太阳能学报

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第二十七届中国科协年会学术论文

场景分类与隐私保护下的分布式光伏功率预测协同训练策略

邓芳明, 吴磊, 王锦波, 韦宝泉, 高波, 李泽文

2025, 46(7): 1-10. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-1983

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针对光伏电站空间位置分散及用户之间数据缺失易导致的功率预测精度不足的问题,提出一种场景分类与隐私保护下的分布式光伏短期功率预测协同训练策略。首先,利用皮尔逊相关系数提取重要气象特征,并采用模糊C均值聚类（FCM）算法将历史数据集聚类划分为晴天、阴天和雨天。其次,将天气变化相似的区域聚类成若干组,判别、筛选同类别下晴天、非晴天集合,构建不同场景下光伏功率预测模型。然后,在一般的联邦学习迭代算法的基础上添加多任务学习算法,建立一种新型多任务模式的本地训练方法,保留参与联合建模的各光伏电站间的差异性。最后,对待测日进行预测,将其数据输入至上述建立的对应场景预测模型下,得到待测日的光伏功率预测结果。实验结果表明：在不同天气条件下,所提预测方法与多种网络模型相比,准确率最大可提升24.77%,均方根误差RMSE最大降低89.24%。与传统联邦框架相比,所提方法能在更快的训练轮次内达到目标用户识别率（UA）,缩短50%的通信轮数并且使平均UA提升8%。所提方案不仅在提高光伏短期功率预测的准确性方面得到验证,同时还展现出较强的适应性和鲁棒性。

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第二十七届中国科协年会学术论文

考虑响应不确定性的分布式资源可靠调控方法

郑峻峰, 李雨佳, 黄际元, 钱军, 詹琪, 刘印

2025, 46(7): 11-18. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-1994

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针对分布式资源（DER）响应存在不确定性,导致其响应不可靠,从而无法发挥其灵活性支撑潜力的问题,提出计及响应不确定性的DER集群可靠调控方法,首先根据历史响应数据统计各DER响应偏差的矩信息,由此根据中心极限定理构建集群响应可靠性量化指标,并在成本可控的前提下以此为优化目标建立模型,然后将依赖精确概率分布的非凸模型等效转换为不依赖精确概率分布的二次规划模型,最后经算例验证所提方法的有效性,表明其适用于大规模DER调控场景。

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第二十七届中国科协年会学术论文

光储直流微网电解制氢系统控制与优化配置研究

高诚, 苏建徽, 瞿晓丽, 解宝, 陈愚琅, 汪海宁

2025, 46(7): 19-28. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-2090

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为实现光储直流微电网的柔性制氢以及提高系统的经济性,首先结合光伏阵列、储能电池和电解槽的运行特性,提出一种基于直流母线电压信号的系统层面协调控制策略,以实现电解制氢装置“荷随源动”的柔性制氢。其次,在此控制策略的基础上,建立容量优化配置模型,采用麻雀搜索算法（SSA）以系统成本最小化为优化目标进行容量配置优化,并结合具体光伏制氢工程项目数据进行算例分析与经济性分析。最后,根据所提控制策略搭建仿真模型,通过仿真验证所提控制策略的正确性。

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第二十七届中国科协年会学术论文

现货市场下考虑风电不确定性的光热与风电联合系统经济调度

李子郎, 侯宏娟, 王佳怡, 滕宇航

2025, 46(7): 29-36. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-2096

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为研究现货市场下“光热+”可再生能源的经济调度策略，以50 MW塔式光热电站与300 MW风电场组成的联合发电系统为研究对象，建立关键部件及子系统数学模型。基于分布鲁棒优化理论，综合1-范数和∞-范数构建不确定集，以系统收益最大为目标，建立计及风电不确定性的联合系统两阶段优化调度模型，获得联合发电系统参与电力现货市场的最优出力分配，并与独立系统参与现货市场的收益比较研究。结果表明，在联合发电系统同时参与能量市场和辅助服务市场的场景下，与独立系统相比，联合发电系统风电偏差惩罚降低92.70%，系统整体收益提高3.19%；最后分析获得风电历史数据量、概率分布置信度、最大调频容量及旋转备用容量对系统总收益的影响。

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第二十七届中国科协年会学术论文

基于混合时间尺度的系统双层优化运行方法

刘志坚, 胡郁彬, 孟祥睿, 李涵钰, 吴迪, 张时聪

2025, 46(7): 37-50. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-2175

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针对分布式能源系统（DES）的运行,提出一种基于混合时间尺度调控的双层优化运行方法。该方法以最小化系统日运行成本和电相关设备的功率调整量为目标,构建上层分钟级和下层秒级的优化调度模型。上层调度涵盖响应速度不同的冷、热、电设备,并通过不同时间间隔对其进行调控,实现混合时间尺度的调度优化。下层主要调度电相关的快速响应设备,以提高短时间尺度内电力供应的可靠性。结果表明,所提方法能更准确地描述冷热设备的响应特性。与单层调度相比,冬季和夏季典型日的日运行成本分别降低5.2%和24.3%;可再生能源利用率提高6.9%和3.0%;一次能源利用率提升4.0%和26.6%;一次能源节约率达到4.2%和22.3%,系统的经济性和能源利用效率显著提升,可有效保障系统的高效平稳运行。

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第二十七届中国科协年会学术论文

基于边云架构的配电网电压协同控制方法

刘亚闯, 蔡绍堂, 彭云竹, 胡博, 林铖嵘

2025, 46(7): 51-61. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-2179

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针对新能源高渗透率下多时间尺度电压协同控制存在经济性与实时性难以协调的问题,提出基于边云架构的多时间尺度电压协同控制方法。针对新能源消纳场景下离散/连续设备协同调节难题,将电压协同控制分为3个阶段：云端针对离散型设备进行小时级的控制以实现全局的功率损耗和调压成本最低;边缘控制器则以15 min为周期对连续型设备进行控制以应对较短时间尺度内的功率波动;对于实时的功率波动和设备故障等则基于事件触发通信机制实现电压实时控制。设计面向边云协同电压控制的交替乘子法求解策略,以提高计算和通信资源的使用效率。改进IEEE配网算例的仿真结果表明：在新能源高渗透率场景下,所提方法在平均/最大电压偏差分别降低2.3%/16.3%;在通信和计算资源分配不平衡指数和总求解时间上的提升幅度均超过68%。通过协调不同时间尺度的调压资源,可显著增强系统对可再生能源波动的适应性,网络损耗降低超6.2%,验证该方法在提升新能源消纳方面的有效性。

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第二十七届中国科协年会学术论文

基于时间特征分析的NST-IRN组合模型短期负荷功率预测

万炜兴, 谢丽蓉, 张龙军, 卞一帆, 马兰

2025, 46(7): 62-72. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-1869

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针对在短期负荷功率预测过程中,因负荷功率波动大而导致单一模型存在预测精度低的问题,提出基于时间特征分析的短期负荷功率NST-IRN组合预测模型。首先,深度挖掘负荷功率的时间特性变化,将其分解为趋势成分以及循环分量,构建新型时间序列（NTS）模型。其次,考虑多时间尺度输入特征与日类型对负荷功率的影响,构建含特征输入结构与深度学习结构的改进残差神经网络（IRN）模型。最后,利用D-S证据理论对NTS与IRN模型的预测结果进行权重融合,以获取最终负荷预测结果。以ISO New England的真实负荷数据进行仿真实验,结果表明所提模型具有较高的预测精度和鲁棒性。

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第二十七届中国科协年会学术论文

考虑风光消纳和自适应能价策略的氢电混动汽车集群低碳经济调度

安源, 赵亭玉, 李洋, 冯昊彤, 施宗链

2025, 46(7): 73-81. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-2350

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为提升新能源并网的消纳能力,研究氢电混动汽车（FCHEV）在普及过程中对风光消纳的影响,提出一种考虑风光消纳的氢电混动汽车多目标优化调度模型。首先,提出一种自适应能价策略,引入价格需求弹性矩阵反映能价变化与FCHEV用户需求的关系;其次,基于能价策略,构建由电氢耦合虚拟电厂与FCHEV用户集群参与的双层模型,其中上层采用适应惯性权重的改进粒子群算法,以系统运行负荷方差最小化和成本最低化为目标,下层以用户用能成本最低为目标。最后,通过算例分析和多场景对比,验证所提自适应能价策略的有效性并展望FCHEV的发展潜力和预期效益。

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第二十七届中国科协年会学术论文

考虑动态掺氢和灵活碳捕集的综合能源系统源荷协同优化

鲁子凡, 熊军华, 王亭岭, 康义, 李永青, 卓嘉玺

2025, 46(7): 82-92. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-2378

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为实现综合能源系统中氢能的多元化利用,构建考虑燃气机组动态掺氢和灵活碳捕集耦合电转气的含氢多能耦合综合能源系统;并基于碳捕集、碳交易和需求响应提出源荷协同降碳策略,充分挖掘系统的低碳经济性。首先,建立燃气机组掺氢和灵活碳捕集等模型,构建以氢能为核心的多能耦合模型;其次,构建荷侧需求响应模型实现电热负荷的“削峰填谷”,并结合阶梯碳交易机制和碳捕集设备实现源荷协同降碳,进一步挖掘系统的低碳潜能;最后,以经济性最优为目标,建立优化调度模型。通过设置不同情景进行对比,验证所提优化调度模型可有效提升可再生能源消纳水平,实现源荷协同互补,提高系统的低碳、经济效益。

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第二十七届中国科协年会学术论文

考虑建筑屋顶光伏/光热和生物质耦合的农村综合能源系统研究

张时聪, 李涵钰, 刘志坚, 吴迪, 杨芯岩, 何江涛

2025, 46(7): 93-103. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-2357

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基于对农村能源特性分析,充分挖掘屋顶光伏/光热供能潜能,与生物质协同,提出一种基于光伏-生物质协同的农村综合能源系统。结果表明,屋顶光伏可供给系统75.36%的电能,屋顶太阳能集热器可供给系统57.14%的热负荷,其余负荷由生物质能提供,屋顶能够供给系统大量可再生能源。屋顶光伏/光热-生物质分布式能源系统成本为158.61万元,传统电网供能系统成本为326.77万元。与传统电网供能系统相比,农村建筑屋顶光伏/光热-生物质分布式能源系统更经济环保。

