Yan Suna · Hong-Wei Lia · Di Wangb · Chang-He Duac · Applied Energy · 2025年12月 · Vol.401

本文提出了一种基于太阳能-氢能互补利用技术的新型复合系统，首次将氢气轮机、热电发生器和质子交换膜电解槽集成到太阳能塔式-超临界CO2布雷顿循环系统中。文中首次提出了以氢气轮机替代传统太阳能塔式系统中储热系统的概念。为应对太阳能的间歇性问题，提出了三种灵活运行模式：纯氢模式、太阳能-氢能互补模式和纯太阳能模式。建立了所提出系统的集成动态模型，开展了详细的年性能分析和敏感性分析，提出了针对该系统在三种运行模式下动态性能的综合评价方法，并实施了负荷调节策略研究。结果表明，该系统的产氢速率在7月份最高，...

解读: 该太阳能-氢能互补系统对阳光电源ST储能系统和SG光伏逆变器产品线具有重要启示。系统提出的三种灵活运行模式(纯氢、互补、纯光伏)与阳光电源GFM/GFL控制技术和VSG虚拟同步发电机技术高度契合,可优化PowerTitan储能系统的动态响应特性。45-330秒的响应时间范围为PCS功率控制策略提供参...

Jiale Wena · Xicong Mia · Yubo Yaoa · Shengying Xiaoa 等9人 · Applied Energy · 2025年12月 · Vol.401

摘要 针对大型远洋船舶在多场景任务中对长续航、高效率运行的需求，本文提出一种结合并联级间冷却再热燃气轮机（IRGT）与固体氧化物燃料电池（SOFC）的新型全电推进系统。研究了该系统在典型运行场景下的协调功率切换特性及其相互关系，并制定了兼顾效率与安全性的宽负荷范围最优功率分配策略。结果表明，经验证的68 MW船舶混合动力系统在设计工况下效率达到50.1%，最大误差仅为2.5%，具有较高的建模精度。当船舶处于全速航行场景时，推进系统以2.11的功率比运行，效率为50.1%，此时需保证燃料流量大于0...

解读: 该船舶混合动力系统的多场景功率分配策略对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要借鉴价值。其SOFC/燃气轮机协调切换机制可应用于光储充一体化场景的多模式能量管理,特别是GFM/GFL控制策略在微电网孤岛与并网切换中的优化。研究中50.1%系统效率及10%-108%宽负载范围运行...

Bin Liab · Zhangxi Wua · Ye Lic · Jiawei Hea 等9人 · Applied Energy · 2025年11月 · Vol.398

摘要 将可再生能源与氢储能相结合用于发电是实现清洁能源转型的一种有前景的替代方案。然而，可再生能源的波动性和间歇性给质子交换膜燃料电池（PEMFC）系统的安全高效运行带来了重大挑战。由于PEMFC内部存在复杂的热-水-电场耦合机制，目前尚未对电力系统运行工况变化下PEMFC在多时间尺度上的动态性能进行定量分析。本文基于PEMFC内部的导热、传质及电化学反应过程，首先分析了热、水、电参量之间的参数耦合关系，建立了综合性的PEMFC模型。随后，研究了在不同时间尺度的电力系统运行工况变化下，PEMFC...

解读: 该PEMFC热-水-电多物理场耦合建模技术对阳光电源氢储能系统集成具有重要参考价值。研究揭示的多时间尺度动态响应特性可指导ST系列PCS与PEMFC协同控制策略优化,特别是电压波动对燃料电池安全性的影响分析,可应用于PowerTitan储能系统的氢电耦合场景。多场耦合机制为开发氢能-储能-光伏一体化...

