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智能电网在可持续能源管理中的广泛应用与系统性综述：应对人工智能、可再生能源集成与前沿技术挑战
An Extensive and Methodical Review of Smart Grids for Sustainable Energy Management-Addressing Challenges with AI, Renewable Energy Integration and Leading-edge Technologies
Parag Biswas · Abdur Rashid · Abdullah Al Masum · MD Abdullah Al Nasim 等6人 · IEEE Access · 2025年1月
能源管理通过提升能效、降低能耗与碳排放，显著改善系统运行性能。智能电网作为先进的能源基础设施，融合数字通信与多种前沿技术，增强电力系统在发电、输配过程中的可持续性、可靠性与效率。近年来，围绕智能电网的研究成果丰硕。本文系统综述其核心组件、技术进展、可再生能源整合、人工智能与数据分析应用、网络安全及隐私保护等关键议题。重点探讨间歇性可再生能源接入、网络攻击防御、电动汽车规模化并网等挑战，并分析人工智能在优化电网运行、提升可靠性和能源管理效能中的作用。最后指出当前研究的关键问题并提出未来研究方向。
解读: 该综述对阳光电源多产品线具有重要指导价值。在储能系统方面，AI优化算法可提升PowerTitan系统的能量管理效率和电网调度响应能力；网络安全技术可强化ST系列储能变流器的通信防护。在光伏逆变器领域，可再生能源间歇性应对策略可优化SG系列的并网控制算法，提升1500V系统稳定性。电动汽车规模化并网研...
利用带钒氧化还原液流电池的静止同步补偿器抑制汽轮发电机/海上风电场混合系统中的次同步振荡
Suppression of Subsynchronous Resonance in a Hybrid Steam-Turbine Generator/Offshore Wind Farm System Using a Static Synchronous Compensator With a Vanadium Redox Flow Battery
Li Wang · Jui-Tse Lai · Ting-You Li · Ching-Chung Tseng 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年1月
由于风力发电厂或太阳能发电厂等可再生能源（RES）具有间歇性，将这些可再生能源接入电力系统会导致系统不稳定，影响电力系统的质量和稳定性。为解决这一问题，人们提出了各种用于补偿功率波动的储能系统（ESS），以及用于控制电压幅值和有功/无功功率注入的不同灵活交流输电系统（FACTS），以提高所接入电力系统的稳定性。需要运用合适的控制理论为储能系统或柔性交流输电装置设计一些有效的附加阻尼控制器（SDC），以实现提高稳定性的目标。本文提出将静止同步补偿器（STATCOM）与基于钒氧化还原液流电池（VRF...
解读: 该STATCOM+VRFB协同抑制次同步振荡技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究提出的有功无功协同调节策略可直接应用于阳光电源储能PCS的控制算法优化，增强系统阻尼特性，提升新能源并网稳定性。特别是在海上风电+火电混合场景下，ST储能系统可通过快速...
QHTGMc-E2PLL辅助的平滑无扰同步控制在PCC处快速功率波动下的风力驱动DFIG-BES-SPVS系统中的应用
QHTGMc-E2PLL Aided Smooth Disturbance Free Synchronization of a Wind Turbine Driven DFIG-BES-SPVS Amidst Rapid Power Variability at PCC
Subhadip Chakraborty · Bhim Singh · B.K. Panigrahi · Suvom Roy 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年7月
由于可再生能源固有的间歇性，独立的风能和太阳能驱动的偏远系统在公共耦合点（PCC）面临着较大的功率波动。这些功率变化表现为PCC电压的相角和幅值波动，进而延迟了具有较大惯性的输入机电能量转换系统的同步。此外，由于用于同步的锁相环（PLL）内电压参数估计环路之间存在耦合，一个参数的干扰会传播到其他参数，进一步增加了控制的复杂性。为应对这些挑战，本文提出了一种基于四元数双曲正切Geman - McClure自适应滤波器增强型扩展增强锁相环（QHTGMc - E2PLL）的新型抗干扰同步控制策略。该方...
解读: 该QHTGMc-E2PLL同步控制技术对阳光电源的储能与光伏产品线具有重要应用价值。可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的并网控制，特别是在PowerTitan大型储能系统中实现多机组协调运行。该技术能有效提升产品在弱电网条件下的并网性能，优化电压频率响应特性，契合阳光电源在新型电力系...