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第二十七届中国科协年会学术论文

考虑电-碳综合贡献度的配电网与多园区双层博弈优化策略

李新鹏, 程静, 骆徐, 王李鑫

2025, 46(7): 104-116. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-2227

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为实现多园区综合能源系统（MPIES）的优化运营,在保障系统经济性与稳定性的同时,平衡配电网运营商（DSO）与各园区运营商间多利益主体的冲突,提出一种基于双层博弈的DSO-MPIES优化策略框架。在该框架下,DSO作为领导者,以自身收益最大为目标,制定电价引导MPIES联盟响应。MPIES联盟作为跟随者,以自身最小成本为目标,通过园区间点对点（P2P）电-碳交易协同响应DSO的决策。为解决MPIES内部的协同运营问题,框架引入纳什谈判理论并在利益分配过程中引入电-碳综合贡献度来公平分配各园区的收益,并基于反熵权法结合主观与客观赋权确定其组合权重。最后,在模型求解方面采用二分法的分布式优化算法以及交替方向乘子法（ADMM）,并在算例中证明所提模型与方法可减少MPIES碳排放、均衡提升各主体收益。

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第二十七届中国科协年会学术论文

计及风光消纳与负荷联盟博弈的火电机组深度调峰成本分摊策略

李永青, 熊军华, 王亭岭, 康义, 李润南, 鲁子凡

2025, 46(7): 117-126. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-2314

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针对传统地区电网调度中不同发电主体与负荷之间因火电机组深度调峰成本分摊导致的利益冲突问题,提出一种计及风光消纳与负荷联盟博弈的火电机组深度调峰成本分摊策略。为提高风光消纳和火电企业主动参与深度调峰的积极性,引入基于Shapley值法的成本分摊机制进行策略研究。首先,建立一个含火电厂、风电场、光伏电站和抽水蓄能电站等多供能主体的优化调度模型,该模型以系统总调峰成本最小为优化目标。其次,根据火电机组调峰市场出清结果计算边际调峰成本。仿真实例表明,利用Shapley值法对联盟成员进行调峰成本的分摊,用户侧主体产生的调峰量化成本实际值的占比与按用电量分摊的占比同各自所需分摊的边际调峰成本实际值相比,相对差值分别为-2.97%、-3.25%、-2.38%和-0.78%、-26.85%、7.58%,平均绝对误差（MAE）分别为2.37%和13.88%,下降11.51个百分点;风光侧分别从0.6~1.6倍和0.0~2.0倍参与并网,最后根据调峰效应进行各主体调峰成本分摊,得出更加公平合理的风光消纳同火电机组深度调峰的成本分摊策略。

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第二十七届中国科协年会学术论文

基于超螺旋滑模的ISOP-DAB变换器混合控制策略

陶海军, 赵蒙恩, 郑征, 宋佳瑶, 张晨杰, 黄涛

2025, 46(7): 127-134. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0315

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在直流微电网中,针对ISOP-DAB变换器各模块功率不平衡、动态性能差以及变换器回流功率大的问题,该文在扩展移相调制下将双环解耦策略与超螺旋滑模相结合,均压环采用PI控制、输出电压环采用超螺旋滑模控制。在扩展移相调制下,分析单模块双有源桥（DAB）变换器的两种传输功率模型、软开关特性,建立变换器的降阶模型。应用KKT条件法求解各模块的最优内移相比D₁_i,通过降阶模型及超螺旋算法设计超螺旋滑模控制器,且与均压环共同作用生成外移相比D₂_i,以调节变换器输出电压。最后,搭建两模块ISOP-DAB实验平台进行实验验证,实验结果表明ISOP-DAB系统能在保证各子模块输入均压的同时提高变换器的动态性能,且有效减小变换器产生的回流功率。

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第二十七届中国科协年会学术论文

一种基于临界电压控制的单相电流型逆变器研究

王立乔, 李翀, 黄海文, 邢晓珊, 汤兆曌

2025, 46(7): 135-143. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0316

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该文提出一种临界电压控制策略,可实现单相电流型逆变器开关管的零电流关断,同时可有效降低直流侧电感取值。该文给出临界电压控制的基本原理,分析其实现零电流关断的原理和条件,以面积等效原理为基础,通过数学关系的推导分析其降低电感取值的原因。该文在理论分析的基础上开展仿真和实验研究。仿真和实验结果验证了所提临界电压控制策略的可行性。

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第二十七届中国科协年会学术论文

一种基于遗传算法改进粒子群算法的光储氢并网型微电网容量配置优化模型研究

徐展鹏, 陈福新, 杨雪凡, 卢琴芬

2025, 46(7): 144-153. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0319

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以并网型光储氢微电网为研究对象,为提升其可再生能源消纳能力、碳减排能力和经济性,提出一种基于遗传算法改进粒子群算法的容量配置优化模型。优化模型目标函数为最大年综合利润,不仅将投资运维、绿证交易和碳交易机制引入系统运行成本和收益,且提出一种基于电氢储能实时收益系数的协调控制策略,使得光氢利润基于分时电价进行实时变化、储能设备的出力顺序根据实时收益系数来优化;优化变量为光、氢与储能的容量;优化方法为遗传算法改进的粒子群优化算法,其在改进粒子群优化算法引入遗传算法的思想,对粒子种群的位置进行选择、交叉与变异操作,提高全局优化能力。通过优化设计实例与影响因素分析实例,验证了优化模型的有效性。

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第二十七届中国科协年会学术论文

计及不确定性的多园区综合能源系统能量管理策略

王宇露, 李兰馨

2025, 46(7): 154-163. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0344

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针对多园区综合能源系统（IES）的规划问题,提出计及电能共享的多园区综合能源系统两阶段鲁棒协同分布式能量管理模型。第1阶段建立计及电能共享的多园区综合能源系统非合作博弈的能量管理框架,采用鲁棒优化方法处理源荷的不确定性。第2阶段对于共享电能后的支付成本分配问题,建立电能交易支付模型,为确保公平并尽可能降低各综合能源系统的规划运行成本,采用基于非合作博弈理论的分布式成本降低率（CRRD）模型进行交易成本出清,并采用交替方向乘子法（ADMM）求解。最后,通过算例验证所提模型实现多园区综合能源系统的电能协同管理的有效性。

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第二十七届中国科协年会学术论文

基于滑模策略的微网逆变器负载侧电压-功率自协调控制系统设计

张伟琦, 王艳敏, 张涵清, 王家明

2025, 46(7): 164-176. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0355

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微网负载侧并/离网状态的变化影响着逆变器的输出状态配置。为进一步增强微网逆变器输出状态的自协调能力,简化多模式控制系统并用的复杂性,基于滑模策略（SMC）设计一种电压-功率自协调控制系统。首先,建立微网逆变器功率传输模型,基于其有功/无功约束下输出电压特性分析,引入虚拟补偿电压构建电压-功率自协调控制关系;接着,利用SMC策略实现控制系统各模块功能,并结合SMC控制律特性分析其稳定性;最后,设计不同工况下的仿真与实验,分析并验证了所提控制系统能够在逆变器最大输出功率限制下,依据负载侧运行状态自协调转换逆变器输出电压-功率状态,在满足负载侧用电需求的同时有效降低系统的响应时间与输出稳态误差。

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第二十七届中国科协年会学术论文

光储充一体机中不对称CLLC交错并联宽增益控制策略研究

潘国兵, 章浩飞, 夏嵩迪, 庞清华, 周英浩

2025, 46(7): 177-185. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0359

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光储充一体机的核心部分——双向DC/DC很难同时做到隔离和宽电压范围输出。提出一种两相并联的不对称CLLC电路拓扑及相关控制策略,采用交错并联和拓扑复用的控制方式,使变换器产生半桥、全桥、全桥交错并联3种模式,提供宽电压增益范围,使变换器工作于过谐振频率点附近,3种工作模式均实现了原边侧开关管的零电压开通。针对全桥交错并联模式下因实际谐振参数差异导致的输出功率不均衡问题,提出在增益较小相进行补偿的方法——增加副边开关管的移相控制方法。通过理论分析,对相应的增益公式进行推导,验证了该方法能够调整输出增益,进而均衡功率。最终,在构建的3.3 kW实验平台上进行验证,该变换器可提供满足储能电池多段式充电所需的电压和功率范围,在3种模式下均保持软开关,并实现全桥交错并联模式下的功率均衡。

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第二十七届中国科协年会学术论文

基于信息间隙决策理论的交直流混合配电网规划优化

胡志勇, 吴博, 郑峰, 李婷婷, 常悦

2025, 46(7): 186-195. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0362

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针对分布式电源发电的不确定性,采用信息间隙决策理论进行建模。首先,在含智能软开关基础上,构建交直流混合配电网信息间隙决策规划优化模型,以交直流混合配电网规划综合成本和电压波动为目标函数。其次,对上述两个目标函数进行模糊归一化和加权处理。最后,在改进后的IEEE 33节点配电系统中对所提模型进行实例分析。结果表明：含智能软开关的交直流混合配电网信息间隙决策规划优化模型可有效改善电压,提高交直流混合配电网经济性和可靠性。

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第二十七届中国科协年会学术论文

考虑多重不确定性的虚拟电厂经济优化调度

黄正伟, 李熠俊, 魏业文, 陈庆, 吕荣胜, 翁世洲

2025, 46(7): 196-205. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0366

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针对现有能源结构调节能力不足而产生风光消纳率低的问题,提出考虑多重不确定性的虚拟电厂经济优化调度模型。考虑虚拟电厂风光出力的不确定性和相关性,利用拉丁超立方抽样方法构建多个风光出力场景,采用改进的迭代自组织数据分析算法缩减得出典型场景;根据日前预测所得风光出力值制定虚拟电厂日内的动态分时电价以解决电价不确定性,并通过动态分时电价下的价格型需求响应充分调动需求侧资源;在此基础上建立以多能互补虚拟电厂交易日内总运行成本最小化的经济优化调度模型,采用雪消融算法对该模型优化求解;通过算例仿真,结果表明所构建的模型能提高多能互补虚拟电厂运行的经济性。