Hectordel Pozo Gonzalez · Fernando D.Bianchi · Nicolaos A.Cutululis · Jose Luis Dominguez-Garci · Energy Conversion and Management · 2025年11月 · Vol.343

摘要 本文展示了一个海上能源枢纽的案例研究，该枢纽集成了两个风电场、与多个国家连接的潜在高压直流输电线路以及氢气生产设施。分析重点在于利用位于网络不同位置的风电场和电解槽装置的备用容量来提供频率支持的能力。本研究还分析了可再生能源销售收益与维持用于频率支持的功率备用成本之间的经济收益权衡。使用电解槽和风电场进行频率支持的一个有利特征是它们的功率响应方向相反：前者吸收功率，后者注入功率，反之亦然。这一特性可用于提高整体经济收益。然而，不同类型设备的时间响应特性各不相同，这可能影响一次频率支持的效果...

解读: 该研究对阳光电源海上能源枢纽解决方案具有重要启示。风电-制氢-储能耦合系统的频率支撑策略可应用于ST系列储能变流器与电解槽协调控制:利用电解槽吸收功率与风电注入功率的互补特性,结合VSG虚拟同步机技术实现一次调频响应。PowerTitan储能系统可作为快速响应单元,补偿电解槽动态响应滞后,优化备用容...

Julian Bartels · Thomas Vogtb · Valentin Bertsch · Energy Conversion and Management · 2025年10月 · Vol.342

摘要 绿色氢正在对未来能源系统的深度脱碳变得日益重要，特别是在长期储能应用和难以电气化的领域。尽管已有大量政治路线图提出了促进通过电解生产绿色氢的个体产能目标，但决策者如何最优地定位和规模化部署电解槽的方法仍不明确。本研究旨在开发一个战略性的多指标选址框架，以评估适合大规模实施绿色氢生产基地的区域。该框架包含四个指标：i）可再生能源的可用性；ii）水资源的可用性；iii）与电力电网的连接性；以及iv）与天然气管网的连接性（作为未来氢气输送能力的代理指标）。通过以德国为案例的研究，采用邮政编码区域...

解读: 该绿氢选址框架对阳光电源ST系列储能系统和SG光伏逆变器具有重要战略价值。框架中可再生能源可用性、电网接入能力等指标与我司产品深度契合:ST储能系统可为电解槽提供稳定电力供应,平抑可再生能源波动;SG系列1500V光伏逆变器结合MPPT优化技术可最大化绿电制氢效率;GFM控制技术可增强弱电网地区的并...

Taoufiq Kaoutar · Hasna Louahli · Pierre Schaetze · Energy Conversion and Management · 2025年10月 · Vol.341

摘要 本研究探讨了基于氢能源系统的集成与优化，重点在于将金属氢化物（MH）储氢与质子交换膜燃料电池微型热电联产（PEMFC MCHP）系统相结合，应用于住宅领域。该MH储氢系统与热泵耦合运行，充放电压力为10 bar。采用COMSOL 6.1版本软件，利用固体与流体传热模块及Brinkman方程模块建立模型，并通过实验数据进行验证，同时应用机器学习方法（前馈神经网络）对MH动态过程进行预测性建模。研究发现，较小的500 NL储氢罐具有较高的质量比热需求，但氢气动力学性能更优，可在一小时内达到约7...

解读: 该氢储能-燃料电池mCHP系统研究对阳光电源储能及户用产品线具有重要参考价值。金属氢化物储能的热管理优化思路可借鉴至ST系列储能变流器的温控策略;研究中采用的机器学习预测建模方法与iSolarCloud平台的预测性维护技术高度契合,可用于优化户用光伏-储能系统的充放电策略;燃料电池mCHP的冷热电联...

Hossam A.Gabbe · Omar S.Hemie · Energy Conversion and Management · 2025年10月 · Vol.341

摘要 本文提出了微电网优化（MG-OPT），这是一种用于零净排放混合可再生能源系统的智能多目标优化框架，该框架采用混合整数线性规划和基于帕累托的优化方法。MG-OPT独特地集成了光伏、风能和燃料电池，并结合氢储能系统，针对四个相互竞争的目标进行优化：在最小化成本和排放的同时，通过交易型能源机制最大化可再生能源利用率和经济收益。在三种不同场景下的仿真结果表明了其卓越的性能：基准配置（30 kW）实现了95%的减排量，并获得每日31美元的利润；集成电动汽车的系统（40 kW）保持75%的减排水平，日...