并网型风光储电解铝系统容量优化
Capacity Optimization of Grid-Connected Solar-Wind-Storage-Electrolytic Aluminum System
Qunhai Huo · Xiaoqian Li · Qiran Liu · Huawei Deng 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年12月
摘要：能源密集型产业消耗大量能源并排放大量二氧化碳，给环境保护带来了沉重负担。然而，这些产业向绿色低碳运营转型可能不足以应对全球气候变化和实现碳中和目标。为应对这一挑战，本文聚焦负荷型电解铝生产过程，构建了一个双层优化模型。其目标是优化光伏（PV）、风力发电机（WT）和储能系统的配置，以最大限度地提高铝生产中可再生能源的利用率。双层优化模型的外层旨在实现最大经济效益，内层则设定为确定最小储能配置容量。采用非支配排序遗传算法 II（NSGA-II）进行优化分析。此外，该模型考虑了电解铝的灵活可调性...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的"光伏-风电-储能-电解铝"系统容量优化模型具有重要的战略价值和实践意义。 首先，该研究为阳光电源拓展高耗能工业领域的新能源解决方案提供了理论支撑。电解铝行业作为典型的能源密集型产业，其负荷特性与新能源波动性的匹配一直是行业痛点。论文中将电解铝负荷视为可调节资...
整合技术、经济与环境维度并涵盖生命周期评估的光伏冷却系统综述
Photovoltaic cooling systems review integrating technical, economic, and environmental dimensions encompassing life cycle assessment
Razan El Kassar · Ahmad Al Takash · Elissa El Rassy · Mohammad Hammoud 等5人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.302
摘要 从减少全球二氧化碳排放和保障长期能源安全两个角度来看，向可再生能源转型具有关键意义。在这一范式转变中，光伏发电系统处于核心地位。然而，发热通常会降低光伏系统的效率，因此采取冷却措施至关重要。本文综述了近五年内太阳能电池板所采用的各类冷却技术的最新进展，重点聚焦于包含完整生命周期评估（LCA）在内的经济性与环境影响研究。所回顾的冷却技术包括：基于空气的冷却、基于液体的冷却、相变材料（PCM）、辐射天空冷却、热电发电机、珀尔帖效应蒸发冷却以及混合系统。与以往研究不同，本文系统考察了所有已知的相...
解读: 该光伏冷却技术综述对阳光电源SG系列逆变器和储能系统具有重要参考价值。研究表明PCM相变材料结合水冷可提升22.8%发电效率,纳米流体冷却降温23.14%,这为我们1500V高功率逆变器的热管理优化提供新思路。可将主动冷却技术集成到PowerTitan储能系统中,通过iSolarCloud平台实时监...
具有反步预测的双三相四桥臂多电平逆变器用于不平衡低压电网
Dual Three-Phase Four-Leg Multilevel Inverter With Backstepping Prediction for Unbalanced Low-Voltage Grids
Joaquim Monteiro · V. Fernão Pires · Armando Cordeiro · José Fernando Silva 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月
风能和太阳能等可再生能源在降低电力系统碳排放方面发挥了重要作用。然而，当这些能源接入低压电网时，由于大量单相负载的存在，可能会出现一些问题。这种情况常常导致负载不平衡，进而可能增加损耗，甚至导致某一相出现欠压或过压现象。在孤立微电网的背景下，这一问题尤为关键。因此，本文提出了一种基于双三相四桥臂多电平逆变器的新型光伏并网发电储能控制系统。这种功率变换器拓扑结构由两个四桥臂两电平三相逆变器组成，它将两个光伏阵列连接到一个四线三相变压器，该变压器再接入电网。这种配置旨在将光伏产生的电力注入低压（LV...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的双三相四桥臂多电平逆变器技术及其反步预测控制方法，为解决低压配电网不平衡负载问题提供了创新路径，与公司在分布式光伏和储能系统领域的战略布局高度契合。 该技术的核心价值在于通过四线制拓扑结构实现对单相不平衡负载的有效支撑，这在农村电网、海岛微网等应用场景中具有显...
美国和加拿大的可持续能源工业系统：展示太阳能到多用途能源的价值
Sustainable Energy Industry Systems in the United States and Canada Demonstrating the Value of Solar-to-X
Gabriel Lopez · Arman Aghahosseini · Dmitrii Bogdanov · Rasul Satymov 等6人 · IEEE Journal of Photovoltaics · 2025年2月
太阳能光伏（PV）的显著增长正在推动能源产业系统向高度可持续方向转型。尽管设定了到2050年实现净零排放的目标，但化石燃料在美国和加拿大的能源产业系统中仍占主导地位。本文制定并分析了转型路径，将能源和非能源需求的完全脱碳情景与基于政府预测的常规情景进行了对比。结果表明，所有部门向100%可再生能源转型具有诸多益处，因为太阳能光伏产生的过剩低成本电力可用于“电转X”解决方案，以生产电力基燃料、化学品和材料。到2050年，电力部门仅消耗所发电量的20%，其余电力将用于为供热、运输和工业部门供电。因此...
