该文在少温度和少放电电流样本测试条件下,基于二阶RC等效电路模型提出一种模型改进的方法,构建反向传播（BP）神经网络来预测宽范围温度和电流倍率下的模型端电压误差,实现对模型的动态补偿。该方法可避免对锂离子电池重复进行充、放电实验而造成循环寿命折损。仿真和实验结果表明,所提小样本数据扩展的方法具有一定的可行性;附加受控电压源的电池模型在不同温度和电流倍率下的适应性更好,模型精度得到提升。该方法通过模型分析实现电池筛选组成梯次利用储能系统,并结合电池模型实现荷电状态（SOC）预测及发热预警,在新能源发电电池储能系统应用中具有一定的实际工程意义。

通过模拟同步发电机的机械运动方程,建立电压控制型虚拟同步发电机,设计原动机调节和励磁调节控制策略,并模拟同步发电机的转动惯量,提高新能源机组对电网稳定运行主动支撑能力。提出有功-负荷系数、有功调频系数、无功调压系数、一次调频稳定时间和无功调压稳定时间5个控制特性评估指标,构建基于Matlab/Simulink的电压控制型虚拟同步发电机控制特性电磁暂态仿真验证模型,重点分析小扰动下不同关键控制参数对电压控制型虚拟同步发电机有功调频和无功调压性能的影响,定量分析关键指标变化趋势和规律,给出有功控制环虚拟惯量、阻尼系数以及无功控制环积分系数和下垂系数工程化应用优化参数区间。最后,通过建立多台电压控制型虚拟同步发电机并联并网模型,研究电压控制型虚拟同步发电机间交互振荡机制,分析得出接入大电网振荡临界参数、振荡频率及多机并联振荡模式。

针对海洋温差能发电系统设计了发电功率为3 kW的向心透平,并使用CFD技术对设计的透平进行仿真研究和变工况分析,最后分析了动静叶径向间隙以及转子叶片数量对向心透平性能的影响。结果表明：设计的透平性能良好,等熵效率为84.96%;随着转速升高,透平的效率先增大后减少;透平的最佳转速也会随入口压力的增大而增加。入口压力升高会增加透平的输出功;随着转速的增大,流量逐渐减小。合理选择喷嘴与动叶轮之间的径向间隙,可使喷嘴出口处工质流动更加均匀;另外,将透平的转子叶片数量增加到8个,可提高透平性能。

考虑到浅埋含水层渗透性高和热扩散能力强的特点,提出一种基于金属埋管的新型高效含水层换热技术,以实现地热能高效开发。通过室内模型试验研究金属埋管在不同渗透系数岩土材料中的换热特性以及温度响应特征。结果表明,加热功率恒定为80 W时,金属埋管的能效系数随岩土介质渗透系数的增大而增大,渗透系数为1.04×10^-3 m/s的砾石能效系数较黏土提升72.31%,表明该技术在含水层具有极大的适用性。地温监测显示含水层渗透系数越大,其温度场温升速率越低,表明换热系统具有更好的换热可持续性。此外,加热功率对金属埋管能效系数影响较大,加热功率为100 W的换热器能效系数较50 W时提升73.08%,表明热激发对流换热效应在高负荷下更为显著。

提升晶硅异质结（HJT）太阳电池的电流有望进一步提高电池效率,透明导电氧化物薄膜（TCO）是影响HJT太阳电池电流的重要功能层。该文首先介绍了TCO薄膜的自身特性,包括掺杂元素和掺杂比例、制备技术对薄膜特性的影响。同时总结了薄膜特性对HJT太阳电池性能的影响。最后阐述了TCO薄膜应用的最新进展及发展趋势,增加盖帽层或多层TCO薄膜有望改善薄膜整体特性及电池性能。以期指导TCO薄膜特性的优化,从而进一步提高HJT太阳电池效率,加快HJT太阳电池产业化进程。