解读: 该多目标帕累托优化框架对阳光电源混合储能系统具有重要应用价值。研究验证的光伏-风电-氢燃料电池混合架构可直接适配SG系列逆变器、ST系列PCS及PowerTitan储能系统的协同优化。其交易能源机制与iSolarCloud平台的能量管理策略高度契合,可提升微电网经济性30-45%。氢储能作为长时储能...

Yue Xia · Zhaoran Wang · Shaahin Filizadeh · Juan Su 等6人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年9月

电磁暂态程序（EMTP）广泛用于电力系统电磁暂态仿真。近年来，电解槽作为实现可再生能源制氢及提升系统灵活性的可控负荷，其在电力系统中的应用备受关注。为拓展EMTP对电解槽多物理场暂态过程的模拟能力，本文提出了一种适用于质子交换膜电解槽（PEMEL）的等效电路模型。通过电、质量传递与热力学量之间的类比，构建了包含电流、电压、物质传输、压力、热传递和温度动态的电路模型，并利用标准元件库在EMTP中实现。模型在稳态与暂态条件下均与实验数据吻合良好，并应用于电-气综合系统，验证了其有效性与实用性。

解读: 该PEMEL等效电路建模技术对阳光电源氢能储能系统开发具有重要价值。可直接应用于：1）ST储能系统与电解槽耦合的电-氢综合储能方案，通过EMTP仿真优化变流器与电解槽的暂态交互特性；2）光伏制氢系统中SG逆变器的协调控制策略设计，基于多物理场模型预测电解槽动态响应，提升MPPT算法在波动工况下的适配...

Airin Rahman · Wei Sun · Hamed Haggi · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年9月

在集成氢气的电力系统中，网络基础设施与物理基础设施相互依存，这给可持续能源的可靠、安全输送带来了重大的网络安全挑战。应对这些挑战需要全面了解潜在的攻击面及其影响，并制定有效的防御和缓解策略。本文对这些系统中固有的网络 - 物理漏洞进行了全面分析，随后评估了网络攻击对系统性能的潜在影响。提出了一个三级攻防模型，其中上层研究攻击者策略，两个下层专注于防御机制。中层针对氢气系统制定运行策略，下层则致力于配电系统运行，以有效管理第三方氢气集成。此外，引入了一种隐蔽攻击模型来模拟现代攻击者的复杂能力，该模...

解读: 该氢电综合系统网络安全研究对阳光电源氢能业务拓展具有重要指导意义。文中提出的分层防御策略可直接应用于ST储能系统与氢能耦合场景，通过主动检测技术保护制氢电解槽的功率控制链路，防止虚假指令导致的DC/DC变换器异常。漏洞识别方法可强化iSolarCloud平台对氢储能系统的监控能力，在SCADA层部署...

Nikita Taranin · Mehdi Ghazavi Dozein · Oscar Saborío-Romano · Nicolaos A. Cutululis · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年9月

本文研究了电解槽的爬坡速率限制及其对电力系统动态特性的影响。随着绿氢生产的扩大，理解电解槽的动态行为对电网稳定至关重要，尤其是在功率平衡和频率调节等辅助服务方面。研究识别了限制电解槽启停速率的技术因素，涵盖电堆技术、逆变器及厂站层面，并进一步划分为基于物理机理与安全相关的限制。通过结合电解槽动态模型与制氢厂爬坡速率约束，构建包含电化学机制、等效电路及下游产氢模型的综合模型，并设计带爬坡速率限制的功率电子控制方案。分析揭示了电解槽功率变化、爬坡速率限制与氢气产量间的关联，表明速率限制直接影响下游制...

