Yun Wanga · Fan Zhang · Hongbo Koua · Runmin Zoua 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.396

摘要 鉴于风能资源具有显著的变异性，解决风能预测中固有的不确定性至关重要。因此，研究人员已开发出多种概率模型，这些模型为理解风能的波动特性提供了有价值的见解，并提升了预测的准确性。本文旨在分析预测不确定性中不同类型不确定性的意义，并对风速与风电功率预测的概率方法进行系统而全面的综述。特别地，本文详细考察了用于生成预测区间（作为预测不确定性的一种通用表示形式）的代表性模型结构。此外，本综述还探讨了用于评估概率预测质量的各类评价指标，并对其数学表达、时间复杂度以及适用条件进行了分析。这些评价指标在判...

解读: 该风电预测不确定性建模技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。通过概率预测方法可优化ST系列PCS的充放电策略,提升PowerTitan储能系统在风储耦合场景下的能量管理精度。预测区间技术可为iSolarCloud平台提供更可靠的风电波动预判能力,辅助GFM/VSG控制策略实现更平滑的功率调节。不确...

Wei Gao · Mengyao Han · Lijuan Chen · Chao Ai 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.324

摘要 在传统能源结构向全生命周期零碳排放的可再生能源转型背景下，风力发电是一种典型的基于可再生能源的发电形式，风电项目的生命周期碳排放已成为全球关注的焦点。由于风能的波动性和随机性直接影响风电项目的碳排放，因此准确预测其在服役期间的碳排放量及环境影响具有较大难度。本文以中国秦皇岛市的沿海风电场为研究案例，在不考虑风机间尾流效应的情况下，构建了考虑风况影响的预测型全生命周期碳排放核算体系，围绕整个生命周期建立了减排指标体系，并将风电的减排能力与传统火电工程进行了对比分析。结果表明，该风电项目的净碳...

解读: 该研究对阳光电源风电配套储能系统具有重要参考价值。研究揭示风电全生命周期碳减排潜力达71.47%,但风能波动性影响碳排放精准预测。阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统可通过平抑风电波动,提升发电稳定性,优化碳减排效益。结合iSolarCloud平台的预测性维护功能,可建立风储协同的全...

Mao Yang · Yuxi Jiang · Chuanyu Xu · Bo Wang 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.388

摘要 随着风电产业的快速发展和风电装机容量的不断增加，影响发电量的因素在时间和空间上呈现出高度耦合的关系，这给风电场群功率预测（WFCPP）带来了极大的挑战。为解决这一问题，本文提出了一种考虑风电集群趋势聚合特性与空间信息集成（SII）的区域风电功率预测（WPP）精度提升方法。首先，引入一种考虑空间特征的趋势聚类方法以实现集群划分。该方法采用静态分区策略应对持续随机变化的动态环境，削弱了风速空间离散性对集群划分的影响。其次，深入挖掘多个风电场群（WFC）之间的多维时空耦合特性，并构建了融合时空信...

解读: 该风电集群功率预测技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。通过趋势聚类和空间信息融合,可显著提升区域风电预测精度(RMSE降低2.07%),为ST系列PCS和PowerTitan储能系统提供更精准的充放电调度依据。其时空耦合特征挖掘方法可集成至iSolarCloud平台,优化风储协同控制策略,配合G...

Guojin Si · Tangbin Xi · Dong Wang · Nagi Gebraeel 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.379

摘要 风能持续成为增长最快的可再生能源来源，其中海上风电的开发在全球范围内发挥着关键作用。然而，一个重要的挑战是海上风电港口容量不足，可能导致安装和维护计划的延误。现有的运维（OAM）框架通常忽略了港口和船舶可用性受限所带来的约束，主要关注资源无限制条件下对维护调度的影响。为解决这一问题，本文提出一种新颖的以资源为中心的维护策略（RCMS），该策略纳入了多种资源条件对机会性维护调度及多类型船舶路径规划的影响。与传统的以设备健康状态为中心的维护策略不同，RCMS通过量化动态风速变化带来的机会来优化...

解读: 该资源中心维护策略对阳光电源海上风电储能系统(PowerTitan/ST系列PCS)具有重要借鉴价值。文中基于气象预测的动态调度优化思路可应用于iSolarCloud平台,通过整合风-光-储多资源协同调度,优化储能系统充放电策略与运维计划。特别是多端口协同调度方法可启发分布式储能集群的灵活资源配置,...

