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基于线性菲涅尔滤光-聚光结构的新型太阳能分频光伏-聚热混合转换系统：实验装置与应用分析
A novel solar spectrum splitting PV-CPT hybrid conversion system based on linear Fresnel filter-concentrator structure: Experimental device and application analysis
Jialu Tian · Guijia Zhang · Haojin Wu · Shiquan Shan 等8人 · Applied Energy · 2025年10月 · Vol.396
摘要 本研究探讨了光伏-聚热（PV-CPT）太阳能高效转换技术，将多层选择性滤光膜集成至线性菲涅尔聚光结构中，实现全光谱分频与剩余光谱的聚焦利用。针对硅基光伏电池设计的光学滤光片在响应波段内具有高透射率，可将60.7%的太阳能量用于光伏发电。未被利用的剩余光谱则由线性菲涅尔选择性滤光场反射并聚焦至热能接收器。本文分析了三种典型的热能利用方式——有机朗肯循环（ORC）、甲醇分解（MD）以及与蒸汽朗肯循环（SRC）耦合——用于聚热转换（CPT），并通过㶲效率评估揭示不可逆损失的产生机制。基于ORC、...
解读: 该光伏-光热混合发电技术对阳光电源SG系列光伏逆变器产品具有重要启示。研究中硅基光伏组件响应波段透射率达60.7%,剩余光谱用于热发电,系统综合发电效率最高达32.65%。这为阳光电源多能互补系统设计提供新思路:可结合ST系列储能变流器与光热发电系统耦合,通过先进MPPT算法优化光谱分离后的光伏发电...
一种基于动态模型的碱性电解槽分钟级优化运行策略
A Dynamic Model-Based Minute-Level Optimal Operation Strategy for Alkaline Electrolyzers in Wind-Hydrogen Systems
Aobo Guan · Suyang Zhou · Wei Gu · Zhi Wu 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年3月
为保障风电-氢能系统外送功率稳定，需应对碱性电解槽（AWE）调度周期长与风电短期波动不匹配的挑战。本文提出一种分钟级AWE优化运行策略，综合考虑其稳态电化学特性及温度、氢氧比的三阶动态模型，构建了以每分钟调节碱液流量、冷却流量和压力等细粒度变量实现电解功率快速跟踪风电波动的优化框架。通过改进模型预测控制（MPC）方法，结合模型简化与优化-仿真迭代流程，在保证计算效率的同时确保运行可行性。算例表明，该策略使AWE负荷范围扩展13.8%，弃风率降低15.06%，并兼顾系统效率、稳定性与安全性。
解读: 该研究的分钟级AWE优化运行策略对阳光电源储能产品线具有重要参考价值。其动态模型与MPC控制方法可直接应用于ST系列储能变流器的功率调节算法优化，特别是在风电配套储能场景中。通过引入类似的多变量优化框架，可提升PowerTitan系统在大规模风电消纳中的调节性能，扩大储能系统的实际负荷范围。该技术还...
钙钛矿材料与太阳能电池的数字化制造
Digital manufacturing of perovskite materials and solar cells
Zixuan Wangabc1 · Zijian Chenbcd1 · Boyuan Wangbc1 · Chuang Wu 等12人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 与已发展了半个世纪的晶硅电池相比，钙钛矿太阳能电池（PSCs）的光伏转换效率在短短15年内已超过26%，成为当前备受关注的研究热点。然而，传统研究方法在应对钙钛矿材料（PVKs）成分多样、合成复杂以及需精确调控性能等方面面临诸多挑战。本综述系统阐述了钙钛矿材料在数字化制造方面的最新研究进展，重点涵盖实验室自动化、数据驱动的理性设计、高通量实验以及机器学习（ML）算法等方向。首先，论述了实验室自动化在显著提升实验效率与可重复性方面的重要作用；其次，强调了数据驱动方法在指导钙钛矿材料及器件理性...
解读: 钙钛矿电池数字化制造技术对阳光电源光伏逆变器产品线具有前瞻价值。该技术通过机器学习和高通量实验加速新型光伏材料开发,其26%转换效率已接近晶硅电池。阳光电源SG系列逆变器可提前布局钙钛矿电池适配性研究,针对其独特的IV特性优化MPPT算法;iSolarCloud平台可集成数据驱动方法,实现钙钛矿组件...
