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基于重力储能应对长期可再生能源不确定性下的离网式绿色氨系统灵活设计与运行
Flexible design and operation of off-grid green ammonia systems with gravity energy storage under long-term renewable power uncertainty
Jiahui Zhou · Bing Tong · Haiming Wang · Gang Xu 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.388
摘要 传统的氨生产过程严重依赖化石燃料，因此迫切需要重新设计合成工艺，以减少温室气体排放并应对资源枯竭的挑战。利用可再生能源驱动的离网式氨合成提供了一条可行的路径，可用于生产无碳氨。然而，离网式绿色氨工厂面临的一个重大挑战是在间歇性和不可预测的风能与光伏电力条件下，确保相对缺乏灵活性的氨合成单元的可靠运行。为应对这一挑战，本研究提出了一种新型的离网式绿色氨系统以及针对氨合成的离散多稳态灵活控制策略。首次将重力储能技术集成到大规模绿色氨项目中，以在有限的灵活运行能力下保障氨合成反应器的持续供电。所...
解读: 该离网绿氨系统研究对阳光电源储能业务具有重要战略价值。文中提出的重力储能与光伏风电协同方案,可与我司PowerTitan储能系统及ST系列PCS形成互补配置,解决氨合成装置在间歇性可再生能源下的连续供电难题。其多稳态柔性控制策略可借鉴至我司GFM/VSG控制技术,优化离网场景下的功率调度算法。基于C...
用于交流最优潮流的高效计算数据合成：融合物理信息神经网络求解器与主动学习
Computationally efficient data synthesis for AC-OPF: Integrating Physics-Informed Neural Network solvers and active learning
Jiahao Zhang · Ruo Peng · Chenbei Lu · Chenye Wu · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378
摘要 本研究针对在发布保护隐私的交流最优潮流（AC Optimal Power Flow, AC-OPF）运行数据时面临的隐私性、实用性与效率性挑战展开研究。传统方法在差分隐私（Differential Privacy, DP）框架下向运行数据（即负荷需求数据和调度配置文件）中注入噪声，但此类操作常导致数据违反物理约束，产生不现实且不可行的结果，从而降低数据的实用性。尽管基于AC-OPF求解器的双层后处理优化能够强制实现物理可行性，但由于后处理目标与AC-OPF本身目标之间存在偏差，仍会导致结果...
解读: 该研究提出的物理信息神经网络(PINN)求解AC-OPF方法,对阳光电源储能系统(ST系列PCS、PowerTitan)和光伏逆变器(SG系列)的智能调度具有重要价值。通过主动学习加速优化计算,可应用于iSolarCloud平台的实时能量管理系统,在保护用户隐私前提下实现多站点协同优化。该技术能显著...
基于一步水热法合成SnO2/Zn2SnO4复合材料的高性能自驱动紫外光电探测器
High-performance self-powered UV photodetector based on SnO2/Zn2SnO4 composites from one-step hydrothermal synthesis
Furui Li · Songchi Liao · Junyu Su · Bowen Li 等5人 · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0
在本研究中，采用一种简单的一步水热法合成了SnO2/Zn2SnO4复合材料，用于构建高性能的自驱动紫外光电探测器。SnO2纳米针分布在Zn2SnO4纳米片的表面，形成了结构良好的异质界面和II型能带结构。与纯Zn2SnO4相比，SnO2/Zn2SnO4复合材料表现出相对更高的紫外光吸收能力和电荷转移能力。在紫外光照下，基于SnO2/Zn2SnO4复合材料与ITO导电电极构成的光电探测器展现出稳定且可重复的自驱动特性。当反应物中Zn:Sn的摩尔比为1:1时，所制备的ZS11基光电探测器表现出最高的...
解读: 该自供电紫外光电探测器技术对阳光电源智能运维系统具有重要应用价值。SnO2/Zn2SnO4异质结构实现的高灵敏度自供电探测特性,可应用于iSolarCloud平台的光伏组件表面污染监测与紫外老化预警。其type-II能带结构带来的高载流子分离效率,为SG系列逆变器的光照传感器优化提供思路。该水热法制...
