Tianyou Yua · Muhammad Muzammal Islam · Lidan Zhoua · Ziqiang Wanga 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.397

摘要 可再生能源（RESs）的波动性以及负荷需求的变化可能引起换流器控制器中的功率波动，进而影响能量管理系统，并带来安全性和经济性方面的风险。为应对这些挑战，本文提出了一种新颖的分层多时间尺度能量管理系统（EMS），以提升在混合型电网形成（GFM）与电网跟随（GFL）控制下孤岛微电网的安全性和经济性运行能力。所提出的该方法将GFM和GFL的动作分别集成到二级和三级控制层中，各层通过凸优化模型优化不同的目标，从而确保安全、可靠且经济的功率调度。此外，该框架还引入了一种针对高容量与高功率密度混合储能...

解读: 该分层多时间尺度能源管理系统对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要应用价值。论文提出的GFM/GFL混合控制策略可直接应用于我司构网型储能系统,通过二级层MPC实现短期电压频率调节,三级层混合整数线性规划优化经济调度,与我司VSG技术形成协同。特别是针对URFC等混合储能的管...

Huilin Zhang · Jianfeng Tang · Meng Qi · Tianbiao He · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.325

摘要 卡诺电池储能系统提供了一种高能量密度且不受地理条件限制的储能方案，通过将电能以热能形式进行转换和存储来实现储能。然而，卡诺电池与低温储能技术（特别是液氢冷能利用）的耦合集成仍是一个尚未充分探索的研究领域。本研究提出了一种创新性设计方案，将卡诺电池系统与液氢冷能利用系统相结合，并进一步回收燃料电池产生的余热，从而实现冷、热、电联供。研究内容包括系统的稳态建模、关键部件的敏感性分析，以及采用粒子群优化算法对系统进行优化，旨在最大化电-电转换效率。优化后的系统实现了1.59的电-电转换效率、1....

解读: 该卡诺电池储能技术对阳光电源ST系列PCS及PowerTitan储能系统具有重要启示。其1.59的功率转换效率和0.1516美元/kWh的平准化成本,为我司储能系统热管理优化提供新思路。液氢冷能利用可应用于大规模储能电站的温控系统,结合我司三电平拓扑和GFM控制技术,可提升系统能效。冷热电三联供架构...

Hongyan Zhou · Liangzong He · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年12月

差分升压逆变器（DBI）由两个相同的直流 - 直流升压转换器组成，已广泛应用于燃料电池和电池等低压直流电源的直流 - 交流转换系统中。然而，一个严重的问题是电源电流中存在显著的低频电流纹波（LFCR），这会导致系统不稳定、系统效率降低以及新能源电源的使用寿命缩短。DBI 可以双模式运行，兼具差模（DM）和共模（CM）功能。因此，DBI 可解耦为一个直流 - 直流转换器和一个逆变器。在差模下，交流输出电压能得到良好调节。在共模下，本文提出了一种基于分数阶虚拟阻抗（FOVI）的控制策略来降低低频电流...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于分数阶虚拟阻抗的低频电流纹波抑制技术具有重要的应用价值。差分升压逆变器（DBI）作为连接低压直流源（如燃料电池、储能电池）与交流负载的关键拓扑，其低频电流纹波（LFCR）问题一直是制约系统性能的瓶颈。该技术对我司储能系统、氢能电源转换以及低压光伏并网等产品线具有直接...

Yingying Zhao · Haibin Li · Jiwei Ren · Yinke Liu 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.380

摘要 空间探索任务的持续时间和执行能力主要取决于电源的性能。近年来，X射线伏特电池因其超长寿命、极高的能量密度以及高理论效率，成为极端环境下最具前景的电源之一。因此，有必要对转换单元的结构设计和半导体材料的选择进行系统性研究，以充分揭示X射线伏特技术的潜力。本研究展示了基于⁵⁵Fe的X射线伏特电池在实现高能量转换效率及其作为空间探索替代清洁能源应用方面的可行性。通过全面研究转换单元结构参数及不同半导体本征特性对X射线伏特电池能量转换效率的影响，发现采用最优结构的GaAs基⁵⁵Fe X射线伏特电池...