不同太阳能烟囱（SC）形状对系统集热特性影响不同。建立10°圆形SC数值模拟模型和试验台架,将系统数值模拟与试验测试结果对比验证,二者相对误差值小于4%,数值模拟方法正确;采用相同的数值模拟方法对0°圆形、0°方形和10°方形SC模型进行计算,将不同系统计算结果进行对比。结果表明：不同系统结构蓄热层表面温度场均匀性和受烟囱阴影影响不同,10°方形蓄热层表面温度场受烟囱阴影影响最小;对比烟囱内流体速度,10°方形具有更高速度梯度,更有利于确定涡轮机的位置;不同系统烟囱内部流体总焓差不同,10°方形SC系统总焓差较大;相比于0°圆形SC系统,其他3个SC系统的集热效率分别提高了11.328%、43.705%和66.061%,质量流量提升了59.36%、8.39%和39.04%。

针对以往风电机组数字孪生建模受不同研究目的或单一软件的功能限制,难以建立风电机组整机模型的问题,提出一种新的风电机组孪生建模方法。该方法首先依托FAST风速性能模块,建立稳态风模型、随机湍流风模型以及风电场实时风速模型;接着采用空气动力学模块和结构动力学模块分别搭建风电机组叶片、塔架等关键部件的几何与动力学模型;最后在Simulink中搭建风电机组电气系统模型及控制策略,由此构建完整的风电机组孪生模型。将该孪生建模方法分别用于WindPACT 1.5 MW双馈风电机组与某风电场Fuhrländer 2.5 MW双馈风电机组并进行验证。结果表明：孪生模型在不同风速模型下,各重要生产参数相比设计标准及实际运行数据均具有较高的准确性。此外,通过对风电机组数字孪生系统实时仿真和现场不可测数据的孪生模拟,也进一步表明孪生模型具有可行性和有效性。

该文以太阳能资源丰富的陕北典型农村为例开展调研,在家庭分组的基础上利用蒙特卡洛聚合生成社区可平移负荷曲线,并提出时间、能耗、随机度的三维指标进行可平移负荷综合评价分析。研究结果表明,农村炊事用电负荷体量较大但可平移潜力有限,洗衣用电负荷可平移性较好但体量较小。生活热水负荷的各项可平移指标较为均衡,在水箱蓄热特性加持下,可平移潜力尤为突出。

采用响应面法研究荞麦秸秆生物质育苗钵密度、跌落破损率和承压破损率3个物理性能与成型压力、粘结剂用量及保压时间的关系,并应用多目标粒子群优化（MOPSO）算法对工艺参数进行三响应优化分析。试验结果表明：当压力为8~12 MPa、粘结剂用量为60%~90%、保压时间为11~14 min 时,育苗钵密度可达1.041 g/cm³以上,跌落破损率和承压破损率分别在2.97%和2.65%以下。最优成型工艺参数为压力11.73 MPa,粘结剂用量60.5%,保压时间12.7 min,此条件下育苗钵密度达到1.168 g/cm³,跌落破损率和承压破损率分别为2.52%和2.58%。

太阳电池模型参数的准确辨识对光伏组件功率预测和最大功率点追踪有较大影响,必须保证较高的辨识精度。传统的智能算法能做到一定程度上的参数辨识,但均存在精度不足、收敛速度慢、易陷入局部最优等问题。针对此类问题,提出基于改进鹈鹕优化算法（IPOA）的太阳电池模型参数辨识方法。该算法中种群个体联系紧密,通过随机性的互相学习进行位置更新,在工程应用领域有着较传统算法更好的效果。同时,针对该算法特点,引入基于Jaya算法的位置更新策略,使种群的候选解更趋向最优解;改进了递减因子,使模型在迭代中后期寻优效果更好。增加了莱维飞行策略,有效提高了算法精度。在不同的太阳辐照度条件下,IPOA都有较好效果,辨识结果与实际曲线拟合度高,表明IPOA能在不同环境中对太阳电池模型参数进行准确有效辨识。