解读: 该电解槽爬坡速率限制研究对阳光电源氢能储能系统具有重要应用价值。研究揭示的电堆动态特性与功率电子控制方案可直接应用于ST系列储能变流器与电解槽的协同控制，优化制氢储能系统的功率响应特性。爬坡速率约束建模方法可集成至PowerTitan储能系统的能量管理策略，在光伏-储能-制氢耦合场景中实现频率调节与...

田雪沁 · 姚红雨 · 袁铁江 · 李晖 · 中国电机工程学报 · 2025年9月 · Vol.45

针对现有光伏制氢直接耦合系统容量配置研究中电解槽阵列被视为静态结构，难以准确评估系统收益的问题，提出一种基于改进遗传算法与遍历搜索法的双层容量优化配置方法。通过建立包含光伏电池与质子交换膜电解槽的系统模型，分析电解槽串并联动态变化对系统性能的影响。内层以最大产氢量为目标优化典型日各时段的电解槽结构，外层以规划周期收益最大化确定容量配置。基于我国东北地区光照数据的算例表明，该方法可有效提升系统收益、降低制氢成本，为光伏制氢系统设计提供技术支撑。

解读: 该光伏直接耦合制氢系统的动态优化配置技术对阳光电源SG系列光伏逆变器与新能源制氢业务具有重要应用价值。研究中的电解槽阵列动态串并联调节策略可直接应用于光伏-制氢直流耦合系统，通过实时优化电解槽拓扑结构匹配光伏输出特性，提升MPPT效率和产氢量。双层优化算法可集成至iSolarCloud平台，实现光伏...

Salih Berkan Aydemir · Funda Kutlu Onaya · KorhanÖkten · Energy Conversion and Management · 2025年9月 · Vol.339

质子交换膜燃料电池（PEMFCs）是当前广泛应用于氢能源发电和储能系统中的装置。PEMFC参数估计对于优化燃料电池性能、降低成本以及确保系统可靠性至关重要。精确的参数估计有助于提升建模与仿真的准确性，并减少对昂贵且耗时实验的依赖。本研究聚焦于一种多策略α进化算法（MSAE），旨在提高PEMFC中参数估计的精度。MSAE在传统α进化算法的基础上进行了多项改进，例如采用Halton序列生成初始种群，并引入适应度-距离平衡技术以选择更优的候选解。为评估MSAE的一致性与可靠性，本文在三种不同情形下将其...

解读: 该PEMFC参数估计优化技术对阳光电源氢储能系统具有重要应用价值。MSAE算法的高精度参数辨识能力可应用于ST系列储能变流器与燃料电池的协同控制,通过精准建模减少实验成本,提升系统可靠性。其适应性约束优化方法可借鉴用于PowerTitan储能系统的多参数协同优化,结合iSolarCloud平台实现燃...

Zheng Dong · Yanjun Chen · Deqiang He · Energy Conversion and Management · 2025年8月 · Vol.338

质子交换膜燃料电池（PEMFC）技术已成为船舶推进系统中一种具有前景的高效率、零排放动力解决方案。尽管已知船舶运动引起的惯性力会影响PEMFC的性能，但在滚转条件下其具体影响机制仍尚未得到充分研究。本研究通过一个集成多物理场耦合的三维瞬态模型，系统地探究了海洋滚转运动下PEMFC的动态特性。所建立的框架结合了水动力分析与动态更新的滚转运动学参数。结果表明，滚转运动会使得燃料电池输出功率最大降低9.89%，电流密度最大波动达16.14%，温度波动达到23.55%。这些波动幅度随滚转周期的减小和滚转...

解读: 该燃料电池多物理场耦合研究对阳光电源氢能储能系统及海洋微电网方案具有重要参考价值。研究揭示的动态工况下热-质传递特性与阳光电源ST系列PCS的多物理场协同控制技术高度契合。滚动工况导致的功率波动(9.89%)和电流密度波动(16.14%)可借鉴应用于船舶储能系统的GFM控制策略优化,通过VSG技术补...