解读: 该X-ray伏特电池技术展示了极端环境下的能量转换新思路,其14.14%转化效率和超长寿命特性对阳光电源储能系统具有启发意义。虽然空间探索应用场景与地面储能差异显著,但其半导体材料优化、能量转换单元结构设计方法可借鉴于ST系列PCS的功率器件研发。特别是GaAs等宽禁带半导体的应用经验,可为阳光电源...

Bin Liab · Zhangxi Wua · Ye Lic · Jiawei Hea 等9人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.398

摘要 将可再生能源与氢储能相结合用于发电是实现清洁能源转型的一种有前景的替代方案。然而，可再生能源的波动性和间歇性给质子交换膜燃料电池（PEMFC）系统的安全高效运行带来了重大挑战。由于PEMFC内部存在复杂的热-水-电场耦合机制，目前尚未对电力系统运行工况变化下PEMFC在多时间尺度上的动态性能进行定量分析。本文基于PEMFC内部的导热、传质及电化学反应过程，首先分析了热、水、电参量之间的参数耦合关系，建立了综合性的PEMFC模型。随后，研究了在不同时间尺度的电力系统运行工况变化下，PEMFC...

解读: 该PEMFC热-水-电多物理场耦合建模技术对阳光电源氢储能系统集成具有重要参考价值。研究揭示的多时间尺度动态响应特性可指导ST系列PCS与PEMFC协同控制策略优化,特别是电压波动对燃料电池安全性的影响分析,可应用于PowerTitan储能系统的氢电耦合场景。多场耦合机制为开发氢能-储能-光伏一体化...

Sarita Yadav · Yogesh Sharm · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.383

储能器件是推动便携式电子设备、固定式储能系统以及电动汽车发展的核心。为了进一步提升这些器件的效率、能量密度和功率容量，亟需可规模化且高效的端到端解决方案。已有大量研究表明，作为非接触式能量源的磁场已成为增强储能器件电化学性能的一种有力工具。在某些情况下，磁场会引起电极材料在结构、形貌和比表面积方面的显著变化；而在其他情况下，磁化电极的局部磁环境则可调节其储能特性。此外，由磁场驱动的作用力能够改变电极材料的本征磁性，并调控电极/电解质界面处的电子传输与离子迁移行为。一些文献还报道了磁场在废弃电极材...

解读: 该磁场调控技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。在ST系列PCS和PowerTitan储能产品中,磁场可优化电极材料形貌与比表面积,提升电池能量密度和功率性能。对于SiC功率器件应用,磁场调控电子输运特性可降低开关损耗。此外,磁场辅助的废旧电极材料回收技术可支撑储能系统全生命周期管理,与iSola...

Shin’ya Obar · Riku Murofushi · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.395

摘要 本研究提出了一种以大容量海上风力涡轮机为核心的区域性城市能源本地化系统，并明确了高成本储能设备对该系统的影响。通过采用贴现现金流（DCF）方法计算投资回收期，评估了所提系统的经济性。该系统由发电单元（包括海上风电及其他可再生能源）、储能单元（配备蓄电池或氢储能系统）、输电单元、配电单元以及能源需求单元组成。目前正在建设一个电力输送网络（北海道南部海上风电输送网络：SHOT），旨在将规划建设的北海道南部海上风电项目（1720 MW）和户井陆上风电项目（160 MW）所产生的电力输送至函馆市（...

解读: 该海上风电区域能源本地化系统研究对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要参考价值。研究证实氢储能系统因可配置小容量电解槽和燃料电池,投资回收期比液流电池短2-4年,启示阳光电源可优化储能系统架构,开发模块化分级配置方案,降低初始投资。研究指出设备定期更换占总支出13-25%,验...

