Chenda Zhang · Weiyu Tang · Xiangbo Huang · Zan Wu 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年12月 · Vol.14

本文建立了集成液冷SiC功率模块的多物理场耦合模型，并通过热实验验证（误差<4%），提升了电-热耦合、非等温流体及热膨胀模拟可靠性；揭示了2 MHz高频下DBC铜层涡流损耗达48.5 W，致芯片结温升高4.3°C，且涡流损耗随频率呈先增后减趋势。

解读: 该研究直接支撑阳光电源组串式逆变器（如SG225HX）、ST系列储能PCS及PowerTitan系统中高功率密度SiC功率模块的热设计与高频电磁优化。液冷+嵌入式散热结构可提升ST 3.0/PowerTitan在高过载工况下的可靠性；涡流与结温量化模型有助于优化PCB布局与DBC层设计，降低SiC器...

Biaowu Lua · Shaozhuo Niub · Yuxuan Feic · Ang Lia 等8人 · Applied Energy · 2025年12月 · Vol.401

摘要 固体氧化物电解池（SOEC）通过共电解技术为将可再生能源转化为合成气提供了有前景的途径，实现了高效的能量存储。然而，可再生能源固有的波动性，以及SOEC系统内部多物理场和组件之间的复杂耦合作用，给实现快速动态调节带来了重大挑战。本文建立了包含蒸发器、电加热器、换热器和SOEC电堆在内的SOEC系统综合模型。通过详细的多时间尺度特性分析发现，燃料流量在控制电堆温度和电压方面具有优势。随后，对比了基本燃料流量控制（FFC）、空气流量控制（AFC）和恒定转化率控制（CCRC）对关键性能的影响。结...

解读: 该SOEC双控策略对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。论文提出的神经网络前馈控制算法可应用于ST系列PCS的多物理场协同控制,特别是在光伏波动场景下实现电压稳定与温度管理的双重优化。其多时间尺度特性分析方法可用于PowerTitan储能系统的动态响应优化,将电压波动降低75%的控制思路可迁移至SiC...

Du Wen · François Marécha · Applied Energy · 2025年12月 · Vol.401

摘要 能源系统的脱碳需要大规模整合可再生能源，但其波动性对系统可靠性以及长期储能提出了挑战。电力转气体技术通过将过剩电能转化为气态燃料，提供了一种有前景的解决方案。然而，现有研究通常忽略了系统中的碳循环过程以及天然气基础设施作为储能介质的潜力。本研究提出并评估了一种集成的可再生电力转气体与混合燃气管网系统，通过对管道进行改造以实现CH₄与CO₂的共注入，并利用基于膜的气体分离技术建立动态碳循环。该系统通过结合混合整数线性规划（MILP）优化框架与准动态燃气管网模型进行建模，能够同时捕捉运行特性与...

解读: 该混合气网储能技术为阳光电源PowerTitan储能系统提供长周期储能互补方案。P2G电制气技术可消纳光伏逆变器SG系列的弃电,通过CH4/CO2混输管网实现季节性储能。其MILP优化框架可借鉴至ST系列PCS的多能源协调控制,结合iSolarCloud平台实现电-气-碳三网耦合的智能调度。30%C...

Yunfei Zhang · Jian Lia · Mingzhe Yua · Xu Chena 等6人 · Applied Energy · 2025年12月 · Vol.401

摘要 卡诺电池是一种新兴的长时电能储存技术，有望大规模应用于促进波动性可再生能源的消纳。然而，卡诺电池由热泵、储热和热机单元组成，其内部存在复杂的能量流耦合关系。在不同工况下决定电-电（PTP）效率的主导因素及其耦合关系尚不明确，传统的优化方法也因耗时较长而制约了优化设计进程。本文构建了SHapley加性解释（SHAP）模型，用于识别卡诺电池的主导因素及其相互间的耦合关系。进一步提出一种融合SHAP与物理引导神经网络（PGNN）的新型优化方法——SPGO方法，能够快速实现最大PTP效率并给出相应...

解读: 该卡诺电池优化技术对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。论文提出的SHAP主导因素识别与物理引导神经网络(PGNN)优化方法,可应用于ST系列PCS及PowerTitan储能系统的效率优化。其多物理场耦合分析思路与SiC器件热管理优化高度契合,PGNN模型在插值/外推场景下误差降低15-30%的表现,...

