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光伏发电技术 工商业光伏 ★ 5.0

基于生物质气化的太阳能热辅助质子交换膜电解槽与固体氧化物燃料电池系统用于绿色电力和氢气生产:多目标优化与㶲经济分析

Solar thermal assisted proton exchange membrane electrolyzer and solid oxide fuel cell system based on biomass gasification for green power and hydrogen production: Multi-objective optimization and exergoeconomic analysis

Shayan Sharafi Laleh · Haniyeh Sadat Rezaei Mousavi · Shayan Rabet · Farnaz Nojavan 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年8月 · Vol.337

摘要 工业革命推动了技术进步,但也加剧了环境问题,尤其是碳排放的显著增加。本研究提出一种新型混合系统,将光伏-热能(PVT)、质子交换膜电解槽(PEME)、气化、固体氧化物燃料电池(SOFC)以及朗肯循环相结合,以应对上述挑战。该系统采用太阳能辅助气化技术,通过预热空气和水提高合成气品质,从而增加氢气含量并提升燃烧效率。PEME单元利用过剩的太阳能电力进行绿色氢气生产,确保提供灵活的清洁燃料来源;同时,PEME产生的氧气被注入SOFC阴极,改善其电化学性能。该集成系统完全以生物质衍生的合成气为运...

解读: 该光伏-电解制氢-燃料电池混合系统对阳光电源ST储能系统和SG光伏逆变器产品线具有重要参考价值。系统通过PEM电解槽消纳光伏余电制氢,与阳光电源能量管理策略高度契合。74.88%能效和0.24kg/kWh碳排放指标验证了多能互补架构的优越性。可启发iSolarCloud平台集成氢储能模块,优化工商业...

储能系统技术 储能系统 微电网 ★ 5.0

一种新颖的线性搜索-线性规划方法用于非凸多目标独立微电网容量优化

A novel linear search-linear programming method for non-convex multi-objective sizing of standalone microgrids

Zishan Yina · Jiashu Jina · Linghong Zenga · Xiyun Tanga 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年8月 · Vol.337

摘要 光伏(PV)利用率的提高以及随之而来的储能系统规模扩大导致成本上升,是微电网技术经济性发展中的关键因素。为应对这一权衡问题,多能微电网的最优容量配置设计至关重要。本文提出了一种新颖的线性搜索-线性规划方法,用于优化包含多种储能系统的微电网容量配置,其中包括电池储能系统(BESS)和氢储能系统(HESS)。该方法旨在同时最小化非线性且非凸的生命期成本和光伏弃电率。仿真结果表明,所提出的方法在计算效率方面具有可行性与优越性:对于PV/HESS微电网提速52倍,PV/BESS微电网提速124倍,...

解读: 该线性规划优化方法对阳光电源微网系统配置具有重要价值。研究验证了PV/BESS/HESS混合储能架构的优越性,可直接应用于PowerTitan储能系统与SG系列逆变器的容量优化配置。其非凸优化算法可集成至iSolarCloud平台,实现离网微网的全生命周期成本最优化和光伏弃电率最小化。特别是氢储能与...

功率器件技术 SiC器件 功率模块 ★ 5.0

基于源极直连策略的并联SiC MOSFETs动态均流方法

Dynamic Current Sharing Method for Paralleled SiC MOSFETs Based on Source Direct-Connection Strategy

陈浩斌 · 闫海东 · 马凯 · 郭清 等5人 · 电工技术学报 · 2025年8月 · Vol.40

并联SiC MOSFETs是提升大功率电力电子系统电流容量的高效方案,但多芯片模块中易出现动态电流不均。本文提出一种源极直连的动态均流方法,通过电路建模与理论分析揭示电流不平衡机理及均流机制。仿真与实验结果表明,该方法可使并联器件的动态电流差异和开关损耗差异降低超过50%,且在多芯片模块中仍有效。相比传统方法,无需额外元件或DBC布局修改,兼容现有工艺,实现简单、成本低,满足极简封装需求。

解读: 该源极直连均流技术对阳光电源大功率产品线具有重要应用价值。可直接应用于ST2752XP储能变流器、SG350HX光伏逆变器等大功率产品的SiC功率模块设计,优化并联器件的动态电流分配。该方法无需额外器件,与现有DBC工艺兼容,可降低50%以上的动态电流差异和开关损耗差异,有助于提升产品可靠性并降低成...

