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基于图卷积网络的韧性约束经济调度
Resilience-Constrained Economic Dispatch With Graph Convolutional Network
Yifei Wang · Hanyang Liu · Xi Wu · Jun Liu 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年7月
近年来,由于极端事件频发,电力系统韧性备受关注。现有方法难以将韧性指标直接嵌入经济调度模型,因其依赖统计采样,无法建立运行点与韧性指标间的解析映射关系。本文提出一种基于图卷积网络(GCN)的韧性约束经济调度(RCED)框架,可在优化中显式引入特定韧性指标作为目标或约束。该框架包含离线与在线两阶段:离线阶段通过连锁故障仿真构建训练集,并利用GCN学习运行点与韧性指标的映射关系,进而转化为混合整数线性方程组;在线阶段动态求解满足韧性要求的调度方案。算例验证了所提方法的有效性与优势。
解读: 该韧性约束经济调度技术对阳光电源PowerTitan大型储能系统及ESS集成方案具有重要应用价值。GCN建立的运行点-韧性指标映射关系可直接嵌入ST系列储能变流器的能量管理系统,在极端天气或电网故障场景下,实时优化储能充放电策略,提升系统抗扰动能力。该方法可与iSolarCloud云平台结合,通过离...
LiNaTi3O7作为锂离子电池负极材料的合成及电化学性能研究
Research on the synthesis and electrochemical properties of LiNaTi3O7 as a lithium-ion battery anode material
Yucai Zhang · Jiaxuan Xi · Xiaomin Wang · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年6月 · Vol.36.0
钛酸锂(Li2Ti3O7)具有较高的离子电导率,但由于其合成温度高(>1100 ℃)且成本较高,商业化应用面临挑战。钛酸钠(Na2Ti3O7)已被探索用于水系钠离子电池(SIBs)的稳定负极材料,并被视为Li2Ti3O7的一种潜在替代材料。然而,其较宽的带隙能量(3.7 eV)限制了电子电导率及其实际应用。本研究以Li2CO3、Na2CO3和TiO2为前驱体,采用机械化学法合成了LiNaTi3O7材料,并在不同温度(700–900 ℃)下煅烧12小时,以优化其结晶度和电化学性能。通过X射线衍射(...
解读: 该LiNaTi3O7负极材料研究对阳光电源储能系统具有重要参考价值。其800℃低温合成工艺可降低电池制造成本,1.3V稳定电压平台和93.6%容量保持率(120次循环)适合ST系列储能变流器的长寿命应用场景。167Ω低电荷转移阻抗特性可提升PowerTitan储能系统的功率响应速度,优化工商业光伏配...
基于构网型海底抽水蓄能的先进系统以实现100%可再生能源海上油田供电
Advanced Grid-Forming Undersea Pumped Storage to Enable 100% Renewable Offshore Oilfield Power Systems
Kaiyuan Su · Xi Wang · Xiaorong Xie · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年1月
为推进海上油田电力系统(OOPS)的碳减排,构网型海底抽水蓄能系统(GFM-UPSS)成为一种有前景的解决方案。本文提出一种基于GFM-UPSS的100%可再生能源OOPS新框架,涵盖其控制策略、稳态与暂态建模及优化配置方法。控制策略通过网侧变流器、机侧变流器和可逆泵水轮机构成,实现频率与电压调节。建立了包含水头、功率与球壳容积的稳态模型,并推导了变流器参数对暂态性能影响的闭式解。基于稳态模型提出最优容量配置方法,分析了海洋环境下经济性优势。电磁暂态(EMT)仿真验证了GFM-UPSS在频率与电...
解读: 该GFM-UPSS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。研究提出的构网型控制策略与阳光电源GFM技术路线高度契合,其频率/电压双环控制、虚拟阻抗优化和直流下垂系数设计可直接应用于ST储能变流器的控制算法升级。海上油田100%可再生能源供电场景为阳光电源拓展海洋能...
用于大功率燃料电池重型卡车动力系统的可调花瓣形阀芯喷射器的设计与性能研究
Design and performance investigation on adjustable ejector with petal spindle valve for high-power fuel cell adapted heavy-duty truck powertrain
Rongkang Liua1 · Xinning Zhua1 · Xi Wang · Ruiheng Xiang 等7人 · Applied Energy · 2025年7月 · Vol.390
喷嘴形状及运行工况对喷射器的引射性能具有显著影响。基于AVL Cruise-M平台,建立了氢燃料电池重型车辆仿真框架及110 kW氢燃料电池发动机模型。结合CHTC-TT行驶循环工况进行仿真,获取了燃料电池阳极端氢气质量流量与压力的数据。基于上述数据,开展了一种可调节花瓣形阀芯喷射器的设计与研究工作。研究分析了喷射器阀芯结构及供气位置对引射性能和稳定性的具体影响。结果表明,所设计的花瓣形阀芯喷射器有效增强了主流与次流之间的射流湍流程度以及物质与能量交换效果,在SP12定位条件下,其引射比相较于锥...
