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级联多电平拓扑中的电流纹波对锂电池老化的影响
Influence of Current Ripples in Cascaded Multilevel Topologies on the Aging of Lithium Batteries
Fengqi Chang · Felix Roemer · Markus Lienkamp · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年11月
级联多电平拓扑因其高效率和均衡能力被广泛应用于储能系统。由于省去了直流母线,电池组会承受较大的电流纹波。本文研究了这些电流纹波对锂电池老化的具体影响,旨在评估该拓扑在储能应用中的长期可靠性。
解读: 该研究直接关联阳光电源PowerTitan和PowerStack等储能系统。级联多电平技术是提升储能变流器(PCS)效率的关键路径,但电流纹波对电芯寿命的影响是系统设计的核心痛点。建议研发团队在PCS控制策略中引入纹波抑制算法,或在BMS中增加针对高频纹波的电池健康度(SOH)评估模型。此研究有助于...
基于模块化多电平变换器的退役电池储能系统双向三端口变换器
Bidirectional Three-Port Converter for Modular Multilevel Converter-Based Retired Battery Energy Storage Systems
Yanhui Huang · Fei Liu · Yizhan Zhuang · Xiaoguang Diao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
利用退役动力电池构建储能系统有助于环保与降本。模块化多电平变换器(MMC)是退役电池集成中最具前景的结构,但其子模块间存在有功功率不平衡问题,会导致基频环流增加。本文提出一种双向三端口变换器拓扑,旨在有效解决该问题,提升MMC架构在退役电池储能应用中的效率与稳定性。
解读: 该研究针对退役电池梯次利用场景,通过优化MMC拓扑解决功率不平衡问题,与阳光电源PowerTitan、PowerStack等大型储能系统产品线高度契合。随着储能市场对梯次利用需求的增长,该拓扑优化方案可提升系统在处理异构电池组时的效率与寿命。建议研发团队关注该三端口变换器在多电平储能变流器(PCS)...
基于分布式协同控制的多并网型电池储能系统稳定性分析
Stability Analysis of Multiple Grid-Connected Battery Energy Storage Systems with A Distributed Cooperative Control
Yin Chen · Yuntao Chen · Wentian Li · Xia Chen 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年8月
电池储能系统(BESS)在可再生能源整合中发挥着至关重要的作用,它能够平衡供需、提供调频服务并支持电压稳定。然而,对于多个并网的电池储能系统而言,传统的功率控制方法往往侧重于单个电池储能系统的动态特性,而常常忽略了各电池储能系统之间的相互作用。这导致在暂态事件期间出现功率容量闲置和响应时间迟缓的问题。为解决这些问题,有人提出了一种基于一致性算法的分布式协同控制策略,以提高整个系统的响应速度,并根据荷电状态(SOC)确保稳态功率分配。然而,很少有研究人员对分布式控制方案下多个电池储能系统进行稳定性...
解读: 该分布式协同控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究中的小信号稳定性分析方法可直接应用于多台ST储能变流器并网场景,优化控制器参数设计以抑制低频振荡。分布式协同控制策略与阳光电源现有的构网型GFM控制技术高度契合,可增强多机并联系统的阻尼特性和鲁棒...
三角形配置分体式电池储能系统中用于纹波电流抑制的电流注入方法
Current Injection Methods for Ripple-Current Suppression in Delta-Configured Split-Battery Energy Storage
Zhongxi Li · Ricardo Lizana · Srdjan M. Lukic · Angel V. Peterchev 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年8月
级联H桥(CHB)变换器因其模块化和灵活性在电池储能系统(BESS)中备受关注。然而,CHB-BESS直接产生交流输出会导致电池产生较大的二倍频电流纹波,从而增加损耗并加速电池老化。本文提出了一种电流注入方法,旨在抑制三角形配置分体式电池储能系统中的纹波电流,以提升系统效率并延长电池寿命。
解读: 该研究直接针对CHB拓扑在储能应用中的核心痛点——二倍频电流纹波,这对于阳光电源的PowerTitan及大型储能系统(ESS)的长期可靠性至关重要。通过优化电流注入控制策略,可以有效降低电池组的温升与电化学应力,从而提升电池循环寿命。建议研发团队评估该方法在模块化储能PCS中的实现成本与控制复杂度,...
