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动态热定值对高风电渗透率及频率安全约束下电力系统可靠性的影响
Reliability impact of dynamic thermal rating on power system under high wind penetration and frequency security constraints
Xi Hea · Jiashen Teha · Bader Alharbi · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.400
摘要 随着风能越来越多地并入现代电力系统，与频率安全、输电拥堵以及整体系统可靠性相关的问题日益突出。本文研究了动态热定值（DTR）技术的应用，作为一种应对高风电渗透率和频率安全约束所带来的挑战的潜在解决方案。本文建立了一种改进的低阶聚合系统频率响应（ASFR）模型，用于分析在不同风电渗透水平下的频率动态特性。风电的接入受到系统频率约束的限制，进而影响系统的可靠性。为解决这些问题，首先评估了集成DTR技术的改进型IEEE 24节点测试系统的可靠性表现，并随后在一个扩展的IEEE RTS-96系统上...
解读: 该研究对阳光电源储能系统(ST系列PCS、PowerTitan)和风电变流器产品具有重要指导意义。文中提出的动态热定额(DTR)技术与频率安全约束分析,可优化我司VSG虚拟同步机控制策略,提升高风电渗透率场景下的电网支撑能力。研究中的合成惯量、降额运行及储能集成方案,与我司GFM构网型控制技术高度契...
基于动态dv/dt开关模型的GaN HEMT三阶段最小切换损耗有源栅极驱动策略
Minimal Switching Loss Three-Stage Active Gate Driving Strategy Based on Dynamic dv/dt Switching Model for GaN HEMT
Shuo Zhang · Chang Liu · Xinyu Li · Desheng Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
氮化镓高迁移率晶体管（GaN HEMT）的快速开关会导致高 $dv/dt$ 和严重的电磁干扰（EMI）问题，这需要在开关功率损耗之间进行权衡。三级栅极驱动（TSGD）可以缓解开关速度和损耗之间的矛盾，但由于 GaN HEMT 的非线性寄生电容，在现有的 TSGD 策略下实现最小开关损耗具有挑战性。为解决这一问题，本文提出了一种基于动态 $dv/dt$ 开关（DVTS）模型的最小开关损耗 TSGD 策略，该策略能够实现最小开关损耗。首先，基于电荷守恒原理，计算了 GaN HEMT 寄生电容的分段线...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于动态dv/dt开关模型的GaN HEMT三阶段主动栅极驱动技术具有显著的战略价值。GaN器件的高频快速开关特性是提升光伏逆变器和储能变流器功率密度的关键路径，但其带来的高dv/dt和严重EMI问题一直制约着实际应用。该技术通过电荷守恒原理建立分段线性等效模型，精确刻...
评估城市光伏集成的双重辐射效应：反照率变化与辐射强迫动态
Assessing the dual radiative consequences of urban PV integration: Albedo change and radiative forcing dynamics
Yilong Zhou · Shredatta Marath · Miro Zeman · Olindo Isabell 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401
在城市地区集成光伏（PV）系统可增强本地可再生能源电力生产，但由于光伏组件反射率较低，也会导致地表反照率降低。反照率的下降增加了地球对能量的吸收，从而产生正的辐射强迫（RF）；而光伏电力替代化石燃料发电则通过避免二氧化碳排放产生负的辐射强迫。本研究采用一种新颖的工作流程，量化了城市屋顶光伏部署的净辐射强迫影响。该工作流程结合了两个模型：（1）几何光谱反照率（GSA）模型，利用LiDAR数据和地理配准的材料分布图，模拟光伏集成前后的反照率变化；（2）基于简化天际线的光伏模型，利用LiDAR提取的屋...
解读: 该研究揭示城市光伏部署的反照率降低效应及辐射强迫动态平衡机制,对阳光电源SG系列逆变器和iSolarCloud平台具有重要指导意义。研究表明低碳电网场景下反照率负效应凸显,这要求提升系统发电效率以缩短气候收益回收期。可启发我们优化MPPT算法、采用SiC功率器件降低损耗,并通过iSolarCloud...
