太阳能学报

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周雪松, 刘曜荣, 马幼捷, 陶珑, 王馨悦, 问虎龙

2026, 47(6): 1-9. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0003

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针对新能源分布式利用中风光储微网电压稳定性较差的问题,提出一种基于SAC算法优化非线性自抗扰控制策略（SAC-ADRC）。首先,建立非线性ADRC控制的风光储系统模型;然后,通过利用线性/非线性自抗扰控制切换的方法重构非线性ADRC的增益参数,改善其内部参数较难整定和分析的问题;最后,分析建立SAC智能体与微网环境交互学习的机制,实现对非线性ADRC参数的调整。利用算法收敛曲线和模拟各种经典工况进行对比分析,验证SAC-ADRC控制策略在抗扰性能上所带来的优越性。由此表明,非线性ADRC和深度强化学习的有机融合,对提高微网母线电压稳定性具有良好效果。

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考虑碳排放责任的多微网配电系统混合博弈低碳策略

吕超贤, 闫湘源, 张阳, 张恒, 邢润发, 梁睿

2026, 47(6): 10-20. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0082

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针对多微网配电系统利益冲突下的低碳运行问题,提出一种考虑碳排放责任的多微网配电系统混合博弈低碳策略。首先,基于碳流理论下的碳核算机制,将源侧碳排放归算至负荷侧,明确各方碳排放承担责任,同时考虑多主体间博弈关系,构建多主体参与下包含主从博弈和合作博弈的多微网配电系统混合博弈低碳运行架构。其中,主从博弈以配电网作为领导者、多微网为跟随者,配电网以考虑碳排放的运行成本最小为目标,优化电价以引导多微网需求响应及机组行为,发挥碳流理论下多微网协同减碳潜力,提升系统低碳运行水平;此外,根据主从博弈各微网间功率交互信息,构建基于纳什谈判理论的合作博弈模型,实现各微网间的利益均衡。最后,采用二分法和目标级联法结合策略求解混合博弈模型。算例分析表明该文所构建的混合博弈模型在处理配电网与多微网利益冲突、提升低碳化运行水平方面具有有效性。

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动态碳交易下对接轨道交通供电系统的含氢综合能源系统协同优化

谭俊丰, 张凡, 赵帅, 黄彦璐, 周伟, 来金钢

2026, 47(6): 21-33. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0105

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为实现智慧综合能源系统（IES）与轨道交通供电系统的智能化互联互动,降低双方供用能成本,同时提升多能流耦合系统供能低碳性和轨道交通用能低碳性,提出一种计及动态阶梯型碳交易机制的含氢IES与轨道交通供电系统协同优化策略。首先,基于IES内的可再生能源和电负荷水平,提出一种考虑动态价格增长率的分段阶梯式碳交易模型,强化碳成本约束的动态性与精准性,为系统低碳调度提供强经济激励。接着,融合燃气轮机（GT）和氢燃料电池（HFC）的电、热输出特性,以卡琳娜（Kalina）循环为中间媒介,将传统热电联产（CHP）模式与氢能产消机组进行深度耦合,设计兼具高效供能与灵活制/储/用氢能力的氢能产消一体化单元,提升能源供给侧的多维灵活性。然后,建立接入轨道交通供电系统的含氢IES协同优化模型,实现轨道交通用能与多异质供能单元的跨系统联合优化,全面挖掘系统低碳经济运行潜力。算例结果表明,所提策略可有效兼顾多能源系统调度的低碳性、经济性以及供能的灵活性,能够为IES与轨道交通供电系统协同运行提供参考。

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多级直流微电网的惯性融合控制技术

付媛, 林红杉, 张祥宇, 刘承帅

2026, 47(6): 34-46. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0110

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为满足不同电压等级与不同动态工况的惯性需求,该文提出一种多级直流微电网的惯性融合控制技术。首先,建立多电压等级直流微电网模型,分析各级直流系统的惯性特性;其次,以同时获取各级系统最大惯性为目标,考虑连于高压侧母线的蓄电池和新能源侧换流器,分别通过增加输出电流前馈控制与减载分组控制参与惯性调节,低压侧通过与母线连接的负荷侧换流器,采用基于线性自抗扰技术的惯性控制抑制电压波动,使具备惯性调节能力的各换流器参与直流微电网的惯性分级融合,并设计各端惯性参数;最后,搭建多级直流微电网半实物仿真平台,验证所提控制策略的有效性。

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新型有源配电网保护失配风险定值甄别方法

戴志辉, 宁志恒, 栾琨, 刘钧溢, 丁扬天, 刘志仁

2026, 47(6): 47-57. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0120

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提出一种适用于高比例新能源并网场景的保护失配风险定值甄别方法,基于含高渗透率分布式新能源典型拓扑结构,深入剖析保护动作性能劣化机理,并针对保护误动、拒动根因揭示保护正确动作需遵循的约束条件;在此基础上,定量分析分布式电源出力与保护失配风险定值之间的映射关系,并通过基于骨干粒子群（PSO）算法的双环迭代法进一步明确保护失效动作边界,最终制定完整的保护失配风险定值甄别流程,并借助PSCAD/EMTDC及Matlab/Simulink平台验证所提方案的有效性。

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基于gcForest-AdaBoost的光伏储能并网系统暂态稳定评估

王雨辰, 李忠艳, 苏涵

2026, 47(6): 58-67. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0134

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针对当前光伏储能并网系统暂态稳定评估方面存在的预测精度不高问题,结合深度学习与集成学习技术,提出一种基于集成深度随机森林算法（gcForest-AdaBoost）的光伏储能并网系统暂态稳定评估方法。首先,依据光伏储能并网系统运行过程中的稳态分量构建初始输入特征;其次,为减少模型过度拟合,保证级联森林层数增加后模型仍具有较强学习能力,结合深度随机森林算法以及AdaBoost算法,提出基于gcForest-AdaBoost的暂态稳定评估方法;再次,利用输入特征集训练gcForest-AdaBoost模型,并建立光伏储能并网系统暂态稳定评估模型;最后,在IEEE 39节点系统接入光伏储能机组构建算例系统展开仿真分析和数据采集,得出评估结果。算例分析表明,所提模型能对光伏储能并网系统暂态稳定展开有效分析,且经过验证发现所提模型具有较好的鲁棒性和泛化能力。

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单级电流型多输入逆变器离网主从控制策略

邱琰辉, 邵毅雄, 曾汉超, 黄勤键

2026, 47(6): 68-77. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0139

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针对单级电流型逆变器共模电流问题和储能电感磁饱和问题,采用带旁路开关和多绕组高频变压器的多输入电流型逆变器电路拓扑。针对多能源系统能量管理和环路解耦问题,提出基于功率占比的主从功率能量管理单周期控制策略,旨在实现不同供电模式的稳定运行、不同供电模式的平滑切换和控制环路的解耦运行。对系统的电路结构、能量管理控制策略、小信号模型等进行深入的理论分析,设计了系统的控制环路,最后研制了2.5 kVA光伏-风力双输入单级电流型逆变器样机,对所采用的电路拓扑和能量管理控制策略进行验证。