一种Sigmoid加权共识方法用于平衡多个电池储能系统
A Sigmoid-Weighted-Consensus for Balancing Multiple Battery Energy Storage Systems
Lucas Jonys Ribeiro Silva · Márcio Von Rondow Campos · Bruno Meneghel Zilli · Thales Augusto Fagundes 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年9月
本文提出了一种用于由电池储能系统(BESS)组成的直流微电网(MG)中荷电状态(SoC)均衡、电压调节和精确电流分配的加权一致性策略。该一致性策略与一种被称为S形函数(即神经网络中常用的激活函数——Sigmoid函数)结合使用。通过邻居间通信,每个电池储能系统交换其荷电状态信息以实现更快的荷电状态均衡,并仅利用自身容量进行精确的电流分配。Sigmoid函数确保了系统在电池储能系统充放电过程中的连续性和可微性,即使因通信故障导致通信图断开或一致性策略关闭,也能保证荷电状态均衡。由于每个电池储能系统...
解读: 从阳光电源储能系统业务视角看,这项基于Sigmoid加权共识算法的多储能单元协调控制技术具有显著的工程应用价值。该技术针对直流微电网中多个电池储能系统(BESS)的荷电状态(SoC)平衡、电压调节和电流精确分配问题,提出了一种借鉴神经网络激活函数的创新控制策略。 对于阳光电源的储能产品线而言,这项...
储能系统的定容与选址以缓解输电网中的预测偏差
Sizing and Siting of Energy Storage Systems for Mitigating Forecast Mismatch in Transmission Grid
Gioacchino Tricarico · Francisco Gonzalez-Longatt · Francesca Marasciuolo · Oleksandra Ishchenko 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年1月
可再生能源(RESs)的兴起和负荷需求的增长意味着需要研究合适的解决方案来改善输电系统的运行。电池技术的加速发展使得人们对安装电池储能系统(BESSs)为输电网络提供不同的电网支持服务越发关注。在此背景下,本文提出了一种在输电系统中确定电池储能系统容量和选址的方法,以应对可再生能源与负荷不匹配的问题。该方法包括使用层次分析法对一组候选母线进行排序,并通过时间序列承载能力分析来确定每个节点处电池储能系统的最大容量。此外,还通过集中控制策略评估了电池储能系统运行的潜在收益以及网络效益。该方法在改进版...
解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看,这项关于输电网储能系统优化配置的研究具有重要的工程应用价值。论文提出的层次分析法(AHP)与时序承载力分析相结合的方法论,为解决可再生能源发电预测偏差与负荷需求不匹配这一核心痛点提供了系统性解决方案,这与我司PowerTitan系列储能产品在电网侧的应用场景高度契合。...
基于模块化多电平变换器的电池储能系统子模块间有功功率差异极限的解析推导
Analytical Derivation of Intersubmodule Active Power Disparity Limits in Modular Multilevel Converter-Based Battery Energy Storage Systems
Gaowen Liang · Hossein Dehghani Tafti · Glen G. Farivar · Josep Pou 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
随着可再生能源并网增加,基于模块化多电平变换器(MMC)的电池储能系统因其模块化、高效率和灵活性成为研究热点。本文针对MMC储能系统中子模块间有功功率分配不均的问题,推导了其功率差异的理论极限,为优化系统运行控制提供了理论依据。
解读: MMC拓扑在大型电网侧储能(如PowerTitan系列)中具有显著优势,特别是在高压大容量应用场景下。该研究通过解析子模块功率不平衡极限,有助于优化阳光电源储能变流器(PCS)的均压控制策略和调制算法,提升系统在复杂工况下的稳定性与可靠性。建议研发团队参考该理论模型,进一步改进MMC-BESS的环流...