Ilkka Jokinen · Matti Lehtonen · Janne Hirvonen · Juha Jokisalo 等5人 · Applied Energy · 2025年12月 · Vol.401

摘要 全球范围内，能源行业是二氧化碳（CO2）排放的主要来源。本研究探讨了在一个国家能源系统中，通过部门耦合实现电气化所能达到的CO2减排效果。分析涵盖了区域供热生产、客运车辆交通和建筑存量的电气化，同时提高了风能、太阳能光伏发电和核能在发电中的比重。通过增加无碳排放的电力生产以及电气化能源部门之间的部门耦合，实现了显著的减排成果，在多种情景下均达到了设定的95%减排目标，即1.77百万吨（Mt）CO2。该目标在有无扩大核能装机容量的情景下均可实现，但若不扩大核能容量，则年成本将高出6.1亿欧元...

解读: 该研究验证了多能源耦合脱碳路径,与阳光电源ST储能系统、SG光伏逆变器及充电桩产品线高度契合。研究指出需14-41%峰值负荷的可调度备用容量及6-28%弃电消纳,这正是PowerTitan储能系统的核心应用场景。区域供热储能优化结论可启发我司开发热电联储解决方案。建议基于iSolarCloud平台整...

Jiachen Zhang · Qinglai Guo · Yanzhen Zhou · Hongbin Sun · Applied Energy · 2025年12月 · Vol.401

摘要 随着电力系统与天然气网络之间耦合程度的加深，两类系统间的故障传播风险也随之上升，威胁综合能源系统的安全运行。然而，采用传统数值方法进行动态能量流分析存在计算效率低下的问题，难以满足实时紧急控制的需求。此外，系统之间直接共享模型与数据在实际应用中仍不可行。为应对上述挑战，本文提出了一种面向电–气耦合系统（IEGS）连锁故障的快速主动控制方法，利用物理信息驱动的天然气网络代理模型显著加速安全分析过程。所提出的框架结合了物理信息驱动的深度算子神经网络（PI-DeepONet），以实现故障条件下快...

解读: 该电-气耦合系统级联故障预测技术对阳光电源储能系统具有重要价值。基于物理信息深度学习的实时故障预测方法可应用于PowerTitan储能系统与iSolarCloud平台,实现多能源系统协同控制。其隐私保护数据压缩技术可增强ST系列PCS在综合能源场景的安全性,支持虚拟电厂VPP应用中电储气多系统协调。...

Haoda Huang · Qingsong Liub · Gregorio Iglesiasc · Chun Lia · Energy Conversion and Management · 2025年12月 · Vol.346

摘要 漂浮式海上风力机（FOWTs）在提升海上风电竞争力方面具有显著优势。然而，其运行过程涉及复杂的动力学行为，表现为多种载荷来源、显著的时间变异性以及高度非线性特征。深入理解主导FOWT行为的多物理场耦合机制及子系统间的相互作用，对于提高运行安全性、增加发电功率并推动商业化部署至关重要。为应对上述挑战，本研究通过融合计算流体动力学（CFD）与有限元方法（FEM），构建了一个高保真度、完全耦合的气动-弹性-水动-系泊多物理场分析框架。以安装在半潜式平台上的NREL 5 MW水平轴风力机（HAWT...

解读: 该多物理场耦合建模技术对阳光电源海上风电变流器产品具有重要价值。研究揭示的浮式风机功率波动增大(6.84%效率损失)和复杂载荷特性,为我司SG系列大功率风电变流器的控制策略优化提供依据。可借鉴其流固耦合分析方法,改进变流器在动态工况下的MPPT算法和GFM并网控制,提升功率平滑能力。同时,该研究的应...

Behrooz M.Ziapou · Sadegh Afzal · Hadi Ahmad · Energy Conversion and Management · 2025年12月 · Vol.346

摘要 本研究提出了一种紧凑型混合太阳能系统，该系统将带翅片的光伏/热（PV/T）集热器与有机朗肯循环（ORC）相结合，实现热能与电能的同时生成。系统包含一个内部热回收回路，其中ORC冷凝器对返回的太阳能工作流体进行预热，从而增强子系统之间的热耦合。针对串联连接的集热器串列，分析其在集热器层级的热性能，并通过在ORC入口处合并各串列的质量流量，将其水力并联配置，以实现系统层级的集成。采用非共沸工作流体，并结合MOPSO–LINMAP多目标优化框架，对系统进行全面的热力学、经济性和环境性能评估。结果...