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极端气象条件下综合能源系统可靠性评估方法研究与展望

曾林俊, 马宏毅, 肖赞, 卿巍, 徐佳妮, 刘铮

2026, 47(6): 78-92. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0151

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全球气候变化背景下,极端高温、严寒低温冰冻、强风暴雨等极端气象事件频发,严重威胁综合能源系统（IES）的运行可靠性。基于上述事件,首先,聚焦极端气象下综合能源系统可靠性评估方法,深入剖析极端高温、严寒低温冰冻、强风暴雨3种极端气象对能源生产设备,涵盖发电、供热、储能设备及能源传输网络的多方面影响。其次,全面综述针对这些极端气象的综合能源系统可靠性评估方法,探讨现有方法在气象数据处理、系统耦合建模、多方法融合、韧性量化及多因素考量等方面的不足。最后,对极端气象条件下综合能源系统运行可靠性评估提出未来可能的研究方向,旨在为提升极端气象下IES可靠性评估的准确性与有效性提供一定的理论与实践参考,保障能源供应安全与稳定。

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sCO₂离心压缩机作透平叶轮内非定常流动解耦

苗森春, 欧奕, 吴江波, 申正精, 王晓晖, 杜小泽

2026, 47(6): 93-101. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0153

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为研究超临界二氧化碳（sCO₂）离心压缩机反转作透平时流场内高维非定常流动特征,以一台离心压缩机反转作透平为研究对象,采用CFX流场分析软件进行数值模拟,将模拟得到的结果进行动态模态分解（DMD）,得到叶轮前4阶模态时空信息。分析结果表明：DMD方法可将非定常流场分为能量、频率不同的模态,包括能量占比第一,频率为0 Hz的基本模态、能量占比第二,频率为一倍转频的动静干扰模态和能量占比较低,频率为多倍转频的动静干扰模态高次谐波特征;基本模态的主要特征是由叶轮几何参数所引起的、动静干扰模态的主要特征是由叶轮与导叶等静止部件之间的动静干涉作用引起的、动静干扰模态的高次谐波特征展现了流场内部的细微流动特征;1阶模态中小流量工况下相对液流角小于进口安放角,会在叶片进口压力侧产生流动分离,大流量工况下液流角大于安放角,会在叶片进口压力侧产生流动冲击,吸力侧产生流动分离。DMD方法可对叶轮内非定常流场进行解耦,提取出流场中非定常流动特征。

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新型电力系统多级运行指标协同的电碳优化控制策略

周万鹏, 李正曦, 杨立滨, 王恺

2026, 47(6): 102-108. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0172

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针对新型电力系统全网潮流多区域关联的特点,提出电碳协同运行方式优化方法和电碳协同运行方式动态匹配的新型电力系统全网潮流多区域协同优化方法。首先,根据新型电力系统子区域多源荷储单元级联的特点,分析区域内不同源荷储单元的运行调节效率差异,提出源荷储单元指标梯度协同优化方法。然后,针对源荷储单元电碳调节特性在不同运行方式下多样化的特点,研究基于完备状态空间与运行方式反馈的源荷储单元调控参数精细化优化方法,建立“多重-多核”卷积神经网络模型。最后,搭建仿真模型进行验证,仿真结果表明提出的多级指标协同的电碳潮流优化控制策略能有效提升新型电力系统电碳协调能力及电碳调节水平。

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基于RFAM-TCN模型和多模态特征优选的非侵入式负荷分解

邬峥涛, 李子晨, 夏杨红, 倪旖旎

2026, 47(6): 109-119. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0180

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为实现准确的负荷感知和高效的设备管控,该研究结合多模态特征优选方法与改进时间卷积网络提出一种新型的非侵入式负荷分解（NILD）方法以提高辨识精度与效率,该方法利用负荷多尺度最大重叠离散小波变换结果作为输入特征并结合最大相关性与最小冗余度（mRMR）算法进行特征筛选以确保多模态特征的有效整合。同时在时域卷积网络（TCN）模型中加入感受野注意力机制（RFAM）以提高不同时间尺度特征的提取能力。最后,通过PLAID等数据集等进行算法验证,结果表明所提方法能在使用较少特征的前提下实现更为精确高效的负荷分解,高于传统BiLSTM等模型5.31%的回归准确度,对光伏等新能源户用设备的检出准确率达到96.6%以上。

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基于自适应三次谐波注入的级联H桥逆变器直流侧电压纹波抑制策略

林珊, 赵涛, 农兴中, 朱泓钢, 王春芳

2026, 47(6): 120-130. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0213

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针对三相级联H桥拓扑直流侧电压会出现二倍电网电压频率的纹波问题,提出一种基于自适应三次谐波注入的控制策略,能够在功率因数角发生变化的情况下,有效避免过调制风险,并根据系统实时运行状态计算出最佳的三次谐波注入量,从而实现对直流侧电压纹波的最优抑制。该策略能够有效抑制光伏阵列偏离最大功率点运行的问题,从而提高系统的发电量。最后,构建全实物实验平台,并通过实验结果证明所提策略的有效性和可行性。

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计及光伏分层消纳与离网供电可靠性的农村微电网光储协同规划方法

刘一欣, 李彦榕, 郭力, 马良, 姜世公, 李鹏

2026, 47(6): 131-143. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0225

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为提升农村分布式光伏消纳能力和供电可靠性,提出一种农村微电网光储分层协同规划方法。首先,构建基于DenseNet-Autoformer网络的中长期负荷预测模型,基于自相关机制深度提取时序特征,综合考虑气象、经济等要素得到月用电量预测结果;其次,采用具有梯度惩罚的Wasserstein生成对抗网络扩充源荷场景样本,并基于高斯混合聚类得到规划期内的典型源荷场景;最后,在台区层面考虑并网电量自平衡能力和离网重要负荷的可靠供电需求,基于机会约束量化极端场景下的供电可靠性,得到台区光储配置方案;同时,考虑10 kV馈线整体自平衡能力,优化得到馈线级光储配置方案。仿真结果表明,所提方法可提升农村微电网自平衡能力和分布式光伏就地消纳水平,并改善极端场景下重要负荷的供电可靠性。

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基于双绕组异步电机的并网逆变系统及其多工况控制策略

包芳泉, 杨淑英, 谢震, 张兴

2026, 47(6): 144-154. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0232

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提出一种基于双绕组异步电机的并网逆变系统。利用双绕组异步电机具有两个电气接口的特点,将其作为新能源与电网之间的能量转换枢纽。在完成新能源并网的同时增强电力系统的电机特性。为使其具有应用价值,重点研究其控制策略。在分析双绕组异步电机运行特性的基础上,针对不同的运行工况,设计一套多工况控制策略,可以满足启动、投网、并网运行和离网运行的控制需求。实验结果验证所提控制策略的有效性。

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考虑源荷预测偏差的电力系统备用容量优化及成本分摊

曹智超, 贾燕冰, 黄亮, 段麟奇

2026, 47(6): 155-168. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0247

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该文考虑不确定性针对需求侧参与的电力系统备用容量优化及成本分摊机制开展研究,基于高斯-拉普拉斯分布改进了风光预测偏差概率分布模型,提出基于Box Muller变换的改进拉丁超立方抽样方法以模拟备用需求场景,考虑条件风险约束构建成本最小为目标的备用总容量优化模型;提出以分摊效用值满足Maxmin公平为目标,以成本分摊约束区间为约束的备用容量成本分摊模型。IEEE-30标准测试算例表明该文改进拉丁超立方抽样法可有效提升抽样效率减小计算时间,所提分配策略可实现权责分配,更有效激励需求侧参与备用市场。