解读: 该Solar-to-X技术路径对阳光电源多产品线具有战略价值。在储能系统方面，PowerTitan可深度参与光伏制氢的能量缓冲与电网平衡，ST系列储能变流器需强化DC-DC变换效率以适配电解槽波动负载特性。对于SG系列光伏逆变器，需优化MPPT算法以适应制氢等非并网负载的动态响应需求，1500V高压...
基于电压裕度评估配电系统中分布式能源资源的适用性：以韩国济州岛为例
Assessing the Suitability of Distributed Energy Resources in Distribution Systems Based on the Voltage Margin: A Case Study of Jeju, South Korea
Jun-Hyuk Nam · Seong-Jun Park · Dong-Il Cho · Yun-Jin Cho 等5人 · IEEE Access · 2025年1月
随着清洁能源转型需求的增长，提高可再生能源占比已成为全球重点。分布式能源资源（DERs）如光伏和风力系统的接入对优化配电系统至关重要，但其快速出力变化易引发电压越限与不稳定，影响电能质量与设备可靠性，常需 costly 的电网升级。为此，本文提出电压裕度评估指标（VMEI），以识别适宜DER接入的节点。以韩国济州岛为例，结果表明，VMEI为1.00066的5号馈线37节点接入0.5 MW DER后，最大电压为22.97 kV，处于合规范围，电压稳定性提升；而VMEI最低的4号馈线29节点（0.9...
解读: 该电压裕度评估方法对阳光电源SG系列光伏逆变器和ST储能系统的选址部署具有重要指导价值。VMEI指标可集成至iSolarCloud云平台，实现配电网DER接入能力的智能评估：在项目前期通过电压裕度分析优化逆变器安装节点，避免因电压越限导致的弃光或设备停机；对于ST储能系统，可结合VMEI识别电压薄弱...
光伏发电场产量预测：基于改进元启发式优化的长短期记忆网络方法
Photovoltaic Farm Production Forecasting: Modified Metaheuristic Optimized Long Short-Term Memory-Based Networks Approach
Aleksandar Stojkovic · Bosko Nikolic · Miodrag Zivkovic · Nebojsa Bacanin · IEEE Access · 2025年1月
化石能源的有限性推动了可再生能源的发展，但其并网仍面临挑战。太阳能发电受天气影响显著，精确预测对电网调度与电力交易至关重要。本文研究基于轻量化长短期记忆网络（LSTM）结合注意力机制的模型，并提出一种改进的粒子群元启发式优化算法以优化超参数。基于印度两座光伏电站及塞尔维亚Mihailo Pupin研究所屋顶电站的实际数据进行实验，所提方法在多个指标上表现优异，最低均方误差达0.001812。通过TinyML验证了模型在边缘设备部署的可行性，填补了轻量化LSTM在该领域应用的研究空白。
解读: 该轻量化LSTM光伏预测技术对阳光电源iSolarCloud智能运维平台及PowerTitan储能系统具有重要应用价值。精确的发电预测可优化ST系列储能变流器的充放电策略，提升能量管理效率；改进的粒子群算法可用于SG系列逆变器MPPT参数自适应优化。TinyML边缘部署方案与阳光电源构网型GFM控制...
论太阳能光伏在美洲能源产业转型中的作用
On the Role of Solar PV for the Energy-Industry Transition in the Americas
Christian Breyer · Gabriel Lopez · Arman Aghahosseini · Dmitrii Bogdanov 等6人 · IEEE Journal of Photovoltaics · 2024年10月
近年来，太阳能光伏发电新增装机容量成为最大电源，随着其不断发展，能源产业向高度可持续性的转型正在加速。然而，美洲的能源产业体系在很大程度上仍滞后，因为化石燃料在发电结构和整个能源体系中仍占主导地位。本文为美洲所有国家制定了能源产业转型路径，目标是到2050年使所有能源和工业部门实现100%可再生能源供电。为衡量向100%可再生能源转型的情况，将研究结果与美洲目前的能源政策进行对比，后者代表了照常情景（BAU）。结果表明，扩大可再生能源（尤其是太阳能光伏发电）以实现100%可再生能源目标并使各地区...