功率器件技术 SiC器件 IGBT ★ 5.0

基于驱动电压主动切换的Si/SiC混合器件结温波动平滑控制

Smooth Control of Junction Temperature Fluctuation in Si/SiC Hybrid Devices Based on Active Switching of Gate Voltage

白丹涂春鸣龙柳肖凡肖标 · 电工技术学报 · 2025年8月 · Vol.40

Si/SiC混合器件兼具低成本与低损耗优势,是实现大容量、高可靠性电力电子装备的关键。然而,负载电流变化导致SiC MOSFET结温剧烈波动,限制了器件整体寿命提升。本文分析驱动电压对开关过程及损耗的影响,提出一种基于驱动电压主动切换的结温波动平滑控制策略。该策略在轻载时采用高损耗驱动模式以补偿温升,在重载时采用低损耗模式以抑制温升,显著平滑SiC MOSFET结温波动,减小其与Si IGBT的温差波动幅值。实验结果表明,所提方法可使SiC MOSFET结温波动降低30%以上,与Si IGBT的...

解读: 该研究对阳光电源的SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的功率器件应用具有重要价值。Si/SiC混合器件方案可有效平衡成本与效率,特别适合大功率产品如SG350HX和PowerTitan。通过驱动电压主动切换技术,可显著改善SiC MOSFET的温度稳定性,这对提升产品可靠性和使用寿命具有积极意义。...

功率器件技术 宽禁带半导体 SiC器件 GaN器件 ★ 5.0

宽禁带功率半导体器件封装集成技术与可靠性优化研究

Guest Editor's Message on the Special Issue on Packaging Integration Technology and Reliability Optimization of Wide Bandgap Power Semiconductor Devices

王来利 · 电工技术学报 · 2025年8月 · Vol.40

随着“双碳”目标推进和能源结构转型,以碳化硅、氮化镓为代表的第三代宽禁带功率半导体器件因其高频、高压、高效及耐高温特性,在电力电子装备中应用前景广阔。然而,传统硅基器件的封装技术难以满足其性能与可靠性需求,已成为产业发展的瓶颈。为突破宽禁带器件大规模应用的技术难题,亟需研究其失效机理、新型封装结构、互连技术、驱动保护设计、多芯片并联建模及应用场景下的可靠性优化方法。《电工技术学报》推出该专题,收录10篇高水平论文,涵盖上述五个研究方向,旨在促进学术交流、技术进步与成果转化。

解读: 该研究对阳光电源的SiC/GaN功率器件应用具有重要指导意义。封装集成与可靠性优化技术可直接应用于ST系列储能变流器、SG系列光伏逆变器和电动汽车充电设备的功率模块设计。特别是在高频高压应用场景下,新型封装结构和互连技术有助于提升产品功率密度,多芯片并联建模可优化大功率产品的并联均流性能。失效机理研...

光伏发电技术 并网逆变器 三相逆变器 多物理场耦合 ★ 5.0

计及双二阶锁相环动态过程影响的锁相偏差检测及相位补偿

Phase-Locked Loop Deviation Detection and Phase Compensation Considering Dynamic Process of Dual Second-Order PLL

郑涛刘昱彤章若竹艾静雯 · 电工技术学报 · 2025年8月 · Vol.40

新能源并网系统故障时易引发电压跌落与相位跳变,负荷不均及不对称故障将导致三相电压不平衡,进而引起双二阶广义积分器锁相环(DSOGI-PLL)产生锁相偏差,影响新能源输出特性。本文结合电网电压不平衡下正序相位跳变机理与DSOGI-PLL动态过程,基于小信号模型推导锁相偏差动态解析式,并采用波形拟合法扩展至大相位跳变场景;以光伏逆变器为例,分析PLL动态对输出电流的影响,推导故障电流表达式,提出基于锁相偏差解析的相位补偿策略,实现PCC电压相位的快速准确追踪。Matlab/Simulink仿真验证了...