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风光火打捆外送系统概率小干扰稳定优化控制研究

和萍, 潘志文, 李从善, 陶玉昆, 刘泽萌, 刘欣妍

2026, 47(6): 169-179. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0257

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为降低电力系统中风电出力波动、低频振荡和多控制器耦合等因素带来的危害,提出一种多运行方式下多控制器参数协调优化策略。首先,基于Simulink建立风光火打捆外送系统和控制器模型,通过Voronoi分区采样法建立风电典型出力场景。然后,利用概率论方法构造优化问题目标函数,通过随机森林回归分析选取控制器关键优化参数。最后,采用改进的混合蜣螂算法对多运行方式下的控制器关键参数进行协调优化设计。IEEE 4机2区和16机5区系统仿真结果表明,对提取出来的控制器参数进行优化,能有效提高系统阻尼,抑制低频振荡引起的系统有功、功角等的波动,验证该概率优化方法的有效性。

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计及惯量及一次调频的日前-日内能源资源互济方法

颜爱博, 韩冬, 秦晗

2026, 47(6): 180-191. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0267

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为探索频率响应多元资源协调互济新机制,提出一种日前-日内能量与辅助服务分散式互济方法。首先,从能源资源互济角度出发,构建多元调节资源参与的日前-日内能量、惯量、一次调频资源（PFR）互济框架。其次,采用共享形式的交替方向乘子法（ADMM）实现模型的高效求解并保护互济主体的隐私信息,通过交替优化算法（AOP）解决模型求解中的非凸化问题。最后,通过算例验证所提互济方法可有效激励多元调节资源供应商提供惯量及一次调频服务,为促进频率响应资源互济提供参考。

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太阳能与沼气耦合综合能源系统容量与运行联合优化

李金生, 刘超, 彭煜焜, 高光, 张雪莉, 闫晓强

2026, 47(6): 192-199. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0642

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设计一种太阳能与沼气耦合综合能源系统,并提出容量与运行联合优化方法。首先,引入沼气生产的热力学模型,构建容量-运行双层优化模型。上层优化沼气池大小以及能量转换和储能设备的容量,从而最大限度地降低年总成本;下层以上层结果为约束,优化能量转换和储能设备的运行方案,使运行成本最小化。其次,通过将非线性规划法集成到遗传算法中,求解模型以确定系统的最优容量配置和运行方案。最后,通过5个仿真场景验证所提系统及联合优化方法的有效性。结果表明,采用该方法优化的太阳能与沼气耦合综合能源系统具有最佳的经济性能,且用能方案高效合理。

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氨气和沼气耦合下农村产业园综合能源系统低碳调度

韩飞燕, 韩凤舞, 赵云龙

2026, 47(6): 200-213. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-1082

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针对农村产业园区以化石能源为主的用能方式效率低、污染高问题,基于农村园区源荷特征,构建农村产业园区综合能源系统（PIES）模型。为促进可再生能源消纳和生物质利用,在PIES中引入并精细建模电制氨系统（P2A）和生物质厌氧发酵制气系统（AF）。考虑到厌氧发酵温度对产气速率的影响,将P2A的余热输送至AF构建P2A-AF耦合系统,提升了系统能效和经济性。在此基础上,对PIES主要用能过程进行精细碳排放建模,并纳入碳排放成本,建立了以总成本最小为目标的优化调度模型。仿真结果表明：相较于完全依赖上级能源市场购能的传统供能方案,所提PIES优化调度模型可使系统总运行成本降低31.56%,可再生能源本地消纳率提高34.92%,总碳排放降低3.58%。

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超大型风力机叶片弯扭耦合颤振研究

杨定华, 王速, 张险峰, 马璐, 沈昕, 杜朝辉

2026, 47(6): 214-220. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-2254

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以IEA 15 MW风力机叶片为研究对象,建立叶片气弹系统动力学模型,对高尖速比下发生颤振时的气弹响应进行分析,并对其中的多自由度耦合特性开展深入研究。结果显示,在高尖速比下,该风力机长柔叶片发生挥舞-扭转耦合的弯扭耦合颤振,在三自由度上的振动均包含挥舞和扭转固有频率,但颤振的维持由挥舞和扭转自由度上气动力做功维持,挥舞、扭转的瞬时气动功率发展存在明显的耦合现象。摆振方向则基本无能量贡献,在全过程中仅有微弱气动功率,仅由于叶片结构耦合特性,受挥舞和扭转激励发生受迫振动。

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基于改进NSGA-Ⅱ算法的风电机组变流器IGBT快速迭代优化设计

范佳, 赵峰, 刘一凡, 杨凡, 鄢继铨, 胡伟飞

2026, 47(6): 221-229. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-2348

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绝缘栅双极型晶体管（IGBT）模块作为风电机组发电系统功率变流器的核心组件,优化其导电性能和制造成本意义重大。为解决这一问题,提出一种基于改进非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）的风电机组变流器IGBT模块快速迭代优化设计方法。首先,定义以其导电性能和制造成本为优化目标的优化问题,并构建了参数化热电耦合模型,实现了导电性能的精确快速求解;随后,提出基于核密度估计的改进NSGA-Ⅱ算法,通过与传统优化算法对比,改进算法显著提高了计算效率与优化精度。此外,为减轻计算负担,引入克里金（Kriging）代理模型技术构建了设计变量与优化目标间的高精度代理模型,从而实现了快速迭代优化设计。优化结果表明,该方法最多可将导电损耗减少20.00%,制造成本最多可节约27.63%。

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大型风电机组满发段功率与载荷协同模糊控制方法

张政, 姚世刚, 余梦婷, 刘永前, 孙冬梅

2026, 47(6): 230-238. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0008

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针对额定风速附近功率/扭矩控制技术在大型风电机组上的适用性难题,提出一种针对大型风电机组的满发段输出功率与载荷协同模糊控制策略。首先,利用模糊算法对风电机组满发段的转速变化趋势进行智能判断;接着,提出最大/最小扭矩系数及功率切换系数,并根据风电机组的转速变化趋势灵活选择控制策略,实现恒功率与恒扭矩控制的有机融合;最后,通过仿真实验验证所提方法的有效性。该方法不仅能保持输出功率的相对稳定,确保风电机组及电网的安全运行,还能有效降低风电机组大部件的疲劳载荷,从而延长风电机组的使用寿命。

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计及多级撬棒投切和无功补偿策略的双馈风力发电机故障特性分析

张丕豪, 束洪春, 孙士云, 蒋朝顺, 李博宇, 岩比

2026, 47(6): 239-251. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0015

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针对传统撬棒保护在低电压穿越时,难以兼顾对转子电流和直流母线电压的抑制以及吸收无功等问题,提出多级撬棒投切和无功补偿的控制策略,在故障期间通过分级投切撬棒,实时调整撬棒阻值从而达到抑制转子过电流和直流母线过电压的目的,在多级撬棒投入的同时网侧变流器（GSC）采用无功补偿策略,使得风力机可向电网提供一定的无功支撑。在此基础上,分析各级撬棒投入后转子磁链的变化,推导出每级撬棒投入后的定、转子短路电流解析式并整定各级撬棒阻值,然后根据无功补偿策略分析GSC的短路电流,随后进一步分析多级撬棒保护接入和GSC附加无功补偿策略对双馈风力发电机无功特性的影响。最后对所提出控制策略的有效性及理论分析的正确性进行仿真验证。