Muhammad Akbara1 · Qi Ana1 · Yulian Ye · Lichao Wu 等11人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378

摘要 固体氧化物燃料电池（SOFCs）能够提供高效且清洁的电力，但其高温运行瓶颈限制了广泛应用。如果能够开发出替代性电解质以降低工作温度，则SOFC的应用场景有望进一步拓展，例如应用于物联网（IoT）系统的电源。本文作为概念验证，开发了一种基于沉淀法制备的CeO₂电解质、可在400 °C下工作的SOFC，用于为物联网系统中的无线传感器供电。材料研究表明，CeO₂电解质样品形成一种涂层结构，其中非晶态碳酸盐薄层覆盖在CeO₂颗粒表面，从而促进快速的混合质子与氧离子传输。所制备的基于CeO₂电解质的...

解读: 该400°C低温固体氧化物燃料电池技术为阳光电源储能系统提供创新思路。CeO2电解质实现的快速质子-氧离子混合传输机制,可启发ST系列PCS在多能源耦合场景的控制策略优化。其0.65W/cm²功率密度及150小时稳定性,结合超级电容充电管理,与PowerTitan储能系统的能量管理单元设计理念契合。...

Armin Miremad · Suzan Eren · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月

电流型隔离DC-DC变换器因其输入电流纹波小、升压比高等优点，广泛应用于光伏、燃料电池和储能系统。针对高压应用中传统两电平双有源桥需承受全端口电压的问题，本文提出一种三电平电流型中点箝位（3L-CF NPC）变换器，采用低压MOSFET，具备低dv/dt、高控制灵活性和低电磁干扰特性。分析了双移相调制下的工作原理、功率与电流特性，明确了开关电压应力问题，并通过电路分析确定了安全运行区域。深入研究了原副边开关的零电压切换条件，优化了不同工况下的控制轨迹以降低开关损耗。实验样机验证了该拓扑在多种负载...

解读: 该三电平电流型DAB变换器技术对阳光电源储能与光伏产品具有重要应用价值。在ST系列储能变流器中，可应用于电池侧DC-DC隔离变换，利用其高升压比和低输入电流纹波特性延长电池寿命；三电平NPC拓扑与阳光电源现有三电平技术路线高度契合，可降低1500V高压系统中功率器件电压应力，实现低压MOSFET替代...

Kehan Zhoua1 · Gonghe Zhanga1 · Haifei Bai · Yiming Wang 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 推进与动力系统对无人机（UAV）的性能至关重要。随着以质子交换膜燃料电池（PEMFC）为动力的电推进系统快速发展，无人机推进与动力系统的技术创新不断推进。本研究开发了一套1.5 kW、采用直接进气设计的PEMFC集成推进系统（北航氢-1），并在翼展为3.6 m的无人机上进行了飞行试验验证。该推进系统可直接利用螺旋桨后方的来流空气为PEMFC阴极提供反应气体和冷却作用，同时将PEMFC产生的电能用于驱动螺旋桨。推进系统中还集成了DC-DC模块和锂离子电池组，以稳定输出电压，并在起飞、过渡和降...

解读: 该PEMFC无人机推进系统的DC-DC模块与锂电池混合架构、动态分配能源管理策略,对阳光电源EV驱动系统及储能产品具有重要借鉴价值。其1.5kW燃料电池与锂电池协同工作模式,类似我司OBC充电机和储能PCS的功率调配逻辑。直接气流进气冷却设计可启发ST系列PCS的散热优化。动态响应策略可应用于Pow...

Yonggang Lia · Yaotong Sua · Yuanjin Zhang · Weinong Wub 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1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...

Salman Habib · Sami El-Ferik · Muhammad Majid Gulzar · Sohaib Tahir Chauhdary 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.400

摘要 本文提出了一种三级分层优化框架，用于协调高比例分布式能源（DERs）接入下的现代配电系统中的决策过程。在底层（第一级），各个智能家庭对其本地光伏发电、电池储能和电动汽车充电进行优化，以降低成本或提高自用率。在第二级，微电网对家庭层面的决策进行聚合，共享风力发电机和燃料电池等资源，并支持点对点能量交易。在顶层（第三级），配电网运营商（DSO）负责调度集中式发电，执行线路容量限制，并设定电价信号或激励机制，以维持系统的整体可靠性。由于直接求解该大规模混合整数线性规划问题在计算上具有挑战性，本文...