解读: 该锁相偏差检测与相位补偿技术对阳光电源SG系列光伏逆变器和ST储能变流器的并网控制具有重要应用价值。文章针对电网不平衡故障下DSOGI-PLL的动态偏差问题,提出基于解析模型的快速相位补偿策略,可直接应用于阳光电源跟网型GFL控制算法优化,提升弱电网和故障工况下的锁相精度与动态响应速度。该技术对Po...

控制与算法 构网型GFM 跟网型GFL 虚拟同步机VSG ★ 5.0

含构网型与跟网型逆变器的多变流器系统小干扰稳定性分析方法

Small-Signal Stability Analysis Method for Multi-Converter Systems with Grid-Forming and Grid-Following Inverters

刘欣邓昊贾焦心王利桐孙海峰 · 电工技术学报 · 2025年8月 · Vol.40

高比例新能源通过电力电子变换器并网易引发系统失稳,多变流器系统的小干扰稳定性分析备受关注。本文将构网型与跟网型逆变器统一建模为诺顿等效电路,推导适用于任意网络结构且计及序阻抗频率耦合效应的小干扰稳定性判据。提出系统稳定性分析步骤,便于评估各变流器对稳定性的贡献;通过分析虚拟同步发电机输出序导纳矩阵行列式的Nyquist曲线在50 Hz处的补线原则,准确判定其右半平面极点数。算例结合时域仿真、硬件在环实验与理论分析对比,验证了所提方法的准确性。

解读: 该多变流器小干扰稳定性分析方法对阳光电源具有重要工程价值。在PowerTitan大型储能系统中,多台ST系列储能变流器并联运行时,该统一建模方法可准确评估GFM与GFL混合组网的稳定裕度,优化控制参数配置。针对VSG控制的构网型逆变器,文中提出的序导纳Nyquist判据可精确判定右半平面极点,直接应...

系统并网技术 功率模块 多电平 ★ 5.0

考虑实际工况的新能源经柔性直流送出系统强度评估

Strength Assessment of Renewable Energy Integrated via MMC-HVDC Considering Practical Operating Conditions

王祥宇 · 辛焕海 · 傅闯 · 马富艺龙 等5人 · 电工技术学报 · 2025年8月 · Vol.40

基于广义短路比的电压支撑强度常用于评估新能源经两电平直流系统的稳定性,但难以适用于模块化多电平变流器柔性直流(MMC-HVDC)系统。由于MMC-HVDC内部控制复杂且运行工况多变,传统额定工况下的短路比指标适用性受限。为此,本文从灵敏度角度提出基于广义运行短路比的系统强度评估方法。通过建立频域闭环传递函数矩阵模型,利用灵敏度方程描述系统电压对电流扰动的响应特性;结合阻抗矩阵最大奇异值等效表征MMC-HVDC宽频电压支撑能力,并提出其等效建模方法;将广义运行短路比拓展应用于MMC-HVDC送出系...

解读: 该研究对阳光电源的大型储能和集中式光伏系统具有重要参考价值。文中提出的基于广义运行短路比的系统强度评估方法,可直接应用于ST2000储能变流器和SG350HX光伏逆变器的并网稳定性评估。特别是在大规模新能源基地送出场景中,该方法有助于优化PowerTitan储能系统的电压支撑控制策略,提升系统在复杂...