Xun Shen · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年9月

精确的风电机组功率曲线对风电状态监测与出力预测至关重要。然而，实际数据集中存在大量因通信故障等因素导致的异常数据，直接影响模型拟合性能。本文提出一种统一的集值回归方法，同步实现异常数据检测与曲线拟合。采用区间神经网络建模，通过构建机会约束优化问题进行训练，并提出基于样本的Sigmoid逼近法求解，证明了逼近方法的收敛性与概率可行性。所得区间可界定正常数据范围用于异常检测，其中心则构成拟合曲线。实验验证表明该方法优于现有方法。

解读: 该集值回归方法对阳光电源的风电变流器和储能系统具有重要应用价值。首先，可集成到iSolarCloud平台的智能诊断模块，提升风电机组功率曲线的拟合精度和异常检测能力。其次，该方法的区间神经网络建模思路可应用于ST系列储能变流器的功率预测和调度优化，特别是在风储联合运行场景中。此外，文中的机会约束优化...

Yanghong Xia · Hanghang He · Wei Wei · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月

通过氢气利用风能提供了一种有前景的可再生能源解决方案。然而，风力的间歇性给风力发电机和电解槽的协调带来了挑战。为解决这一问题，可以采用基于直流母线电压信号的风氢功率协调控制。但由于风能与氢能不匹配，直流母线电压频繁超出正常范围，这威胁到系统的安全稳定运行。针对这一挑战，本文首先建立了风氢直连系统直流母线电压的动态模型。然后，通过详细的数学推导分析了电压波动机制。在此基础上，提出了一种鲁棒功率自平衡控制方法，利用自适应反正切函数将直流母线电压维持在合适范围内，同时确保在波动工况下风力发电机和电解槽...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇关于风氢直连系统鲁棒功率自平衡控制的研究具有重要的技术参考价值。该研究针对风电制氢系统中直流母线电压波动这一核心痛点，提出了基于自适应反正切函数的控制策略，这与我司在新能源系统集成控制方面的技术路径高度契合。 从技术迁移角度分析，该论文的直流母线电压协调控制思想可直接...

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...

Songyue LIU · Qiusheng LIab · Bin LUab · Junyi HEab · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.324

摘要 预测海上风力机的尾流特性及输出功率对于优化风电场布局并最大化风能产量至关重要。近年来，多种计算流体动力学方法被开发用于预测风力机尾流和输出功率，并相比传统解析模型表现出良好的性能。然而，在海上风电场设计中，计算流体动力学通常涉及较高的计算成本，因为需要考虑不同机组间距下多种复杂的海上风况。为在保证预测精度的同时提升计算效率，本文结合大涡模拟与卷积神经网络开展研究。大涡模拟有效融合了致动线方法与离散合成随机流生成技术，用于生成单台风力机在不同来流风速和湍流强度条件下的尾流速度、尾流湍流强度以...

解读: 该LES-CNN混合预测技术对阳光电源海上风电场储能配置具有重要价值。通过精准预测尾流效应和功率输出(误差<3%),可优化ST系列储能变流器的容量配置和PowerTitan系统的调度策略。尾流湍流强度数据可指导GFM/VSG控制算法应对风电波动,提升电网支撑能力。深度学习方法可集成至iSolarCl...

Ya Zhao · Xiyun Yang · Yanfeng Zhang · Qiliang Zhang · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年1月

复杂的风浪环境会加剧浮式海上风力机的外部扰动与功率波动，影响其稳定运行。为此，本文提出一种事件触发的H∞俯仰控制策略。首先建立考虑风浪复合扰动的线性变参数模型，融合系统各子系统的动态特性；进而将事件触发机制引入H∞控制框架，推导系统渐近稳定且H∞性能范数有界的判据，并给出反馈增益矩阵的设计算法，有效降低控制器更新频率。最后基于IEA 15 MW参考风力机，结合OpenFAST与MATLAB/Simulink进行仿真，结果表明所提方法相较于连续时间控制策略具有更优的控制性能。

解读: 该事件触发H∞控制技术对阳光电源储能与风电产品线具有重要参考价值。首先，其提出的线性变参数建模方法可用于优化ST系列储能变流器的扰动抑制能力；其次，事件触发机制能降低PowerTitan储能系统的控制器计算负荷，提升系统响应效率。特别是在海上风电并网应用中，该控制策略可提升阳光电源风电变流器的功率平...