基于SHAP与物理引导神经网络的卡诺电池主导因素识别与快速优化
Dominant factor identification and fast optimization of carnot battery by integrating SHAP and physics-guided neural network
Yunfei Zhang · Jian Lia · Mingzhe Yua · Xu Chena 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401
摘要 卡诺电池是一种新兴的长时电能储存技术，有望大规模应用于促进波动性可再生能源的消纳。然而，卡诺电池由热泵、储热和热机单元组成，其内部存在复杂的能量流耦合关系。在不同工况下决定电-电（PTP）效率的主导因素及其耦合关系尚不明确，传统的优化方法也因耗时较长而制约了优化设计进程。本文构建了SHapley加性解释（SHAP）模型，用于识别卡诺电池的主导因素及其相互间的耦合关系。进一步提出一种融合SHAP与物理引导神经网络（PGNN）的新型优化方法——SPGO方法，能够快速实现最大PTP效率并给出相应...
解读: 该卡诺电池优化技术对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。论文提出的SHAP主导因素识别与物理引导神经网络(PGNN)优化方法,可应用于ST系列PCS及PowerTitan储能系统的效率优化。其多物理场耦合分析思路与SiC器件热管理优化高度契合,PGNN模型在插值/外推场景下误差降低15-30%的表现,...
弱电网中同步调相机优化配置与容量规划的混合整数线性规划模型
An MILP Model for Optimal Placement and Sizing of Synchronous Condensers in a Weak Grid
Ehsan Fouladi · Ali Mehrizi-Sani · Behrooz Bahrani · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年9月
摘要：随着基于逆变器的电源（IBR）日益普及，电力系统的强度（以短路比 [SCR] 衡量）和惯量正在下降。这是因为 IBR 不具备传统同步发电机（SG）的旋转惯量，并且它们对短路故障电流的贡献不如 SG 大。因此，在弱电网中，IBR 可能不具备足够的故障穿越（FRT）能力。安装同步调相机（SC）是一种补偿系统强度和惯量下降的解决方案，因为 SC 可以通过注入无功功率来提供旋转惯量和电压支持。然而，SC 成本高昂，需要通过确定新安装 SC 的最佳容量和位置来尽量降低其资本、运行和维护成本。本文提出...
解读: 该研究对阳光电源的大型储能和光伏逆变器产品具有重要参考价值。针对弱电网中同步调相机的优化配置问题，可启发ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的GFM控制策略优化，特别是在PowerTitan大型储能系统中实现虚拟同步机功能。通过将文中短路比SCR和系统惯量的评估方法应用于产品设计，可提升储能变流器...
机会约束下混合光伏/电池/氢储能孤立微电网的优化定容：生命周期分析
Chance constrained optimal sizing of a hybrid PV/battery/hydrogen isolated microgrid: A life-cycle analysis
Ahmed R.El Shamy · Prince Aduam · Ameena Saad Al Sumaiti · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.332
摘要 孤立微电网在利用可再生能源（RES）和储能技术进步方面具有巨大潜力。这类系统的应用前景涵盖工业、商业和居民区域，特别是在无法接入主网或联网不经济的场合。孤立微电网的规划必须精确，以保障系统安全性并避免资源过度配置。本文提出一种由多种储能组件和太阳能光伏系统构成的微电网，旨在对光伏电站容量、电池储能容量、燃料电池额定功率、电解槽额定功率以及氢气罐尺寸进行优化定容，以匹配负荷需求并降低整个系统生命周期成本。光伏电站作为主要能源，而电池和氢储能系统则提供必要的调节能力，以覆盖无日照时段的电力需求...
解读: 该混合储能微网优化配置研究对阳光电源离网系统方案具有重要参考价值。文中PV+电池+氢储能架构与我司ST系列储能变流器、SG光伏逆变器可形成完整解决方案。机会约束优化方法可应用于PowerTitan系统容量配置,提升经济性。25年全生命周期成本分析思路可指导iSolarCloud平台开发智能配置算法,...
可再生能源驱动的膜技术：集成太阳辐照度预测用于光伏驱动苦咸水淡化系统的预测控制
Renewable energy powered membrane technology: Integration of solar irradiance forecasting for predictive control of photovoltaic-powered brackish water desalination system
Martin Ansong · Emmanuel O.Ogunniyi · Blanca Pérez Jiméneza1 · Bryce S.Richards · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401
摘要 太阳辐照度（SI）的波动会扰乱光伏（PV）发电系统的输出功率，导致直接耦合的光伏驱动膜法脱盐系统出现运行不稳定和非预期停机，从而降低产水率、水质和能源效率。传统的基于储能的缓解策略会增加系统成本和复杂性。基于天空成像的SI预测技术能够分析天空状况，并提供长达15分钟的SI预测，为减少功率波动影响提供了替代方案，且无需过度依赖储能系统。本研究将一种基于图像的太阳辐照度预测系统（SIFS）集成至一套光伏驱动的苦咸水脱盐系统中。该SIFS采用卷积神经网络-长短期记忆（CNN-LSTM）模型，利用...