DOMES：一种用于多能系统中能量转换、存储与网络集成设计的通用优化方法
DOMES: A general optimization method for the integrated design of energy conversion, storage and networks in multi-energy systems
Enrico Dal Cin · Gianluca Carraro · Gabriele Volpato · Andrea Lazzaretto 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 实现碳减排目标的现实路径需要规划和设计新型“多能系统”构型，以确定能量转换与存储单元在数量、类型、位置和规模上的最优配置，并明确其与各类终端能源用户之间的互联方式。现有文献通常将能量转换与存储的优化问题同能量网络的优化问题分开处理，而少数试图同时解决这两类问题的研究则因涉及决策变量数量庞大而不得不进行过度简化。为填补这一空白，本研究提出了“DOMES”（多能系统设计，Design Of Multi-Energy Systems），这是一种适用于多能系统整体的综合合成、设计与运行的通用优化方...
解读: 该多能源系统集成优化方法对阳光电源具有重要战略价值。DOMES方法论可直接应用于ST系列储能变流器与SG系列光伏逆变器的协同配置优化,特别是在工商业园区场景中实现源-网-荷-储一体化规划。其线性化求解技术可集成至iSolarCloud平台,提升PowerTitan储能系统的容量配置精度与经济性。针对...
基于奇异摄动理论与自适应动态规划的强化学习稳定现代交直流电网中并网电压源变换器直流侧动态特性
Reinforcement Learning to Stabilize Singularly Perturbed DC-Side Dynamics of Grid-Connected Voltage-Source Converters in Modern AC–DC Grids Using Singular Perturbation Theory and Adaptive Dynamic Programming
Masoud Davari · Jianguo Zhao · Chunyu Yang · Weinan Gao 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年9月
电网现代化进程中交直流系统的稳定性和性能在很大程度上依赖于并网电压源换流器（GC - VSC）的整流模式。作为系统的核心，其影响十分显著。基于脉宽调制方法的级联控制的电流控制型GC - VSC在智能电网范式中应用广泛。本文探讨了在现代交直流电网中，此类GC - VSC控制结构所引发的动态特性如何被视为奇异摄动系统。为此，本文借助自适应（或近似）动态规划方法和奇异摄动理论（SPT），提出了一种基于强化学习（RL）的、针对具有不确定动态特性的电压控制问题的新型最优控制策略。首先，利用SPT将原最优控...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于强化学习和奇异摄动理论的并网变流器控制技术具有重要的战略价值。该技术直接针对当前级联控制结构中的多时间尺度动态问题，这与我司光伏逆变器和储能变流器面临的核心技术挑战高度契合。 在技术价值层面，该方法通过奇异摄动理论将复杂的全阶系统分解为快慢子系统，有效规避了数值刚...
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...
基于创新风-光-生物质多联产系统生产绿色氨和电力的可行性研究
Feasibility study of green ammonia and electricity production via an innovative wind-solar-biomass polygeneration system
Mohammad Hasan Khoshgoftar Manesh · Soheil Davadgaran · Seyed Alireza Mousavi Rabeti · Ana M. Blanco Marigort · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.384
摘要 由于化石燃料的使用导致全球温室气体增加以及不可再生资源面临枯竭的风险，这些因素推动了可再生能源多联产系统的扩展。本研究聚焦于整合太阳能、生物质能和风能，以实现电力、工艺蒸汽和氨的同步生产。所提出系统的总体运行方式为：采用合成气-太阳能混合锅炉产生低压和中压两个等级的蒸汽。中压蒸汽与空气及城市固体废物一同作为气化工艺单元的进料。气化单元产生的合成气用于供给锅炉燃料和氨合成单元原料。在进行氨合成之前，必须对原料合成气进行净化处理。为此，采用了水煤气变换和CO2捕集单元进行净化。随后，净化后的合...
解读: 该风光生物质多能互补制氨系统对阳光电源具有重要启示。系统集成风电PEM电解制氢、光伏-生物质混合发电及储能技术,与我司ST系列储能变流器、SG光伏逆变器形成技术协同。特别是氨氢混合燃料发电与储能耦合方案,可为PowerTitan储能系统提供长时储能路径创新。系统38.53%的火用效率及3.29年投资...