基于可持续供热空气源热泵热气旁通除霜技术,该文提出一种分段除霜持续供热空气源热泵系统,并在焓差实验室中对其进行性能研究。结果表明,环境温度或相对湿度降低,或冷凝温度升高均会使得分段除霜系统平均制热功率降低。分段除霜过程中的压缩机吸气压强变化幅度比逆循环除霜小698.5 kPa、排气压强变化幅度比逆循环除霜小238.9 kPa。自上而下的除霜顺序每段除霜用时依次增加,而自下而上的除霜顺序每段除霜用时基本相同,且自下而上的除霜顺序比自上而下的除霜顺序总除霜时间减少55 s,但会对“二次结霜”造成影响。与传统逆循环除霜系统相比,该分段除霜系统具有除霜时间短且可持续供热、COP高、对系统冲击较小等优点。但除霜期间由于阀门的切换,会引起系统局部压力波动和能量损失,有待进一步优化。

为研究不等直径双圆柱在风力振动发电领域的应用前景和能量俘获特征,该文在L/D=1.5条件下,对不等直径双圆柱流致振动响应和能量转换特性进行研究,其中上游圆柱固定,下游圆柱仅做横流向振动。研究结果表明：下游圆柱会呈现涡激振动与尾流驰振两种响应,且直径比对下游圆柱的振动响应、受力特性和锁定区范围都有影响。对于获能功率驰振响应为涡激振动的2倍,但对于能量转换效率在涡激振动区间可达约30%,但在驰振区间仅有10%。从分析结果来看,在低折合速度下,d/D=0.8时能量俘获优势较明显,但在高折合速度下,d/D=0.6时能量俘获优势更加显著。

该文对目前主流的p型光伏组件产品特别是大尺寸太阳电池所制备光伏组件的热斑温度进行测试研究,具体分析影响热斑温度的关键影响因素,被遮挡太阳电池的热斑温度由单位面积上耗散的功率Φ_q决定,即与单串太阳电池片数量、太阳电池片漏电流、太阳电池片漏电流的分布相关,太阳电池片漏电点处的非均匀加热是热斑局部温度偏高的主要原因。同时对单串太阳电池片数相对较多的光伏组件热斑风险控制进行探讨,反偏电压下太阳电池漏电流值的控制能有效降低热斑温度,通过红外测试对一定反偏电压下太阳电池漏电点与非漏电区域太阳电池片温差分档,可进一步控制热斑风险。

在“双碳”背景下,为实现补偿风电预测误差和平抑波动,提出一种计及补偿风电预测误差和平抑波动的控制策略。首先,制定比国家规定更严格的混合储能综合目标域,将目标域分为内、外两部分,采用自适应噪声集合经验模态分解（ICEEMDAN）和逼近理想解排序法（TOPSIS）求得超级电容作用域和蓄电池作用域,超级电容承担变化率较大的部分,蓄电池承担平滑部分。然后,将作用于目标域的混合储能电池组分为4组,根据充/放电参考功率进行状态切换。最后,以新疆某风电场为例进行仿真分析,综合对比多种分解方法和储能配置方法,证明所提策略的有效性。

首先,介绍国内外风电叶片的使用规模和退役风电叶片趋势,阐述国际上通用的退役风电叶片处置方式（堆放、掩埋、回收利用）及其优缺点;其次,系统介绍废弃叶片材料的典型回收利用方法,即机械回收、热回收和化学回收,比较3种典型回收利用方法的技术特点;然后,总结了利用退役风电叶片进行产品再制造的典型案例,包括制备再生复合材料板材、制造混凝土骨料、制备3D打印耗材等;最后,针对风电材料常见的玻璃纤维复合材料、碳纤维复合材料等的难切削性能,介绍风电叶片回收加工技术与装备,包括切割加工技术和装备、破碎及粉碎加工技术和设备等。