基于随机森林可解释人工智能揭示储能与可再生能源在脱碳进程中的协同作用
Understanding the synergy of energy storage and renewables in decarbonization via random forest-based explainable AI
Zili Chen · Zhaoyuan Wu · Lanyi Wei · Linyan Yang 等6人 · Applied Energy · 2025年7月 · Vol.390
摘要 可再生能源（RE）与储能系统（ESS）的协调发展对于低碳转型至关重要。除了最优规划方案外，理解规划结果背后的深层原因对于提升决策透明度与可靠性同样关键。本研究探讨了在不同脱碳阶段中可再生能源与中长期储能（MTES）之间协同关系的演变过程，提出了一种可解释的分析框架，用于归因并分析影响规划结果的关键因素。通过采用随机森林（Random Forest, RF）方法，该框架识别出在不同边界条件下（如碳排放限额、资源禀赋和经济约束）驱动可再生能源—储能协同效应的核心因素，从而深入揭示时间与空间因素...
解读: 该研究对阳光电源储能规划具有重要指导意义。研究揭示长时储能(LDES>100h)在新能源富集区域的季节性平衡价值,与PowerTitan液流储能系统的应用场景高度契合;短时储能在火电主导区域应对日内波动的需求,可通过ST系列PCS的快速响应能力实现。随机森林可解释性框架可集成至iSolarCloud...
储能电站并网线路距离保护的性能分析与协调控制改进方法
Performance analysis and control-coordinated improvement method for distance protection of energy storage station grid-connected lines
Jiawei He · Ningjing Bu · Weijie Wen · Bin Li 等7人 · Applied Energy · 2025年6月 · Vol.388
摘要 集中式储能电站对于抑制可再生能源功率波动、调节系统电压等方面具有重要作用。众所周知，能够快速且有选择性地识别故障的保护装置对电力系统至关重要。然而，储能电站的四象限运行特性对距离保护的性能具有独特影响。本文分析了在储能电站四象限运行特性下相位比较式距离保护的动作性能，推导出相位比较结果与储能变流系统（PCS）正序和负序d-q轴电流之间的严格数学关系。此外，还分析了正序和负序q轴电流对相位比较结果及系统电压的影响。在此基础上，提出了一种故障后适用于储能PCS的q轴电流优化注入策略（QCOIS...
解读: 该研究针对储能电站四象限运行特性对距离保护的影响,提出q轴电流优化注入策略,可将过渡电阻耐受能力从1Ω提升至6Ω。对阳光电源ST系列PCS及PowerTitan储能系统具有重要价值:可优化PCS故障后电流控制策略,通过正负序d-q轴电流协调控制,提升并网线路保护可靠性,同时不影响故障穿越能力。该方法...
中国废弃光伏分布的时空演化及能源-经济-环境-社会可持续效益综合评估
Spatiotemporal evolution of decommissioned photovoltaic distribution and integrated energy-economic-environmental-social sustainable benefit assessment in China
Jianli Zhou · Zihan Xu · Juan He · Dandan Liu 等8人 · Applied Energy · 2025年4月 · Vol.384
摘要 准确而详细地掌握中国废弃光伏（PV）系统在时间和空间上的分布特征，并结合对回收再利用这些废弃光伏组件所带来可持续性效益的全面评估，对于有效应对我国即将迎来的大规模光伏退役潮具有重要意义。目前，关于中国废弃光伏在时空分布及其回收利用方面的研究仍显不足。本研究采用随机森林与BP神经网络方法构建预测模型，刻画了2024年至2050年八种情景下废弃光伏的时空演化趋势，并从能源、经济、环境和社会四个维度对其可持续效益进行了综合评估。通过模糊层次分析法（FAHP）、基于指标间相关性的权重确定法（CRI...