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第二十七届中国科协年会学术论文

基于动态定价机制的主动配电网双层分布鲁棒调度

高源, 呼斯乐, 王渊, 毕跃, 赵禹灿, 杨家强

2025, 46(7): 206-217. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0370

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在新型电力系统背景下,含多微网的主动配电网在协同运行过程中,存在着多元主体利益分配与多重多级不确定性的问题。为应对上述挑战,提出一种基于动态定价机制的双层分布鲁棒调度策略,以实现主动配电网对多微网能源精细化管理。首先,针对主动配电网与多微网的利益分配公平问题,提出一种考虑支路网损和能源-负荷分布情况的动态定价机制。在此基础上建立双层模型,上层主动配电网为主体,通过动态定价机制制定多微网的交易电价;下层多微网为从体,根据自身负荷需求对电价做出响应。其次,考虑主网电价、新能源出力不确定性的影响,构建双层分布鲁棒模型。然后,采用数学推演和对偶理论将原问题转化为混合整数二阶锥双层模型,并利用二分法结合商业求解器GUROBI进行迭代求解。最后,通过修改的IEEE 33节点系统验证所提模型的有效性。

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第二十七届中国科协年会学术论文

基于FLC-MPC的风氢耦合发电系统超前控制策略研究

徐帅, 刘莘轶, 徐加陵, 刘单珂, 陈昊, 于立军

2025, 46(7): 218-227. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0376

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针对风电实际功率与日前预测功率不匹配及风电不确定性给电网调度和运行增加压力等问题,提出一种以降低跟踪误差和平抑出力波动为目标的风氢耦合发电系统控制策略。该策略耦合模糊逻辑控制（FLC）算法和模型预测控制（MPC）算法,兼具FLC算法鲁棒性强、实时性好的优点和MPC算法超前优化调控的特点。首先,通过MPC对FLC的隶属度函数参数进行滚动优化;然后,将优化后的参数用于下一时刻的模糊控制器（FC）;最后,仿真结果表明FLC-MPC对风氢耦合发电系统的调控效果更优,与FLC相比,RMSE降低4.03%,最大功率波动降低23.17%,惩罚电量减少14.98%,氢储能系统持续调节能力增强11.58%。

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第二十七届中国科协年会学术论文

考虑气象因素的光伏-温差混合发电系统的输出功率控制

王宇航, 李斌

2025, 46(7): 228-236. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0386

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针对光伏-温差混合发电系统因两种发电方式特性不同导致功率输出波动大、影响整体能效,且当前控制方法未考虑天气因素、缺少前期功率主动抑制思维的问题,提出考虑气象因素的光伏-温差混合发电系统的输出功率控制技术。考虑天气条件对光伏-温差混合发电系统输出功率的直接影响,并对天气因素进行分类与分析。通过预测和控制系统在不同天气条件下的输出功率,从而不再依赖于单一的后置终端信息。利用粒子群优化算法（PSO）优化K均值算法对输出功率的概率分布进行计算,以获得更全面的功率输出信息。在此基础上,将概率分布区域功率数据输入到最小二乘支持向量机中,完成输出功率的控制。结果表明：所提方法在电池温度30 ℃和串联数量为3的条件下,无遮蔽和完全遮蔽以及遮蔽后有效光辐照度为无遮蔽时的25%和50%这4种情况均可有效控制光伏-温差混合发电系统的输出功率,且Skill值整体降幅以及曲面波动幅度较小,平均绝对误差（MAE）值和均方误差（MSE）值均约在0.3,说明该方法具有有效提高发电系统输出功率控制的精度和稳定性的作用,实际应用性较强。

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第二十七届中国科协年会学术论文

基于集群划分的配电网源-荷-储分层协调规划方法

黄振琳, 仲卫, 吴巨豪

2025, 46(7): 237-246. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0413

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提出基于集群划分的配电网源-荷-储分层协调规划控制策略。首先,提出考虑负荷预测下电气距离的配电网综合指标集群划分方法;其次,在集群划分的基础上提出双层联合规划模型,上层针对集群内源、荷的不确定性建立源-储选址定容模型,下层以节点电压偏差最小为目标函数,建立马尔科夫决策过程参与的电压控制模型;然后,通过退火策略改进的粒子群算法和深度确定性策略梯度算法对上下层模型进行求解。最后,在某实际35 kV/10 kV配电网络中验证该源-荷-储双层优化模型的有效性,实现了配电网源-荷-储不同空间响应的协调规划控制。

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第二十七届中国科协年会学术论文

LCL并网逆变器离散域电流控制策略

李原, 杨淑英, 张兴

2025, 46(7): 247-258. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0420

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以LCL型并网逆变器为研究对象,提出离散域状态空间融合电容电压前馈的控制器,在提升系统动态响应的同时,可有效降低电网电压背景谐波的影响。并且推导出控制器的解析表达式,从而控制算法可根据物理参数自动调优。最后通过实验验证提出的离散域电流控制器的动态性能和背景谐波抑制能力以及稳定性。

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第二十七届中国科协年会学术论文

基于黏菌算法光储离并网系统控制

刘龙, 曹阳, 彭小峰, 李金展

2025, 46(7): 259-266. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0436

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介绍一种基于电导增量法的最大功率点跟踪算法、黏菌算法优化的储能电池和预同步虚拟同步发电机联合控制的光储离并网系统,该系统在离并网模式下均可运行,同时执行多功能操作,包括无功功率补偿、功率平衡和电能质量增强,不同工况下确保负载的不间断供能。所提系统采用电导增量法确定光伏阵列以最大功率输出,由黏菌算法优化的储能变换器稳定直流母线电压,通过虚拟同步发电机实现系统离并网的切换。仿真实验结果表明：基于黏菌算法优化的光储系统电网电压、电流总谐波失真分别为1.20%、2.13%,低于5%阈值限制的水平,验证了所提控制系统的有效性。

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第二十七届中国科协年会学术论文

考虑多重USI和新能源消纳的EV集群优化调度

程静, 骆徐, 韩璐, 严婧

2025, 46(7): 267-278. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0459

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提出一种考虑用户多重满意度和新能源消纳的电动汽车优化调度策略。以蒙特卡洛方法于用户出行信息库抽取出行信息并模拟其充电流程,建立单用户参与调度的物理条件和充电期望,构建电动汽车集群满意度指标;基于用户满意度和新能源消纳建立联合调度模型,采用原始-对偶内点算法求解;基于瑞典顾客满意度指标模型思想,构建综合满意度模型,建立用户满意度和新能源消纳满意度评价机制。以苏州市某分布式电网为案例,进行仿真分析与验证,结果表明：相较于仅从配电网侧考虑用户满意度,对分布式电网系统实施联合调度策略可降低弃风弃光率,显著提升用户满意度和新能源消纳满意度,实现电动汽车、电网、新能源的友好互动。

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第二十七届中国科协年会学术论文

基于运行短路比的新能源场站换流器模式切换技术研究

张展, 肖晃庆, 刘文泽, 易斌

2025, 46(7): 279-289. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0469

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针对现有基于短路比指标的电压源换流器跟网/构网模式切换运行方案在切换边界的整定方面未考虑有功功率波动、准确性有所欠缺的问题,首先使用特征值分析法分析构网型换流器容量占比、有功功率与短路比对场站振荡特性的影响规律,然后从保持场站在低频和次同步频段振荡稳定性的角度提出基于运行短路比指标的换流器跟网/构网模式的切换运行方案。仿真结果表明使用运行短路比指标在有功功率不满发的工况下能合理选择控制模式,切换次数更少,受扰后稳定性更强。

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第二十七届中国科协年会学术论文

基于频率自适应的Buck-Boost矩阵变换器主电路参数优选方法

杨昭, 张小平, 钟达栩

2025, 46(7): 290-297. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0472

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提出一种基于频率自适应的Buck-Boost矩阵变换器（BBMC）主电路参数优选方法。确定其优化对象与优化目标,建立相关数学模型及其多目标优化适应度函数,在此基础上提出采用樽海鞘群优化算法对其主电路参数展开优化研究,并进而针对不同额定输出频率下的最优主电路参数采用数值拟合方法研究确定其间变化规律的函数关系式,最后通过构建仿真模型与硬件实验装置对其效果进行验证。

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第二十七届中国科协年会学术论文

基于电压变化率的独立直流微网储能变换器虚拟惯性控制策略

张瑞芳, 王国玲, 罗成汉, 曹文胜

2025, 46(7): 298-306. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0486

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针对传统虚拟惯性控制方法虚拟惯性补偿环路与控制内环相互作用引发的暂态功率振荡问题,提出一种基于电压变化率的虚拟惯性控制方法,通过改善系统虚拟阻尼特性,进一步优化系统暂态特性。通过建立系统小信号模型,分析关键参数对系统稳定性及暂态特性的影响,获得参数优化设计准则。最后,搭建实验模型对不同控制方法进行对比分析,结果表明所提控制策略可有效改善系统暂态特性,保障母线电压稳定。

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第二十七届中国科协年会学术论文

中国清洁能源基地多时间尺度互补网络及鲁棒性研究

李昕媛, 任康, 郑霞忠

2025, 46(7): 307-317. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-1241

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以中国九大清洁能源基地为研究对象,分析新能源基地的装机和出力特征,构建清洁能源基地多时间尺度新能源出力的互补网络模型,研究互补网络结构的鲁棒性及其在清洁能源协同发展中的关键作用,揭示清洁能源基地在多时间尺度上的互补机制。研究结果表明,不同时间尺度上的新能源出力及互补网络存在明显差异,以月为时间尺度的互补网络平均聚类系数为0.74,显示出该网络具有较高的聚类特性;新疆清洁能源基地是日尺度网络中最重要的节点,而黄河几字弯清洁能源基地是年内和年际尺度网络中最重要的节点;在日内、年内和年际尺度下,松辽清洁能源基地、黄河几字弯清洁能源基地、黄河上游清洁能源基地对网络鲁棒性影响较大。

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第二十七届中国科协年会学术论文

BIPV电站设计与性能模拟方法研究

郑爽, 白建波, 侯天才, 陈选豪, 于庆龙, 项立鹏

2025, 46(7): 318-327. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0394

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对光伏建筑一体化（BIPV）电站自动设计和性能仿真模拟的全流程进行研究,基于扫描线填充算法构建组件自动布置方法,基于投影法和布尔多边形运算构建电站阴影分析方法,基于Perez模型、五参数模型,SUNDIA模型构建发电量仿真方法,从而实现BIPV电站设计与仿真的全流程方法。为验证方法的实用性和准确性,利用所提设计方法对一个场景进行自动布置,结果表明所提方法能使设计更快更好。利用所提方法和PVsyst对一个场景进行对比分析,两种方法的发电量预测结果的差异为0.922%,具有较高的精度。