基于三角形连接级联H桥变换器的梯次利用电池储能系统SoC均衡双级MPC控制
Dual-Stage MPC for SoC Balancing in Second-Life Battery Energy Storage Systems Based on Delta-Connected Cascaded H-Bridge Converters
Pablo Poblete · Rodrigo H. Cuzmar · Ricardo P. Aguilera · Javier Pereda 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
利用梯次利用电池(SLBs)构建储能系统具有显著的经济与环保价值。级联H桥(CHB)变换器因其高效率和低成本,成为将SLBs接入电网的理想选择。针对SLBs容量不一致导致的功率分配不均问题,本文提出了一种双级模型预测控制(MPC)策略,有效实现了各子模块间的荷电状态(SoC)均衡。
解读: 该技术对阳光电源的PowerTitan和PowerStack系列大型储能系统具有重要参考价值。随着储能市场对梯次利用电池应用需求的增加,电池组间的不一致性管理成为核心痛点。级联H桥拓扑结合MPC控制策略,能够实现更精细的功率分配和SoC均衡,从而延长电池系统寿命并提升整体利用率。建议研发团队关注该双...
建筑中电池储能系统的能量管理与控制:实验验证与盈利性评估
Energy Management and Control of Battery Storage Systems in Buildings: Experimental Validation and Profitability Assessment
Lysandros Tziovani · Lenos Hadjidemetriou · Stelios Timotheou · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年8月
电池储能系统(BESS)可集成到建筑物中,以在可变电价方案下降低电费成本。然而,电池老化以及电池 - 逆变器组合系统的非线性效率给电池储能系统的优化管理带来了重大挑战。本研究针对建筑物中的电池储能系统,考虑电池老化和近似的逆变器 - 电池功率损耗模型,开发了一种能量管理优化方案。所提出的方案被构建为一个线性规划问题,可在长期时间范围内快速且可靠地求解,使其可用于运行和规划策略。利用该优化方案,提出了一种模型预测控制(MPC)方法,以解决因使用近似功率损耗模型而产生的建模误差问题。此外,利用该优化...
解读: 该建筑储能能量管理技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要应用价值。研究中的优化控制策略可直接应用于C&I工商业储能场景,通过精准的峰谷套利算法和电池寿命管理模型,提升iSolarCloud云平台的智能调度能力。文章验证的电池老化与经济性平衡方法,可优化阳光电源ESS集成方...
一种基于级联H桥变换器的电池储能系统受限子模块荷电状态均衡方法
A Constrained Intersubmodule State-of-Charge Balancing Method for Battery Energy Storage Systems Based on the Cascaded H-Bridge Converter
Gaowen Liang · Ezequiel Rodriguez · Glen G. Farivar · Salvador Ceballos 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月
针对基于级联H桥(CHB)变换器的电池储能系统,本文提出了一种子模块(SM)间的荷电状态(SoC)均衡方法。在实际系统中,各子模块的功率分配存在物理约束,该研究旨在解决在满足功率限制的前提下,实现各相桥臂内子模块SoC的有效均衡,以提升储能系统的整体运行效率与寿命。
解读: 该研究直接关联阳光电源PowerTitan及ST系列储能PCS的核心控制技术。级联H桥拓扑在大型储能系统中具有高压直挂、模块化程度高的优势。文章提出的受限SoC均衡策略,能够有效解决多模块串联下的电池不一致性问题,提升系统可用容量。建议研发团队将其应用于大容量储能系统的BMS与PCS协同控制算法中,...
