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基于MCU的高频混合储能系统硬件加速数字功率控制
Hardware-Accelerated Digital Power Control for High-Frequency Hybrid Energy Storage Systems Using MCUs
Wenhao Lin · Guanying Chu · IET Power Electronics · 2025年7月 · Vol.18
本文提出一种在电动汽车混合储能系统中利用STM32G474RB微控制器实现高频电流控制的低成本方法。通过采用其内置滤波数学加速器(FMAC)和并行计算技术,实现了250 kHz的控制频率,计算时间减少33%,同时保持良好的控制性能。该设计高效利用了微控制器资源,为高频功率控制提供了替代高成本数字信号处理器和现场可编程门阵列的有效解决方案。
解读: 该MCU硬件加速控制技术对阳光电源车载OBC充电机和PowerTitan储能系统具有重要应用价值。STM32 FMAC加速器实现250kHz控制频率、计算时间减少33%的方案,可直接应用于ST系列储能变流器的电池/超级电容混合储能管理,降低对高成本DSP/FPGA的依赖。该技术对阳光电源新能源汽车产...
基于混合储能系统与工况识别的电动拖拉机多目标能效管理优化
Multi-objective optimization for energy-efficient management of electric Tractors via hybrid energy storage systems and scenario recognition
Qiang Yu · Xionglin He · Yongji Chen · Zihong Jiang 等8人 · Applied Energy · 2025年8月 · Vol.391
摘要 电动拖拉机的推广应用面临诸多挑战,包括动力系统对多样化作业工况的适应性,以及能量效率与电池寿命的优化问题。本文提出一种用于电动拖拉机的混合储能系统(HESS)架构,并设计了一种基于犁地作业场景识别的多目标能效管理策略(EMS)。该策略首先利用实际犁地作业数据构建电动拖拉机模型及犁地工况循环(POC)。采用K均值聚类与主成分分析(PCA)进行离线工况分类,同时引入多层感知器神经网络(MLPNN)实现在线实时场景识别。此外,开发了一种多策略改进型黑翅鸢算法(MSIBKA),以高效求解自适应功率...
解读: 该混合储能系统(HESS)技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要参考价值。论文提出的多目标能量管理策略,通过超级电容承担65%峰值功率、降低电池C-rate超10%,与阳光电源储能PCS的功率分配优化理念高度契合。场景识别与自适应功率分配算法可应用于充电桩产品,提升电池寿...
基于个性化驾驶风格评分的电动汽车混合储能系统能量分配广义优化研究
A study on generalized optimization of energy distribution in electric vehicle hybrid energy storage system for personalized driving style scores
Lin Huad · Qingtao Tianb · Jing Huang · Dongjie Zhanga 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年10月 · Vol.341
在电动汽车(EV)混合储能系统(HESS)中,如何在优化超级电容器利用的同时平衡电池容量衰减与系统能量损耗,仍是一项关键挑战。本研究提出了一种基于个性化驾驶风格评分的广义优化策略。利用真实电动汽车运行数据,通过Lasso回归识别出用于能量分配控制的关键能耗参数。随后采用主成分分析(PCA)和K-means聚类方法将样本工况划分为三种驾驶风格:谨慎型、标准型和激进型。对各样本工况的综合得分进行归一化处理,得到个性化的驾驶风格评分,作为表征个体驾驶特性的核心指标。研究发现,驾驶风格评分与电池容量衰减...
解读: 该混合储能优化技术对阳光电源ST系列储能变流器及充电桩产品具有重要价值。研究提出的个性化驾驶风格评分与分段线性优化策略,可应用于我司电动汽车充电站能量管理系统,通过识别用户充电行为特征,动态调整超级电容与电池功率分配权重,在激进充电模式下额外降低8.43%电池容量衰减,在保守模式下额外减少5.09%...
基于模型预测控制的光伏-混合储能系统并网微电网电能质量提升与功率管理
Power Quality Enhancement and Power Management of PV-HESS Based Grid-Tied Microgrid Using Model Predictive Control Approach
Chinmaya Jagdev Jena · Pravat Kumar Ray · Gayadhar Panda · Shobhit Nandkeolyar · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年12月
可再生能源依赖天气的特性给持续供电带来了挑战,而电力电子设备的使用会在电网交互系统的公共连接点(PCC)引入谐波,从而引发电能质量问题。本文提出了一种配备混合储能系统(HESS)的并网光伏(PV)系统,旨在解决这些问题。本文的主要目标是确保为负载提供持续、高质量的电力供应,同时实现发电、储能和用电之间的无缝电力传输。为实现这一目标,采用有限控制集模型预测控制(FCS - MPC)算法对功率变换器进行控制,从而实现最优的功率管理。此外,将改进的泄漏最小均方(MLLMS)算法应用于三相电压源变换器(...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项研究对我们在光储一体化系统和微电网解决方案领域具有重要参考价值。论文针对的核心痛点——可再生能源波动性和并网电能质量问题,正是我们在实际工程项目中持续攻克的技术难题。 该研究提出的有限集模型预测控制(FCS-MPC)算法在功率管理方面展现出优势,这与我们在高端光伏逆变...