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第二十七届中国科协年会学术论文

U型垂直轴风力机的概念及其可行性研究

程碧懿, 屈孝斌, 周智明, 魏炯辉, 姚英学

2025, 46(7): 328-335. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0331

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为有效解决垂直轴风力机易断轴、难做大等结构问题,提出一种U型垂直轴风力机的构型方案。介绍该风力机的基本组成和工作过程,建立并验证垂直轴风力机的有限元仿真模型。建立U型垂直轴风力机的抗倾覆力学模型,完成U型支撑构件、铰链机构、滚轮部件、车体单元的载荷分析。基于组合变形理论和交变应力-疲劳寿命分析理论,建立主支撑构件静强度疲劳寿命的数学模型。应用静力学仿真模型,分析加强支撑构件对风轮变形的影响作用。研究结果表明,U型垂直轴风力机采用翼型截面的斜置主支撑梁代替垂直主轴,下压式滚轮部件和承载式车体系统能有效地防止风轮发生倾覆,车体单元的运行速度为97.2 km/h（即27 m/s）以内,U型与H型风轮在主支撑构件危险截面的交变应力幅值比小于0.9,U型风轮的使用寿命至少是H型的2.34倍,绳索减少约60 %的风轮变形,有效降低了风轮的质量。

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第二十七届中国科协年会学术论文

风力机抗结冰翼型气动外形多步优化设计

邢天宇, 王骥飞, 董芝良, 薛滂

2025, 46(7): 336-345. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0334

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风资源丰富地区运行的风力机叶片易结冰,因此需在风力机叶片气动外形设计中着重考虑防冰性能。对风力机S809翼型开展多步抗结冰气动外形优化设计,减少翼型因结冰产生的气动性能损失。首先快速进行全局寻优得到初步优化翼型,再以初步优化翼型为基础进行局部精细优化。因精细优化中结冰模拟所需时间过长,加入代理模型替代数值模拟提高优化效率。优化获得了在结冰前后都具有良好气动性能的翼型,与原准翼型对比,优化后翼型具有较大的前缘半径,且压力面变厚、吸力面变薄。优化翼型结冰后气动性能损失从原始翼型的7.6%降低到1.74%,证明可借助优化设计手段获得抗结冰翼型。

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第二十七届中国科协年会学术论文

风力机三维旋转效应下圆弧型沟槽减阻机理的研究

杨瑞, 石振鹏, 田楠, 曾学仁, 方亮, 包广超

2025, 46(7): 346-352. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0368

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为研究三维旋转下沟槽减阻机理,以NREL 5 MW风力机为研究对象,在叶片展向位置18%~20%处布置横向圆弧型沟槽,通过数值模拟方法计算不同工况下风力机叶片三维截面翼型和对应工况下二维翼型的气动性能,对截面翼型的表面压力系数与二维翼型的表面压力系数以及流场流动状态进行对比。结果表明,截面翼型布置圆弧型沟槽在一定风速范围内可改善截面翼型的压力分布,有效抑制流动分离,提高翼型升阻比;而二维翼型布置圆弧型沟槽对流动分离的抑制并不明显。通过二维沟槽和三维沟槽内流动状态对比,发现截面槽内三维旋转效应是沟槽减阻的根本原因。翼型失速前,沟槽内的漩涡将高速流体带出并注入边界层中,使得沟槽后方的流速变快,翼型失速后沟槽内的漩涡捕获了低能量流体,两者均改善了截面翼型的压力分布。

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第二十七届中国科协年会学术论文

风电机组SCADA“风速-功率”数据处理方法研究

柳源, 李忠虎, 王金明, 杨立清, 张鑫宇

2025, 46(7): 353-360. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0383

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在风电机组数据采集与监视控制（SCADA）系统数据中,若噪声数据密度过高,则会在预处理过程中误清洗额定功率数据。使用基于密度的噪声应用空间聚类（DBSCAN）算法剔除额定功率数据附近的噪声数据点,确保仅保留正常的额定功率数据,然后在“风速-功率”曲线上找到额定功率数据与其他数据的分界线,将上半部分暂存,对下半部分采用肖维勒准则与Box_Cox变换相结合的方式处理,最后将两部分数据合并,可有效减少风电机组SCADA数据预处理时,因噪声数据密度过高而误清洗额定功率数据的问题。

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第二十七届中国科协年会学术论文

基于分相潮流优化的风电汇集电网电压综合补偿方法

贾瑞媛, 刘其辉, 葛欣怡, 蔡希鹏, 朱益华, 罗超

2025, 46(7): 361-370. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0385

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针对目前大规模风电汇集电网的无功补偿多以电压偏差控制为主,无法良好适应电压不平衡运行工况这一问题,该文提出一种基于分相潮流优化的风电汇集电网电压综合补偿方法。首先,建立以目标节点电压不平衡度均值最小、三相电压偏差均值最小、集中无功补偿设备总补偿量最小为优化目标的分相潮流优化模型。之后,利用多目标粒子群优化算法求解优化模型并对其改进以提升寻优性能。对于求解得到的准最优补偿方案,通过序关系分析法与逼近理想解排序法相结合的方式决策出最优补偿方案。最后,以华北地区某实际风电汇集电网为原型算例验证了所提策略的有效性以及改进多目标粒子群优化算法的优势。

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第二十七届中国科协年会学术论文

融合改进Informer与迁移学习的风电功率预测

郭利进, 孙淼, 衡安阳

2025, 46(7): 371-377. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0425

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为克服风电功率序列的不稳定性导致预测精度低以及一些风电场历史数据有限的问题,提出一种特征交互Informer与迁移学习（FIITL）的风电功率预测模型。首先提出特征交互（FI）机制用双通道输入进一步提取信息,并将迁移学习（TL）引入到预测模型中,提出循环微调迁移学习,将模型从源监测站迁移到目标站,实现在有限历史数据情况下预测性能的提升。最后,通过与传统Informer模型及其他基线预测方法比较,FIITL模型展现了在有限数据情况下的性能优势。

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第二十七届中国科协年会学术论文

基于CFD的近海风能资源数值模拟研究

赵思雨, 金嘉怡, 韩鹏飞

2025, 46(7): 378-385. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0426

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基于计算流体力学（CFD）中的有限体积法,考虑地形、粗糙度等因素的影响建立风场模型,并结合标准k-ε湍流模型与单一线性激励尾流模型,使用RANS方程求解计算域,得到风能资源图和风力机年发电量。以上海嵊山站台附近海域为案例进行完整的风能资源评估。结果显示该地区风向以南北、东南、东向为主,其中北-南方向（Y）速度梯度的变化随着高度增加而增加,冬季风速更高,具有较好的风能开发利用潜力。

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第二十七届中国科协年会学术论文

基于多目标参数代理模型的10 MW铝绕组双馈风力发电机优化设计

王雨星, 戴睿, 姬相磊, 侯卓琴, 朱博文, 王忠岩

2025, 46(7): 386-394. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0431

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该文提出一种基于多目标参数代理模型（MOPSM）的大功率铝绕组双馈风力发电机（AW-DFIG）电磁优化设计方法。首先,明确AW-DFIG的设计参数并通过最优拉丁超立方采样方法（OLHS）进行数据样本点采集;其次,通过比较不同代理模型的拟合精度,不断调整和优化模型参数,确定各目标参数的最佳代理模型;然后,利用非支配遗传算法（NSGA-Ⅱ对AW-DFIG进行电磁方案优化,并采用有限元（FEM）对优化后的方案进行有效验证;最后,研制一台10 MW,1720 r/min的实验样机,并进行相关的实验,验证该文所提基于多目标参数代理模型优化设计方法的可行性。

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第二十七届中国科协年会学术论文

基于分布特征的风电异常数据检测方法

苗长新, 周志伟, 杨千禧, 席剑, 韩丽

2025, 46(7): 395-402. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0443

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风电场获取的机组运行数据中存在着大量非正常样本,不能够正确反映机组的工作状态,限制状态评估和功率预测等任务的进行。为此提出一种根据实测风电机组运行数据中不同异常分布特征选择针对性检测手段的识别方法,该方法考虑机组的工作状态,使用自适应的带噪声密度聚类算法,以风速、功率、叶片俯仰角作为输入,最小平均距离作为目标函数,实现算法的参数寻优。以最小二乘法拟合清洗后数据的功率曲线,计算清洗数据与曲线的绝对平均误差,与其他常用算法进行对比,并以中国真实数据集验证模型的有效性。

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第二十七届中国科协年会学术论文

风电机组传动链试验平台六自由度加载技术综述

林勇刚, 曹忠鹏, 李丹阳, 徐志良, 付德义, 陈博文

2025, 46(7): 403-412. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0450

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针对加载载荷来源,介绍传动链试验平台的发展现状,并进一步综述机组运行过程中所受的六自由度载荷,明确载荷计算需要考虑的标准工况和外界条件。针对加载方式,从大扭矩和大惯量两个方面分析扭矩模拟的关键技术,并总结国内外现有的非扭矩载荷模拟技术,归纳出4种典型的非扭矩加载方案。针对加载准确性,计及非扭矩液压加载系统非线性、参数不确定性的特点,介绍提高加载精度和频响的普遍手段,以及数字多缸加载和导向静压加载的前沿发展方向。传动链试验平台在风电机组设计和可靠性提升方面起到至关重要的作用,随着风能利用技术的发展虚拟样机技术有望成为未来试验台降低研发成本和缩短研发周期的新型发展趋势。

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第二十七届中国科协年会学术论文

基于涡声理论的方法对兆瓦级风电机组叶片气动噪声的声源分析

何瑞荣, 刘厚才, 康辉民, 张学文, 席家乐, 沈相君

2025, 46(7): 413-420. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0463

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基于涡声理论的分析方法,对兆瓦级风电机组叶片气动噪声的产生机理进行研究。首先,对风电机组叶片和流场区域进行建模和网格划分,应用计算流体力学（CFD）数值模拟计算的方式对风电机组气动噪声的指向性进行分析,并通过试验验证,得出风电机组气动噪声为偶极子特性,以验证数值模拟的准确性。然后,对数值模拟计算的流场与声场分布情况进行分析和对比,研究风电机组叶片气动噪声产生的主要成因。结果表明,风电机组叶片的气动噪声声源主要分布在叶片展向方向上65%~95%跨段内。同时,风电机组叶片气动噪声的声源主要由流体运动引起的涡旋运动所导致的,在叶片跨段65%~95%的范围内涡旋运动的分布规律与叶片气动噪声的分布规律十分吻合。

