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光伏、储能、直流与灵活性系统的多端口协同控制策略及平滑运行模式切换
Multi-Port Collaborative Control Strategy With Smooth Operational Transitions for Photovoltaics, Energy Storage, Direct Current, and Flexibility System
Yun Zhang · Tong Li · Xiaodong Liu · Zhen Huang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
光伏、储能、直流与柔性（PEDF）系统需要对分布式光伏单元、分布式储能单元、直流配电单元和交流电网进行协调控制，以高效地为各类负载供电。本文基于双极直流母线架构设计了一种 PEDF 协同系统，同时考虑了端口特性、电压增益和控制复杂度等因素。此外，为防止传统协同控制在模式和控制回路转换过程中可能出现的潜在振荡，本文提出了一种具有平稳运行转换功能的多端口协同控制策略。最后，仿真和实验结果通过在各种工况下实现稳定的多端口运行和平稳的运行转换，验证了所提策略的可行性和有效性。
解读: 从阳光电源业务发展角度看，该论文提出的PEDF多端口协同控制策略与公司在光储一体化、微电网解决方案等核心业务方向高度契合。论文基于双极直流母线架构实现光伏、储能、直流配电与交流电网的协同控制，这与阳光电源正在推进的"光储充放"一体化系统具有显著的技术共性。 该技术的核心价值在于解决了传统多端口系统...
结合电弹簧的储能系统分布式电压控制在网络安全攻击下的研究
Distributed Voltage Control of Energy Storage Systems Combined With Electric Springs in the Presence of Cyber-Attacks
Yajie Jiang · Xiangrong Zhang · Yici Wang · Yunjie Gu 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年10月
鉴于可再生能源注入的不可预测性，本文利用退役电池与三相电弹簧（ES）相结合的方式，从负载侧稳定母线电压。通过基于电压反馈的无功功率调节策略实现关键负载的电压稳定，该策略有效利用了退役电池提供的有限输出电流。此外，引入了一种一致性算法以促进多个电弹簧之间的信息共享，从而确保电压达成一致并恢复稳定。然而，一致性控制器面临虚假数据注入（FDI）攻击的风险，这可能导致变流器出现电压波动。为解决这一问题，本文提出了一种分布式高阶微分器（DHOD），其具有响应速度快、估计精度高的特点，可用于检测和消除攻击信...
解读: 该分布式电压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。研究提出的多代理协同无功调节策略可直接应用于储能系统的电压支撑功能，增强ST储能变流器在配电网中的电压调节能力。特别是其抗网络攻击的弹性控制机制，可提升iSolarCloud云平台的通信安全防护等级，...
基于隐私保护的多分布式储能系统运行的分布式状态分解凸优化
Privacy-Preserving-Based Distributed State-Decomposition Convex Optimization for Multi-DESS Operations
Yajie Jiang · Noven Lee · Yici Wang · Xiangrong Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年3月
分布式凸优化策略广泛用于分布式储能系统（DESSs）之间的电压调节和电流分配。同时，基于一致性的二次控制方法被普遍采用，但在显式交换信息时存在泄露初始状态信息的风险。为解决这一问题，本文提出了一种用于直流网络电流分配的分布式状态分解凸优化（DSDCO）方法，以确保保护 DESSs 的初始状态。在 DSDCO 中，实施了一种状态分解策略，即将每个 DESS 的状态变量分解为两个具有随机初始值的子状态变量。其中一个子变量用于外部一致性控制，以保护节点的真实初始状态，而另一个子变量则管理内部动态以实现...
解读: 该隐私保护分布式优化技术对阳光电源ST系列储能系统和PowerTitan大型储能集群具有重要应用价值。在多储能单元协同运行场景中，该方法可应用于：1）ST2236/2500储能变流器的并联运行，通过状态分解凸优化实现电压调节与电流均衡，避免传统集中式控制中的敏感参数暴露；2）PowerTitan储能...
预测不确定性建模技术及概率型风速与风电功率预测评估指标综述
A review of predictive uncertainty modeling techniques and evaluation metrics in probabilistic wind speed and wind power forecasting
Yun Wanga · Fan Zhang · Hongbo Koua · Runmin Zoua 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.396
摘要 鉴于风能资源具有显著的变异性，解决风能预测中固有的不确定性至关重要。因此，研究人员已开发出多种概率模型，这些模型为理解风能的波动特性提供了有价值的见解，并提升了预测的准确性。本文旨在分析预测不确定性中不同类型不确定性的意义，并对风速与风电功率预测的概率方法进行系统而全面的综述。特别地，本文详细考察了用于生成预测区间（作为预测不确定性的一种通用表示形式）的代表性模型结构。此外，本综述还探讨了用于评估概率预测质量的各类评价指标，并对其数学表达、时间复杂度以及适用条件进行了分析。这些评价指标在判...