Hafsah Mushtaq · Abdul Saleem Mir · Nilanjan Senroy · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年12月

本文研究了表征风速动态特性的风速自相关性对并网双馈感应发电机（DFIG）系统电力系统动态特性的影响。基于蒙特卡罗的非线性时域仿真（MC - TDS）和随机特征值分析被用于证明随机风动态特性的影响。MC - TDS的统计结果通过基于随机微积分的李亚普诺夫方程法（LEM）进行了验证。此外，相应时域仿真结果的傅里叶分析对研究结果进行了补充。研究得出结论，风速自相关性是表征随机风速波动对DFIG动态性能影响的一个重要因素。研究针对不同的电网强度、DFIG不同的传动系统参数以及不同的风速状态考察了该影响。...

解读: 该研究对阳光电源的风电变流器和储能变流器产品线具有重要参考价值。风速自相关性对双馈机组动态特性的影响机理，可直接应用于我司风电变流器的控制策略优化，特别是在低频功率振荡抑制方面。研究结论也可迁移应用到ST系列储能变流器的并网控制，通过改进GFM/GFL控制算法提升系统稳定性。建议在现有产品中增加基于...

Zishuo Huang · Wenchuan Wu · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年11月

风电场被鼓励提供自动发电控制（AGC）服务，但风机间的复杂气动相互作用增加了AGC控制难度。本文提出一种基于推力系数（主要通过变桨角调节）和偏航角控制动作的显式风速预测模型，并基于Navier-Stokes方程的数值实验验证其准确性。鉴于推力系数与偏航角调节涉及显著不同的时间尺度，设计了一种双阶段模型预测控制（MPC）策略。该策略以所提风速预测模型作为各风机风速的代理模型，第一阶段根据预测时刻风电场可用功率是否充足优化偏航角参考值；第二阶段协调控制各风机的推力系数与偏航角，以跟踪AGC功率指令并...

解读: 该双阶段MPC控制策略对阳光电源的风电储能系统具有重要参考价值。首先，文中提出的风速预测模型可优化ST系列储能变流器的功率调度算法，提升风储联合运行效率。其次，基于时间尺度分离的双阶段控制思路可应用于PowerTitan大型储能系统的多时间尺度功率控制，协调电池荷电状态管理(慢)与功率快速响应(快)...

Barry Johnston · Dlzar Al Kez · S. Francis Sean Mcloon · Aoife Foley · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378

摘要 北爱尔兰旨在到2030年实现1吉瓦（GW）的海上风电装机容量，以降低能源的碳排放强度。然而，该地区在推进海上风电发展过程中面临诸多挑战，包括政治和地理方面的制约因素。本研究探讨了这些挑战与机遇，重点关注北爱尔兰海上风电部署的技术性与创新性问题。在方法上，本研究采用先进的空间分析技术，对水深、船舶密度、海底底质以及风能资源进行评估，并通过多准则分析整合多种参数，识别适用于不同类型风机基础结构的最佳选址区域。通过对该地区6500平方公里海域的分析，研究发现，由于海洋保护立法、航运及渔业活动的影...

解读: 北爱尔兰海上风电规划研究对阳光电源储能及风电变流系统具有重要参考价值。该区域1GW固定式及更大规模漂浮式风电潜力,需配套大容量储能系统平抑海上风电波动性。阳光电源ST系列PCS及PowerTitan储能方案可提供MW级快速响应能力,GFM构网型控制技术可增强海上风电并网稳定性。针对深水漂浮式风电场景...

Liting Wang · Renzhi Liu · Weihua Zeng · Lixiao Zhang 等10人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.325

摘要 理解区域理论风能潜力对于风电规划与建设至关重要。以往的研究面临诸多挑战，包括风速数据质量不一致、分布参数中的不确定性未被量化，以及估算理论风能潜力的方法存在缺陷。因此，本研究提出了一种分层贝叶斯-蒙特卡洛框架，以概率性和分层方式处理多年期、多来源的风速数据。该框架能够量化风速分布及其参数相关的不确定性，并通过整合历史数据降低预测误差。此外，本研究在传统理论风能潜力估算方法的基础上，进一步考虑了叶片扫掠高度范围内风速和空气密度变化以及最大可能功率系数的影响。结果表明，青藏高原地区的风速分布符...