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第二十七届中国科协年会学术论文

基于Sobol方法的浮式风电基础参数敏感性分析研究

任亚君, 李昇, 施伟, 李帅, 王富强, 王家之

2025, 46(7): 421-428. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0477

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以一半潜式漂浮式海上风电基础为研究对象,基于浮体动力学频域仿真模型,利用支持向量机快速预报模型和基于方差的Sobol参数敏感性分析方法,探究耦合系统中浮式基础构件尺度与技术经济性之间的量化关系。同时,为了检验采样区间和步长对代理模型准确度的影响,分别采用两组不同采样方式获得的样本集对代理模型进行训练,并将两个模型分别用于参数敏感性分析。对比发现,两个样本集训练得到的代理模型预测结果与数值仿真结果吻合度较高,且基于两个代理模型开展参数敏感性分析得到的结果一致性较高,说明模型准确度基本未受到采样方法的影响。敏感性分析结果表明,浮式基础用钢量对立柱直径、跨距、吃水的敏感度较高,其总阶敏感度分别达到0.56、0.21和0.14;平台纵摇运动则对于立柱直径和吃水较为敏感,纵荡运动在不同工况下敏感度指标存在显著差异。在浮式基础尺度设计过程中,可根据不同参数的敏感性确定尺度优化方向,从而更快实现设计目标。

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第二十七届中国科协年会学术论文

基于多熵融合和多尺度卷积神经网络的风电机组轴承故障诊断方法

张天瑞, 周连弘

2025, 46(7): 429-438. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0478

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针对风电机组轴承在运行过程中收集到的故障信号较弱、状态特征难以有效表征的难题,提出一种基于多熵融合与多尺度卷积神经网络的风电机组轴承故障诊断新方法。首先对原始信号进行处理,分解出多个模态分量。随后,通过计算这些模态分量的多种熵值,构造出多熵融合矩阵,以充分表征信号的复杂特性。在此基础上,通过在卷积神经网络中集成不同尺寸的并行卷积核,设计一种结合多熵融合与多尺度卷积神经网络的故障诊断模型。结果表明,所提出的模型方法具有较好的诊断与泛化能力。

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第二十七届中国科协年会学术论文

基于组合权重-蒙特卡洛法的PMSG低电压穿越性能优化研究

高本锋, 张江放, 邓晓洋, 吴林林, 王潇, 郑展翔

2025, 46(7): 439-449. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0834

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新能源汇集送端电网配套火电机组少,电网强度较弱,交流短路故障下的电压跌落以及故障后的暂态过电压易引发风电脱网,需同时关注风电机组的低电压穿越特性和机端暂态过电压特性。针对现有的控制参数优化方法所用的目标函数不能同时兼顾风电机组的低电压穿越特性和暂态过电压特性的问题,提出一种基于组合权重-蒙特卡洛法的永磁直驱风力机（PMSG）低电压穿越性能优化方法。首先,建立PMSG的暂态无功电压响应解析模型,通过参数灵敏度分析辨识弱电网下影响PMSG低电压穿越性能的关键控制参数,并计算得到待优化参数的优化可行域。然后,基于组合权重法确定能够同时反映PMSG低电压穿越特性和机端暂态过电压特性的综合优化指标。以此为基础,在优化可行域内运用蒙特卡洛算法对关键控制参数进行优化。最后,在不同运行工况下对优化后的控制参数进行验证。结果表明,采用优化控制参数的PMSG在弱电网下的低电压穿越综合性能有明显提升,且表现出较好的动态响应性能,优化控制参数也适用于不同电压跌落程度的工况,证明了优化方法的有效性和适用性。

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第二十七届中国科协年会学术论文

风电采暖高寒地区严寒并发匮风事件关联分析

李彬, 左剑, 苏盛, 石东源, 陈金富

2025, 46(7): 450-457. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-1325

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为明确中国东北地区在严寒天气下并发匮风的概率和严重程度,采用当地1979—2022年间逐小时历史气象数据反演产生风电出力数据;按风电出力容量系数低于设定阈值识了匮风事件,重现2021年9月下旬造成大面积限电的匮风发电事件,并识别出2009年7月下旬持续7 d的长时持续匮风事件;分析匮风发电事件的年度次数、季节分布和持续时长;对采暖季匮风发电事件的分析表明,采暖季在低于-15 ℃气温条件下的匮风达300次,且采暖季匮风与寒潮有强关联性。

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第二十七届中国科协年会学术论文

台风期间福建省平潭近海近地层风特性研究

杨丽慧, 吴焕萍, 张秀芝

2025, 46(7): 458-469. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-1621

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利用福建省平潭岛附近3座海上测风塔观测的7个台风个例资料,分析发现当测风塔位于台风前进方向左侧,风向呈逆时针变化,位于右侧风向呈顺时针变化。仅当台风中心经过测风塔时才会出现180°/30 min的转变特征。根据台风影响期间气压、风速、风向变化和台风路径距离测风塔远近,将台风影响期间分为前眼壁区、台风眼和后眼壁区3个时段计算其湍流强度、阵风系数、风垂直切变指数和风向变化,结果表明：所有时段湍流强度10 m高度最大;30 m以上湍流强度垂直变化不大,其中第1时段最小,为0.07~0.10;第2时段为0.09~0.12;第3时段差别较大。10 m高度阵风系数最大,其值为1.26~1.60;40~90 m阵风系数为1.20~1.45,其中第1时段最小为1.18~1.30,第3时段最大为1.12~1.45,第2时段大小居中为1.20~1.38。①号和④号测风塔第1时段和第2时段风主要来自海上,10~40 m风切变指数略大于40~90 m;第3时段风主要来自陆上,风切变指数略大于前两个时段。

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第二十七届中国科协年会学术论文

金属改性SAPO-11催化加氢制备生物航空煤油实验研究

李延吉, 董春良, 王磊, 马婕, 宋朝辉

2025, 46(7): 470-475. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0399

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以生物油为原料, 3Ni/SAPO-11为催化剂,在固定床反应器中进行加氢催化制备生物航空煤油,探究不同反应温度、压强、空速对液相产物中C₉~C₁₆选择性、C₉~C₁₆收率以及异正比的影响,得到最佳反应条件。研究发现,在最佳条件下,即温度400 ℃、压强1.5 MPa、空速1.9 h^-1时,C₉~C₁₆选择性为52.79%,收率为51.48%,异正比为9.11。以3Ni/SAPO-11分子筛为载体,制备并表征了3种金属（Cu、Fe、Co）负载的3Ni/SAPO-11双功能催化剂,在最佳反应条件下,通过固定床实验考察不同金属助剂的加入对反应产物的影响。

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第二十七届中国科协年会学术论文

广东近海波浪能资源特性分析与评估

蒋维, 李长杰, 许洁, 顾汛, 朱丽宁, 区文俊

2025, 46(7): 476-482. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0408

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基于海洋模型SWAN建立广东近海海域高分辨率波浪数值模型,并利用波浪观测资料对模型进行验证,良好刻画了广东近海海域波浪能资源特征。选取粤东海上风电基地海域重点研究波浪能年际变化和方向分布,并探讨该处各季节风浪及涌浪有效波高和平均周期特性。结果表明：广东海域波浪能资源呈东南-西北递减趋势,具有较强的季节变化性,秋冬两季大部分海域波浪能功率密度大于6 kW/m,春夏两季多大于2 kW/m;平均周期冬季较大,大部分海域介于5.5~7.0 s,秋、春季次之,夏季偏小,多低于6.0 s。粤东海上风电基地全年波浪能来向主要为E-NE向区间,5、6、9月份平均有效波高值较小,中位值及平均值在0.7~0.9 m区间。冬季有效波高平均值在1.3~1.6 m范围内,其中12月份平均值最高,能量周期在5、6月份最小,平均值约5.1 s。此外,该处波浪冬季由风浪主导,夏季由涌浪主导,各季节平均周期涌浪较风浪高约3.0 s。

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第二十七届中国科协年会学术论文

多元纳米颗粒增强石蜡相变储热材料的热物理性能实验研究

高泓源, 黄超, 魏高升, 杜小泽

2025, 46(7): 483-490. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0311

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通过在石蜡中添加氧化铝（Al₂O₃）、氧化钛（TiO₂）纳米粒子、碳纳米纤维（CNF）以及Al₂O₃+TiO₂和Al₂O₃+CNF组合体开展相变储热材料的热物性强化研究。通过实验研究添加单一颗粒和多元颗粒对石蜡热物性的影响。以Span80为表面活性剂,成功制备了不同浓度的纳米复合相变材料。采用差示扫描量热仪和瞬态热线法测定了样品的热物性。利用扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱对制备样品的表面形貌和化学结构进行表征。研究结果表明,Al₂O₃、TiO₂和CNF纳米颗粒在相变材料中实现了均匀分散,未发生化学反应;随着Al₂O₃、TiO₂和CNF颗粒的加入,单一和多元纳米复合相变储热材料潜热略有降低。与纯石蜡相比,质量分数1.0%的Al₂O₃+CNF多元复合材料导热系数提高了36.79%,液相比热容提升32.07%。Al₂O₃和CNF组合对相变材料热物性具有协同强化效果。本文的研究可为持续推进太阳能储热容技术的利用提供参考。

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第二十七届中国科协年会学术论文

氢能产业高质量发展的系统动力学建模与分析

聂荟扬, 李雷

2025, 46(7): 491-502. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0017

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目前中国氢能产业仍处于起步阶段,发展基础较为薄弱,供需两侧对接不畅,如何推进氢能产业高质量发展已成为能源改革进程中亟待解决的问题。在考虑氢能供需的基础上,构建系统动力学模型模拟了2021—2035年中国氢能发展状况,并以此为参照探讨推进可再生能源制氢就近消纳、推进氢燃料电池车辆应用和推进技术进步3种调控情景对氢能发展的影响机制。通过以上研究,为中国氢能产业高质量发展提出针对性的政策建议。