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8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...
基于帕累托的全电船舶混合储能系统设计优化
Pareto-Based Design Optimisation of Hybrid Energy Storage Systems for Full-Electric Vessels
Rene A. Barrera-Cardenas · Salvatore D'Arco · Luigi Piegari · Pietro Tricoli · IET Power Electronics · 2025年3月 · Vol.18
本文提出一种面向全电船舶混合储能系统的两阶段帕累托优化设计方法。第一阶段在大规模离散配置空间中,识别满足运行约束且以两种储能单元容量为变量的所有最优构型组成的帕累托前沿;第二阶段基于定义的成本函数,在帕累托前沿上确定最终最优配置。该方法将满足运行约束的可行性分析与经济性优化解耦,便于考察不同成本函数对最优设计的影响。以全电拖船为例的案例分析表明了混合储能系统的适用条件及优化设计的有效路径。
解读: 该帕累托优化方法对阳光电源船舶储能系统设计具有重要应用价值。文中提出的两阶段优化框架可直接应用于PowerTitan储能系统在船舶电力领域的配置设计,通过解耦可行性分析与经济性优化,为电池-超级电容混合储能方案提供系统化设计工具。该方法特别适用于阳光电源ST系列储能变流器在船舶应用中的容量配置优化,...
基于经济模型预测控制的舰船微网频率电压控制与经济优化
Frequency Voltage Control and Economic Optimization of Shipboard Microgrid Based on Economic Model Predictive Control
Panxiao Yong · Yubin Jia · Changyin Sun · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年9月
随着舰船电力系统对可再生能源依赖性的增加,其出力间歇性易引发微网频率波动。为此,集成混合储能系统(HESS)对提升频率稳定性至关重要。本文提出一种经济模型预测控制(EMPC)策略,兼顾频率电压调节与系统经济性优化目标,实现负载频率与电压的协同控制。通过理论分析证明,该方法的平均性能不低于稳态性能。仿真结果验证了所提EMPC策略的有效性与可靠性。
解读: 该EMPC策略对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。文章提出的频率电压协同控制与经济优化方法,可直接应用于阳光电源构网型GFM控制技术的升级,特别是在微电网和海岛独立供电场景。混合储能系统的功率分配策略可优化ST储能系统中超级电容与锂电池的协同控制,延长电池...
用于波浪能转换器混合储能系统能量管理的快速非线性模型预测控制
Fast Nonlinear Model Predictive Control for the Energy Management of Hybrid Energy Storage System in Wave Energy Converters
作者未知 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月
将混合储能系统(HESS)集成到波浪能转换器(WEC)中,若采用有效的能量管理策略(EMS),有助于实现更平稳的功率输出。本文提出了一种基于快速非线性模型预测控制(NMPC)的能量管理策略,该策略在平衡多个目标的同时,能将计算负担控制在可接受范围内。首先,构建了一个多目标成本函数,以优化系统效率、延长电池使用寿命和调节超级电容器电压。将有约束最优控制问题(OCP)的数值解限定在自适应允许控制集内。为有效求解该最优控制问题,设计了一种快速前向动态规划(FDP)算法。采用模型预测(MB)策略和状态空...
解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看,这项针对波浪能转换器混合储能系统的非线性模型预测控制技术具有显著的跨领域应用价值。尽管研究场景聚焦于波浪能,但其核心技术——电池-超级电容混合储能能量管理策略,与我司在光伏、风电等波动性新能源场景面临的技术挑战高度契合。 该研究的多目标优化框架特别值得关注。通过同步...
一种用于电动车辆电池-超电容混合储能系统的灵活双向多端口变换器
A Flexible Bidirectional Multiport Converter for Battery-Ultracapacitor Hybrid Energy Storage System in Electrified Vehicles
Pratim Bhattacharyya · Siddheswar Sen · Santu Kumar Giri · Soumitra Ghorai · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年7月
为了增强电动车辆(EV)混合储能系统(HESS)中电池与超级电容器(UC)之间的功率管理,需要一种在功率传输方面具有灵活性的多端口变换器。为此,本文提出了一种双向双输入单输出多端口变换器,该变换器仅采用两个高频(HF)开关即可实现功率流的动态灵活性。该变换器包含一对专用的电流通路,用于处理高、低水平的电流。根据电动车辆的动态负载功率情况,这些电流通路可灵活地与所需的储能装置重新分配连接。这使得能够根据电动车辆负载曲线的变化特性,在三个端口之间灵活调控功率流。此外,该变换器在每个可能的功率流方向上...