解读: 该风电预测不确定性建模技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。通过概率预测方法可优化ST系列PCS的充放电策略,提升PowerTitan储能系统在风储耦合场景下的能量管理精度。预测区间技术可为iSolarCloud平台提供更可靠的风电波动预判能力,辅助GFM/VSG控制策略实现更平滑的功率调节。不确...
弱电网条件下近区构网型变流器的稳定性判据
Stability Criterion for Near-Area Grid-Forming Converters Under the Weak Grid Condition
Peng Wang · Junpeng Ma · Rui Zhang · Shunliang Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
本文引入了一种简化的稳定性判据，以系统地研究构网型风力发电机（GFM - WTG）之间，尤其是同一风电场内的相互作用机制。为了阐明在相同条件和控制器参数下运行的多个GFM - WTG之间的相互作用机制，本文提出了共模和差模电流、电压及阻抗的概念，这极大地简化了稳定性判据。由于忽略了基于GFM的永磁同步发电机机侧变流器的内部动态特性，因此可将GFM - WTG简化为基于GFM的电压源逆变器（GFM - VSI），且不失一般性。该稳定性判据揭示了共模和差模电流的特性，从而能够识别导致系统不稳定的主要...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的构网型变流器稳定性判据具有重要的工程应用价值。随着公司在光伏、储能及风电领域的深度布局，构网型（Grid-Forming）技术已成为弱电网环境下保障系统稳定运行的核心解决方案。 该研究的核心贡献在于通过共模-差模分解方法，将多台构网型设备间复杂的交互机理简化...
基于模糊下垂控制的航空电池组动态功率平衡方法
A Dynamic Power Balancing Method for Aircraft Battery Packs Based on Fuzzy Droop Control
Yun Zhang · Shihong Jing · Yihang Wei · Tong Li 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
电动飞机是未来发展趋势，但电池性能限制了电动飞机应用。分布式电池组平衡对电动飞机安全有重大影响。提出一种基于模糊逻辑控制和优化可变参数下垂控制的电池组源-负载分离动态功率平衡方法。通过定义源和负载准则设置启停平衡条件，该方法实现更快平衡速度，同时实现电池组间更小能量传输。动态变化的平衡电流防止实现平衡前大电流充电，降低充电期间热应力并减少电池退化。该方法在更少模式下实现飞机电力系统能量平衡，最小化平衡模式间频繁切换。还消除传统下垂控制在电池平衡系统中引起的电压偏差，增强供电可靠性。建立包含四组4...
解读: 该航空电池组平衡研究对阳光电源储能系统管理有重要参考价值。模糊下垂控制和源-负载分离的动态平衡策略可应用于阳光PowerTitan储能系统的多电池簇并联管理，提高平衡效率和降低热应力。动态变化平衡电流减少电池退化和消除直流母线电压偏差的技术可提升阳光ST系列储能变流器的可靠性和电池寿命。更少模式切换...
系统强度约束下的构网型储能规划在可再生能源电力系统中的应用
System Strength Constrained Grid-Forming Energy Storage Planning in Renewable Power Systems
Yun Liu · Yue Chen · Huanhai Xin · Jingzhe Tu 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年11月
随着基于逆变器的可再生能源逐步替代同步发电机，现代电力系统的系统强度显著下降，可能引发小信号稳定性问题。构网型换流器储能系统虽在提升系统强度方面具有灵活性和有效性，但其规划阶段的经济性与系统强度支撑能力协同优化仍缺乏研究。本文提出一种考虑系统强度约束的构网型储能优化规划方法，以实现期望的小信号稳定裕度。基于广义短路比框架，量化储能容量与位置对系统强度的影响，并构建含特征值约束的选址定容优化模型。考虑有无候选站点数量限制两种场景，设计基于二次支撑函数的迭代优化算法求解。在改进的IEEE 39节点和...
解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的构网型GFM控制技术具有重要应用价值。文中提出的基于广义短路比的储能选址定容优化方法，可直接应用于阳光电源储能系统规划方案设计，通过量化储能容量与位置对系统强度的贡献，优化PowerTitan在弱电网场景下的配置策略。特征值约束的...