解读: 该研究对阳光电源美洲市场战略布局具有重要指导价值。文章揭示的光伏快速部署趋势与电力系统灵活性需求，直接契合SG系列1500V逆变器的高效转换优势和PowerTitan储能系统的调峰调频能力。针对美洲能源转型中传统能源替代需求，阳光电源可强化构网型GFM控制技术在弱电网场景的应用，提升ST储能变流器的...
一种基于人工智能预测温室环境中光伏-热系统的能量参数的方法
An artificial intelligence approach to predict energy parameters in a photovoltaic-thermal system within a greenhouse
Shojapour Pour · Ali Motevali · Seyed Hashem Samadi · Ranjbar-Nedamani Nedamani 等6人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.295
摘要 农业各个领域日益增长的能源需求，尤其是在温室设施中，迫切需要探索可行的解决方案。利用可再生能源，并结合人工智能（AI）技术对能耗数据进行预测与分析，为应对这一挑战提供了有前景的途径。本研究采用多种机器学习模型，针对基于纳米流体（Al2O3、SiO2、Al2O3-SiO2）的光伏-热系统，在温室内外环境下对其能量参数（如输出功率、电效率、热效率和总效率）进行预测。建模过程采用了时延神经网络（TDNN）、多层感知机（MLP）以及非线性自回归（NARX）方法，并引入了对数激活函数。不同能量参数的...
解读: 该研究对阳光电源SG系列光伏逆变器及iSolarCloud平台具有重要价值。NARX神经网络预测光伏系统能效参数(R²=0.9979)的方法,可集成至我司智能运维平台,实现MPPT算法优化和发电效率预测性维护。纳米流体光热系统的AI建模思路,可应用于户用光伏热电联供场景,提升SG系列逆变器在农业光伏...
基于非对称占空比限制控制的多端口双向直流-直流变换器在分布式储能系统中的应用
Asymmetrical Duty-Cycle Limit Control-Based Multiport Bidirectional DC–DC Converter for Distributed Energy Storage System Applications
作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
本文提出了一种新型多端口双向直流 - 直流转换器（MP - BDC），其特点是在每个低压端口采用两相交错架构，以减轻低压侧电容器和电感器上的电流纹波。多端口配置旨在实现不同电压等级的储能系统（ESS）的同时利用，同时实现较宽的电压转换比。为了确保在整个占空比范围内电感平均电流平衡，实施了一种经济高效的非对称占空比限制控制策略，该策略对直流电感的变化表现出了强大的鲁棒性。此外，所提出的转换器非常适合集成各种可再生能源和混合储能系统。另外，低压端口与高压端口配置为共地，有助于降低系统内的电磁干扰。本...
解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，这项多端口双向DC-DC变换器技术具有显著的战略价值。该技术通过双相交错并联架构有效降低了低压侧电流纹波，这与我司PowerStack储能系统对高功率密度和长寿命的需求高度契合。特别是其支持不同电压等级储能单元同时接入的能力，可直接应用于我司正在推进的混合储能解决方案...
基于注意力驱动贝叶斯优化混合集成的济州岛可再生能源系统精准能源预测
Attention-Driven Hybrid Ensemble Approach With Bayesian Optimization for Accurate Energy Forecasting in Jeju Island's Renewable Energy System
Muhammad Ali Iqbal · Joon-Min Gil · Soo Kyun Kim · IEEE Access · 2025年1月
可再生能源并网带来能源需求和供给预测的迫切需求，波动的用户需求和高变异性能源给供需平衡带来挑战。本文提出注意力驱动贝叶斯优化混合集成框架ABHEF，在济州岛能源混合数据上验证。ABHEF集成ConvBiLSTM、ETCN、TFT和DAT等先进模型捕获短期波动和长期趋势。贝叶斯优化确定各模型最优超参数。CatBoost作为元模型表现最佳。对于小时供给预测，MAE和RMSE相比BiLSTM分别降低52%和50%；对于日供给预测，降低76%和77%。该框架为可再生能源系统能源管理和资源规划提供显著优势...
解读: 该能源预测技术对阳光电源智慧能源管理平台iSolarCloud有重要应用价值。阳光iSolarCloud管理海量光伏储能电站，需要精准的发电和负荷预测。ABHEF混合集成框架可集成到阳光预测系统中，结合天气数据和历史运行数据实现高精度多时间尺度预测。该技术可优化阳光储能系统充放电策略和新能源消纳，提...