解读: 该可调引射器技术对阳光电源氢能业务拓展具有重要参考价值。研究中的花瓣形主轴阀设计通过增强湍流提升氢气循环效率,其动态响应能力和宽工况适应性(10-110kW)与我司充电桩及电驱系统的功率调节需求高度契合。引射器的背压稳定控制理念可借鉴至ST储能系统的热管理优化,特别是氢燃料电池与储能耦合场景。建议将...
锂离子电池高倍率放电老化机理与解析建模:侧重于正极集流体溶解与颗粒断裂
Mechanism and analytical modeling of high-rate discharge aging in lithium-ion batteries: Emphasizing cathode current collector dissolution and particle fracture
Jingbo Han · Guoliang Li · Chong Zhu · Yansong Wang 等7人 · Applied Energy · 2025年9月 · Vol.393
摘要 以LiMnxNiyCozO2(NMC)为正极材料的能量型电池因其优异的能量密度特性,被广泛应用于电动汽车(EV)中。随着高功率应用场景的不断增加,研究能量型电池在高倍率放电条件下的老化机理,并对老化现象进行定量分析,已成为一项至关重要的任务。本研究首先在1C、2C和3C三种放电倍率下开展了加速老化实验,并结合多种宏观与微观测试技术,对电池老化的物理过程进行了系统深入的分析。结果表明,正极集流体溶解、铝元素在负极的沉积以及正极颗粒的破裂是导致容量衰减的主要原因。此外,通过将改进的巴特勒-伏尔...
解读: 该研究揭示的高倍率放电老化机制对阳光电源储能系统具有重要价值。针对正极集流体溶解、颗粒破裂等衰减机理,可优化PowerTitan储能系统的BMS热管理策略和充放电曲线设计。所建立的电化学-热-老化耦合模型可集成至iSolarCloud平台,实现全生命周期SOH精准预测和预防性维护。对ST系列PCS的...
深度灵活的商业建筑暖通空调系统控制:一种融合物理感知深度学习的模型预测控制方法
Deeply flexible commercial building HVAC system control: A physics-aware deep learning-embedded MPC approach
Lingfeng Tang · Haipeng Xi · Yongguan Wang · Zhanbo Xu · Applied Energy · 2025年6月 · Vol.388
摘要 商业建筑中的供暖、通风与空调(HVAC)系统可作为灵活性资源,促进可再生能源在电力系统中的集成。然而,冷水机组复杂的运行特性以及水循环与空气循环耦合下的多区域热动态特性导致HVAC系统控制模型复杂度高,限制了其运行灵活性的充分挖掘。为解决该问题,本文提出一种融合物理感知深度学习的模型预测控制(MPC)方法,以实现面向需求响应的深度灵活商业建筑HVAC系统控制。首先,采用具有高逼近能力的深度学习模型捕捉冷水机组的运行特性,并结合物理约束模块以保证运行约束的满足;多区域热动态则利用基于先验建筑...
解读: 该物理感知深度学习MPC技术对阳光电源工商业储能系统具有重要应用价值。论文中HVAC柔性调控思路可迁移至ST系列PCS的需求响应场景:利用深度学习建模复杂负荷特性,结合物理约束保证设备安全运行;图卷积网络建模多区域热动态的方法,可借鉴用于PowerTitan多簇电池热管理协同优化;混合整数线性化嵌入...
用于15 kV SiC MOSFET功率模块电场缓解的高介电常数与高介电强度聚合物涂层
High Dielectric Constant and High Dielectric Strength Polymer Coating for Electric Field Mitigation in 15 kV SiC MOSFET Power Modules
Tianshu Yuan · Jia Lixin · Yuan Xi · Dingkun Ma 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
中压(MV)碳化硅(SiC)功率器件正在兴起,有望应用于电网、高压脉冲电源等领域。然而,功率模块的高绝缘电压与高功率密度之间的矛盾需要新型绝缘材料来缓解。与传统使用复合材料提高介电常数的方法不同,本文介绍了一种具有高介电常数和高介电强度的单一均质材料聚合物涂层,并证明该涂层可降低模块内硅胶的最大电场。对该涂层的电气性能进行了测量,结果表明与常见聚合物材料相比,它具有高介电常数和高介电强度。电场模拟显示,该涂层可使硅胶中的最大电场强度降低57%。工艺稳定后,涂层厚度可保证约为80μm,可沿直接键合...
解读: 从阳光电源中压产品线的战略视角来看,这项针对15kV SiC MOSFET功率模块的高介电聚合物涂层技术具有显著的应用价值。当前我们在1500V光伏逆变器和中压储能变流器领域正面临功率密度提升与绝缘可靠性的矛盾,该技术提供了一个切实可行的解决路径。 技术核心价值体现在三个维度:首先,单一均质材料涂...