解读: 该光伏预测控制技术对阳光电源SG系列逆变器与ST储能系统集成具有重要价值。研究通过CNN-LSTM模型实现15分钟光照预测,可与我司MPPT优化算法协同,提升直驱式光伏系统稳定性。建议将天空成像预测技术集成到iSolarCloud平台,结合VSG虚拟同步发电机控制策略,在减少储能配置的同时优化功率波...
基于自适应再分配的准时V2G调度圈：评估与增强转移V2G能力
Punctual V2G scheduling circle: Evaluate and enhance transfer V2G capability through adaptive redistribution
Ke Liu · Yanli Liu · Gang Si · Xin Lu 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.383
摘要 随着电动汽车（EV）数量的不断增长，车辆到电网（V2G）技术展现出巨大的潜力。然而，V2G站点及其连接的电网节点位置固定，而电动汽车的空间分布具有随机性。因此，在电网V2G调度过程中，除了关注V2G站点本地的V2G能力外，还需考虑在有限转移时间内的准时转移V2G能力。为此，本文提出一种基于自适应再分配（AV2GR）的方法，用于评估并增强目标站点的准时转移V2G能力，从而构建相应的准时V2G调度圈及增强型调度圈。首先，建立了一种转移V2G再分配（TV2GR）模型，用以评估在常规车辆和转移EV...
解读: 该V2G准时调度技术对阳光电源充电桩及储能业务具有重要价值。论文提出的自适应再分配算法可与我司充电站网络深度融合:1)结合iSolarCloud平台实时交通数据,优化多站点协同调度策略;2)ST系列PCS可配合转移V2G能力评估,提升电网侧削峰填谷效率;3)拥堵指数模型可嵌入充电站智能管理系统,动态...
多尺度太阳能制氢系统设计：一个开源建模框架
Multi-scale solar-to-hydrogen system design: An open-source modeling framework
Cristina Teixeir · Miguel Alexandre · Leonardo Rodriguesbc · António T.Vicente 等10人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.301
摘要 由可再生能源生产的氢气在实现净正向目标方面具有提供可持续解决方案的巨大潜力。然而，阻碍其广泛采用的一个技术挑战是缺乏用于在真实条件下对集成系统组件进行精确尺寸设计和仿真模拟的开源建模工具。在本研究中，我们开发了一个可扩展、用户友好且开源的Python®模型，用于模拟并网型电池辅助的光伏-电解槽系统，以实现绿色氢气的生产及其向高附加值化学品和燃料的转化。该代码已在GitHub上公开发布，使用户能够预测不同规模和地理位置下太阳能制氢系统的性能。该模型应用于三个具有不同气候特征的地点——辛特拉（...
解读: 该开源光伏制氢系统建模框架对阳光电源光储氢一体化解决方案具有重要参考价值。研究验证了电池辅助PV-电解槽系统的技术可行性,与公司ST系列储能变流器、SG系列光伏逆变器可深度协同。模型中0.5 WEC/Wp PV容量配比及24/7连续运行策略,可指导iSolarCloud平台优化光储氢能量管理算法。研...
基于静止卫星观测数据的机器学习短波辐射预报以优化太阳能光伏和聚光太阳能系统
Machine learning forecasts of short wave radiation from geostationary satellite measurements to optimize solar photovoltaic and concentrated solar power systems
Hongyu Wua · Chengxin Zhangb · Jingkai Xuea · Xinhan Niub 等7人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.299
摘要 在全球能源转型与可持续发展的背景下，精确的短波辐射（SWR）预测对于提高太阳能光伏发电（PV）和聚光太阳能发电（CSP）系统的效率与经济可行性日益重要。本研究提出了一种创新的机器学习短波辐射预测模型，利用静止卫星的多波段太阳短波辐射测量数据，实现未来一小时内的短波辐射预报。该模型基于一种云量加权的混合模型，结合了卷积长短期记忆网络（ConvLSTM）与傅里叶神经算子（FNO）模型。在测试过程中，优化后的混合模型表现优于ERA5再分析数据，预测误差降低了24.14%，平均绝对误差降低了38....