解读: 该PV/T-ORC混合系统对阳光电源光储一体化方案具有重要参考价值。系统通过冷凝器预热回路实现热电联产,与我司SG系列光伏逆变器的MPPT优化技术可协同提升光电转换效率。串并联拓扑设计思路可借鉴至ST系列储能PCS的热管理系统,通过内部热回收降低冷却能耗。zeotropic工质的热力学优化方法对我司...

Kun Yang · Yufei Chaib · Na Dub · Jiaxuan Lib 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年12月 · Vol.346

摘要 随着全球能源短缺和环境污染问题日益加剧，迫切需要高效、清洁的能源系统来应对这些挑战。本研究旨在通过集成多种先进技术，开发一种高性能的冷热电三联供系统，以提高能源利用效率并减少环境影响。该系统集成了光谱分束太阳能光伏/热能混合系统、甲烷干重整制氢技术以及固体氧化物燃料电池-燃气轮机混合发电系统，从而实现优异的热力学性能。研究建立了系统各组件的热力学模型，采用Aspen Plus进行仿真，获取所有物质流和能量流的热力学参数，并结合常规㶲分析与先进㶲分析方法对系统进行全面评估。结果表明，该系统的...

解读: 该光伏光热耦合制氢-燃料电池冷热电联供系统对阳光电源ST储能系统和SG光伏逆变器产品线具有重要参考价值。研究揭示的光伏组件54.17%火用损失和双效吸收式制冷系统65.71%火用损失,为我司PowerTitan储能系统的热管理优化及多物理场耦合控制提供理论依据。先进火用分析方法可应用于iSolarC...

Ba Phu Do · Million Gerado Geda · Huu-Phuc Kieu · Sewan Choi · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年12月

本文提出一种基于双有源半桥拓扑的单级AC-DC变换器，支持单相与三相交流输入。该结构在交流侧采用三个交错式图腾柱支路，直流侧采用带分裂电容的半桥支路，相比全桥方案减少了开关器件数量。变换器在连续导通模式下实现所有开关的零电压开通，在断续模式下实现直流侧开关的零电流关断。单相运行时，集成的分裂电容型有源功率解耦电路可消除直流充电电流中的二次谐波纹波。实验研制了11 kW样机，在单相（220 Vac）和三相（380 Vac）输入、400–800 Vdc电池电压范围内测试，峰值效率达96.85%，网侧...

解读: 该单相/三相兼容AC-DC变换器技术对阳光电源储能与充电产品线具有重要应用价值。半桥拓扑相比全桥减少开关器件，可直接应用于ST系列储能变流器的AC-DC前端，降低成本并提升2.7kW/L的功率密度。单相运行时的有源功率解耦技术可消除二次谐波，适用于户用储能系统；三相兼容特性使同一平台覆盖工商业场景，...

Huancheng Zou · Xin Lin · Jianying Zhong · Jianwei Wei · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年12月

针对传统操作机构响应时间长、驱动速度不足，难以满足550 kV快速断路器开断时间要求的问题，提出一种具备快速响应与高速运动特性的新型操作机构，建立斥力机构与液压机构的耦合关系。构建其动态特性仿真模型，采用多目标优化算法优化斥力机构设计，分析机构的快速响应、高速驱动及缓冲特性。研究表明：当斥力机构参数为储能电容7787 μF、充电电压1033 V、线圈匝数45、厚度9 mm、宽度2 mm、斥力板厚度8 mm、半径103 mm时，配合液压阀可使启动时间降至2.35 ms；液压机构活塞杆作用面积为31...

解读: 该550kV快速断路器操作机构技术对阳光电源PowerTitan大型储能系统及中压SVG产品具有重要应用价值。研究中的斥力机构与液压机构耦合设计可应用于储能系统的快速故障隔离与保护，将触头分离时间缩短至4.45ms，显著提升故障响应速度。多目标优化算法对斥力机构参数的优化方法可借鉴至ST系列储能变流...

Chunke Hu · Xi Wu · Yilu Zhou · Haifeng Li · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年12月

在输电走廊有限的省级电网中，可再生能源并网受限于输电拥堵。为此，嵌入式高压直流（HVDC）技术被提出并发展以提升输电能力。多类型嵌入式HVDC融合了不同HVDC技术优势，但其线换相换流器（LCC）仍易发生换相失败及后续换相失败（SCF）。为抑制SCF及由此引发的重复功率冲击，本文提出一种基于多类型嵌入式HVDC协调调控的新控制策略。通过构建交直流线路间电气量耦合关系，揭示系统运行机理，给出多类型嵌入式HVDC的可行运行区域，量化电压跌落下的安全约束与无功补偿能力，并设计协调控制方法，根据交流故障...