基于加速应力测试预测实际运行中TOPCon光伏组件的潜在诱导衰减
Prediction of potential induced degradation for TOPCon PV modules working in field based on accelerated stress testing
Zhiwei Li · Kai Yu · Le Wang · Jian Huang 等10人 · Solar Energy · 2025年4月 · Vol.290
摘要 潜在诱导衰减(PID)是光伏(PV)组件在高系统电压、高湿度和高温环境下运行时面临的一个严重问题,可能导致显著的性能损失。本研究建立了一种基于双面玻璃结构的隧穿氧化层钝化接触(TOPCon)电池组件来预测实际应用中PID衰减行为的方法。采用阿伦尼乌斯方程(Arrhenius equations),结合光照强度为800 W/m²的稳态试验箱中获得的PID数据,对光伏组件功率衰减速率进行拟合。此外,评估了不同温度条件下的加速因子(AF),即加速测试中的功率衰减速率与实地衰减速率之比。该方法被应...
解读: 该TOPCon组件PID预测方法对阳光电源SG系列光伏逆变器及iSolarCloud平台具有重要价值。研究揭示不同气候区PID衰减规律(华南30年衰减1.57%,中东1.13%),可指导1500V高压系统设计优化。建议将Arrhenius加速因子模型集成至iSolarCloud预测性维护算法,针对高...
基于拓扑优化的聚光光伏-相变材料-热电发电机系统性能研究
Performance investigation of a concentrated photovoltaics-phase change material-thermoelectric generator system based on topology optimization
Bohan Hao · Yemao Wang · Liyao Xi · Yulong Zhao 等5人 · Solar Energy · 2025年6月 · Vol.293
在聚光光伏-相变材料-热电发电机(CPV-PCM-TEG)系统的相变材料区域中引入高导热翅片可显著提升光伏发电和废热回收性能。本研究对相变材料内的翅片结构进行了拓扑优化,并采用固体各向同性材料惩罚法(SIMP方法)得到了三种拓扑翅片结构。随后建立了CPV-PCM-TEG系统的数值模型,用以研究这些拓扑翅片对系统整体性能的影响。结果表明,与直翅片相比,拓扑翅片能够进一步降低相变材料的热阻,使CPV温度降低15.68 K,CPV输出功率提高10.52%,同时TEG输出功率增加4.56%。然而,在无太...
解读: 该CPV-PCM-TEG集成系统的拓扑优化技术对阳光电源光储融合方案具有重要借鉴价值。研究中的相变材料热管理与拓扑优化翅片设计,可应用于ST系列储能变流器及PowerTitan系统的热管理优化,降低功率器件工作温度15K以上,提升系统效率10%。特别是其废热回收理念,可与SG系列光伏逆变器结合,通过...
基于静止卫星数据的太阳能发电临近预报Transformer方法
Transformer approach to nowcasting solar energy using geostationary satellite data
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...
一种集成实验与数值研究的竹节形流场设计下风冷式质子交换膜燃料电池性能及传热传质动力学
An integrated experimental and numerical investigation of performance and heat-mass transport dynamics in air-cooled PEMFCs with a bamboo-shaped flow field design
Kai-Qi Zhu · Quan Ding · Ben-Xi Zhang · Jiang-Hai Xu 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 风冷式质子交换膜燃料电池(PEMFC)中复杂的传热传质耦合现象以及物理场分布不均的问题,严重影响其功率密度和水热管理性能。作为关键部件,阴极流场在燃料供给、散热以及水传输方面对风冷式PEMFC起着至关重要的作用。优化流场结构设计是应对上述挑战的关键策略。本研究提出了一种创新的竹节形流场设计,并在25 cm²的单电池中进行了实验验证,结果证明该设计能有效提升风冷式PEMFC的传热传质能力与功率密度,同时降低供气能耗。此外,还建立了三维多相数值模型,用于深入探究该流场结构下液态水、反应物和热量...
解读: 该燃料电池热质传输优化技术对阳光电源氢能业务具有重要借鉴价值。竹节型流场设计通过分段加速和涡流区优化实现5.45%功率密度提升和4.17%能效增益,其多物理场耦合仿真方法可应用于公司储能PCS的热管理优化。研究中的熵分析法和非均匀流场设计理念,可迁移至SiC功率器件散热结构设计,提升ST系列PCS和...
电网连接型多能系统的整体优化:生物质与灵活储能的集成
Holistic optimization of grid-connected multi-energy systems: Biomass and flexible storage integration
Jie Ji · Yinqi Xi · Yibai Wang · Jia Xiao 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年3月 · Vol.327
摘要 本研究针对苏北地区多能系统(MES)容量及灵活储能优化中的关键挑战,重点探讨了生物质能、风能与光伏发电源的集成问题。该研究对于提升绿色可再生能源的高效与可持续利用具有重要意义,是应对能源危机和环境问题的关键途径。本研究采用了一种生物质与灵活储能(BMFS)策略,涵盖风力涡轮机、光伏发电机、生物质供电单元以及储能系统的集成。通过运用集合经验模态分解-共生生物搜索-径向基函数(EMD-SSA-RBF)优化算法,在多种负荷条件下对系统性能进行了仿真模拟,旨在实现电网供需之间的平衡。该算法结合了E...
解读: 该多能源系统优化研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要应用价值。研究中的EMD-SSA-RBF算法可启发iSolarCloud平台的预测性维护优化,提升储能系统在风光生物质混合场景下的调度精度。GBGT稳定供电策略可借鉴至VSG虚拟同步发电机控制技术,增强电网稳定性。研究...
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