解读: 该青藏高原风电潜力评估框架对阳光电源风电变流器布局具有重要参考价值。贝叶斯-蒙特卡洛模型可量化风速分布不确定性,为ST储能系统在高原风电场的容量配置提供精准数据支撑。研究揭示的风速-空气密度垂直变化特性,可优化风电场侧储能PCS的功率预测算法和充放电策略。青藏高原60%以上区域具中高风电潜力,结合i...

Peiqi Zhao · Yongqing Meng · Mengwei Ge · Shuhao Yan 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年6月

全直流海上风电系统是远距离大功率输电的可行方案。本文提出一种适用于该系统的串并联直流汇集拓扑。针对中压大功率风电机组，设计了一种新型串并联模块化多电平变换器，通过串并联结构提升机组电压等级，并利用多绕组变压器消除二次功率波动，降低直流侧电容需求。同时，为解决串联机组间的风功率差异问题，配置功率平衡系统以实现各机组的最大功率点跟踪。相比传统系统，该拓扑省去昂贵的海上平台，缓解弃风问题。通过数字仿真与实时硬件在环实验验证了所提拓扑及其控制策略的有效性与优越性。

解读: 该串并联直流汇集拓扑技术对阳光电源储能与风电产品线具有重要参考价值。其模块化多电平变换器设计思路可用于优化ST系列储能变流器的高压直流架构,提升PowerTitan储能系统的功率密度。文中的功率平衡控制策略与MPPT算法对风光储一体化系统的协调控制具有启发意义。特别是多绕组变压器消除二次功率波动的方...

Hongrui Li · Shuangxin Wang · Jiading Jiang · Jun Liu 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年9月

风况的随机性与发电受限导致风电功率曲线上正常数据分布稀疏，易在数据清洗中被误删，影响短期风电预测。为此，本文提出一种基于风速-功率相关趋势构建决策边界的方法以保留正常数据。首先利用风速与功率的正相关性，采用增量趋势搜索策略提取趋势曲线；进而引入散点运动趋势算法消除密集的受限功率数据；最后基于核函数构建3-sigma边界，抑制残余聚类异常值对边界的影响。在三个风电场共17台风机上的实验表明，该方法优于八种先进算法，尤其适用于正常数据稀疏场景。

解读: 该风速-功率相关趋势清洗方法对阳光电源的风电储能混合系统具有重要应用价值。可直接应用于PowerTitan大型储能系统的风储联合调度优化,提升ST系列储能变流器在风电场景下的功率预测精度。该方法通过保留稀疏正常数据,有助于iSolarCloud平台实现更准确的风电功率预测和储能调度决策,对提升风储混...

Ali Safaeinejad · Mohsen Rahimi · Dao Zhou · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年7月

大型风力机中持续的风湍流易引发功率波动，降低电力模块可靠性并加剧轻质结构部件的机械应力，给运行与维护带来挑战。本文分析了永磁同步风力机中功率波动的特性，提出一种无需附加储能装置、适用于额定风速上下工况的协调控制策略。该策略在低于额定风速时无需辅助控制即可抑制波动；高于额定风速时，通过机侧变流器虚拟调节转子惯性、网侧变流器引入阻尼分量，并结合变桨系统增强阻尼效果，且优化了反馈增益间的耦合影响。仿真结果表明，所提方法能有效抑制电气与机械振荡。

解读: 该协调控制策略对阳光电源风电变流器及储能系统具有重要应用价值。文章提出的虚拟惯性调节与阻尼控制方法可直接应用于ST系列储能变流器的功率平滑控制，通过机侧与网侧变流器协同抑制功率波动，无需额外储能装置即可降低功率模块热应力，提升IGBT/SiC器件可靠性。该技术与阳光电源现有的VSG虚拟同步机控制形成...