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基于改进黑洞算法的DFIG控制参数分步辨识方法

曹晓庆, 娄世元, 李鹤, 马文杰, 杨荣欣, 李致

2026, 47(6): 252-260. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0058

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为解决现有双馈感应发电机（DFIG）转子侧变流器（RSC）PI控制参数辨识速度、精度不足以及参数较多的问题,提出一种利用改进黑洞算法（IBHA）与RT-LAB半实物仿真平台来进行分步辨识的方法。首先,基于RSC控制方程,结合RT-LAB硬件在环（HIL）试验平台采集DFIG实际控制器的运行特征数据;然后,为确定不同参数的响应能力计算各参数的轨迹灵敏度,确定最佳观测量并分析其可辨识性;再次,以RT-LAB实测数据与IBHA为基础建立分步辨识策略;最后,以HIL测试数据为依据,对比分析几种算法的辨识结果,证明了所提方法的有效性。

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海上风电海底电缆敷设动态过程关键参数影响研究

徐炽濠, 任年鑫, 李俊, 罗云峰

2026, 47(6): 261-266. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0062

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基于悬链线理论和集中质量法,对比分析海缆不同敷设入水方式下的动力响应特征,重点针对海缆敷设动态过程中的浪流方向、敷设水深、触底点距离和敷设速度等关键参数进行敏感性分析,揭示海缆敷设各关键参数的影响机理。通过对比不同敷设方式下海缆的最大有效张力和最小弯曲半径,阐明各种敷设方式的动力响应特征。

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基于时频双域融合的风电机组高速轴承故障诊断

刘杰, 李世新, 杨娜, 郭美茹

2026, 47(6): 267-279. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0072

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针对旋转机械设备故障诊断中特征提取不充分、特征融合机制欠缺以及复杂工况下模型诊断能力不足等问题,提出一种基于双域特征融合的FFT-CNN-Informer故障诊断方法。该方法构建了并行的时域-频域特征提取架构,利用快速傅里叶变换（FFT）获取频域特征信息,设计多尺度卷积神经网络（CNN）提取局部时域特征,并引入概率稀疏自注意力机制捕获长程依赖关系,实现了对振动信号的多维度特征提取。同时,引入残差学习和自适应特征融合机制,增强了模型对不同工况下故障特征的提取能力。在凯斯西储大学轴承数据集上的实验结果表明了该方法的优越性。在风电机组轴承数据集上进行实验,诊断准确率相较于基础的Transformer、LSTM模型分别提高了6.73和9.77个百分点,消融实验进一步证实了双域特征提取架构和自适应特征融合机制的必要性,验证了该方法在实际风电场应用中的有效性和鲁棒性。

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基于损耗最小化的风电场无功优化策略

刘军, 赵宣博, 葛磊, 陈正亮

2026, 47(6): 280-287. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0073

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当电网调度中心下达无功指令值时,风电场需要将无功指令值合理分配给每台风电机组,从而满足电网稳定运行要求。为实现此目标,提出一种基于损耗最小化的陆上风电场无功优化运行策略,采用改进粒子群优化算法优化每台风电机组的无功功率参考值,以减少风电场的总损耗,包括发电机损耗、变流器损耗、滤波器损耗、变压器损耗和传输线路的损耗。为验证策略的有效性,设置5行5列布局的风电场模型,对常规的无功控制策略与基于损耗最小化的无功优化控制策略在不同场景下进行仿真研究,仿真结果表明该文所提无功优化运行策略能够显著减小风电场的功率损耗。

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风力机翼型磨损形貌下的气动特性数值研究

李德顺, 夏伟卿, 强仕林, 杜嘉玮, 东海, 尹航帅

2026, 47(6): 288-295. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0077

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以风力机专用翼型S809为研究对象,采用离散相模型（DPM）耦合动网格的数值方法以及高斯滤波,研究了清洁来流下2°~12°攻角范围内,沙尘颗粒对翼型表面造成的磨损形貌预测及其气动性能的影响。结果表明：颗粒对翼型表面的冲蚀磨损区域主要集中在前缘,其磨损深度可达0.6%的弦长,随着攻角的增大,磨损区域在吸力面逐渐减小,而压力面呈扩张趋势;表面磨损的形貌使翼型前缘的压力出现波动,吸力面的流动分离现象显著提前,12°攻角时气流分离点向前移动距离可达31.43%的弦长;翼型表面受到冲蚀磨损后阻力系数上升,升力系数与升阻比下降,在12°攻角下,阻力系数上升44%,升力系数下降25%,升阻比下降48%;由此可见,表面磨损形貌降低了翼型的气动特性。

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融合物理约束与多尺度特征的Mamba-Transformer超短期风电功率预测

余勇祥, 匡相宇, 韩建, 高波, 曾晗, 李泽文

2026, 47(6): 296-305. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0079

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提出一种融合物理约束与多尺度特征的Mamba-Transformer模型,用于超短期风电功率预测。该模型通过自适应噪声完备经验模态分解风电功率数据,提取不同频率下的非线性与非平稳特征,并将分解后的模态函数与风电场气象数据输入Mamba模型,挖掘局部时变特性。再利用Transformer模型的自注意力机制捕捉多尺度特征间的长距离依赖关系。最后,结合一维Jensen尾流模型构建物理约束,通过自适应加权机制整合物理模型与数据驱动模型预测结果。实验结果表明,该文提出的模型与Transformer相比,均方根误差（RMSE）和平均绝对误差（MAE）分别降低41.29%和50.26%。该模型在提高风电功率预测精度的同时,展现出较高的泛化能力。

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服役工况下风电机组主轴轴承动力学响应特性分析

左旭, 庞晓旭, 朱定康, 郝文路, 杨慧萍, 姚丹丹

2026, 47(6): 306-315. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0085

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针对风电机组用三排圆柱滚子轴承在单一变工况下的仿真结果存在局限性、片面性问题,建立一种服役工况下的主轴轴承刚性多体接触动力学仿真分析模型。分析了服役工况下保持架与滚子的理论速度、仿真速度以及加速度响应,探究了三排圆柱滚子轴承滚子与保持架和不同接触表面之间的接触力特性与规律。结果表明：径向滚子-内圈接触力为远端推力的5.67倍,远端推力滚子-内圈大部分接触力约2倍大于近端推力滚子与内圈的接触力,滚子在非承载区时自转速度会逐渐降低,下降程度与在非承载区运动时间成正比;推力滚子和推力保持架的转速和接触力存在着与轴向交变载荷一样的交替变化;径向保持架转速较为稳定,推力滚子在不受载时,对应的推力保持架会由内圈驱动运转,转速增加。

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一种利用风电机组风轮大转动惯量平抑功率波动的控制策略

杨欢红, 郑颖, 贾大江

2026, 47(6): 316-326. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0087

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针对现代大型风力发电机组在额定风速以下的输出功率波动问题,提出一种利用风轮大转动惯量实现无储能系统的功率平抑策略。首先利用风电机组本身特性给出具有即时性的精确等效风速参与控制;通过基于高气动效率区宽速比的叶片设计对每段风速设置转速上下限,同时给出整个惯量控制过程,实现风轮的能量储存和释放;通过大数据构建多个基于风速脉动趋势斜率的预判模型,实现转矩预判动作。最后,在专业仿真软件Bladed和实际某风场中进行功率输出对比仿真和实验。其结果表明,所采用的策略在不外加储能设备的情况下,有效平稳了风力发电机组的输出功率。