基于时变网络的电池储能系统隐私保护分布式能量管理
Privacy-Preserving Distributed Energy Management for Battery Energy Storage Systems Over Time-Varying Networks
Wei Chen · Zidong Wang · Jimmy Chih-Hsien Peng · Guo-Ping Liu · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2025年12月
本文探讨了电池储能系统(BESS)的隐私保护能量管理问题。针对时变网络,提出了一种自主隐私保护分布式优化(APPDO)方案,旨在调节本地电池储能系统的功率输出,在电池容量约束下以最低经济成本满足总负载需求,同时避免隐私泄露。为此,将梯度下降算法与无领导者和领导者 - 跟随者一致性方案相结合,提出了一种线性收敛的分布式算法。该算法适用于电池储能系统的孤岛和并网两种模式。此外,通过向相邻节点间交换的数据中注入精心设计的扰动序列,构建了一种新颖的隐私保护方法,使其能够有效抵御恶意窃听者。进一步地,建立...
解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看,这项隐私保护分布式能量管理技术具有重要的战略价值。当前我们的储能解决方案在工商业园区、虚拟电厂等多站点协同场景中,面临着数据安全与优化效率的双重挑战。该论文提出的APPDO算法通过梯度下降与共识机制的结合,能够在不泄露各储能站点敏感信息(如容量、负荷、成本参数)的前提...
电池储能系统利用策略研究以减少多台电弧炉运行引起的联络线非计划功率流动
Investigation of Battery Energy Storage Utilization Strategies for Reducing the Unscheduled Power Flows in the Interconnection Lines Caused by Multiple Electric Arc Furnace Operations
Erinç Altıntaş · Işık Çadırcı · Özgül Salor · M. Cengiz Taplamacıoğlu · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月
本文评估了利用电池储能系统(BESS)减少电网中多个电弧炉(EAF)运行在互联线路上造成的非计划功率流动的各种策略。研究使用了土耳其电网的数据,为该问题提出了切实可行的解决方案。土耳其电网通过三条超高压(EHV)输电线路与欧洲输电系统运营商网络(ENTSO - E)同步相连。由于存在大量直接由输电系统层面供电的间歇性负荷,如电弧炉,互联线路会出现非计划功率偏差,导致区域控制误差(ACE)性能下降。因此,输电系统运营商(TSO)在实施自动发电控制(AGC)时需要额外的自动频率恢复备用(aFRR)容...
解读: 该研究针对电弧炉等冲击性负荷引起的功率波动问题,与阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的应用场景高度契合。文中提出的基于预测的协同控制策略可直接应用于工业园区储能解决方案,优化ST储能系统的功率响应算法,提升对ms级功率波动的抑制能力。该技术对阳光电源构网型GFM控制策略具有...
增强风力发电机可调度性的储能系统容量迭代启发式优化方法
An Iterative Heuristic Optimization Method for the Optimum Sizing of Battery Energy Storage System
Shubham Kashyap · Tirthadip Ghose · IEEE Access · 2024年3月
本研究旨在设计方法优化支持风能系统WES的储能系统BESS容量,以增强能源市场中的功率承诺灵活性。方法涉及三个关键步骤:(i)估算额定kW,(ii)初始化BESS额定kWh,(iii)基于启发式规则迭代调整BESS容量以防止负荷周期后SOC限制违规。为BESS生成三个真实负荷周期,其中一个基于最大误差值生成,其他负荷周期基于印度泰米尔纳德邦Agasthianpalli风电场预测误差正态分布曲线的均值和1σ生成。提出两个简单有效的启发式规则优化BESS容量,确保每天开始时最大SOC并全天维持SOC...
解读: 该储能容量优化技术直接对应阳光电源风储一体化解决方案。阳光在风电配储项目中需要精确计算储能容量以实现风电平滑输出和可调度性。该研究的启发式优化方法考虑SOC管理和负荷周期,可集成到阳光EMS系统的容量规划模块。在风电场储能配置中,该方法可优化阳光ST储能系统容量,平衡投资成本和调度收益。研究的双场景...
