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在高比例逆变型电源配电系统恢复中施加细粒度合成频率响应速率约束
Imposing Fine-Grained Synthetic Frequency Response Rate Constraints for IBR-Rich Distribution System Restoration
Chongyu Wang · Yunjian Xu · Kaiyuan Pang · Mohammad Shahidehpour 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年1月
在同步发电机主导的配电系统恢复过程中，通常施加频率响应速率（FRR）约束以防止负荷投入引起的过大频率跌落。然而，随着各类逆变型电源（IBR）渗透率不断提高，FRR演变为合成FRR（SFRR），其约束难以融入恢复优化模型。本文首次提出一种可无损引入细粒度SFRR约束的建模方法，适用于高比例IBR的配电系统恢复优化。仿真结果表明，该方法通过简洁的线性化约束，精确保障各孤岛微电网的合成频率安全响应，无需降阶频率传递函数或分段近似频率谷值。
解读: 该细粒度合成频率响应速率（SFRR）约束建模技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。在高比例IBR配电网黑启动场景中，该方法可直接集成到阳光电源储能系统的构网型GFM控制策略中，通过线性化约束精确保障孤岛微电网频率安全，避免负荷投入时的频率跌落。相比传统降...
无通信的SS感应式电动汽车充电系统校正控制以实现功率可调性、错位容忍性和双向性
Communication-Free Rectification Control of SS Inductive EV Charging System for Power Regulatability, Misalignment Tolerance, and Bidirectionality
Yao Wang · Zhen Sun · Kaiyuan Wang · Yun Yang · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月
本文提出一种无需通信的串联-串联（SS）感应式电力传输（IPT）系统，用于电动汽车（EV）充电，具备三大优势：优异的功率调节能力以适应电池充电特性、高错位容忍度以确保偏移条件下的稳定充电，以及双向能量传输能力。通过车载有源整流器调控交流输出电流与电压间的相角差Δθ：当0≤Δθ<90°时，系统工作于电网到车辆（G2V）模式，实现恒流与恒压充电；当90°<Δθ≤180°时，进入车辆到电网（V2G）放电模式。所有功能均由车载侧实现，无需电网侧变换器及双端通信。实验验证了3kW样机在180mm距离下G2...
解读: 该无通信SS感应充电技术对阳光电源车载充电及储能产品具有重要应用价值。核心创新点在于通过单侧相角控制实现G2V/V2G双向功率调节，与阳光电源车载OBC充电机的双向架构高度契合，可简化通信协议降低系统成本。其恒流恒压无缝切换能力可直接应用于动力电池充电管理，96.9%的高效率指标达到行业领先水平。错...
考虑电压耦合效应的跟网型与构网型电池储能系统快速频率响应分析
Fast Frequency Response Analysis for Grid-Following and Grid-Forming Controlled BESS Considering Voltage Coupling Effect
Kaiyuan Su · Xiaorong Xie · Zhen Gong · Hui Liu 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年6月
电池储能系统（BESS）提供的快速频率响应（FFR）对维持电力系统频率稳定至关重要。然而，在弱电网中，电压耦合效应（VCE）可能显著削弱BESS的FFR性能，尤其是在跟网型（GFL）与构网型（GFM）控制策略对比下，该效应尚未充分研究。本文提出一种计及VCE的GFL与GFM BESS的FFR建模方法，分析变换器参数与系统特性对VCE的影响，并通过电磁暂态仿真与控制硬件在环实验验证模型有效性。结果表明，VCE源于阶跃扰动下的瞬时电压跌落，导致有功支撑能力下降和频率恢复延迟；当短路比（SCR）接近2...
解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan储能系统在弱电网场景下的FFR性能优化具有重要指导意义。研究揭示的电压耦合效应（VCE）机理可直接应用于优化GFM/GFL控制策略切换逻辑：在SCR<2的弱电网中，通过自适应调节电压下垂系数和虚拟阻抗参数，可提升GFM模式下的频率支撑能力，减少...
基于构网型海底抽水蓄能的先进系统以实现100%可再生能源海上油田供电
Advanced Grid-Forming Undersea Pumped Storage to Enable 100% Renewable Offshore Oilfield Power Systems
Kaiyuan Su · Xi Wang · Xiaorong Xie · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年1月
为推进海上油田电力系统（OOPS）的碳减排，构网型海底抽水蓄能系统（GFM-UPSS）成为一种有前景的解决方案。本文提出一种基于GFM-UPSS的100%可再生能源OOPS新框架，涵盖其控制策略、稳态与暂态建模及优化配置方法。控制策略通过网侧变流器、机侧变流器和可逆泵水轮机构成，实现频率与电压调节。建立了包含水头、功率与球壳容积的稳态模型，并推导了变流器参数对暂态性能影响的闭式解。基于稳态模型提出最优容量配置方法，分析了海洋环境下经济性优势。电磁暂态（EMT）仿真验证了GFM-UPSS在频率与电...
解读: 该GFM-UPSS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。研究提出的构网型控制策略与阳光电源GFM技术路线高度契合，其频率/电压双环控制、虚拟阻抗优化和直流下垂系数设计可直接应用于ST储能变流器的控制算法升级。海上油田100%可再生能源供电场景为阳光电源拓展海洋能...
通过界面增强实现高效光热转换、储能及优异形状稳定性的复合相变材料
Composite phase change materials with efficient solar-thermal energy conversion, storage and superior shape stability by interfacial enhancement
Rong Xu · Kaiyuan Wang · Zhongguo Zhao · Wenhu Li 等12人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.334
摘要 相变材料在热管理领域具有广泛应用，但由于光热转换效率低和易泄漏等问题，其在新能源转换与存储领域的应用受到限制。本研究通过溶液共混、定向冷冻、化学气相沉积处理和真空浸渍方法制备了一种垂直取向的聚乙烯醇/MXene/正二十八烷复合相变材料。MXene的引入拓宽了材料的光吸收光谱，增加了复合相变材料的表面粗糙度，有助于形成额外的热传导通路并提高负载能力。通过化学气相沉积法对材料进行甲基三乙氧基硅烷改性后，显著增强了聚乙烯醇/MXene气凝胶与正二十八烷之间的相互作用，进一步提升了材料的负载能力、...
解读: 该复合相变材料技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。其97.1%的光热转换效率和236 J/g高焓值可优化PowerTitan储能柜的热管理系统,解决电池模组散热难题。垂直取向结构与MXene增强的0.42 W/(m·K)热导率,可应用于ST系列PCS功率器件散热设计,提升SiC/IGBT模块可靠...