解读: 该研究对阳光电源光储回收业务具有战略价值。2050年退役光伏将达670-1600GW,形成万亿级市场。阳光电源可结合iSolarCloud平台建立退役组件全生命周期追踪系统,为山东、河北等重点区域提前布局储能替代方案。ST系列储能系统可利用梯次利用组件降低成本,SG逆变器产品线需考虑模块化设计以延长...
考虑抽水蓄能变速机组的水-风-光-储短期调度策略
Short-term scheduling strategies for hydro-wind-solar-storage considering variable-speed unit of pumped storage
Huan Wang · Shengli Liao · Chuntian Cheng · Benxi Liu 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 抽水蓄能电站（PSHP）因其独特的双向调节能力，能够有效弥补传统水-风-光互补系统调节能力不足的问题。然而，清洁能源出力的不确定性、传统定速机组的固有缺陷以及对机组启停计划的忽视，给抽水蓄能电站的高效运行带来了显著挑战。为应对上述挑战，本文构建了一种考虑变速机组（VSU）策略及抽水蓄能电站最小启机台数原则的水-风-光-抽水蓄能混合能源系统短期协同调度模型（SHWSSCMM）。首先，提出以最小化启机台数为目标，结合最小化负荷峰谷差和最大化发电收益，共同构成SHWSSCMM的多目标函数，在追求...
解读: 该研究对阳光电源储能系统具有重要价值。变速抽水蓄能机组的实时功率调节策略可借鉴至ST系列PCS的双向变流控制,提升PowerTitan储能系统在风光水储混合场景下的灵活调节能力。多目标优化中的削峰填谷与机组启停最小化思想,可融入iSolarCloud平台的智能调度算法,优化储能系统充放电策略。拉丁超...
客座编辑特刊：面向零排放电动交通的电机驱动先进技术
Guest Editorial Special Issue on Advanced Technologies of Motor Drives for Zero-Emission E-Mobility
Yunwei Ryan Li · Wei Hua · Luca Zarri · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
为实现《巴黎协定》将全球温升控制在2°C以内的目标，电动交通（e-mobility）迅速发展。然而，其电机驱动系统所耗电能仍部分来自化石能源，因此提升驱动系统能效成为实现净零排放的关键。本期特刊聚焦电机驱动在新材料、谐波抑制、电磁干扰抑制、智能控制、故障容错、能量管理及系统设计等方面的前沿进展，收录43篇高质量论文，涵盖提高能效的多种技术路径，推动电动交通可持续发展。
解读: 该特刊聚焦的电机驱动先进技术对阳光电源新能源汽车产品线具有直接应用价值。其中SiC/GaN器件应用、三电平拓扑技术可直接优化车载OBC充电机和电机驱动系统的功率密度与效率；PWM控制、SVPWM及模型预测控制MPC等智能控制算法可提升电机驱动精度和动态响应；谐波抑制与EMI抑制技术可改善充电桩的电能...
数字孪生驱动的高可靠性电力电子系统特刊主编寄语
Guest Editorial Special Issue on Digital Twin Driven High-Reliability Power Electronic Systems
Jiangbiao He · Paolo Mattavelli · Fernando Briz · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
为满足全球零排放可持续能源发展需求，交通和公用电力等行业正经历快速变革，电力电子在电动汽车、电动船舶、飞机、太阳能/风能发电和储能等众多功率转换系统中发挥支柱作用。然而电力电子可靠性尚未受到足够重视，特别是在安全关键应用中可靠性应是首要设计优先级。工业4.0和5.0着重互联性、自动化、智能和实时状态监测，数字在线预防性维护和优化至关重要。数字孪生是物理系统的数字复制品，可准确预测和反映物理系统的实时健康状况，通过物理组件与数字孪生模型间的实时双向数据流实现。该特刊发表10篇文章涵盖数字孪生参数估...
解读: 该数字孪生特刊与阳光电源智能运维战略高度契合。特刊涵盖的Buck/Boost变换器数字孪生参数估计、五电平ANPC逆变器故障诊断和SiC MOSFET模块电-热-机械建模与阳光iSolarCloud平台的智能诊断和预测性维护功能发展方向一致。数字孪生技术在直流电容、电感、开关管寄生电阻实时估计方面的...
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