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第二十七届中国科协年会学术论文

电动汽车回馈-防抱死制动中储氢系统博弈协同控制

朱科, 邢志明, 康翔宇

2025, 46(7): 503-510. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0325

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在确保制动安全性的同时,为有效提升能量利用效率,以电动汽车为研究对象,提出一种电动汽车回馈-防抱死制动中储氢系统博弈协同控制方法。首先,构建电动汽车路面模型、车轮模型以及制动系统模型,为后续滑移率的分配提供输入;其次,需识别驾驶员的制动意图,获取驾驶员在不同行车状态的实际制动强度需求,求得电机回馈制动力矩;最后,基于滑移率与电机回馈制动力矩,构建电动汽车回馈-防抱死制动中储氢系统博弈协同控制策略,博弈调配储氢系统对回馈制动和液压制动的供气量,优化储氢系统的释放,实现储氢系统博弈协同控制。研究结果表明,所提方法具有较高的能量回收率和制动稳定性、鲁棒性,可为电动汽车的发展提供重要的技术支持。

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第二十七届中国科协年会学术论文

加氢站氢气泄漏试验研究

江斌, 梁功有, 韩昆

2025, 46(7): 511-515. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0404

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为探索加氢站运行时氢气泄漏和扩散的现象和规律,在真实加氢站的基础上建立试验装置,该装置可进行全尺寸高压氢气泄漏试验。利用车载高压储氢罐作为高压氢气气源,通过管道中不同阀门的组合和仪表控制系统来控制试验系统,为试验段提供氢气。通过设定不同的泄漏压强,可测量得到氢气泄漏后的浓度分布。根据试验结果,振动传感器在监测氢气泄漏时较有效,具有可行性。利用浓度传感器测量易受到风向等环境的影响,可考虑使用声音或加速度传感器。泄漏压强低于35 MPa时未探测到氢气泄漏自燃现象。

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第二十七届中国科协年会学术论文

公用通道结构对燃料电池流量分配的影响

张贝贝, 薛学良, 刘锋, 郑军

2025, 46(7): 516-520. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0414

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该文建立大功率燃料电池电堆三维模型,数值研究公用通道长度（L）和公用通道宽度（D）、公用通道面积以及面积比（入口面积/出口面积）对电堆气体流量分配的影响。结果表明增大公用通道长度和宽度均能提高气体分配均匀性;增大公用通道面积,电堆流量分配均匀性也得到显著提升。另一方面,减小进入与出口的面积比,有利于减小进口侧公用通道与出口侧公用通道的压力差,提高电堆的流量分配以及减小电堆的压降。

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第二十七届中国科协年会学术论文

PEMFC电堆冷启动控制策略与一致性研究

邵佳雄, 牛志刚, 陈醒, 赵富强

2025, 46(7): 521-529. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0418

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建立单流道质子交换膜燃料电池（PEMFC）动态冷启动模型,通过实验验证模型可行性,提出一种基于改变输出特性的冷启动控制策略,分析该策略下单流道PEMFC冷启动性能;在单电池的基础上建立PEMFC电堆模型,研究并分析PEMFC电堆的一致性。研究结果表明：在243.15 K温度下所提策略可在30 s内实现单流道PEMFC成功冷启动,在248.15 K温度下可实现PEMFC电堆25 s内成功冷启动;冷启动过程中,PEMFC电堆中单个电池的温度、结冰情况以及输出电压均存在差异且两端单电池的输出特性决定了电堆冷启动结果。

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第二十七届中国科协年会学术论文

新能源制氢系统电解槽阵列的优化轮值策略

朱一昕, 刘宇凡, 王子瑶, 吴昊, 惠学达

2025, 46(7): 530-540. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0423

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为延长电解槽运行寿命,该文对新能源制氢系统中的电解槽阵列开展控制策略研究。首先,对制氢电解槽进行负荷特性建模,得到电相关特性;其次,对传统阵列轮值策略进行分析,并总结出传统策略的不足,分析改进方法;然后,针对规模化新能源制氢系统,提出一种基于双层控制架构的电解槽阵列优化轮值策略。最后,仿真结果表明所提策略可有效平衡负荷运行状态,以延长电解槽使用寿命。

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第二十七届中国科协年会学术论文

基于LLIMA的PEMFC电压模型参数辨识方法

赵磊, 温素芳, 刘广忱, 张少杰

2025, 46(7): 541-549. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0448

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针对多数元启发式算法面对质子交换膜燃料电池电压模型参数辨识问题时易发生“早熟”导致参数辨识精度较低的问题,该文在改进蜉蝣算法基础上提出一种混沌映射和自适应Levy飞行的改进蜉蝣算法。首先,引入Logistic方程生成混沌序列,映射到问题空间中提高种群初始化的遍历性;其次,在蜉蝣的速度更新中加入自适应Levy飞行算法,利用Levy飞行大概率小步长,小概率大步长的特性帮助算法跳出局部最优值;此外,加入自适应策略动态调整蜉蝣速度,进一步缩短算法寻优时间;最后,通过4种测试函数在两种不同维度下的寻优结果验证算法的有效性。将所提算法应用于SR-12燃料电池电压模型参数辨识中,结果表明：相较于蜉蝣算法、改进的蜉蝣算法和粒子群算法,所提算法针对加入/未加入白噪声的实验数据均具有更快的收敛速度、更高的辨识精度以及更强的鲁棒性。

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第二十七届中国科协年会学术论文

高压氢燃料气瓶注气阶段惰化特性分析

庹中兰, 薛大文, 夏海山, 潘昀, 王薛人

2025, 46(7): 550-558. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0465

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分析注气阶段惰化流场结构与气体混合特性的耦合作用机理,采用数值模拟方法评估惰化过程中的氧气体积分数变化特征,研究发现最大氧气体积分数在注气阶段呈现出先快速下降（第1阶段）后缓慢下降（第2阶段）的变化特性。为了阐明氧气体积分数呈现2阶段变化的原因,对速度场、压力场及氧气体积分数场的耦合机制进行分析。结果表明：注气阶段进气速度减小,压力和密度的增加使氢燃料气瓶惰化效率降低,对流传质作用减弱,导致氧气体积分数先快速下降后缓慢下降,发现氧气体积分数分布不均匀有利于氧气体积分数的快速下降,最大氧气体积分数在第1阶段的下降率是第2阶段下降率的8.32~14.40倍。

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第二十七届中国科协年会学术论文

PEM电解槽流场结构的数值模拟及实验研究

洪捐, 魏伟, 刘岩岩, 程东亚, 王玉杰, 陈松

2025, 46(7): 559-567. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0517

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质子交换膜（PEM）电解槽阳极侧的流场结构对于电解水制氢效率具有重要影响,为此需要根据电化学及计算流体力学理论深入分析电解槽内部物理场分布,进一步优化PEM电解槽流场结构。首先,通过Comsol Multiphysics仿真软件建立PEM电解槽多蛇形流场结构的三维模型,分析PEM电解槽内部电场和流场分布状况对电解水性能的影响规律;其次,根据仿真分析结果提出双分流、四分流及五分流3种分流改进结构,并对3种结构进行数值模拟分析。仿真结果表明：四分流结构性能最好,相比原来的多蛇形流场,氧气积聚下降约3%,气体排出效率提高22%,并且整体槽电压下降约0.0173 V。在此基础上,搭建具有四分流流场结构的PEM电解槽实验平台,实验证明电解槽电压降低0.0136 V,能耗降低,与仿真结果基本吻合。

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第二十七届中国科协年会学术论文

颗粒硅中氢杂质对直拉单晶硅的影响及控制措施分析

李杰, 黄虎一雄, 章金兵

2025, 46(7): 568-576. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0390

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硅烷流化床法制备的颗粒多晶硅因工艺缺陷使得其氢杂质含量比改良西门子法制备的棒状硅高,这导致在后续的直拉单晶硅生产过程中产生“氢跳”现象,该现象会对设备和产品造成一系列的负面影响。产线上和研究者们都在不断地寻找合适的方法去除颗粒硅中的氢杂质,以避免“氢跳”现象的发生,但目前针对此类的研究报道尚少。该文分析了颗粒硅内氢杂质可能的形成过程,阐述了颗粒硅中氢杂质对直拉单晶硅的影响及其控制措施,提出颗粒硅中氢杂质去除所面临的问题与挑战。最后,对未来有关颗粒硅中氢杂质的研究发展提出建议。

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第二十七届中国科协年会学术论文

基于ITSA的太阳电池模型参数辨识

郭欣欣, 江朝阳, 王众, 王陈, 夏天瑞

2025, 46(7): 577-581. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0430

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鉴于传统的太阳电池等效电路参数辨识方法存在结构复杂、辨识精度不高、鲁棒性不强等问题,提出一种基于改进树种算法（ITSA）的太阳电池等效电路参数辨识方法。引入随迭代次数自适应变化的搜索趋势,提升算法的局部最优收敛能力和全局搜索能力;用自适应步长因子替代算法随机步长因子,加快算法后期寻优迭代速度,缩短寻优时间。将改进的树种算法用于双二极管太阳电池等效电路模型参数辨识,与其他算法对比,该方法所得电流均方根误差最小,预测数据与测量数据拟合程度高,表明改进的树种算法能有效地对太阳电池等效电路参数进行辨识,具有较高的辨识精度和收敛性,便于工程应用。

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第二十七届中国科协年会学术论文

高效HJT太阳电池的吸杂工艺研究

张俊兵, 蒋秀林, 陈孝业, 王凯, 李元昊, 李娅

2025, 46(7): 582-588. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0451

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该文研究吸杂工艺对HJT太阳电池性能提升的影响。首先,分析硅片在硅棒不同位置的质量差异,研究发现C、O浓度的分布与少子寿命的变化存在一定的关联性,并受分凝系数的影响;其次,研究吸杂对硅片的影响,发现吸杂后的硅片体内金属杂质含量比吸杂前低,从而使得硅片的少子寿命得到提升,而C、O浓度的变化很小;进而,研究不同吸杂工艺下硅片的HJT太阳电池性能变化,结果显示1 h以上和单双面的不同吸杂工艺条件差异较小;最后,研究吸杂前后的不同少子寿命对HJT太阳电池性能的影响,并探索硅片少子寿命的下限。研究结果表明,吸杂工艺可降低太阳电池成品片性能对原料片品质的依赖,这将有利于成品片的效率稳定,降低原料片成本,是高效HJT太阳电池降本增效的有效方法。