储能系统技术 调峰调频 ★ 5.0

风储并网发电系统的虚拟多段协同调速与频率安全支撑技术

Virtual Multi-stage Coordinated Speed Regulation and Frequency Security Support Technology for Wind-Storage Grid-connected Power Generation Systems

张祥宇邵孜建付媛 · 电工技术学报 · 2025年8月 · Vol.40

基于频率安全指标约束,挖掘风电机组与储能的功率协同支撑潜力,是保障高比例新能源电网安全运行的关键。本文建立风储并网系统的虚拟转速动态响应模型,提出涵盖频率偏离、风储转换与频率恢复三阶段的虚拟转速多段协同调节方法;分析系统转速响应极值时间及其影响因素,进而提出满足惯量支撑与一次调频需求的虚拟多段协同控制策略;通过仿真验证该策略可有效提升频率调节性能,明晰风储协同机制,保障系统频率安全。

解读: 该虚拟多段协同调速技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。文章提出的三阶段协同控制策略(频率偏离-风储转换-频率恢复)可直接应用于阳光电源构网型GFM控制和虚拟同步机VSG技术优化,提升储能系统在高比例新能源电网中的惯量支撑和一次调频能力。虚拟转速动态响应...

光伏发电技术 光伏逆变器 ★ 5.0

基于磁导-电容类比法和Energetic模型的高频变压器铁芯动态磁滞建模方法

A Dynamic Hysteresis Modeling Method for High-Frequency Transformer Cores Based on Permeance-Capacitance Analogy and Energetic Model

陈彬 · 陈一博 · 万妮娜 · 黄力 等5人 · 中国电机工程学报 · 2025年8月 · Vol.45

为精确模拟高频变压器铁芯的动态磁滞特性,本文结合磁导-电容类比法与Energetic磁滞模型,在PLECS中构建表征静态磁滞的磁导模型;基于损耗统计理论,引入磁阻与受控磁动势源以表征涡流及剩余损耗的动态分量,建立动态磁滞磁导模型。通过实验数据结合场分离技术提取各频率先静态磁滞回线,分析静态参数的频率依赖性,获得考虑频率效应的模型参数。仿真与实验结果在不同频率、磁密及激励波形下具有良好一致性,验证了模型的有效性。

解读: 该高频变压器动态磁滞建模技术对阳光电源高频隔离型产品具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和SG系列组串式逆变器中,高频变压器是实现电气隔离和电压变换的核心部件,其铁芯损耗直接影响系统效率。该模型可精确预测不同频率、磁密和波形下的磁滞损耗,为阳光电源优化变压器设计提供仿真工具:通过PLECS集成的磁...

电动汽车驱动 模型预测控制MPC ★ 5.0

无需求解最优参考电流的内置式永磁同步电机驱动系统最小损耗模型预测控制方法

A Minimum Loss Model Predictive Control Method for Interior Permanent Magnet Synchronous Motor Drive Systems without Solving Optimal Reference Current

范志翔 · 丁石川 · 杭俊 · 王政 · 中国电机工程学报 · 2025年8月 · Vol.45

针对内置式永磁同步电机最小损耗控制中需求解复杂四次方程以获取最优参考电流的问题,现有方法存在计算繁琐、误差大等缺陷,且未考虑逆变器损耗。本文提出一种无需计算最优参考电流的最小损耗模型预测控制方法。通过构建满足最小损耗条件的d、q轴有功电流价值函数,并引入开关次序约束以降低逆变器开关频率,直接选取最优电压矢量,避免高次方程求解,减小开关损耗,提升系统整体效率。实验结果验证了该方法在效率优化与动态性能方面的有效性。

解读: 该无需求解最优参考电流的MPC方法对阳光电源电动汽车驱动产品线具有直接应用价值。技术核心在于通过构建d-q轴有功电流价值函数直接选取最优电压矢量,避免四次方程求解,可显著降低车载电机控制器的计算负担和实时性要求。引入的开关次序约束策略可直接应用于阳光电源SiC/GaN功率模块的驱动优化,降低开关损耗...