解读: 该三层分层优化框架对阳光电源户用光储充一体化解决方案具有重要应用价值。底层智能家居优化与SG系列户用光伏逆变器、ST系列储能变流器及EV充电桩深度契合,可通过分布式ADMM算法实现成本降低12%、网损从4.1%降至3.3%。微电网层的P2P交易机制可赋能PowerTitan储能系统参与多场景协调调度...

Xikai Tuab · Zhiming Taoa · Jin Lva · Yin Guanb 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.344

摘要 质子交换膜燃料电池（PEMFC）为无人机（UAV）提供了一种有前景的清洁能源解决方案。尽管在无人机应用中，风冷式PEMFC的空气化学计量比（ASR）在零加速度条件下的研究已较为广泛，但其在非零加速度条件下的最优行为仍鲜有探索，这阻碍了有效的热管理和输出性能优化。本文建立了一个耦合的PEMFC–UAV建模框架，以优化加速度及不同海拔条件下的ASR。结果表明，与零加速度条件相比，最优ASR随海拔高度和加速度的变化表现出显著差异。在海平面（0 m）处，ASR对加速度最为敏感：在0 m/s²时基准...

解读: 该PEMFC动态建模技术对阳光电源氢能储能系统及EV充电站具有重要参考价值。研究中的空气化学计量比自适应优化策略可借鉴至ST系列储能变流器的热管理系统,特别是在动态负载工况下的温度均匀性控制。非零加速度条件下的电压一致性提升方法(最高87.45%)可应用于PowerTitan储能系统的电池组管理,优...

Ali Taghav · Taher Nikna · Mohsen Gitizade · Sattar Shojaeiya · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.346

摘要 集成能源系统（IES）在提升能源灵活性和实现脱碳方面具有巨大潜力。然而，当前的实施通常存在孤岛式运行和跨部门协调不足的问题。特别是传统的地下氢储能（UHS）系统通常独立运行，降低了其在互联能源网络中的有效性，尤其是在地质储层与海运基础设施可协同利用的沿海地区。为克服这些局限性，本研究提出了一种以氢为核心的集成能源系统框架，该框架融合了多能向量建模、混合型UHS配置以及基于人工智能的海上协调策略。这些创新提升了系统的动态运行能力、能量转换效率及整体灵活性，尤其适用于地质储能与港口基础设施交汇...

解读: 该多能源协同框架对阳光电源储能系统具有重要启示。研究中的氢储能与电网协调优化策略可应用于ST系列PCS与PowerTitan储能系统的多场景调度。AI驱动的能源管理方法可集成至iSolarCloud平台,实现光伏-储能-充电站的跨场景协同优化。特别是港口移动储能资产调度思路,可拓展至电动船舶充电站与...

Ahmed Abdelhakim · Dmitri Vinnikov · Jon Are Suul · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月

2015巴黎协定和2023年IPCC气候变化报告将主要能源消费部门的脱碳列为首要任务，对当今能源系统提出了长期可持续能源生产和存储的重大挑战。氢能和Power-to-X（P2X）方案是最具前景的应对策略之一，可大量利用可再生能源并开辟绿色能源存储和运输的新途径。P2X是将电力转换为碳中和合成燃料（如氢气、合成天然气或化学品）的转换技术集合术语。电力电子在提升此类系统性能和降低最终产品成本方面发挥关键作用，需整合不同系统如各类可再生能源供电电解槽集群制氢并可能连接电网提供电网支持。

解读: 该P2X特刊主题与阳光电源氢能战略高度契合。阳光电源在电解槽变流器、氢能源管理系统和可再生能源制氢一体化解决方案方面具有技术积累。特刊涵盖的电力电子变换器及调制、直流和交流微电网控制、变换器分析建模、测量与保护四大主题与阳光ST系列储能变流器、SG系列光伏逆变器和微电网解决方案的技术路线一致。文中提...