解读: 该卫星遥感+机器学习的短波辐射预测技术对阳光电源SG系列光伏逆变器和ST储能系统具有重要应用价值。通过ConvLSTM-FNO混合模型实现小时级精准预测,可优化MPPT算法实时响应辐照变化,提升发电效率6.4%。结合iSolarCloud平台可实现光储协同调度:光伏侧提前调整并网策略,储能侧优化充放...
基于开源低成本天空成像仪和混合深度学习技术的超短期太阳辐照度预测
Very short-term solar irradiance forecasting based on open-source low-cost sky imager and hybrid deep-learning techniques
Martin Ansong · Gan Huang · Thomas N.Nyang’on · Robinson J.Musembi 等5人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.294
摘要 太阳辐照度（SI）预测对于光伏（PV）系统的可靠运行至关重要。这一点在非洲等地区尤为突出，因为这些地区的许多SI预测方法依赖于稀缺的历史数据，而电力网络本身存在的不稳定性又因SI的波动性而进一步加剧。准确的太阳能预测对于改善电网管理至关重要，可帮助运营商平衡供需关系并提升系统稳定性。基于地面的天空成像技术是一种有前景的SI预测方法，无需依赖大量历史数据。然而，商用天空成像仪价格昂贵且灵活性有限。本文介绍了卡尔斯鲁厄低本钱全天候成像仪（KALiSI），该设备由市售组件构成，能够拍摄高分辨率图...
解读: 该低成本天空成像超短期光伏预测技术对阳光电源SG系列逆变器和ST储能系统具有重要应用价值。15分钟前瞻预测可优化MPPT算法响应速度,提升逆变器在云层遮挡等突变工况下的功率跟踪精度。结合iSolarCloud平台,CNN-LSTM预测模型可为PowerTitan储能系统提供精准充放电调度依据,降低电...
基于模型预测控制的梯级水电-光伏互补系统实时调度框架
A real-time scheduling framework of cascade hydropower-photovoltaic power complementary systems based on model predictive control
Chengguo Su · Li Li · Taiheng Zhang · Quan Sui 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.392
摘要 光伏（PV）发电与水电的联合运行已成为促进可再生能源消纳的有效途径。在实时调度过程中提升对水电和光伏发电的管理与控制能力，有助于满足电网预期的电力需求。然而，应对光伏发电出力和径流固有的不确定性仍是一项重大挑战。本文提出了一种基于模型预测控制（MPC）的梯级水电-光伏（CH-PVP）互补系统实时调度框架。采用Wasserstein生成对抗网络（WGAN）对径流和光伏发电出力进行预测，在此基础上构建了考虑动态水流滞时和水电机组振动区的CH-PVP互补系统实时调度模型，旨在最小化功率偏差并减少...
解读: 该MPC实时调度框架对阳光电源水光互补系统具有重要价值。WGAN预测模型可集成至iSolarCloud平台,提升光伏出力预测精度;动态水延时建模思路可应用于ST储能系统的充放电调度,优化SG逆变器与水电的协调控制策略。MILP快速求解技术(<1分钟)适配GFM/VSG控制的实时响应需求,降低功率偏差...
SolarFormer++：用于太阳能光伏剖面分析与遮挡定位以减缓退化的多尺度Transformer
SolarFormer++: Multi-scale Transformer for Solar PV Profiling and Obstruction Localization for Degradation Mitigation
Esteban Duran · Minh Tran · Malachi Massey · Adrian Gracia 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年5月
随着气候变化的加速，全球向清洁和可持续能源转型的需求日益迫切。光伏（PV）能源因其可靠性和易于安装而成为首选。然而，对光伏系统进行有效管理需要（i）对太阳能光伏装置进行精确且实时的定位，以实现全球概况分析；（ii）准确评估实时输出电压和系统性能。为应对这些挑战，我们提出了一种双途径解决方案，利用卫星和无人机图像对太阳能电池板进行全面分析。我们的方法首先从卫星图像中分割并绘制太阳能电池板的地图，从而深入了解其地理分布和规模。同时，该方法分析无人机（UAV）图像，以防止因太阳能电池板表面的障碍物（如...
解读: 该多尺度Transformer光伏故障诊断技术对阳光电源智能运维体系具有重要应用价值。可直接集成至iSolarCloud云平台，增强SG系列逆变器的智能诊断能力：通过像素级遮挡定位与退化模式识别，优化MPPT算法在局部阴影条件下的功率追踪策略；结合组串级监控数据，实现预测性维护，提前识别热斑、PID...