太阳能光伏系统的综合评述：范围、技术、应用、进展、挑战与建议
A Comprehensive Review of Solar Photovoltaic Systems: Scope, Technologies, Applications, Progress, Challenges, and Recommendations
Shoaib Ahmed · Amjad Ali · Jamshed Ahmed Ansari · Sikandar Abdul Qadir 等5人 · IEEE Access · 2025年1月
近年来，能源系统正从化石能源向可再生能源（RES）转型。太阳能光伏（PV）技术因其清洁、可靠、可扩展和经济性潜力，成为实现零碳排放的关键路径之一。本文系统综述了三代光伏技术：第一代晶体硅、第二代薄膜及第三代新兴技术（如钙钛矿与有机电池），并探讨其在能源社区、微网、交通、通信和农业等领域的应用。研究分析了全球及欧洲光伏发展态势，重点考察意大利的装机容量、发电量与能源结构变化。数据显示，中国、美国和印度引领全球装机增长，欧洲则在政策推动下持续领先，意大利2023年增速居欧洲第二。文章同时指出制约因素...
解读: 该综述对阳光电源全产品线具有战略指导价值。光伏技术演进趋势（晶硅向钙钛矿/叠层电池发展）为SG系列逆变器提供宽电压范围、高效MPPT算法优化方向；分布式光伏与微网应用场景直接契合ST储能系统与PowerTitan的集成部署需求，智能逆变器发展建议验证了构网型GFM控制技术路线的前瞻性；光伏在交通领域...
基于高频链MMC的背靠背连接电力电子变压器对直流链路电压纹波的敏感性分析
Sensitivity Analysis of the High-Frequency-Link MMC to DC Link Voltage Ripples in a Back-to-Back Connected MMC-Based Power Electronic Transformer
Vishnu Narayan Vipin · Ned Mohan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
将可再生能源和储能设备接入中压电网（5 - 34.5 千伏），可实现高功率输出，同时将传导损耗降至最低。近期的变流器拓扑结构采用级联低压（LV）子模块（SM）的方式来满足电网电压等级要求，从而能够从低压储能单元和光伏阵列中提取电能。本文重点研究一种具有公共可控高压（HV）直流母线的拓扑结构，该母线同时连接电网侧模块化多电平换流器（GS - MMC）和高频链模块化多电平换流器（HF - MMC）。储能单元以及风能和太阳能等可再生能源通过高频（HF）升压变压器的低压侧供电，电能经 HF - MMC ...
解读: 从阳光电源中压并网和储能集成业务视角来看，这项关于高频链模块化多电平换流器（MMC）的研究具有重要的技术参考价值。该研究聚焦于背靠背MMC构成的电力电子变压器拓扑，这与我们在5-35kV中压光储系统中面临的技术挑战高度契合。 该技术方案通过级联低压子模块实现中压等级，能够直接整合低压储能单元和光伏...
通过液态空气储能实现英国2050年净零碳能源系统
Achieving a net-zero-carbon energy system in the UK by 2050 with liquid air energy storage
Ting Liang · Yongliang Li · Binjian Ni · Abdalqader Ahm 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.327
摘要 不同的储能技术可为大规模整合间歇性和波动性可再生能源提供有前景的解决方案，其中液态空气储能（LAES）具有多项关键优势，包括高可扩展性、无地理限制以及提供多能矢量服务的能力。本研究旨在评估英国到2050年实现成本有效的净零碳能源转型路径。为此，开发了一种基于多区域混合整数线性规划的新型能源扩展框架，以突出LAES及其他储能技术在能源系统中的关键作用，并用于能源系统的最优设计与运行。通过情景分析和敏感性分析，揭示了不同路径的技术经济性能及四个关键结果。首先，研究表明，到2050年在英国实现净...
解读: 该研究验证了长时储能在高比例可再生能源系统中的关键作用,对阳光电源PowerTitan等大型储能系统具有重要参考价值。研究表明最优储能配置比例为可再生能源容量的16-25%,充电8-10小时、放电12-15小时的长时储能更适配风电主导场景,这为ST系列PCS的功率时长配置提供了量化依据。10-12%...
特刊主编寄语：电力电子在未来可再生能源和Power-to-X系统中的作用
Guest Editorial: Special Issue on Power Electronics Role in Future Renewables and Power-to-X Systems
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...
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