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风电叶片载荷稳定性优化设计方法研究

游慧鹏, 李国华, 张一楠, 高猛, 孙安康, 郑冰

2026, 47(6): 327-333. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0097

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通过优化叶片的气动外形和结构设计提供一种降载方法。采用GH-Bladed计算平台验证6.25 MW风电叶片性能和机组载荷。研究发现,减小叶片迎风面积可有效降低叶片的载荷水平;减小叶片弦长对降低叶片根部载荷的影响最为显著,而减小叶片相对厚度对降低载荷的效果并不显著,减小叶片相对厚度是一种提高气动性能降低载荷的有效手段。此外,主梁厚度可改变叶片刚度进而影响叶片挥舞方向的变形,通过调整叶片主梁的厚度来释放集中应力进而扩大叶片挥舞变形可实现叶片的降载。

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基于PXGBoost-GAE-GMM-GRU多风力机功率预测

彭驿尧, 关新宇, 李强仁, 李春华, 雷艾虎, 贺得珺

2026, 47(6): 334-343. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0107

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提出一种基于高斯图卷积的循环神经网络预测多风力机功率。首先,利用粒子群算法（PSO）优化的极致梯度提升树（XGBoost）算法构成特征筛选网络选取重要特征;其次,利用图自编码器和余弦相关度融合的方法构建网络图有效挖掘站点间潜在相关性,描述多风力机站点特征的空间相关性;最后采用高斯图卷积神经网络深度提取网络图中的内在关系,由循环神经网络整合其时空相关性实现多风力机功率预测。在真实风电场数据上开展实验,将预测结果与其他模型对比。实验结果表明,模型在MSE、RMSE、MAE和MAPE指标上分别达7.7851 MW、2.7902 MW、2.6851 MW和0.2283,较传统方法降低60%~80%,尤其在风速波动场景下误差降低40%,所提模型能显著提升多风力机功率的预测性能。

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二阶波浪力对半潜浮式风力机动力响应的影响研究

曹淑刚, 李红有, 王雨, 祝亮, 卢洪超

2026, 47(6): 344-353. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0117

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以“国能共享号”为例,研究二阶波浪力对半潜浮式风力机动力响应的影响,对比远场法和近场法计算二阶平均波浪力传递函数（QTFs）的差异,建立气动-水动-结构-伺服耦合时域模型,分析不考虑二阶波浪力、考虑二阶平均波浪力、考虑二阶差频波浪力、考虑二阶差频+和频波浪力4种情况下浮式风力机动力响应的结果。研究表明：当圆频率小于1.1 rad/s时远场法和近场法计算的QTFs曲线几乎一致,而随着圆频率的增大,远场法的计算结果在大部分频率下将大于近场法。二阶波浪力对半潜平台运动响应有重要影响,其中影响成分主要为二阶平均波浪力或二阶差频波浪力,而二阶和频波浪力几乎无影响。二阶差频波浪力和二阶和频波浪力对半潜平台加速度和塔筒顶部荷载影响显著,而二阶平均波浪力对两者无影响。二阶差频、二阶和频波浪力作用下塔筒顶部荷载的高频响应被激发,在计算时应予以考虑。二阶波浪力对锚链系泊张力和疲劳寿命影响显著,不仅会增大锚链的疲劳损伤,还会对最大疲劳损伤的发生位置产生影响。

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计及气象不确定性的海上风电场建设多目标资源配置策略优化

潘国兵, 徐源, 何蓉蓉, 楚文楷, 林子义, 祁廉臻

2026, 47(6): 354-360. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0119

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为改善海上风电传统资源配置的局限性,分析了基于气象不确定性的海上风电场建设资源配置策略优化的流程,提出涵盖最小工作时长、资源配置优化率、窗口期利用率、成本效益比值等的多目标的策略优化指标;建立基于离散数字仿真平台的海上风电资源配置优化模型,统计各项优化指标,评估海上风电建设配置资源优化效益。以老挝孟松风电项目为算例进行仿真,仿真结果表明所建立的资源配置策略优化模型可模拟海上风电场施工流程,显示气象、风电机组、人员等的实时状态,并较为准确地推算出最小工作时长、资源配置优化率、窗口期利用率及成本效益比值关键指标,有效优化了风电场安装时的资源配置,提高了海上风电场的施工效率,为海上风电场项目施工提供前期规划,实现降本增效的目的。

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梯度动态选择看齐的DCFFC-FRNet风电滚动轴承故障诊断

杨富龙, 巩丽俊, 吴峰, 周津津, 杨庆, 张腾

2026, 47(6): 361-371. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0147

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提出一种梯度动态选择看齐（DSA）、双通道特征融合技术（DCFF）与深度学习相结合的风电滚动轴承故障诊断方法。首先,将采集到的一维时序数据采用递归图（RP）和马尔可夫转移场（MTF）转化为两种不同的二维图像数后据输入编码器重构为低维表示;然后,构建内嵌改进注意力机制FRNet的双通道特征融合卷积神经网络（DCFFC）提取深度特征信息,进行二级特征融合后完成特征分类;最后,利用解码器数据重构损失和特征提取网络分类损失构建梯度掩蔽矩阵,实现整个故障诊断过程梯度动态自适应。通过帕德伯恩数据集进行实验验证,结果表明该方法的诊断准确率为99%,能有效提取故障特征信息。

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基于多轴疲劳准则的风电齿轮箱接触疲劳寿命研究

顾慧耘, 周建星, 崔权维, 费翔, 温建民, 房忠

2026, 47(6): 372-383. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0165

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为预测风电齿轮箱各齿轮的接触疲劳寿命,以新疆达坂城风场某6 MW风电齿轮箱为研究对象,建立内外部激励作用的风电齿轮箱动力学模型,求解各斜齿轮啮合副的动态啮合力。考虑各齿轮的局部材料性能和残余应力,结合Dang Van多轴疲劳准则和S-N曲线,分析接触载荷作用下斜齿轮的疲劳损伤分布规律。进一步定位疲劳热点,抽取关键工况建立代理模型,计算齿轮箱20 a设计寿命内各齿轮的接触疲劳损伤和接触疲劳寿命。结果表明：斜齿轮外啮合副的啮入点和啮出点附近为疲劳热点区域,更易疲劳失效。太阳轮的接触疲劳损伤最大,高速级和低速级太阳轮的接触疲劳寿命分别为8和21 a;两级行星轮的接触疲劳损伤则较小,接触疲劳寿命都超过了30 a;内齿圈的接触疲劳损伤最小,其接触疲劳寿命很长。

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风暴潮荷载作用下海上风电多桶导管架基础动力响应

卢明皎, 张陈蓉, 田抒平

2026, 47(6): 384-393. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0166

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为研究风暴潮荷载下吸力桶导管架基础风力机结构的动力响应,采用自定义荷载波形加载装置开展室内1 g模型试验,分析不同荷载工况下风力机结构位移响应和频率演化,并通过数值模拟讨论风暴潮荷载下吸力桶不同深径比对土体和结构的影响。结果表明：结构水平位移极值随风暴潮工况风速的增加而增大,水平位移放大系数呈“先增后减”变化趋势;机舱位置加速度Fourier幅值谱峰值随荷载的增加而增大,峰值频率则呈“先减后增”趋势。随着吸力桶深径比的增加,结构水平位移极值和放大系数均依次减小;L/D=0.5为最不利深径比,此深径比不能抵抗风暴潮荷载;深径比1.0与1.5区别并不明显,综合考虑可靠性和经济性,深径比1.0为最优形式;不同深径比对吸力桶导管架基础的旋转中心也有影响。