一种用于电动飞机半主动电池-超级电容混合电源系统的功率分配方法
A Power Allocation Method for Semiactive Battery–Supercapacitor Hybrid Power Supply System for Electric Aircraft
Shihong Jing · Yun Zhang · Tong Li · Zhen Huang · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
电动飞机是未来航空工业的重要发展方向，但受限于储能装置的能量密度、功率密度及可靠性。电池-超级电容混合电源系统是一种有前景的解决方案。针对传统半主动式系统中高频与低频分界不明确、超级电容荷电状态频繁触达阈值及母线电压控制不足等问题，本文提出一种具备荷电状态自恢复与直流母线电压辅助调节功能的功率分配方法。该方法利用二阶滤波器特性实现瞬态后荷电状态自恢复，并构建电流外环-电压内环控制回路，实现母线电压辅助调节与支撑。所提方法提升了系统运行连续性，避免了频繁模式切换，增强了安全性。实验结果验证了该控制...
解读: 该电池-超级电容混合功率分配技术对阳光电源储能与充电业务具有重要应用价值。文中提出的SOC自恢复与母线电压辅助调节策略可直接应用于ST系列储能变流器的功率管理模块，通过二阶滤波器实现高低频功率解耦，优化PowerTitan储能系统中电池与超级电容的协同控制，延长电池寿命并提升瞬态响应能力。电流外环-...
一种端到端集成学习方法以提升风电功率预测
An End-to-End Ensemble Learning Approach for Enhancing Wind Power Forecasting
Yun Wang · Houhua Xu · Yaohui Huang · Fan Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年6月
精确的风电功率预测对电网稳定性和可靠高效的电力供应至关重要。针对现有集成模型多阶段建模易导致误差累积、训练低效及基学习器数量有限造成预测多样性不足的问题，本文提出MG-DS模型。该模型基于Dempster-Shafer证据理论，将基模型学习与集成学习统一于端到端框架中，包含全MLP非线性特征提取、GRU与交叉注意力基预测生成，以及基于DS理论的自集成模块，并引入“放大镜”机制增强预测多样性。此外，提出DS自集成（DSSE）插件以融合RNN与非RNN基预测器。在五个风电数据集上的实验验证了MG-D...
解读: 该端到端集成学习预测方法对阳光电源储能与风电产品线具有重要应用价值。MG-DS模型的高精度功率预测可直接应用于ST系列储能变流器的调度优化和PowerTitan储能系统的容量规划。其'放大镜'机制和DS自集成技术可提升iSolarCloud平台对风电场功率预测的准确性,有助于优化储能调度策略。该技术...
增强太阳能无人机光伏系统能量供应的方法
Methods to Enhance the Energy Supply of Photovoltaic System for Solar-Powered Unmanned Aerial Vehicle
Yun Zhang · Haisen Wang · Shenghan Gao · Zhen Huang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
本文提出一种循环移位（CS）重构方案和两阶段最大功率点跟踪（TS-MPPT）方法，以提升太阳能无人机（SPUAV）光伏系统在部分遮阴条件下的能量供给能力。CS重构方案通过纵向移动光伏组件分散阴影，并推导最优移动距离，不仅提高了遮阴下的输出功率，还通过将全局最大功率点（GMPP）与右功率点（RPP）对齐简化了MPPT过程。TS-MPPT方法利用P-V曲线导数确定MPP位置，并通过求解线性方程交点实现快速跟踪，显著缩短响应时间并消除漂移现象。仿真与实验验证表明，相较于总交叉连接（TCT）结构，CS方...
解读: 该文提出的TS-MPPT算法对阳光电源SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。其基于P-V曲线导数判定MPP位置并通过线性方程交点快速跟踪的方法，可显著优化现有MPPT算法性能：启动时间缩短60.6%、跟踪时间减少39.1%，且消除漂移现象，这对提升逆变器在复杂遮阴场景下的发电效率至关重要。循环移位重构...
基于光伏过度配置和电池储能的中国东北地区企业级太阳能功率预测
Firm Solar Power Forecasting With Photovoltaic Overbuilding and Battery Storage in Northeastern China
Qi Gao · Dazhi Yang · Guoming Yang · Hao Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年6月
由于太阳辐照度具有间歇性和多变性，光伏发电伴随着高度的不确定性，使其不可调度。为克服这一固有局限，本研究首先考虑采用物理模型链，以提高从天气预报到光伏发电功率预测的转换精度。然后，结合电池储能与新颖的超量建设及主动限电策略，开发出一种可靠（即无误差）的功率预测方法，从原理上讲，该方法可向电网输送有效可调度的太阳能电力。从优化角度出发，引入可靠预测溢价作为目标函数，以衡量实现可靠预测所需的额外成本。利用中国东北地区所有主要城市的相关数据进行了案例研究。研究发现，在中国东北地区，可靠预测溢价范围为1...