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第二十七届中国科协年会学术论文

基于数据降噪启发式算法的太阳电池参数辨识

古旻琦, 吕智林, 陆剑锋, 海涛, 王钧

2025, 46(7): 589-597. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0357

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实测电压-电流（V-I）数据中的噪声会降低启发式算法（MhA）的太阳电池参数辨识精度。为解决该问题,基于核极限学习机（KELM）提出一种数据降噪启发式算法（DDMhA）以实现对太阳电池参数的精确辨识。利用KELM对V-I数据进行训练以滤除噪声,提升MhA适应度函数的准确度,增强其全局搜索能力以保障参数辨识精度。在验证实验中,采用双二极管太阳电池模型（DDM）进行参数辨识,对50 组混淆V-I数据分别进行不降噪以及降噪处理,随后对比不同处理方式下6 种MhA的参数辨识结果。根据实验结果分析,DDMhA能够滤除数据噪声,有效提升原MhA的辨识精度和收敛速度。

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第二十七届中国科协年会学术论文

一种改进的二次型耦合高增益变换器

荣德生, 叶晨, 孙瑄瑨

2025, 46(7): 598-605. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0326

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为有效提高变换器增益,将耦合电感与开关电容结合构成新的倍压单元。在提升增益的同时对开关电容的电流进行抑制,并对耦合电感起到钳位作用,实现部分二极管的软开关;构建双开关管二次型结构,使输入电流连续的同时,又明显减小开关管的电压应力。对所提变换器的不同模态下的运行方式和工作原理进行了详尽的分析和理论推导,给出器件的电压电流波形图,与同类型的变换器对比,凸显了所提变换器高增益低应力的特点。通过构建一台200 W的样机采集波形,验证理论推导与分析。

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第二十七届中国科协年会学术论文

基于静电吸附机理的光伏组件无水化除尘方法研究

李浩义, 刘云鹏, 李乐, 王悦如, 吴欣玥, 尹晓萱

2025, 46(7): 606-613. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0327

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为解决光伏组件表面积尘引起的发电效率降低问题,提出一种基于静电吸附机理的光伏组件无水化除尘方法。在给出除尘机理、灰尘颗粒荷电参数并进行除尘装置结构设计的基础上,采用COMSOL Multiphysics软件分析除尘区域的电场、电势分布及不同粒径的灰尘颗粒在除尘区域中的运动情况,并搭建光伏组件静电吸附式除尘实验平台进行实验。结果表明,大粒径的灰尘颗粒更易被清除,静电除尘率最高可达99.56%,除尘后光伏组件发电效率可达表面无尘状态的97.73%,所提方法能够实现光伏组件表面有效且高效的除尘。

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第二十七届中国科协年会学术论文

一种考虑寄生电容影响的H8逆变器共模电压抑制方法

高铭聚, 李珊瑚, 蔡敏, 刘旭, 孙庆国

2025, 46(7): 614-623. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0354

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针对H8逆变器提出一种抑制共模电压的有效全开路零矢量调制策略。通过推导有效全开路零矢量下H8逆变器的共模电压时域模型,研究共模电压与直流母线开关管S₇、S₈结电容值和交流输出侧对地寄生电容之间的内在关系,定量分析共模电压值和系统效率随附加并联电容的变化趋势。为兼顾共模电压抑制效果和系统效率,S₇、S₈选择的附加并联电容值约为寄生电容值的30倍,将有效全开路零矢量下的共模电压降低到0,系统效率达到98%,同时避免死区问题引起的共模电压尖峰。最后通过实验验证上述方法的有效性。

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第二十七届中国科协年会学术论文

基于随机鲁棒优化的配电网分布式光伏承载能力综合评估方法

翟苏巍, 张馨介, 李文云, 高天亮, 于全喜, 梁峻恺

2025, 46(7): 624-635. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0375

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为有效评估配电网的分布式光伏承载能力,提出一种基于随机鲁棒优化的配电网分布式光伏承载能力综合评估方法。首先,采用K-均值聚类方法对配电网负荷水平进行聚类。然后,利用随机优化算法来应对负荷水平的不确定性。针对光伏出力的不确定性和传统盒式不确定集合的局限性,提出多区间不确定集合来描述分布式光伏出力的波动性。接着,综合考虑到电网的安全性、充裕性和经济性,建立基于随机鲁棒优化的配电网分布式光伏承载能力综合评估模型。最后,通过某地区10 kV配电系统仿真验证表明,通过该方法可全面合理地分析配电网内分布式光伏的承载力,提升评估准确性。

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第二十七届中国科协年会学术论文

基于LSTM优化虚拟阻抗的光伏机组低电压穿越方法

满珈玮, 支月媚, 刘闯, 胡济恒, 张晖, 方璇

2025, 46(7): 636-644. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0397

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针对短路故障引起的电网电压跌落易使逆变器产生功角失稳与过电流现象,提出一种基于长短时记忆网络（LSTM）优化虚拟阻抗的主动支撑型光伏机组低电压穿越方法。首先,结合光伏阵列出力特性提出光伏阵列的构网型主动支撑控制策略;其次,在传统虚拟同步发电机（VSG）技术的基础上引入暂态调压方程,构建同步发电机三阶模型;然后,在此基础上,通过故障判别器判断系统的运行状态确定投切虚拟阻抗的时间,并利用虚拟阻抗与光伏机组并网电压的关系结合基于LSTM的预测方法确定投切虚拟阻抗的大小;最后,基于DIgSILENT/PowerFactory电力系统仿真平台搭建光伏发电并网系统进行仿真验证,通过对比验证所提方法的优越性。

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第二十七届中国科协年会学术论文

基于DRMPC的分布式光伏配电网电压调节策略研究

杨剑锋, 贾晨阳, 伏一平

2025, 46(7): 645-652. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0401

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针对高渗透率分布式光伏配电网,因直接改变配电网的物理结构而导致母线电压波动严重,甚至发生电压越限问题,提出一种基于分布式可重构模型预测控制的分布式光伏配电网电压调节控制策略。首先,相互耦合电站之间交换各自参考轨迹,将邻居的状态也纳入自身的优化问题之中。然后,光伏电站因检修或恶劣天气影响需改变物理拓扑,设计3种不同的重构策略,保证电压能稳定在一定范围内。同时设计切换条件,判断要移出或移入的电站是否满足条件,不满足条件时求解对应的控制策略,更新参考轨迹,待满足条件时改变拓扑结构。最后,在Matlab/Matpower中进行仿真,验证所提模型和算法可有效降低配电网重构时的电压波动,提升电能质量。

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第二十七届中国科协年会学术论文

基于知识蒸馏的红外光伏组件缺陷检测模型

王银, 张杰, 谢刚, 赵志诚, 胡啸, 吴晓晖

2025, 46(7): 653-662. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0402

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针对目标检测模型的参数量和计算复杂度的不断增加导致红外光伏组件缺陷检测模型难以部署到边缘设备的问题,提出一种基于模型压缩的红外光伏组件缺陷检测算法T-DINO。以ResNet-101为教师网络、ResNet-18为学生网络,提出一种动态的自适应蒸馏方法,在基于特征蒸馏中利用二者的注意力权重差异进行高效的知识转移,在基于输出响应（logit）蒸馏中也将其作为指导知识对学生网络进行蒸馏,最后在损耗极小精度的情况下大大降低模型复杂度和参数量;同时提出融合模块CSF Block对局部特征和全局特征进行建模,提高检测精度。在自主构建的红外光伏组件故障数据集上进行实验,相比基线网络DINO（ResNet-101）模型参数量减少77.3%,计算复杂度降低69.3%,AP50提高5.2%。仿真实验结果表明：压缩后的模型适合部署在边缘设备,可满足实际红外光伏组件缺陷检测要求。

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第二十七届中国科协年会学术论文

基于HPO-CatBoost的光伏阵列故障诊断模型

彭自然, 许怀顺, 肖伸平, 肖满生

2025, 46(7): 663-673. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0409

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针对传统的光伏阵列故障诊断方法准确率低、模型性能差以及光伏I-V曲线数据利用率低的问题,提出基于HPO-CatBoost的光伏阵列故障诊断模型。首先,利用光伏阵列模型深入研究短路、开路、老化、阴影遮挡和环境因素（温度、太阳辐照度）对I-V曲线变化的影响,并对其输出特性和故障成因进行系统分析;其次,通过Ordered TS编码来解决CatBoost中目标泄露导致预测偏移的问题,提高诊断模型的泛化能力;最后,CatBoost模型的性能受部分超参数的影响,故提出采用猎人猎物算法（HPO）对模型的关键超参数（树的数量、树的深度和学习率等）进行优化,进一步提升其在故障诊断上的性能表现,并对运行结果和实际光伏平台实验数据进行分析。实验结果表明,该模型的诊断准确率为99.5%,且相较于优化前的CatBoost模型,模型整体的准确率提高3.4%。

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第二十七届中国科协年会学术论文

双耦合Buck-Boost交错高增益变换器

荣德生, 张育博, 孙瑄瑨, 陈靓

2025, 46(7): 674-681. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0453

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通过将两个Buck-Boost组合加入耦合电感和升压单元来增强DC-DC转换器的电压增益。同时,通过交错并联的方式控制开关管,进一步降低输入电流的纹波,设计一种双耦合Buck-Boost的交错高增益变换器。该变换器能有效降低开关管的电压应力,也可避免变换器工作于极端的高占空比和匝比情况下。对变换器在CCM模式下的工作状态进行详细分析,对变换器的稳定性能及各项参数进行计算。最终,成功搭建一台功率为250 W的样机,以验证理论分析的可行性。

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第二十七届中国科协年会学术论文

基于RF特征提取和TCN-BiGRU模型的短期光伏发电功率预测

刘毅力, 陈园园

2025, 46(7): 682-689. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0440

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为解决目前光伏发电功率预测模型输入数据冗余和单一模型预测精度不高的问题,构建一种分季节基于随机森林（RF）进行特征提取的时序卷积网络（TCN）、双向门控单元循环网络（BiGRU）和缩放点积注意力机制（SDA）结合的短期光伏发电功率预测模型。首先,采用RF计算各气象特征对发电功率的贡献度以选取关键特征;然后,将关键气象特征和原始功率数据用于结合SDA机制的TCN-BiGRU组合模型进行预测;最后,根据实际算例对所提组合模型进行验证。结果表明,提出的组合模型与其他模型相比具有更高的预测精度。