常规光伏电站仅能依赖局地地表气象观测信息进行辐照度预测,难以挖掘电站周边广域光伏资源的时空关联特性,限制了光伏电站辐照度以及发电功率的预测精度。针对上述问题,该文提出基于卫星遥感的光伏电站广域辐照度空间分布映射方法,并建立基于图卷积网络（GCN）的地表辐照度超短期时空关联预测模型,在充分利用多通道卫星数据的同时,考虑时空关联特性提高地表辐照度超短期预测精度。通过某光伏场站实例仿真分析,验证地表辐照度反演模型的可行性以及在此基础上所构建的辐照度时空关联预测模型的先进性。

光伏组件的大范围铺设改变了局地下垫面结构和性质,干扰了局地生物群落的演替,对局地气候和生态的影响受到广泛关注。这一科学问题为气候生态友好型光伏电站设计规划和可再生能源绿色可持续发展提供重要支撑。该文对已有的野外观测和数值模拟研究方法进行归纳总结,发现大规模集中式光伏开发对局地辐射、温度、湿度和风速产生了明显影响,通过增加光伏电站内生物多样性,改变植被生长状况和土壤理化性质等,总体上有利于生态脆弱地区防风固沙和水土保持,但研究成果具有明显的局地特征差异。辐射平衡和能量-水循环过程的改变可给出部分机理解释,但还需加强不同生态系统下的集中式光伏电站和城市分布式光伏的观测,深入研究光伏组件的光电转化效率等关键物理参数和局地蒸散发等关键过程的重要作用。光伏电站的建设运行,应充分考虑太阳能资源开发利用的“附加”生态效益,发挥其对荒漠化治理、脆弱生态修复和土壤污染物控制等的综合作用。

研究分布式电池储能系统的优化控制方法以及电池荷电状态（SOC）均衡策略,提出基于SOC均衡的协同控制策略。利用多智能体系统（MAS）理论,实现电池储能系统的协同控制,并采用多智能体分布式算法,实现功率指令的自适应分配,进而实现SOC动态均衡。针对传统多智能体算法收敛速度较慢的问题,提出一种基于模型预测控制（MPC）的分布式算法,利用MPC对传统多智能体算法进行优化,提高收敛速度。最后利用实际储能功率数据进行仿真,验证了所提策略的有效性和算法在收敛速度上的优势。

利用中国40个地面台站观测资料对ERA5再分析资料太阳能资源要素进行误差评估,结果表明：ERA5资料与台站资料的地表月水平面总辐射回归方程可决系数为0.999。ERA5资料与各台站资料均方根误差最大值为8.7 MJ/m²,平均值为4.9 MJ/m²;相对均方根误差最大值为2.4%,平均值为1.0%。ERA5资料与各台站资料年际变化误差最大值为19 MJ/m²,平均值为3 MJ/m²;百分比年际变化误差最大值为0.5%,平均值为0.1%。ERA5资料与台站资料稳定度误差最大值为0.013,平均值为0.003;百分比误差最大值为2.9%,平均值为0.8%。ERA5资料与台站资料具有较好的一致性,应用于中国太阳能资源评估是可行的。

该文对双面光伏垂直遮阳系统的综合能效进行实验与理论研究。首先,提出一种基于EnergyPlus的双面光伏垂直遮阳发电模型,并通过实验验证模型准确性,再结合空调和照明能耗模型,建立双面光伏垂直遮阳系统综合能效模型;然后,基于验证过的模型,采用净能源消耗（Q_NEC）、自消耗率（SCR）和自满足率（SSR） 3个评价指标,分析气候条件、悬伸宽度以及安装倾斜角对系统综合能效的影响。结果表明,净能源消耗随着倾斜角的增大而减小,节能率最大可达71.25%。自满足率的变化趋势与光伏发电量基本一致,自消耗率的变化趋势与净能源消耗有较高的一致性。