基于峰值运行模式匹配的锂离子电池储能系统在线快速频率响应容量估计
Peak Operation Mode-Matching Online Fast Frequency Response Capacity Estimation for Lithium-ion Battery Energy Storage System
Shaoxin Shi · Qiao Peng · Tianqi Liu · Jinhao Meng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年12月
快速频率响应容量(FFRC)对于电池储能系统(BESS)的频率支撑性能和安全运行至关重要。传统方法无法匹配电网特定的快速频率响应(FFR)要求,导致评估保守或因估计不准确而产生惩罚。本文提出了一种适用于电池储能系统的峰值运行模式(POM)匹配在线FFRC估计方法。建立了基于弹性电阻的等效电路模型,以解决FFR - POM期间强非线性阻抗行为下的建模不准确问题。然后,开发了一种阻抗构建方法以获得连续的阻抗曲线,在此基础上通过多约束下的迭代搜索实现了在线FFRC估计。实验结果证明了所提方法在各种条件...
解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看,该论文提出的峰值运行模式匹配的快速频率响应容量(FFRC)在线估算方法具有重要的工程应用价值。当前,我司储能系统在参与电网调频服务时,面临着响应能力评估不精确导致的两难困境:保守估计会降低系统经济性,而过度乐观则可能引发考核惩罚甚至安全风险。 该技术的核心创新在于针...
考虑预测不确定性的电池储能系统最优管理以实现削峰和电池健康
Optimal BESS Management for Peak Load Shaving and Battery Health Under Prediction Uncertainty
Lixin Li · Tim Kappler · Bernhard Schwarz · Nina Munzke 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年7月
在现代电力系统中,为缓解可再生能源出力波动,部署电池储能系统(BESS)日益重要。然而,可再生能源与负荷预测的不确定性给BESS运行优化带来挑战。本文提出一种新颖的随机模型预测控制(SMPC)框架,兼顾削峰负荷与电池健康,并有效应对预测不确定性。该框架采用长短期记忆(LSTM)神经网络进行预测,并结合约束收紧技术构建滚动时域随机优化问题。基于德国某企业负荷数据的仿真结果表明,相比传统模型预测控制(MPC),该方法额外降低峰值取电功率99 kW(5.8%),验证了其处理不确定性的优势。
解读: 该SMPC框架对阳光电源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LSTM预测结合约束收紧技术可直接集成到iSolarCloud云平台的智能调度模块,提升储能系统在工商业削峰场景下的经济性。相比传统MPC额外降低5.8%峰值功率的效果,可优化ST2236/250...
通过Transformer模型实现电池储能系统的充电诊断和状态估计
Charge Diagnostics and State Estimation of Battery Energy Storage Systems Through Transformer Models
Rolando Antonio Gilbert Zequera · Anton Rassõlkin · Toomas Vaimann · Ants Kallaste · IEEE Access · 2025年1月
随着人工智能持续发展,设计提供能源技术诊断和维护的准确算法是能源转型领域的挑战性任务。本研究专注于Transformer模型实施用于电池储能系统充电诊断和算法设计。实验使用可编程直流电子负载测试两个锂离子电池单元评估充电指标,每个单元执行20次电池测试。采用滤波器、包装器和嵌入方法技术实现特征选择并展示电池测试关键性能指标。时间序列和状态估计是执行充电诊断和荷电状态预测的监督学习技术。结果显示Transformer模型卓越性能指标,相比传统深度学习算法在模型评估中达到超过94%准确率。
解读: 该Transformer电池诊断技术对阳光电源储能系统BMS具有重要应用价值。阳光ST系列储能变流器配套的电池管理系统需要精准的SOC估计和健康诊断,该Transformer模型可提升预测准确率至94%以上。阳光可将该技术集成到BMS算法中,实现更精准的电池状态估计和寿命预测,优化充放电策略,延长电...