一种基于混合中压矢量的灵活空间矢量调制策略用于三电平中性点箝位逆变器全范围运行
A Flexible Space Vector Modulation Strategy With Hybrid Medium Voltage Vectors for Full-Range Operation of 3L-NPC Inverters
Qingle Sun · Zifan Lin · Zhifu Wang · Herbert Ho Ching Iu 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年12月
本文针对三电平中点箝位（3L - NPC）逆变器提出了一种采用混合中压矢量（MVV）的新型空间矢量调制策略，该策略在确保全调制指数和功率因数范围内中点电压（NPV）平衡的同时，实现了高算法灵活性、低开关损耗和低计算负担。所提出的策略在六个实际中压矢量的位置引入了六个额外的虚拟中压矢量，这使得在不修改参考电压矢量合成方式的情况下保持空间矢量分布。提出了一种简单的判断方案来确定应使用虚拟中压矢量还是实际中压矢量，该方案可灵活调整，在确保中点电压始终平衡的同时大幅降低开关损耗。此外，还提出了一种新颖且...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对三电平中点钳位型（3L-NPC）逆变器的混合中矢量空间矢量调制策略具有重要的技术价值和应用潜力。 **业务相关性分析**：3L-NPC拓扑是阳光电源中高压光伏逆变器和储能变流器的核心技术架构，广泛应用于1500V光伏系统和MW级储能项目。该论文提出的混合调制策略通...
采用PtCu合金对电极的双面液结光伏器件
Bifacial liquid-junction photovoltaic devices using PtCu alloys counter electrodes
Tran Nam Anh · Dang Thi Hai Linh · Nguyen Thi Hiena · Nguyen Thi Hanhb 等10人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.297
摘要 本研究探讨了利用常压干等离子体还原（DPR）技术合成具有不同Pt和Cu前驱体体积比的PtCu纳米颗粒（NPs）。值得注意的是，DPR在常压和室温条件下运行，无需使用有毒化学品，是一种环境友好的合成方法。所制备的PtCu NPs被固定在氟掺杂氧化锡（FTO）基底上，并首次用作高效双面染料敏化太阳能电池（BFDSCs）中的对电极（CEs）。通过扫描电子显微镜（SEM）和X射线光电子能谱（XPS）对PtCu NPs的形貌、表面化学状态和电子结构进行了分析。采用塔菲尔分析、电化学阻抗谱（EIS）和...
解读: 该PtCu合金对电极技术对阳光电源光伏系统具有重要参考价值。双面染料敏化电池(BFDSCs)的效率提升与成本优化思路,可启发SG系列组串逆变器在双面组件MPPT算法优化方向。PtCu合金的性价比优势与大气等离子体绿色制备工艺,契合阳光电源功率器件降本增效战略,可应用于SiC/GaN器件电极材料研发。...
基于交易型能源框架的智能家居集成与配电网优化——综述
Smart home integration and distribution network optimization through transactive energy framework – a review
Sadam Hussain · M.Imran Azimb · Chunyan Laia · Ursula Eicker · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.395
摘要 在当今世界，由于政策激励，越来越多的居民用户正在使用分布式能源资源（DERs），包括太阳能光伏（PV）和其他储能系统（ESSs）。然而，为实现利润最大化而运行储能系统可能导致功率流动超出配电网的电压和热稳定极限。本文在交易型能源框架下，深入分析了智能家居能源管理系统（SHEMS）、配电变压器以及系统约束之间的相互关系。主要研究重点包括SHEMS、聚合商、点对点（P2P）能源交易、最优潮流（OPF）以及运行限值。SHEMS是不可或缺的工具，可优化能源使用、促进DERs的运行、管理ESS和电动...
解读: 该交易型能源框架研究对阳光电源智慧能源生态具有战略价值。文中SHEMS与配电网协同优化场景,可直接应用于ST系列储能变流器与SG逆变器的协同控制策略,通过iSolarCloud平台实现聚合商功能和P2P交易管理。最优潮流算法可优化PowerTitan储能系统的充放电策略,配合VSG虚拟同步机技术保障...
利用新型TiO₂-WO₃-GO纳米结构光阳极提升染料敏化太阳能电池的光电性能
Enhancing photovoltaic performance of DSSCs using novel TiO2-WO3-GO nanostructured photoanodes
Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps · institutional affiliations. · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0
本研究报道了一种新型三元TiO₂-WO₃-GO纳米复合材料的合成及其作为光阳极材料在提高染料敏化太阳能电池（DSSCs）效率中的应用。该复合材料通过简单的水热法制备，并采用能量色散X射线光谱（EDS）、透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）进行表征，结果均证实了TiO₂、WO₃和氧化石墨烯（GO）的成功复合。此外，还利用X射线衍射（XRD）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）进一步确认了GO和WO₃组分的形成。为了提升DSSC的性能，研究探讨了不同GO浓度（0.01–0.03 g）对电荷...