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第二十七届中国科协年会学术论文

结合增量学习和大猩猩优化算法的GVMD-TSNE-TCN-LSTM^re光伏发电功率短期预测方法

张益鸣, 张一竞, 杨子阳, 李佳, 钱晶

2025, 46(7): 690-700. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0446

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光伏短期发电数据维数高,特征复杂,数据特征的分解提取和预测模型的构建是影响预测效果的关键,该文提出一种结合增量学习的嵌入元启发大猩猩参数优化的光伏发电短期预测方法GVMD-TSNE-TCN-LSTM^re,第一层的特征提取采用变分模态分解（VMD）和T分布随机近邻嵌入（TSNE）模型,二者结合获得光伏数据中的有效特征,其中VMD 涉及惩罚因子和分解模态数两个关键参数的选择,采用元启发大猩猩优化算法（GTO）对其参数进行优化,获得优化特征提取方法（GVMD）;第二层的预测模型构建,结合时序卷积神经网络（TCN）和长短期记忆网络（LSTM）建立TCN-LSTM预测模型,完成各特征的学习、叠加和重构,在此基础上采用增量学习的方法（GVMD-TSNE-TCN-LSTM^re）,基于参数冻结和全链接层更新的增量设计方法不断修改预测模型。最后,采用甘肃省某光伏场功率数据进行仿真验证,验证GVMD-TNSE数据处理的必要性、GTO参数优化算法对所选模型的时效性,以及整体模型的有效性。

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第二十七届中国科协年会学术论文

基于风洞试验大跨柔性光伏阵列上下表面脉动风压联合概率分布模型

张春伟, 柯世堂, 余玮, 王立山, 任贺贺, 何正东

2025, 46(7): 701-709. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0454

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以国电投江苏盐城柔性光伏示范基地五排三跨光伏阵列为研究对象,设计开展上下表面同步刚体测压风洞试验,分析脉动风压三维空间相关性,并基于Copula理论建立光伏阵列上下表面脉动风压边缘分布模型和联合概率分布模型。研究表明：在0°和180°最不利风向角下,光伏阵列整体脉动风压最大值均出现在#3排迎风前缘,光伏组件上、下缘整体脉动风压分别由上、下表面脉动风压起控制作用;以核密度函数作为边缘分布模型,Frank Copula和Gumbel Copula函数分别是构建光伏阵列上/下缘“整体-上/下表面”脉动风压联合概率分布模型的最优函数;提出的联合概率分布模型能够准确描述光伏阵列脉动风压二元分布特性,可实现基于光伏组件单一表面脉动风压有效预测整体脉动风压。

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第二十七届中国科协年会学术论文

基于TD3算法的含分布式光伏综合负荷模型参数在线辨识

尹雁和, 钟毅, 贺怡, 李国号, 李卓环, 潘世贤

2025, 46(7): 710-719. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0464

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针对当前辨识方法依赖于系统大扰动下的暂态数据、无法满足新型电力系统在线分析需求的问题,提出一种基于深度强化学习TD3算法的含分布式光伏综合负荷模型参数在线辨识方法。从机理层面对模型简化,并在随机小干扰下计算参数的全局灵敏度,筛选出对模型动态特性影响较大的可辨参数;利用模型不同参数在系统小干扰下的动态响应差异,采用深度强化学习TD3算法辨识模型参数,构造算法与仿真系统之间的接口函数,并设计能使算法满足多场景辨识需求的训练方案;最后,在PSASP中EPRI-36节点算例的多种随机小干扰场景下验证所提方法的可行性。

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第二十七届中国科协年会学术论文

梯形过流断面MHP-PVT串联系统性能研究

李金平, 南岳, 黄娟娟, Vojislav Novakovic

2025, 46(7): 720-726. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0313

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为研究梯形过流断面微热管光伏光热一体化组件（MHP-PVT）串联时在冬季的运行性能,选用6组梯形过流断面MHP-PV/T组件串联进行实验研究,分析系统的光电性能、光热性能和综合性能。实验结果表明：在平均太阳辐照度为692.4 W/m²,室外环境温度为3.3 ℃的条件下,6组梯形过流断面MHP-PV/T组件串联的平均光电功率为719.5 W、光电效率为10.8%、发电量为5.76 kWh、光热功率为2088.3 W、光热效率为24.0%、有效累计热量为9.40 kWh、总能功率为2988.0 W、总能效率为35.8%。研究结果表明,梯形过流断面MHP-PV/T串联具有良好的光电以及光热性能,该研究为MHP-PV/T的进一步发展及应用提供参考价值。

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第二十七届中国科协年会学术论文

膜蒸馏强化太阳能蒸馏池运行特性试验测试研究

左潞, 肖陈凯, 颜子阳, 郭子楠, 黄龙

2025, 46(7): 727-732. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0317

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为提升盘式太阳能蒸馏池的产水量,在蒸馏池内竖向设置气隙膜组件,提出一种膜蒸馏强化型的新型太阳能蒸馏池,并通过试验证实其技术可行性。测试表明,蒸馏池内竖向增设膜组件提高蒸馏池产水是可行的;膜蒸馏的单位面积小时产水量最少是盘式的3.7倍,增设膜组件可提升蒸馏池产水微弱时期的产水量,实现昼夜连续性产水;新型膜蒸馏耦合太阳能蒸馏池运行1 d的日总产水量为1528 g,实际效率为21.5%,分别较同时测试得到的传统太阳能蒸馏池的提高11.6%和11.4%。

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第二十七届中国科协年会学术论文

太阳能供暖静置期埋地储热水体散热特性分析

许莉, 李勇, 刘艳峰, 梁宇翔, 王登甲

2025, 46(7): 733-740. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0363

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建立倒金字塔形埋地储热水体的三维瞬态模型,并通过西藏浪卡子县埋地储热水体的实测结果进行验证,研究几何形状对太阳能供暖静置期埋地储热水体热性能的影响。结果表明,水体高10 m时,随着坡角的增加,水体顶部和侧壁的自然对流换热系数减小,底部的自然对流换系数增加;当水体高度小于等于10 m时,储热水体的总热损失随着坡角的增加而降低。当坡角为30°、60°、90°、高度分别为12、10、10 m时水体储热效率最高,其中水体高度为10 m、坡角为60°时,储热效果最优。

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第二十七届中国科协年会学术论文

太阳能耦合双级压缩中间再热CO₂跨临界朗肯循环发电系统的性能优化

李艺凡, 王渊超, 杨俊兰, 韩一飞, 方越, 赵丽阳

2025, 46(7): 741-747. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0364

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为提高有机朗肯循环（ORC）系统的效率及减少对环境的污染,该文对太阳能驱动的传统CO₂跨临界朗肯循环进行改进,采用双级压缩中间再热的形式,减少压缩机耗功,提高系统效率。对系统建立热力学、经济和环境模型。研究900 kW级CO₂朗肯循环太阳能发电系统的透平入口温度、导热油流量和分流比对系统热力-经济-环境性能的影响。并采用非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）进行多目标优化。结果表明,透平入口温度对热效率的影响最大,而分流比和导热油流量分别对平准化度电成本和CO₂减排量的影响较大。通过多目标优化得到Pareto最优解,即：在透平入口温度为206 ℃、导热油流量为14.75 kg/s、分流比为0.1条件下,系统热效率为21.76%,平准化度电成本为0.12美元/kWh,CO₂减排量为9458 t。研究结果可为中国中低温光热发电技术的完善和实际应用提供一定的理论指导。

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第二十七届中国科协年会学术论文

太阳能-空气源热泵新型供暖策略及其优化研究

闫秀英, 夏宇

2025, 46(7): 748-757. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0367

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针对西北农村地区住宅建筑采暖季供暖问题,搭建太阳能-空气源热泵供暖系统（SASHP）。该系统以某西北农村住宅建筑为例,提出一种新型分区域分时段的柔性温度控制策略,并选取3个目标函数对供暖系统进行优化设计。结果表明,与“常用策略”相比,所提出的控制策略在整个供暖期平均温度为16.95 ℃,最高温度为18.87 ℃,太阳能保证率为25.11%,温度曲线更加柔和;生命周期成本优化方案具有更高的经济效益,目标建筑单位供热成本优化方案的静态回收期与单位供热成本最低,太阳能保证率优化方案的环境效益最高。研究结果为在不同目标下的供暖系统设计提供参考。

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第二十七届中国科协年会学术论文

开孔参数对渗透型太阳能集热器性能影响数值模拟研究

谢士兴, 胡建军

2025, 46(7): 758-765. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0441

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基于射流冲击强化换热原理,设计一种超薄渗透型太阳能空气集热器,采用数值模拟的方法研究不同孔径和孔间距下集热器内部流场分布和集热效率。结果表明,孔分布不仅会影响集热器内微射流和横流主流交汇的流动特征,也决定内部温度分布的均匀性。同时孔径和间距对集热器热性能存在交互影响,当孔径为1 mm和间距为10 mm时,集热效率为89.20%,热工水力性能参数为15.6,综合性能最优。该集热器可替代建筑外立面装饰层,实现建筑保温与隔热,也为分布式太阳能农业干燥提供了新思路。

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第二十七届中国科协年会学术论文

用于聚光太阳能发电系统的钙基热化学储能研究进展

于戈, 彭晓光, 吕哲

2025, 46(7): 766-777. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0485

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钙循环体系（CaL）由于其安全性高、成本低、能量存储效率高和工作温度范围广等优势,在聚光太阳能发电的热化学储能系统中显示出巨大的发展潜力。该综述总结国内外近年来的研究进展,最后指出现阶段钙基储热剂存在循环反应过程中循环稳定性差、吸光性差、易磨损浪费等问题,并对未来研究方向进行展望,具体包括深入研究材料微观结构、设计更真实的循环反应器、考虑工艺制备过程的整体性、技术性、经济性。

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第二十七届中国科协年会学术论文

基于VMD-T2V-Transformer的太阳辐射预测

胡雅彬, 史加荣, 陈应瑞, 雍龙泉

2025, 46(7): 778-784. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0442

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太阳辐射的不确定性导致太阳能发电具有明显的随机性和不稳定性。针对此问题,该文结合变分模态分解（VMD）、Time2Vec（T2V）和Transformer,提出一种用于太阳辐射预测的VMD-T2V-Transformer模型。首先利用VMD将太阳辐射序列分解为若干子序列;接着采用T2V对分解后的每个子序列进行时间特征嵌入;然后对嵌入时间特征后的子序列建立Transformer预测模型;最后将各模型的预测结果进行叠加,得到最终预测值。实验结果表明：该文所提模型优于其他主流模型,RMSE和MAE至少降低13.81％和16.44％。

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