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基于VMD-LSTM-MultiConv-SelfAttention的超短期风电功率预测研究

任浩琴, 连维畅, 亓凤梧, 王立敏, 赵树涵, 刘广臣

2026, 47(6): 394-402. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0170

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为提高风电功率预测精度同时确保电力系统的高效调度,提出一种多算法集成的超短期风电功率预测模型,通过变分模态分解（VMD）对功率序列进行噪声抑制与重构。在模型构建阶段,利用LSTM捕捉时序依赖,其后连接多层卷积神经网络提取局部特征并引入自注意力机制动态聚焦关键时间步,形成多模块协同的预测框架。为检验模型的实效,以山东省某风电场为核心开展消融、对比及季节迁移实验。结果显示：相较于基准模型,该模型的平均绝对误差MAE降低23.5%,均方根误差RMSE减少20%,可凸显各模块在捕捉复杂时序特征中的优势。进一步验证表明,模型在跨区域（中西部风电场）与跨能源（光伏电站）场景中均表现优异,凸显其强泛化能力。

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基于物理神经网络的风电机组转矩-桨距角协同控制策略

米阳, 杨熙, 韩云昊, 李春煦, 袁明瀚, 郑晓亮

2026, 47(6): 403-414. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0173

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针对低风速下传统最大功率点追踪控制风能利用效率低和中高风速下传统比例积分（PI）桨距角控制器功率输出不稳定问题,提出基于物理信息神经网络和模型预测的全风速协同优化控制策略来提升风力机功率输出效率与稳定性。通过引入物理信息神经网络模型准确刻画风力机的动态特性并结合随机权重改变算法实现神经网络在线训练,进而设计以转矩和桨距角为目标的单一模型预测控制,同时基于动态设置成本函数实现低风速下的最大功率追踪与中高风速下的平稳功率输出。最后实验验证显示,所设计的全风速协同优化控制可有效改善风力机的动态响应性能,优化控制系统的实时性和风能利用效率。

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考虑安装效应的海上风电桩靴基础在位刚度分析

郑灿, 沈泽荣, 陈珂, 王洪庆, 付登锋

2026, 47(6): 415-423. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0186

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系统模拟海上风电典型地质条件下矩形桩靴基础的贯入过程。研究基于模拟结果,提取发生塑性应变的基础土体范围确定土体软化区域并计算相应的土体强度折减系数。在此基础上构建小变形有限元模型,计算各向刚度折减系数η并与不考虑土体软化的相同模型进行对比探究土体软化效应对桩靴在位刚度的影响。此外,针对剪切刚度系数Gmax/su和破坏剪应变γfp等刚度参数开展系统化参数分析。结果表明：土体软化效应对桩靴各向在位刚度均有不同程度的影响且不可忽视,桩靴基础的各向刚度折减系数均随荷载的增大而减小,变化趋势基本保持一致,各向刚度折减系数随Gmax/su的增大而减小,随γfp的增大而增大。

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考虑流动时滞效应的风电场偏航协同控制研究

葛铭纬, 陈迪, 常斯语, 李莉

2026, 47(6): 424-429. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0189

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为减少风电场内尾流损失,提升整场发电量,基于偏航控制的整场协同控制已成为当前的研究热点。针对现有研究未能充分考虑来流的动态变化和风电场流动的时滞效应等问题,采用高保真大涡模拟方法对风电场流动进行数值仿真,通过流场和邻近机组功率时空相关性确定机组间流动延迟时间,考虑流场流动延迟时间,提出一种湍流入流条件下的风电机组动态偏航控制策略。模拟结果表明,稳态偏航和最佳的动态偏航控制下,风电机组阵列总发电量比无偏航控制下分别提高11.5%和12.5%。相较于稳态偏航控制,动态偏航控制下风电机组间尾流发展更充分,尾流速度恢复更快。

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冰晶-过冷水滴混合条件下风力机翼型结冰特性

王正之, 刘一航, 汝翊尧, 张东, 钱耀如, 兆环宇

2026, 47(6): 430-437. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0223

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采用数值模拟方法对冰晶-过冷水滴混合条件下风力机翼型结冰问题展开研究,建立粒子拉格朗日运动方程,提出一种新的混合条件下结冰生成模型,分析冰晶黏附和侵蚀的物理现象,给出结冰增长模型的求解方法。通过与试验结果对比,证明了结冰模型的准确性。研究不同模型参数和初始条件对风力机翼型结冰外形的影响。研究结果表明,侵蚀率越大,表面结冰越少,而黏附系数和融化比越大会导致结冰量越多;不同温度会影响翼型结冰冰形;随着冰晶含量和直径的增加,表面结冰范围和结冰量越大。

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基于仿生结构的复合材料风电叶片损伤分析

寿昊楠, 缪维跑, 范士杰, 许子非, 李春, 岳敏楠

2026, 47(6): 438-447. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0249

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大型风力机为控制重量使得结构刚度不可避免地降低,导致复合材料叶片在大尺度形变下易出现尾缘结构损伤问题。为此,该文将内肋结构应用于风电叶片以探究其在提高抗屈曲损伤方面的特性。针对3种偏航角下极端风速的极限载荷状态,通过显式动力学方法开展结构损伤响应分析。结果表明：叶片尾缘损伤的形成主要为屈曲驱动过程,仅施加在特定角度的弯矩荷载才会导致明显的尾缘屈曲;仿生叶片由于其内肋支撑作用,损伤区域集中在过渡段发展,可有效抑制损伤向叶根段进一步扩展;当叶片受拉伸载荷控制时,损伤集中于过渡段尾缘区域;受压缩载荷控制时,损伤沿主梁横向发展;不同铺层角度复合材料层抗屈曲性能不同,损伤差异较大。

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台风天气下面向充裕性与功角稳定提升的协同控制决策方法

杨悟深, 胡俊杰, 陆家悦, 刘宝柱

2026, 47(6): 448-458. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0265

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为降低台风天气下电力系统的安全充裕运行风险,提出一种面向充裕性与功角稳定提升的协同控制决策方法。首先,基于Informer模型预测系统内风电场站发电功率,并构建台风天气下的故障场景集,作为后续优化模型的输入。其次,按照“解耦-迭代”的框架,对系统充裕性优化和功角稳定控制决策进行解耦。在系统充裕性优化方面,通过调度系统内源荷储可调资源降低运行风险成本;在功角稳定控制决策方面,基于扩展等面积准则量化系统的暂态稳定裕度,通过预防-紧急控制协同保证各故障场景下系统功角稳定。在此基础上构建双层优化决策模型,并提出迭代求解方法。最后经算例分析,验证了所提模型在减小系统负荷损失及保证电网安全稳定运行等方面的优势。

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基于机器学习方法的风速偏差订正研究

贺姗姗, 王捷儒, 申彦波, 高金兵

2026, 47(6): 459-465. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0286

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通过风速偏差订正方法提高模式产品的预报准确性,为风电场风电功率预测提供可靠的数据支持。以山西陵川县风电场为例,利用循环神经网络（RNN）、非线性模型（NLinear）、Transformer这3种机器学习方法,分别建立CMA-WSP2.0模式产品的风速偏差订正模型,研究结果表明,3种方法的结果均优于模式产品,且Transformer、NLinear分别在10 m和100 m高度风速提高准确性方面表现更优。因此,机器学习方法可有效提升风速数据的质量和可靠性,为风能资源开发利用、功率预报等领域提供更准确的数据支持。