李立民李硕娜冯启帆夏杨红韦巍 · 中国电机工程学报 · 2025年8月 · Vol.45

并网型直流耦合制氢系统（GDHPS）参与电网频率调节是能源转型的重要方向，需在保障电解槽功率合理分配的同时提供有效频率支撑。针对碱液电解槽（AWE），本文提出一种新型控制策略，包含自适应虚拟热敏电阻控制、快速频率响应机制与虚拟惯性响应机制三项改进。该策略通过实时更新AWE温度模型动态调节下垂系数，实现宽温域下的分散式控制与功率均衡，并提升系统动态性能。仿真与实验验证了所提方法在Matlab/Simulink及制氢实验平台上的有效性。

解读: 该并网型直流耦合制氢系统的频率支撑控制策略对阳光电源具有重要应用价值。其自适应虚拟热敏电阻控制与虚拟惯性响应机制可直接应用于ST储能变流器的构网型GFM控制技术升级，增强电网频率支撑能力。多电解槽分散式下垂控制与功率均衡策略可借鉴至PowerTitan大型储能系统的多模块并联控制，优化功率分配。快速...

孔令国 · 胡程奥 · 孙佳琦 · 王士博 等9人 · 中国电机工程学报 · 2025年8月 · Vol.45

针对质子交换膜电解槽在电力系统频率控制中负荷安全快速响应的难题，提出一种考虑氧中氢含量的非线性频率动态响应控制策略。基于质量、能量守恒及电化学方程建立电解槽一维动态机理模型，解析获得阳极氧中氢含量的数学表达；结合全息目标反馈非线性控制理论，设计兼顾安全与响应性能的频率控制策略。在25%风电渗透率的四机两区系统中进行阶跃负荷与风电波动仿真，结果表明所提方法在频率调节速度与稳定性方面优于传统下垂、加速下垂及频率变化率控制。

解读: 该PEM电解槽非线性频率响应控制技术对阳光电源氢能储能系统及电网侧储能产品具有重要应用价值。研究提出的全息目标反馈非线性控制策略可直接应用于阳光电源正在布局的制氢储能一体化方案，通过精确控制氧中氢含量确保电解槽安全参与电网频率调节。该技术与阳光电源ST系列储能变流器的构网型GFM控制形成互补，可将电...

吴瑊 · 何冰琛 · 张勋奎 · 丁浩植 等7人 · 中国电机工程学报 · 2025年8月 · Vol.45

在“双碳”目标驱动下，大型风光基地快速发展，新能源高比例接入带来系统可靠容量不足的挑战。本文在考虑电源侧投资经济性的基础上，通过量化风光氢储大基地对火电机组出力稳定性与频率调节能力的等效性，提出电-氢双能源送出与荷随源动的容量优化配置方法，提升系统安全稳定运行能力，并分析源-荷双侧投资模式对推动电力系统向安全高效、绿色低碳转型的重要意义。

解读: 该研究的风光氢储容量优化配置方法对阳光电源多产品线具有重要应用价值。在储能侧，可指导PowerTitan系统与电解制氢设备的协同配置，通过ST系列储能变流器实现电-氢双能源灵活调度；在光伏侧，SG系列逆变器可结合荷随源动策略优化MPPT算法，提升基地整体出力稳定性。研究中量化的火电等效性指标可应用于...

Tushar Kanti Roy · Sajeeb Sah · Amanullah Maung Than Oo · Applied Energy · 2025年8月 · Vol.391

摘要 本研究探讨了集成光伏（PV）面板、电池、燃料电池（FC）、电解槽（EL）和氢气储罐（HT）的混合能源系统（HES），以满足澳大利亚偏远社区的能源需求。分析了两种系统配置：A型（PV/Batt/FC/EL/HT）和B型（PV/FC/EL/HT），重点关注成本效益、能源可靠性和氢气产量。采用了多种优化技术，包括布谷鸟搜索算法、非支配排序遗传算法II（NSGA-II）、序列二次规划算法（SQPA）、花粉授粉算法、约束粒子群优化（PSO）和和声搜索算法，以确定最优系统配置。当采用NSGA-II进行...