电动汽车驱动 单相逆变器 PFC整流 三电平 ★ 5.0

一族单相背靠背式三电平PFC电路研究

A Family of Single-Phase Back-to-Back Three-Level PFC Converters

马辉 · 刘惠群 · 向昆 · 范李平 等7人 · 中国电机工程学报 · 2025年8月 · Vol.45

通过融合背靠背式两电平无桥功率因数校正电路与双向开关管,构建了一类开关器件少的背靠背式三电平功率因数校正变换器(BT-PFC)。其直流侧采用级联或嵌入结构,在工频周期内可输出五种电压电平,有效降低谐波含量与等效开关频率。本文详细分析了BT-PFC的电路结构、工作原理、拓扑特性、解耦闭环控制及调制策略。实验搭建1 kW/400 V样机(输入220 V/50 Hz),验证了所提单相三电平BT-PFC方案的可行性与理论分析的正确性。

解读: 该背靠背式三电平PFC技术对阳光电源车载充电及储能产品具有重要应用价值。其少开关器件、五电平输出特性可直接应用于:1)新能源汽车OBC充电机,降低输入电流THD,提升功率密度,符合车规级小型化需求;2)ST储能变流器AC-DC整流级,减少滤波器体积,提高电网侧电能质量;3)充电桩功率模块,优化谐波性...

风电变流技术 ★ 5.0

新能源发电基地经二极管整流送出系统的受端换流站控制策略

Control Strategy of Receiving-End Converter Station for Renewable Energy Power Generation Base via Diode Rectifier Transmission System

雷家兴周浩然冯双盛莉媛陈武赵剑锋 · 中国电机工程学报 · 2025年8月 · Vol.45

大规模新能源经二极管整流送出系统具有建设维护成本低的优势,适用于“沙戈荒”及远海风电开发。现有受端换流站多采用定直流电压控制,暂态过程中易因电压失衡导致功率阻断,故障穿越能力弱。本文分析该控制下系统功率传输的暂态特性,揭示二极管整流站功率阻断机理,提出基于可变等效电阻的受端控制策略,使功率与直流电压呈平方关系。送端电压跌落时,受端电压自适应调节,维持功率传输;故障恢复阶段采用变系数控制加速系统恢复,兼顾暂态可靠性与稳态效率。仿真验证了方法的有效性与可行性。

解读: 该研究对阳光电源的大型储能和海上风电产品线具有重要参考价值。基于可变等效电阻的控制策略可优化ST系列储能变流器和PowerTitan系统的故障穿越能力,提升系统可靠性。其自适应电压调节机制可应用于阳光海上风电变流器的低电压穿越(LVRT)控制,增强远海风电场的并网稳定性。该方案通过变系数控制实现快速...

储能系统技术 调峰调频 ★ 5.0

风机参与系统一次调频虚拟惯量优化控制

Optimal Control of Virtual Inertia for Wind Turbines Participating in Primary Frequency Regulation

王祺 · 余鹏 · 郭建伟 · 张泽轲 等6人 · 中国电机工程学报 · 2025年8月 · Vol.45

为应对新能源大规模接入导致的电力系统频率响应恶化问题,风电机组参与调频成为研究热点。然而,传统虚拟惯量控制与风机固有速度控制器之间存在冲突,削弱了调频能力,且现有方法未充分考虑系统对惯量与阻尼的需求。为此,提出一种风电机组虚拟惯量优化控制策略。通过建立含虚拟惯量控制的系统频率响应模型,量化频率变化率与最大频率偏差的安全范围;结合风机安全运行约束,构建电磁功率与转子动能释放的约束函数;进而设计满足系统需求与设备安全的虚拟惯量优化控制方案,并整定关键控制参数。基于PSCAD/EMTDC的仿真结果验证...

解读: 该风机虚拟惯量优化控制技术对阳光电源储能与新能源并网产品具有重要借鉴价值。核心技术可直接应用于:1)ST系列储能变流器的一次调频功能,通过优化虚拟惯量参数整定,解决VSG控制与功率控制器冲突问题,提升PowerTitan系统调频响应速度与精度;2)SG光伏逆变器的构网型GFM控制策略,建立电磁功率与...