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油松对玉米秸秆燃烧特性及结渣特性的影响

王婷, 刘嘉欣, 刘文鼎, 王迪, 李源, 张静

2026, 47(6): 466-473. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0084

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针对玉米秸秆燃烧结渣率高的问题,将少结渣原料油松与玉米秸秆混合燃烧,采用热重分析结合扫描电子显微镜（SEM）及电镜能谱分析,研究油松的添加对玉米秸秆燃烧特性及结渣特性的影响。结果表明：油松-玉米秸秆混合燃料在燃烧过程中存在一定的交互作用,随温度升高由抑制作用向协同作用转变,再由强协同转为弱协同。当玉米秸秆与油松混合比例为4∶6时,整体燃烧特性最佳,其燃尽温度提高至475.6 ℃,稳燃指数提高至8.9379×10^-6 mg/（K²·min）,综合燃烧特性指数最高提升至0.0929×10^-8 mg²/（K³·min²）,在鼓风强度为0.1 m/s时,其结渣率由56.25%降至9.87%,结渣率下降82.45%,灰渣中Si、Na、K碱金属元素含量由46.42%下降至29.93%。油松的添加可显著增强玉米秸秆的燃烧特性,并有效降低结渣率。

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各代生物乙醇生产工艺碳减排潜力研究

门继军, 李洪深, 楚洁璞, 魏利, 李十中

2026, 47(6): 474-481. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0208

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基于清洁发展机制（CDM）方法学框架,在定义边界、基准线排放量和项目活动排放量的基础上,重点分析玉米蒸煮发酵（第1代）、甜高粱固态发酵（第1.5代）和纤维素水解发酵（第2代）3类典型工艺的碳减排特征。通过引入副产物资源化利用的二次减排核算体系,系统揭示各代生物乙醇工艺的最大碳减排潜力。结果表明：在当前技术水平下,第1.5代甜高粱固态发酵技术具有最高的碳减排能力,单位乙醇产量理论最高可减排5.14 t CO₂e温室气体;第2代纤维素乙醇在技术创新驱动下展现出更优的碳负排前景。

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改性MCM-41催化纤维素木质素与聚丙烯共热解制生物油模拟研究

李延吉, 宋朝辉, 王磊, 于想, 吴雨桐

2026, 47(6): 482-488. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0262

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利用浸渍法制备Cu、Fe、Co和Ni元素改性的MCM-41介孔分子筛催化剂,并对改性后的催化剂进行X射线衍射（XRD）和比表面积（BET）表征分析,探究不同金属改性催化剂的物理化学结构等特性。通过热重-傅里叶变换红外光谱联用（TG-FTIR）、热解-气相色谱/质谱联用（Py-GC/MS）等实验体系探究对催化共热解中纤维素及木质素与聚丙烯（PP）间协同反应及热解产物分布的影响。结果表明,在MCM-41的催化共热解中,MCM-41可促进生物质与PP之间的相互反应,芳烃和轻烃产率增加。相比MCM-41,改性MCM-41可促进轻烯烃、C₅~C₁₁脂肪烃和芳烃的析出。Cu、Fe和Co改性可促进单环芳烃的形成。相较于MCM-41,MP-M/Fe中烯烃析出占比最高,达到59.68%; XP-M/Fe中轻质烯烃析出占比最高,达到32.84%; XP-M/Co中烷烃析出占比最高,达到34.22%; 其他各组烯烃烷烃在热解产物析出占比中均有提高。

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小翼扭角对潮流能水轮机水动力性能的数值研究

郭彬, 王宝龙, 桂洪斌, 张岩

2026, 47(6): 489-496. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0086

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以三维水平轴潮流能水轮机作为初始模型,采用CFD数值计算的方式分析叶梢小翼的扭角对潮流能水轮机水动力性能以及尾流特性的影响规律,进而阐明叶梢小翼扭角对水轮机叶片水动力性能的作用机理。研究数据显示,叶梢小翼扭角的改变会显著改变潮流能水轮机整机水动力性能,相较于水轮机初始模型,叶梢小翼扭角为-6°时水轮机能量转换效率相对增加5.17%,阻力系数相对增加7.01%。在小翼扭角-9°~6°的变化区间内,带小翼水轮机的能量转换效率受扭角角度变化影响,总体呈先增长后减小趋势,阻力系数则呈单调下降趋势。叶梢小翼扭角变化会显著影响水轮机叶片梢部紧后方的流体径向流动状态,对叶片梢部三维效应损失产生影响,进而影响小翼与叶片梢部表面压力分布,改变潮流能水轮机的水动力性能。对比速度波动功率谱密度曲线可知,小翼扭角会影响叶片后梢涡轴向速度波动,且随着轴向距离的增加影响逐渐降低,但对径向速度波动影响不明显。

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不同间距比下筏式波浪能转换装置的水动力性能研究

徐鹏, 余芊慧, 陈炫宇, 张兆德, 蒙占彬

2026, 47(6): 497-505. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0088

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针对双浮体筏式波浪能转换装置开展浮体间距参数优化研究,系统探究规则波与不规则波作用下波长-浮体间距比对装置能量俘获性能及铰接受力的影响规律。通过运用数值模拟与模型试验方法,揭示波长-浮体间距比对系统性能的作用机理。研究发现：在规则波条件下,系统能量捕获宽度比呈现显著波长相关性,当波长-浮体间距比为0.25时达到峰值0.44,较波长间距比0.063工况提升46.1%;在不规则波条件下,合理调整浮体间距可使连接处水平向铰接力降低约75%,垂直向铰接力降低约25%,从而有效提升装置服役寿命;斜向入射波会导致能量捕获宽度比的非线性响应,当入射角为15°时系统获得最优能量捕获宽度比,较垂直入射工况提升22%。

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基于涡簧-飞轮式PTO的水平摆式波能装置获能研究

曹飞飞, 徐英洲, 江小强, 张朔, 张崇伟, 史宏达

2026, 47(6): 506-512. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0263

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以基于涡簧-飞轮式能量输出系统（PTO）的水平摆式波能装置为研究对象,将涡簧刚度、飞轮转动惯量作为研究变量,通过试验验证和数值模拟的方法构建装置全耦合数值模型,对装置多自由度下的获能进行研究。研究表明,在装置内部安装涡簧-飞轮式PTO可提高装置获能的稳定性,同时可增大波能装置的发电带宽。在规则波况下,装置的功率标准差与涡簧刚度呈正相关,与飞轮转动惯量呈负相关,这一现象在共振周期附近更加显著。

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浅-中深层地热梯级利用耦合供暖系统设计及可行性研究

李媚青, 李文欣, 陈振乾

2026, 47(6): 513-522. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0069

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以夏热冬冷地区某大型公共建筑为研究对象,基于TRNSYS软件搭建浅-中深层地热梯级利用耦合供暖系统仿真模型,分析浅-中深层耦合供暖系统供暖季运行特性,并分别与单一中深层地热梯级利用供暖系统和浅层地源热泵系统比较。结果表明,耦合系统在末端换热量、地热回灌水温度、热泵机组供热性能系数（COP）以及系统能量利用率等方面均优于单一的中深层或浅层地热供暖系统,系统更加稳定、适应性强。系统能量利用率平均值达到0.95,验证了耦合系统的运行可行性。