解读: 该混合能源系统研究对阳光电源ST储能系统与SG逆变器协同优化具有重要价值。研究验证了电池储能可降低22%系统成本,与我司PowerTitan方案理念契合;PV倾角优化可降低75%成本的发现,可指导SG逆变器MPPT算法改进;氢储能系统的能量管理策略可借鉴至我司GFM控制技术,提升离网场景下多能互补系...

孔令国 · 孙佳琦 · 王士博 · 韩子娇 等7人 · 中国电机工程学报 · 2025年7月 · Vol.45

针对质子交换膜电解槽接入电力系统时缺乏兼顾高精度与高效求解的动态模型问题，提出一种基于流体力学守恒方程的一维机理建模方法，构建涵盖U-I特性、物质与能量传输的多物理场耦合模型，并采用四阶龙格-库塔法求解。仿真结果表明：稳态下电压与压力正相关、与温度负相关，氧中氢含量沿流道递增至阳极出口达峰值；动态阶跃下氢含量呈非单调响应，经历反应主导的快速上升与渗透主导的缓变阶段；风电波动下氢含量受反应速率主导，剧烈波动可能导致浓度超限，流速协同调控可有效抑制越限风险，提升运行安全性。

解读: 该PEM电解槽动态建模技术对阳光电源氢能-储能耦合系统具有重要价值。一维机理模型可集成至iSolarCloud平台，实现新能源制氢系统的精准仿真与预测性维护。针对风光波动工况的动态响应分析，可指导ST储能系统与电解槽的协同控制策略优化：通过储能变流器平抑功率波动，配合流速协同调控抑制氢中氧浓度越限，...

高诚 · 苏建徽 · 瞿晓丽 · 解宝 等6人 · 太阳能学报 · 2025年7月 · Vol.46

为实现光储直流微电网的柔性制氢并提升系统经济性，结合光伏阵列、储能电池与电解槽运行特性，提出基于直流母线电压信号的协调控制策略，实现电解制氢装置“荷随源动”的运行模式。在此基础上，构建以系统成本最小化为目标的容量优化配置模型，采用麻雀搜索算法（SSA）进行求解，并结合实际光伏制氢工程数据开展算例与经济性分析。最后通过仿真验证所提控制策略的有效性。

解读: 该光储直流微网制氢系统研究对阳光电源光储氢一体化解决方案具有重要应用价值。基于直流母线电压的协调控制策略可直接应用于ST系列储能变流器与SG系列光伏逆变器的协同控制，实现电解槽负载的柔性调节。麻雀搜索算法的容量优化配置方法可集成至iSolarCloud云平台，为PowerTitan储能系统与光伏阵列...

Aaquib Firdous · Chandra Prakash Barala · Parul Mathuria · Rohit Bhakar 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年6月

并网公用事业规模制氢系统（USHSs）需要增强运行灵活性，以确保可持续的氢气生产。质子交换膜（PEM）制氢电解槽（HEs）具有更高的运行灵活性，能够在更低和更宽的负载范围内运行，以消纳过剩可再生能源（SRE）。然而，在模块化设置中，温度变化会显著影响模块间和模块内制氢电解槽的负载，进而影响其运行灵活性。大多数研究要么忽略温度影响，要么将其简单地建模为常数，而忽视了制氢电解槽热力学特性和环境温度的变化。此外，这些公用事业规模制氢系统主要在额定容量附近运行，以满足下游的氢气需求。消纳过剩可再生能源的...

解读: 该研究对阳光电源光储氢一体化系统具有重要应用价值。PEM电解槽温度动态特性分析可直接应用于ST储能系统与SG逆变器的协同控制策略：通过iSolarCloud平台实时监测电解槽温度状态，优化PowerTitan储能系统的功率调度曲线，避免温度波动导致的制氢效率下降。研究揭示的温度-功率耦合约束可融入阳...