风电变流技术 多物理场耦合 可靠性分析 ★ 5.0

无通信动态低频风电系统及其发电机型适用性分析

Communication-Free Dynamic Low-Frequency Wind Power System and Its Generator Type Applicability Analysis

贾锋 · 章旭 · 陈雷 · 符杨 等7人 · 中国电机工程学报 · 2025年8月 · Vol.45

无通信动态低频风电系统融合柔性低频输电与风电场集中变频技术,在中远海风电应用中具备成本低、可靠性高及易于提供频率支撑等优势。针对远距离控制受线路压降与有功损耗影响的问题,提出基于同步旋转相量的在线计算方法以修正就地控制架构;结合多机直接电气耦合特性,分析多种发电机适用性。研究表明鼠笼感应发电机在工作原理、场内交互和动态无功需求方面具有优势;采用同步发电机时,差异风速下易引发严重有功交互,增设q轴阻尼绕组可有效抑制。实验平台验证了基于鼠笼机的技术方案可行性与优越性。

解读: 该研究的无通信动态低频控制技术对阳光电源的海上风电并网产品具有重要参考价值。首先,其提出的基于同步旋转相量的在线计算方法可优化ST系列储能变流器的并网控制策略,提升远距离输电场景下的控制精度。其次,研究对不同发电机型的适用性分析,特别是鼠笼感应发电机的优势发现,可用于完善阳光电源风电变流器的控制架构...

储能系统技术 储能系统 ★ 5.0

基于SG-IDDBO-VMD的风光互补复合波动平抑策略

A Hybrid Fluctuation Smoothing Strategy for Wind-Solar Complementary Power Based on SG-IDDBO-VMD

汪茹康 · 王健 · 徐钢 · 邓振宇 等5人 · 中国电机工程学报 · 2025年8月 · Vol.45

针对风-光发电出力波动冲击电网稳定运行的问题,提出一种考虑风光互补特性的混合储能功率波动平抑策略。该方法结合Savitzky-Golay滤波与改进蜣螂优化算法优化变分模态分解参数,通过两阶段VMD分解及互信息熵判据实现超级电容与蓄电池功率的精确分配。以年综合成本最小为目标优化储能容量,并在典型日场景下验证。结果表明,该策略可有效平滑并网功率,提升系统稳定性与经济性。

解读: 该SG-IDDBO-VMD波动平抑策略对阳光电源PowerTitan储能系统和ST系列储能变流器具有直接应用价值。其两阶段VMD分解与互信息熵判据可优化混合储能功率分配算法,提升超级电容与电池协同控制精度,延长电池寿命。结合Savitzky-Golay滤波的参数优化方法可集成至iSolarCloud...

控制与算法 构网型GFM 跟网型GFL 弱电网并网 ★ 5.0

复合直流功率同步的跟网型变流器控制方法

A Grid-Following Converter Control Method with Composite DC Power Synchronization

秦世耀 · 马瑞珣 · 李少林 · 张学广 · 中国电机工程学报 · 2025年8月 · Vol.45

基于锁相环的跟网型变流器在弱电网条件下易出现振荡失稳,而构网型变流器在此类工况下表现出良好稳定性。本文借鉴构网型控制中的直流惯性同步策略,提出一种复合直流功率同步的跟网型控制方法。通过在传统跟网型控制结构中引入直流侧功率稳态偏差至直流电压环,实现直流功率同步机制的融合,并给出改进后控制参数的设计条件。理论分析表明,该方法可有效提升变流器在弱电网下的稳定性,抑制由锁相环带宽引起的次同步振荡。实验结果验证了所提控制策略的有效性。

解读: 该复合直流功率同步控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器在弱电网并网场景具有重要应用价值。通过在传统跟网型控制中融合直流功率同步机制,可有效抑制锁相环引起的次同步振荡,提升弱电网稳定性。该方法兼具跟网型控制的简单性和构网型控制的鲁棒性,特别适用于高比例新能源接入的弱电网地区(如西北...