解读: 该TiO2-WO3-GO三元纳米复合光阳极技术对阳光电源SG系列光伏逆变器具有重要参考价值。研究中8.3%的DSSC效率提升和15.3mA/cm²的短路电流密度改善,验证了纳米材料优化电荷传输的有效性。其抑制电子-空穴复合的机制可启发我们在SiC/GaN功率器件界面优化和MPPT算法改进方向的研究,...
基于强化学习的原位功率硬件在环接口控制最优方法：基于混合迭代自适应动态规划应对不确定动态的理论与应用
A Reinforcement-Learning, Optimal Approach to In Situ Power Hardware-in-the-Loop Interface Control for Testing Inverter-Based Resources: Theory and Application of the Adaptive Dynamic Programming Based on the Hybrid Iteration to Tackle Uncertain Dynamics
Masoud Davari · Omar Qasem · Weinan Gao · Frede Blaabjerg 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年11月
对基于逆变器的资源（IBR）进行测试至关重要。本文提出了一种新颖的电力硬件在环（PHIL）接口控制（PHIL - IC）方法，该方法采用基于自适应动态规划（ADP，也称为近似动态规划）的强化学习方法，借助基于ADP的方法来加强基于PHIL仿真的IBR测试。由于与IBR、功率放大器、所有与基于PHIL仿真测试相关的组件及其延迟相关的整个系统（状态和干扰）的动态特性“不可用”或“不确定”，该方法采用输出反馈控制；它在考虑所有相关系统的所有不确定性和不可用信息的情况下，对PHIL - IC进行最优设计...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于自适应动态规划的功率硬件在环（PHIL）测试技术具有重要的战略价值。该技术直接针对逆变器类资源（IBRs）的测试难题，这与我们光伏逆变器、储能变流器等核心产品的研发验证流程高度相关。 该论文提出的强化学习方法突破了传统PHIL测试的局限性。当前我们在进行逆变器并网...
热处理对ZIF-67衍生的三元金属氧化物-碳
Mg, Ni, Co）3O4@C微观结构和电化学性能的影响
Fatemeh Shekofteh · Hadi Arabi · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0
金属有机框架（MOF）衍生材料因其高孔隙率和大比表面积，在能量存储应用中展现出巨大潜力。然而，由于热处理因素对最终化合物的影响，这类材料的合成仍具有挑战性。本研究通过将Ni和Mg离子引入ZIF-67结构中，成功合成了三元金属有机框架MgNi-ZIF-67。对该化合物进行后续碳化处理，得到了一种新型的三元金属氧化物-碳纳米复合材料（Mg, Ni, Co）3O4@C。我们系统研究了三种不同热处理工艺对该纳米复合材料作为锂离子电池负极时的微观结构和电化学性能的影响。结果表明，在较低升温速率下碳化所得样...
解读: 该MOF衍生三金属氧化物复合材料研究对阳光电源储能系统具有重要参考价值。其580mAh/g高比容量和优异倍率性能可启发ST系列PCS配套电池技术优化,特别是热处理工艺对纳米结构调控的方法论,可应用于PowerTitan储能系统的电池材料改进。198m²/g高比表面积多孔结构设计思路,有助于提升储能电...
考虑新兴氢气纯化与燃料电池技术的氨制氢及发电路径的技术经济性分析
Techno-economic analysis of ammonia to hydrogen and power pathways considering the emerging hydrogen purification and fuel cell technologies
Du Wen · Xinyi Wei · Antonin Bruneau · Aris Maroonian 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.390
摘要 氨由于其高氢含量、易于运输以及成熟的生产基础设施，被视为一种有前景的氢载体和储能介质。本研究对氨制氢（A2H）和氨发电（A2P）路径进行了全面的技术经济性分析，比较了多种用于氢气生产和发电的工艺配置。高温氨裂解器（600 °C）的最大能效达到87.55%，最大㶲效率达到86.09%，优于低温裂解器（450 °C），后者能效范围为82.16%至86.75%。在氢气分离技术中，变温吸附（TSA）造成的效率惩罚最低，但成本最高；而变压吸附（PSA）虽然能耗更高，但其单位氢气平准化成本（LCOH）...
解读: 该氨氢转换技术为阳光电源储能系统开辟新应用场景。研究显示氨作为氢载体可实现跨区域能源运输,与ST系列PCS和PowerTitan储能系统形成互补:在可再生能源富集区,利用光伏制氢合成氨存储;在用能侧通过氨裂解制氢,结合燃料电池或氢燃气轮机发电。特别是高温裂解-SOFC集成系统效率达69.55%,度电...