解读: 该多类型嵌入式HVDC协调控制技术对阳光电源储能及新能源并网产品具有重要参考价值。文章提出的电气量耦合建模与可行运行区域分析方法，可应用于ST系列储能变流器的构网型控制策略优化，特别是在弱电网场景下通过无功协调抑制电压波动。其换相失败预防机制与阳光电源PowerTitan储能系统的电网支撑功能高度契...

Sen Huang · Jun Yao · Dong Yang · Linsheng Zhao 等5人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年12月

跟网型（GFL）与构网型（GFM）变流器之间及其与同步发电机（SG）的动态耦合特性，在电网故障期间显著影响可再生能源变流器的控制行为及SG运行模式，加剧了混合系统的暂态同步失稳风险。本文建立基于不同电源同步机制的等效数学模型，结合相平面与空间矢量图法，分析各类电源间的交互作用及其对系统暂态稳定的影响，并提出一种协同控制策略。该策略通过调节GFL和GFM变流器的电流与功率参考值，使各电源平衡点在故障前后基本保持不变，有效抑制源间动态交互，提升电压跌落场景下混合系统的暂态同步稳定性。

解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器与SG光伏逆变器的混合并网系统具有重要应用价值。当前光储混合电站中，GFM构网型储能与GFL跟网型光伏变流器在电网故障时存在动态耦合失稳风险，该文提出的协同控制策略可直接应用于PowerTitan储能系统与SG系列逆变器的联合控制算法优化。通过动态调节储能变流器功率...

Yuanhui Wanga · Hanfei Zhanga · Shuaiyu Jia · Guido Francesco Frate 等7人 · Applied Energy · 2025年12月 · Vol.400

摘要 随着可再生能源发电系统的快速发展，热电解耦技术近年来受到越来越多的关注，因其能够解决热电联产机组电能与热能输出之间的时间和空间不匹配问题。传统方法采用蒸汽-熔盐储热技术，但该技术仅能储存蒸汽的显热，而忽略了潜热的利用。为实现蒸汽热能的充分利用，本文提出了一种将熔盐储热与蒸汽蓄热器相结合的集成系统。在该设计中，熔盐用于储存来自过热蒸汽的高品质显热，而蒸汽蓄热器则用于储存蒸汽冷凝过程中释放的剩余显热和潜热。本文对熔盐耦合蒸汽蓄热器系统的热力学性能和经济性进行了多准则分析，以评估其技术经济可行性...

解读: 该热电解耦储能技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要参考价值。熔盐-蒸汽蓄能器耦合方案实现63.7%储热比例和84.7%火用效率,可启发我们在工商业储能系统中集成多级储能介质,提升能量利用效率。其热电解耦思路可应用于光储充一体化场景,通过iSolarCloud平台实现电热...

Yuqian Fan · Yi Lia · Chong Yana · Yaqi Liang 等12人 · Applied Energy · 2025年12月 · Vol.400

准确估计锂离子电池的荷电状态（SOC）是电池管理系统中的核心任务。然而，SOC估计在复杂工况下面临着精度不足、鲁棒性差以及可解释性弱等挑战。本文提出了一种物理增强型混合Kolmogorov–Arnold网络（PEHKAN）方法，这是首个将机械应力特性与电化学–热力学多物理场建模相结合的方法。构建了改进的Butler–Volmer方程电化学势能模块，以及具有协同控制的温度–压力耦合扩散动力学模块；这些模块显式地刻画了电化学、热力学与机械应力之间的协同作用。此外，设计了一种动态门控融合机制，以实现物...

解读: 该物理增强混合神经网络SOC估算技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统的电池管理具有重要价值。其电化学-热力学-机械应力多物理场耦合建模可直接应用于BMS优化,在复杂工况下MAE低至0.00312,显著提升储能系统全生命周期安全性与经济性。动态门控融合机制可增强iSolarClo...

Ruslan Kotegov · Mohamed Abokersh · Carles Mateu · Adedamola Shobo 等6人 · Applied Energy · 2025年12月 · Vol.400

向可持续能源转型对于实现能源系统的脱碳至关重要。太阳能区域能源系统（SDES）为替代化石燃料提供了可行方案，但在成本、间歇性以及优化方面仍面临挑战。本研究提出了一种高保真度、完全自动化的SDES优化框架，该框架将TRNSYS仿真与基于Python的动态控制器相结合，协同最小化生命周期成本和环境影响。其核心创新在于采用混合多方法策略——结合元启发式、启发式与随机算法——在无需依赖代理模型或人工干预的情况下，实现仿真与优化之间的无缝实时耦合。一个特征重要性评分（FIS）模块自适应地优先处理关键变量，...