氢能与燃料电池 ★ 5.0

荷随源动的电网友好型风光氢储大基地容量优化配置研究

Research on Capacity Optimal Configuration of Grid-Friendly Large-Scale Wind-Solar-Hydrogen-Storage Bases with Load Following Source Movement

吴瑊 · 何冰琛 · 张勋奎 · 丁浩植 等7人 · 中国电机工程学报 · 2025年8月 · Vol.45

在“双碳”目标驱动下,大型风光基地快速发展,新能源高比例接入带来系统可靠容量不足的挑战。本文在考虑电源侧投资经济性的基础上,通过量化风光氢储大基地对火电机组出力稳定性与频率调节能力的等效性,提出电-氢双能源送出与荷随源动的容量优化配置方法,提升系统安全稳定运行能力,并分析源-荷双侧投资模式对推动电力系统向安全高效、绿色低碳转型的重要意义。

解读: 该研究的风光氢储容量优化配置方法对阳光电源多产品线具有重要应用价值。在储能侧,可指导PowerTitan系统与电解制氢设备的协同配置,通过ST系列储能变流器实现电-氢双能源灵活调度;在光伏侧,SG系列逆变器可结合荷随源动策略优化MPPT算法,提升基地整体出力稳定性。研究中量化的火电等效性指标可应用于...

氢能与燃料电池 下垂控制 ★ 5.0

考虑氧中氢含量的PEM电解槽非线性频率动态响应控制

Nonlinear Frequency Dynamic Response Control of PEM Electrolyzers Considering Hydrogen Content in Oxygen

孔令国 · 胡程奥 · 孙佳琦 · 王士博 等9人 · 中国电机工程学报 · 2025年8月 · Vol.45

针对质子交换膜电解槽在电力系统频率控制中负荷安全快速响应的难题,提出一种考虑氧中氢含量的非线性频率动态响应控制策略。基于质量、能量守恒及电化学方程建立电解槽一维动态机理模型,解析获得阳极氧中氢含量的数学表达;结合全息目标反馈非线性控制理论,设计兼顾安全与响应性能的频率控制策略。在25%风电渗透率的四机两区系统中进行阶跃负荷与风电波动仿真,结果表明所提方法在频率调节速度与稳定性方面优于传统下垂、加速下垂及频率变化率控制。

解读: 该PEM电解槽非线性频率响应控制技术对阳光电源氢能储能系统及电网侧储能产品具有重要应用价值。研究提出的全息目标反馈非线性控制策略可直接应用于阳光电源正在布局的制氢储能一体化方案,通过精确控制氧中氢含量确保电解槽安全参与电网频率调节。该技术与阳光电源ST系列储能变流器的构网型GFM控制形成互补,可将电...

氢能与燃料电池 下垂控制 多物理场耦合 ★ 5.0

并网型直流耦合制氢系统频率支撑控制策略

Grid-connected DC-coupled Hydrogen Production System Frequency Support Control Strategy

李立民李硕娜冯启帆夏杨红韦巍 · 中国电机工程学报 · 2025年8月 · Vol.45

并网型直流耦合制氢系统(GDHPS)参与电网频率调节是能源转型的重要方向,需在保障电解槽功率合理分配的同时提供有效频率支撑。针对碱液电解槽(AWE),本文提出一种新型控制策略,包含自适应虚拟热敏电阻控制、快速频率响应机制与虚拟惯性响应机制三项改进。该策略通过实时更新AWE温度模型动态调节下垂系数,实现宽温域下的分散式控制与功率均衡,并提升系统动态性能。仿真与实验验证了所提方法在Matlab/Simulink及制氢实验平台上的有效性。

解读: 该并网型直流耦合制氢系统的频率支撑控制策略对阳光电源具有重要应用价值。其自适应虚拟热敏电阻控制与虚拟惯性响应机制可直接应用于ST储能变流器的构网型GFM控制技术升级,增强电网频率支撑能力。多电解槽分散式下垂控制与功率均衡策略可借鉴至PowerTitan大型储能系统的多模块并联控制,优化功率分配。快速...

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