解读: 该研究的光伏过配置与储能协同优化技术对阳光电源ST系列储能系统和SG系列逆变器具有重要应用价值。针对东北地区高纬度、冬季辐照弱的特点，研究提出的容量配比优化方法可直接应用于PowerTitan储能系统的容量设计，通过动态调度策略平抑功率波动，提升电网友好性。该技术可增强iSolarCloud平台的功...
MFFDM-WLS：一种基于多粒度特征的时序分层风速时间序列一致性预测方法
MFFDM-WLS: A multi-granularity feature-based coherent forecasting method for temporal hierarchical wind speed time series
Yun Wang · Xiaocong Duana · Fan Zhang · Guang Wua 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.400
摘要 风能因其清洁和可持续的特性，已成为全球能源系统的重要组成部分。然而，风速的间歇性和波动性给风电出力带来了显著的不确定性，对电网并网造成了挑战。此外，与单一粒度预测相比，多粒度风速预测能够提供更丰富的信息，更有利于风电场的运行与规划。因此，为进一步提高风速预测的准确性与可靠性，并获得满足分层一致性的多粒度预测结果，本文提出了一种针对时序分层风速时间序列的基于多粒度特征的一致性预测方法MFFDM-WLS。首先，提出一种基于多粒度特征融合的深度模型（MFFDM），用于生成基础预测值。MFFDM采...
解读: 该多粒度风速预测技术对阳光电源储能系统(ST系列PCS、PowerTitan)具有重要应用价值。通过时间层级一致性预测,可优化iSolarCloud平台的预测性维护算法,提升风储协同控制精度。多粒度特征融合方法可应用于GFM/GFL控制策略的自适应切换决策,增强电网友好型并网能力。概率预测结果可为E...
金基底晶体结构对宽禁带封装中银-金互扩散的影响
Influence of Au Substrate Crystal Structure on Ag–Au Interdiffusion for WBG Packaging
Bowen Zhang · Zhiheng Gao · Zhiyuan Zhao · Yi Liu 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年2月
银 - 金的快速扩散通常会导致界面结合薄弱，这对宽带隙（WBG）器件的稳定性产生显著影响。因此，原子尺度的互扩散机制对于有效抑制过度互扩散并最终实现牢固结合至关重要。在此，采用具有不同晶体结构的金基底制备了芯片贴装样品，其中样品 I 和样品 II 的剪切强度分别达到 43.5 MPa 和 34.4 MPa。后续的晶体结构分析证实，烧结后的样品 I 呈现出 47%的较高界面连接率（ICR）和小于 0.2 微米的较低银 - 金互扩散厚度，这两者均有利于高质量的键合。与样品 II（约 82.3%）相比...
解读: 从阳光电源功率半导体封装技术发展角度来看，这项关于Ag-Au界面扩散机制的研究具有重要的工程应用价值。随着我司光伏逆变器和储能变流器向更高功率密度、更高效率方向发展，SiC、GaN等宽禁带（WBG）器件的应用比例持续提升。这些器件在200°C以上的高温工作环境下，芯片贴装层的可靠性直接影响产品寿命和...
基于新型扇形板脉动热管散热器的高倍聚光光伏模块热性能实验研究
Experimental investigation on the thermal performance of high-concentrated photovoltaic module utilizing the thermal sink of a novel Fan-shaped plate pulsating heat pipe
Wei-Wei Wangac1 · Teng Liub1 · Jun-Zhe Guo · Bin Li 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 高强度太阳光聚集在光伏电池上会导致半导体温度显著升高，从而降低光电转换效率并可能引发光伏组件的不可逆故障。为此，在热设计中创新性地提出了一种超薄扇形板脉动热管（FS-PPHP），通过优化传统平行流道结构，实现对小尺度HCPV电池的高效冷却。本文全面分析和讨论了充液率、倾斜角度、工质种类以及加热功率对FS-PPHP传热性能的影响。结果表明，蒸发段与冷凝段的变直径设计有助于工质回流至加热区域，并增大相邻流道间的压力差势，从而确保FS-PPHP在不同工况下更平稳地启动。在充液率为57%、倾斜角为...
解读: 该扇形板脉动热管技术对阳光电源高功率密度产品具有重要应用价值。在SG系列大功率光伏逆变器中,功率器件散热是关键瓶颈,该超薄热管结构可优化IGBT/SiC模块的温度管理,降低热阻23%意味着可提升功率密度或延长器件寿命。对于PowerTitan储能系统,该技术可改进电池簇温控方案,解决高倍率充放电时的...