振荡水柱装置在全尺寸波浪水槽中的数值模拟与几何研究及萨沃尼乌斯涡轮插入的影响
Numerical modeling and geometrical investigation of oscillating water column device into a full-scale wave flume and considering savonius turbine insertion
Andrei Luis Garcia Santos · Cesare Biserni · Igor Almeidada Ros · Rafael Adriano Alves Camargo Gonçalves 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.346
本文旨在建立一种计算方法，用于模拟连接至波浪水槽的全尺寸振荡水柱（OWC）装置，并考虑在呼出/吸入管道中安装萨沃尼乌斯涡轮的情况。该模型用于提出关于装置设计的建议，并分析其对性能指标的影响，例如涡轮功率和可用气动功率（P<sub>turbRMS</sub> 和 P<sub>pneuRMS</sub>）以及性能系数（C<sub>PRMS</sub>）。几何结构的研究采用构型定律（constructal design）进行指导。本研究考虑了湍流、不可压缩、多相（空气和水）流动，以模拟波浪水槽中波浪与...
解读: 该振荡水柱波浪能转换技术对阳光电源储能系统具有借鉴价值。研究中的构造设计法优化几何参数、多相流VOF建模、k-ω SST湍流控制等方法,可应用于ST系列PCS的热管理优化和PowerTitan储能系统的流体冷却设计。其功率系数优化思路(C_PRMS=0.2727)与我司MPPT算法、GFM/GFL控...
浮体式太阳能发电系统的强化学习基准测试与原型开发：结合棕熊优化算法的实验研究与LSTM建模
Benchmarking reinforcement learning and prototyping development of floating solar power system: Experimental study and LSTM modeling combined with brown-bear optimization algorithm
Mohamed E. Zay · Shafiqur Rehman · Ibrahim A.Elgendy · Ali Al-Shaikhi 等8人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.332
摘要 本研究对浮体式太阳能光伏（SFPV）系统与地面安装式太阳能光伏（GSPV）系统进行了全面的对比性实验研究、性能评估分析以及增强型人工智能（AI）建模。两种系统——SFPV与GSPV——均在沙特阿拉伯阿尔-霍巴尔巴林湾地区相同的严苛环境条件下安装、测试并进行比较，详细评估了电功率输出、光伏组件表面温度、光伏直流电压与电流，以及能量产出和效率。此外，本研究还构建了一种混合人工智能框架，该框架融合了轻量梯度提升机（LightGBM）、门控循环单元（GRU）和长短期记忆网络（LSTM）模型，并通过...
解读: 该研究对阳光电源浮式光伏系统集成具有重要价值。SFPV相比地面电站发电量提升59.25%、组件温度降低32.36%,验证了浮式方案的技术优势。LSTM-BBOA混合AI模型(R²达0.9999)可应用于iSolarCloud平台的预测性维护,优化SG系列逆变器的MPPT算法。浮式场景的温度控制特性有...
光伏驱动电解水制氢系统用于可持续氨生产的性能分析：季节性与区域性评估
Performance analysis of a photovoltaic-driven hydrogen electrolyzer system for sustainable ammonia production: Seasonal and regional assessment
Mohamed Hamdi · Souheil El Alimi · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.326
绿色氨是一种比传统高能耗且依赖化石燃料工艺更清洁的替代方案。然而，有效整合光伏发电系统、电解槽和氨合成反应器等组件仍是一项挑战，显著影响氨的生产成本。此外，可再生能源固有的间歇性也会影响电解槽和氨合成过程的持续稳定运行。本研究建立了瞬态系统仿真（TRNSYS）模型，用于评估一套24 kWp光伏驱动的碱性电解水系统耦合单程哈伯-博世反应器（转化效率为15.55%）在不同地理位置下的运行性能，特别聚焦于突尼斯地区。该模型包含电力调节单元和变工况控制器，能够在太阳辐射波动的情况下实现稳定高效的运行。研...
解读: 该光伏制氢-绿氨系统研究对阳光电源具有重要战略价值。SG系列光伏逆变器可通过MPPT优化应对太阳能波动,ST系列储能PCS可平抑间歇性供电问题,确保电解槽稳定运行。研究揭示的功率调节单元需求与我司三电平拓扑、SiC器件技术高度契合。iSolarCloud平台可集成氢储、氮储及反应器负荷优化算法,提升...
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