解读: 从阳光电源储能系统及新能源车载电源业务角度看,该论文提出的电池-超级电容混合储能多端口变换器技术具有显著的应用价值。该技术通过仅使用两个高频开关实现双向双输入单输出的灵活功率管理,核心创新在于根据电动汽车动态负载场景灵活分配高低电流路径,这与阳光电源在储能变流器(PCS)领域追求的高效率、高集成度目...
面向波浪能发电的混合储能系统实时能量管理:一种学习增强型模型预测控制策略
Real-Time Energy Management of Hybrid Energy Storage System With Application to Wave Energy Converters: A Learning-Augmented MPC Strategy
Xuanyi Zhu · Zechuan Lin · Xuanrui Huang · Kemeng Chen 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年7月 · Vol.17
本文针对波浪能转换器(WEC)中混合储能系统(HESS)的能量管理难题,提出一种学习增强型MPC策略:结合模糊逻辑异步裁剪降低计算负担,采用暖启动Q学习在线优化权重因子,并引入神经网络电流预测器补偿功率转换非线性损耗。
解读: 该研究提出的MPC+强化学习协同能量管理框架,可直接迁移至阳光电源ST系列PCS及PowerTitan储能系统的智能EMS升级中,尤其适用于风光储多源波动场景下的实时功率分配与寿命协同优化。建议在iSolarCloud平台中集成该算法模块,支撑光储/风储/海储多场景智能调度;同时适配组串式逆变器与P...
基于学习增强型模型预测控制的混合储能系统实时能量管理策略及其在波浪能转换器中的应用
Real-Time Energy Management of Hybrid Energy Storage System with Application to Wave Energy Converters: A Learning-Augmented MPC Strategy
Xuanyi Zhu · Zechuan Lin · Xuanrui Huang · Kemeng Chen 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年7月
将混合储能系统(HESS)集成到波浪能转换器(WEC)中可有效抑制多时间尺度下的功率波动,但需依赖高效的能量管理策略(EMS)。模型预测控制(MPC)虽能逼近全局最优并满足约束,但非线性优化问题带来高计算负担,且多目标权衡下的代价函数权重因子(WF)整定困难。为此,本文提出一种学习增强型MPC策略。该方法结合模糊逻辑非对称动作裁剪技术以降低计算耗时,并引入高效暖启动Q学习框架实现WF的在线自整定。为缩小仿真与实际间的差距,设计了基于神经网络的电流预测器以感知功率转换中的非线性损耗。仿真与实验结果...
解读: 该学习增强型MPC策略对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。其模糊逻辑动作裁剪技术可显著降低MPC实时计算负担,适配储能变流器DSP/FPGA控制平台;Q学习框架实现的权重因子在线自整定能优化多目标权衡(功率平滑、电池寿命、效率),提升ESS集成方案的全生命...
通过优化微电网中混合储能系统退化成本模型实现多时间尺度调度
Multiple-time-scale scheduling by optimizing the degradation cost models of hybrid energy storage systems in microgrids
Yonggang Lia · Yaotong Sua · Yuanjin Zhang · Weinong Wub 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年11月 · Vol.343
摘要 为了促进可再生能源的广泛应用,综合能源系统(IES)的研究已成为关键。然而,多能系统的协调运行以及电池的耐久性约束,尤其是在混合储能系统(HESS)中的问题,仍然是重大挑战,制约了系统的经济效率与运行可靠性。本研究提出了一种短期能量调度模型,通过优化混合储能系统的退化成本来应对上述挑战。首先,建立了集成混合储能系统的能量管理系统框架。随后,基于各设备的运行特性,分别构建了化学电池、电解槽以及质子交换膜燃料电池(PEMFC)的退化成本模型。此外,为弥补现有方法在储能系统不同动态响应能力方面处...
解读: 该多时间尺度调度技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要应用价值。研究中的化学电池与氢储能分层调度策略,可直接应用于我司混合储能解决方案优化:ST系列PCS负责快时间尺度响应,氢储能系统承担慢时间尺度调度。退化成本模型可集成至iSolarCloud平台,实现预测性维护和全生...
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