Hanif Auwal Ibrahi · George Alex Thopi · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.388

摘要 过去十年中，风能在全球能源转型中发挥了关键作用。这种转型在撒哈拉以南非洲地区尤为明显，其中南非处于领先地位。陆上风能在南非的能源转型中至关重要，但该技术全面的外部成本仍缺乏深入研究。本研究通过对一个138兆瓦的风电场进行生命周期评估（LCA），旨在填补现有文献中的空白，评估其温室气体（GHG）和非温室气体影响，并将其转化为成本形式。本研究为理解陆上风能对环境、人类健康、生物多样性、农作物以及材料资源的影响提供了重要见解，有助于提升海上风电整体可持续性。研究结果表明，气候变化影响为26.1克...

解读: 该生命周期成本研究对阳光电源风储一体化方案具有重要参考价值。研究显示制造和建设阶段占外部成本89.4%,验证了我司ST系列储能变流器及PowerTitan系统在提升风电全生命周期效益的战略意义。通过储能系统平抑风电波动可降低电网健康影响成本,iSolarCloud平台的预测性维护能延长设备寿命减少制...

Amirabbas Hadizade · Mehrdad Moallem · Mitchell Miller · Jiacheng Wang · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年7月

现代电力系统中逆变型电源渗透率上升导致系统惯量显著降低，给频率稳定带来挑战。为此，一种名为“快速频率响应（FFR）”的新型辅助服务应运而生，要求风电等可再生能源在扰动后数秒内迅速提供功率支持以抑制频率跌落。本文提出一种结合超级电容器储能系统与风力发电机组的协同控制方法，提升风电系统的FFR能力。该方法确保超级电容器在不同风况下均具备快速响应能力，同时优化风电机组在宽风速范围内的FFR参与度并维持系统稳定运行。结果表明，在保持与纯超级电容配置相当投资成本的前提下，风电系统可显著增强FFR贡献，有效...

解读: 该超级电容-风电协同FFR技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究提出的快速频率响应策略可直接应用于阳光电源构网型GFM控制技术优化，通过超级电容与储能系统的功率分层控制，实现毫秒级频率支撑响应。建议在ST2236UX等高功率储能变流器中集成超级电容模...

Zishuo Huang · Wenchuan Wu · Chenhui Lin · Zizhen Guo · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年11月

随着风电在电力系统中渗透率的提高，通过惯性和下垂控制使风电机组参与电网一次调频已得到验证。然而，在风电机组退出调频以恢复转速时，可能引发二次频率跌落（SFD）。本文提出一种协同控制策略以缓解SFD。首先建立包含同步机组与风电机组的系统频率响应模型，并构建风电转速动态预测模型。基于此优化风电场内各机组的下垂与惯性系数，在保证转速安全的前提下最小化总风能损耗，从而抑制SFD。进一步设计基于低通滤波器的平滑过渡策略，避免退出调频时有功功率突降。最后提出分阶段退出机制，防止大量机组同时退出导致功率骤减。...

解读: 该研究的协同频率控制策略对阳光电源ST系列储能变流器和大型储能系统具有重要参考价值。文中提出的系数优化分配和平滑退出机制,可直接应用于储能系统的GFM控制算法优化,提升电网支撑能力。特别是基于低通滤波的平滑过渡方案,可用于改进PowerTitan系统的调频响应特性,避免功率突变。这些技术创新对完善阳...

Yun Wang · Xiaocong Duana · Fan Zhang · Guang Wua 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.400

摘要 风能因其清洁和可持续的特性，已成为全球能源系统的重要组成部分。然而，风速的间歇性和波动性给风电出力带来了显著的不确定性，对电网并网造成了挑战。此外，与单一粒度预测相比，多粒度风速预测能够提供更丰富的信息，更有利于风电场的运行与规划。因此，为进一步提高风速预测的准确性与可靠性，并获得满足分层一致性的多粒度预测结果，本文提出了一种针对时序分层风速时间序列的基于多粒度特征的一致性预测方法MFFDM-WLS。首先，提出一种基于多粒度特征融合的深度模型（MFFDM），用于生成基础预测值。MFFDM采...

解读: 该多粒度风速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。通过时间层级一致性预测,可优化iSolarCloud平台的预测性维护算法,提升风储协同控制精度。多粒度特征融合方法可应用于GFM/GFL控制策略的自适应切换决策,增强电网友好型并网能力。概率预测结果可为E...