA-II进行...
解读: 该混合能源系统研究对阳光电源ST储能系统与SG逆变器协同优化具有重要价值。研究验证了电池储能可降低22%系统成本,与我司PowerTitan方案理念契合;PV倾角优化可降低75%成本的发现,可指导SG逆变器MPPT算法改进;氢储能系统的能量管理策略可借鉴至我司GFM控制技术,提升离网场景下多能互补系...
航空电气化电力电子与驱动系统特刊主编寄语
Editorial Letter for the Special Issue on Power Electronics and Drive Systems for Aviation Electrification
Tao Yang · Jin Wang · Yilmaz Sozer · Fernando Briz · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
为响应COP26峰会强调的2050全球净零排放紧迫呼吁,交通运输行业正经历快速转型。汽车工业在电气化方面取得显著进展,航空业现正加强对可持续推进技术的关注。电力推进是这一转型的关键推动因素,与传统燃气涡轮发动机相比可显著降低温室气体排放、噪音水平并提高运行效率。电力电子和驱动系统构成电力推进的技术支柱,在实现电气化飞机所需的性能、安全性和可靠性方面发挥核心作用。该特刊从46篇投稿中精选20篇高质量同行评审文章,涵盖能源管理、保护与可靠性、系统稳定性、功率变换器创新和热管理解决方案等主题。
解读: 该航空电气化特刊对阳光电源拓展高功率密度电力电子应用有重要参考价值。特刊涵盖的500kW谐振开关电容变换器、1600V电动卡车和电动飞机动力总成应用与阳光电源在大功率储能变流器和电动汽车领域的技术发展方向一致。GaN基逆变器模块的高功率密度设计、热管散热管理系统和1MVA三电平ANPC逆变器热解决方...
JESTPE新任主编和副主编寄语
Editorial New EIC and DEIC of JESTPE
作者未知 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年2月
自2025年1月1日起,IEEE新兴与精选电力电子主题期刊JESTPE任命新主编Fernando Briz博士和副主编Sudip Mazumder博士。Fernando Briz于1990年和1996年获西班牙奥维耶多大学硕士和博士学位,现为该校电气电子通信与系统工程系全职教授,发表100余篇期刊文章和200余篇会议论文,主要涉及电力驱动和功率变换器领域,主持过70余个公共资助和产学合作项目。Sudip Mazumder于1993年获伦斯勒理工学院硕士学位、2001年获弗吉尼亚理工博士学位,为伊...
解读: 该JESTPE新任主编介绍对阳光电源学术合作和技术前沿跟踪有重要参考价值。Fernando Briz在电力驱动(轨道交通牵引系统、混合动力和电动汽车)、并网变换器(APF、有源前端、固态变压器)和储能系统(电池、飞轮、氢能)方面的研究与阳光电源产品线高度契合。Sudip Mazumder在高频链路功...
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