解读: 该研究的TRNSYS-Python实时耦合优化框架对阳光电源ST系列储能变流器与SG系列光伏逆变器的协同控制具有重要参考价值。其多算法混合优化策略可应用于PowerTitan储能系统的容量配置与能量管理,通过特征重要性评分模块实现光储系统全生命周期成本优化。研究中90%以上太阳能利用率的案例验证了光...

Linlin Yan · Jijian Liana · Ye Yaoc · Chao Maab 等5人 · Solar Energy · 2025年11月 · Vol.301

摘要 全球漂浮式光伏（FPV）产业正经历加速扩张，这给水环境影响的定量评估以及用于数值模拟的预测性计算框架的发展带来了关键挑战。本研究通过建立FPV组件的热交换机制模型，并实现与开源水动力及水温软件的时空耦合模拟，填补了上述研究空白。基于模型的适用性，本文分析了组件温度、输出功率和水温对关键参数的敏感性。随后，以南水北调中线工程张河节制闸南段为案例开展研究，预测了部署FPV后组件的输出功率、组件温度以及水体温度的变化情况。FPV组件的最佳倾角随时间变化，使得年发电量最大的最优倾角确定为26°。F...

解读: 该研究对阳光电源浮式光伏系统具有重要价值。热交换机制模型可优化SG系列逆变器的温度管理策略,通过精准预测组件温度提升MPPT效率。水温耦合模型为iSolarCloud平台提供环境影响评估功能,支持漂浮电站智能运维。研究显示最优倾角26°可实现年发电量最大化,为PowerTitan储能系统在水上光伏场...

Chenxu Sun · Haimiao Wu · Xingfu Liang · Aoling Xu 等5人 · Solar Energy · 2025年11月 · Vol.301

摘要 针对光伏（PV）组件在戈壁、荒漠等地区易产生隐裂的问题，本文基于经典层合板理论（CLT），构建了风沙-温度多物理场耦合的光伏组件力学模型，分析了不同极端天气条件下硅太阳能电池的等效应力分布规律以及光伏组件几何结构对这些规律的影响。首先，建立了风沙荷载等效模型和光伏面板温度预测模型；其次，依据经典层合板理论，将温度变量引入几何方程中，构建了光伏组件的热-力耦合模型；最后，通过ANSYS软件验证了模型的正确性。结果表明：硅太阳能电池的等效应力在组件中心区域最高，而在边缘区域出现等效应力突变现象...

解读: 该光伏组件机械应力建模技术对阳光电源SG系列逆变器及光伏系统设计具有重要价值。研究揭示的极端风沙温度耦合下硅片应力分布规律,可指导我们优化组件选型标准和系统配置方案。特别是盖板玻璃5mm、背板玻璃2.4mm的最优厚度配比,以及宽高比≤2时的应力突变特性,可应用于iSolarCloud平台的预测性维护...

Danni Ma · Bachirou Guene Lougo · Shuo Zhang · Boxi Geng 等10人 · Solar Energy · 2025年11月 · Vol.301

摘要 基于金属氧化物氧化还原循环（MORC）的热化学储能（TCES）反应器对于将间歇性可再生能源整合到高温应用中至关重要。然而，其性能常受到复杂的多物理场耦合作用和不足的热管理能力的限制。本研究采用经过验证的二维轴对称多物理场模型，对多孔填充床反应器中的传热过程进行了全面分析。结果表明，显著降低保温层热导率可使多孔介质平均温度几乎提高一倍，但会牺牲径向温度均匀性。当传热流体入口温度超过1000 K时，辐射传热显著增强，占总热通量的比例可达90%，而提高流速仅带来微弱的对流传热增益。较低的孔隙率可...

解读: 该热化学储能研究对阳光电源ST系列储能系统的热管理优化具有重要参考价值。研究揭示的辐射传热主导机制(占比达90%)及多物理场耦合建模方法,可应用于PowerTitan等大型储能系统的热仿真设计。其结构优化策略——通过调整介质半径提升核心温度6%、优化绝缘设计获得10.2%性能提升,可指导PCS功率模...

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...