宽电压范围单级AC-DC变换器的改进轻载效率调制
Improved Light-Load Efficiency Modulation for Wide Voltage Range Single-Stage AC-DC Converter
Million Gerado Geda · Ba Phu Do · Huigyeong Song · Huu-Phuc Kieu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
提出单级AC-DC变换器轻载高效调制策略。该调制方案在改进推挽单级AC-DC变换器上实现。该变换器通过引入辅助电感在全功率宽电压范围实现零电压开关(ZVS)导通。但单级变换器通常因硬开关(HS)和环流电流占主导导致显著功率损耗而存在轻载效率低问题。为应对这些挑战,提出使用自适应开关频率提高轻载效率的调制策略。3.7kW单级车载充电器(OBC)样机实验验证了各负载水平下的理论分析。轻载转换性能包括效率和电能质量得到改善。该概念对负载水平多样化的电池储能系统(BESS)和光伏(PV)转换系统特别重要...
解读: 该轻载高效调制单级AC-DC变换器技术对阳光电源车载充电器和光伏逆变器轻载性能优化有重要应用价值。自适应开关频率策略可应用于阳光电源OBC产品,提高轻载充电效率。宽电压ZVS技术对ST储能系统的AC-DC整流级有借鉴意义。该技术对户用光伏和储能系统在低负载运行工况下的能量损耗降低有实用价值,可提升系...
基于Delta型级联H桥变换器的梯次利用电池储能系统SOC平衡双阶段MPC
Dual-Stage MPC for SoC Balancing in Second-Life Battery Energy Storage Systems Based on Delta-Connected Cascaded H-Bridge Converters
Pablo Poblete · Rodrigo H. Cuzmar · Ricardo P. Aguilera · Javier Pereda 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
利用退役电池(SLBs)构建电池储能系统(BESSs)可产生显著的环境和经济效益。级联 H 桥(CHB)变流器已成为将退役电池集成到电网中的理想选择,它能够高效且低成本地实现其子模块(SMs)间的不平衡功率分配。然而,退役电池之间的容量差异给控制系统带来了进一步的挑战,即既要满足电池储能系统的功率约束,又要平衡退役电池的荷电状态(SoC)。本文提出了一种双级模型预测控制(DS - MPC)策略,用于通过三角形连接的级联 H 桥(DCHB)变流器来平衡退役电池的荷电状态。所提出的双级模型预测控制策...
解读: 从阳光电源储能系统业务角度分析,该论文提出的基于三角形连接级联H桥变换器的双阶段模型预测控制技术,为退役电池梯次利用储能系统提供了创新性解决方案,与公司"储能+光伏"战略高度契合。 该技术的核心价值在于通过双阶段MPC算法实现不同容量退役电池的SoC精确平衡,这直接解决了梯次利用储能系统面临的关键...
电池储能系统高功率运行的调度方法及其在混合水电站中的应用
Scheduling power-intensive operations of Battery Energy Storage Systems and application to hybrid hydropower plants
Stefano Cassan · Fabrizio Sossa · Applied Energy · 2025年5月 · Vol.386
摘要 本文提出了一种针对电池储能系统(Battery Energy Storage Systems, BESSs)的新型功率约束集,称为动态功率约束(Dynamic Power Constraints, DPCs),该约束考虑了BESS的电压和电流限制随其荷电状态(State of Charge, SOC)的变化关系。这些约束被设计用于集成到基于优化的BESS调度问题中,相较于传统的静态约束具有显著改进。研究表明,在实际运行中通常满足的温和假设条件下,DPCs可以表示为BESS功率的线性函数,从...
解读: 该动态功率约束技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要应用价值。通过将电池SOC与电压电流限制关联建立线性约束模型,可显著提升储能调度精度,减少93%的实时运行约束违规。该方法可集成至iSolarCloud平台的优化调度算法,增强BMS与PCS协同控制能力,特别适用于水储混...