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地热驱动的R-DPORC系统动态仿真及控制策略研究

杨新乐, 李娇荣, 卢胜东, 于宁, 卜淑娟, 戴文智

2026, 47(6): 523-532. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0091

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对于地热源再热双压有机朗肯循环（R-DPORC）系统因冷/热源瞬态波动变化所造成的运行不稳定问题,有针对性地提出恒定负荷和变负荷控制两种策略。利用Matlab/Simscape建立R-DPORC系统动态仿真模型,对冷/热源及负荷变化条件下系统的动态响应特性进行分析,研究系统效率、过热度、压力和质量流量的变化规律。结果表明,调节工质泵的流量是实现R-DPORC系统动态控制的关键手段,根据具体的工作场景可灵活组合不同的运行模式,通过控制调节能使系统逐步实现新的稳定状态并达到输出要求。优化后的控制策略可显著提高系统在复杂工况下的动态适应性,可保障系统长期稳定运行和更高的能效输出。

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PV/T耦合地源热泵脱脂供热系统优化配置研究

时国华, 李浩然, 雷旭, 方雨涵

2026, 47(6): 533-543. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0116

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针对工业设备制造中钢板脱脂用热存在高耗能和碳减排压力大的问题,提出并构建光伏/光热耦合地源热泵脱脂供热系统（PV/T-GSHPHD）并提出其运行策略。基于系统各设备能量转化模型,以经济性最优为目标,兼顾土壤热平衡和典型场景聚类分析,建立PV/T-GSHPHD优化配置模型,研究并确定系统的优选设备及其容量。结果表明：PV/T-GSHPHD应优选配置PV/T、地源热泵、集热水箱和蓄热水箱,土壤补热装置优选PV/T;与原脱脂电锅炉供热系统相比,PV/T-GSHPHD的年脱脂用热成本和年环境成本分别降低69.1%和83.3%,PV/T-GSHPHD具有显著的经济和环保优势;典型日运行特性研究展示出PV/T-GSHPHD全年对电网具有良好的日内调峰能力,在夏季其等价用电中电网供电占比仅为35%,可有效缓解夏季区域性电力供应压力。

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基于动态热负荷约束的同轴深井换热器传热特性模拟与分析

施志钢, 李志刚, 张林, 夏世伟, 刘婉清, 高嘉宁

2026, 47(6): 544-551. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0164

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针对中深层地源热泵系统中的深井换热器,基于有限差分法构建数值模型,对其在动态热负荷条件下的传热特性进行分析。通过建立数值模型,结合青岛地区的实际气象数据和现场实验验证,探讨不同流体速度、地温梯度及地质参数对深井换热器热性能的影响。结果表明,深井换热器的进出口温度随动态热负荷波动,但出口温度更为稳定;流体速度的增大虽能提高热输出,但会导致浅层岩土反向传热损失加剧;高地温梯度可显著提升热输出性能,且深层区域的换热效率优于浅层区域。

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基于恒流充电数据的锂电池容量估计方法

程伟达, 孙硕, 尹航, 王宗亮, 蔡巍, 宋佳锴

2026, 47(6): 552-561. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0090

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针对锂电池使用过程中容量无法直接测量的难题,提出一种基于恒流充电数据的锂电池容量估计方法。首先,从恒流充电阶段提取两种老化特征序列：一是恒流充电阶段提取的充电容量特征序列,二是等充电电压上升的时间间隔特征序列。其次,为尽可能充分利用所测得的充电信息,提取老化特征中关键的容量衰减因素,构建一种新的一维卷积神经网络容量估计模型。最后,在马里兰锂电池数据集上验证所提模型的性能。实验结果表明,所提方法可实现电池容量准确且稳健的估计。此外,所提模型经过少量数据迁移学习后,可准确估计其他放电倍率下的电池放电容量,经过前50个循环周期的迁移学习,模型在0.5C放电倍率下的均方根误差仅为0.58%。

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基于负荷划分的农业园区储能优化配置研究

程龙, 邱爽, 章子谦, 韩冰, 刘路, 宋延

2026, 47(6): 562-572. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0143

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针对农业园区新型电力系统中发电侧功率波动以及用电侧负荷需求多样化、不确定导致的系统运行稳定性差和综合经济效益低等问题,构建一种基于负荷划分的储能容量优化配置模型。首先,依据负荷划分确定两阶段储能配置策略,针对常规负荷需求优先由光伏出力补充,分析不平衡功率,采用均方根（RMS）包络技术平抑波动功率;其次,针对农业负荷需求,构建净现值（NPV）为经济优化目标函数,以分时电价策略激励储能容量实现削峰填谷、消纳补偿;最后,以某农业园区夏、冬两季数据为例,且以粒子群算法为优化工具,得到两阶段优化配置结果：夏、冬两季负荷整体功率波动分别下降约32%和27%,负荷峰谷差率分别下降13.1%、14.4%,储能综合经济收益相较于直接配置方法提高21%。算例验证了所提方法能有效降低微电网功率波动问题,提高储能配置带来的综合经济收益。

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P2P交易市场下考虑农机电池的农村集中-分散式储能系统双层优化调控研究

罗西, 韩明玥, 郑艳宁, 黄文渊

2026, 47(6): 573-585. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0233

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由于集中优化的常规储能系统调控策略难以满足农村集中-分散式储能的运行需求,以关中平原某典型农村为例,提出一种基于组合双向拍卖的分散式储能点对点（P2P）交易机制,在交易环境下建立基于主从博弈的农村集中-分散式储能系统双层优化调控模型并计算求解。结果表明：P2P交易在数量与时间上均受农业生产规律的高度影响;P2P交易使集中-分散式储能系统中各主体的运行成本降低4.96%,碳排放量降低10.41%,光伏消纳率提升18.04%;不同类型农户的年用电成本均因分散式储能容量的增加而降低,且引入P2P交易后降幅更为显著,对于屋顶光伏装机大、用电需求小、储能资源充足的农户,其成本降幅尤为突出;储能运营商则会因分散式储能容量的增加而收益受损,且引入P2P交易后收益会进一步降低,但可通过适当收取运营管理费的方式得到补偿。

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海拔高度对质子交换膜燃料电池堆的性能影响

张瞳, 夏玉珍, 张丽, 胡桂林

2026, 47(6): 586-593. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0123

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在ANSYS/Fluent软件中建立全尺度的小型空冷型质子交换膜燃料电池（PEMFC）堆仿真模型,并采用计算流体力学（CFD）方法进行求解。研究不同海拔高度和阴极过量系数对电池堆的输出性能、温度和氧气浓度的影响。结果表明：海拔升高到3200 m时,电池堆的峰值功率密度降低了21.6%;增加阴极过量系数可补偿因海拔升高而降低的氧气浓度,提高电池堆的输出性能,减小电池堆的内部温度差异。

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外加载荷下X65钢腐蚀缺陷处氢分布的数值模拟

靳舒涵, 刘亮, 孙东旭, 刘成威, 于洋, 徐铭

2026, 47(6): 594-600. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0131

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利用有限元方法,将固体力学模型和扩散模型相结合,构建应力诱导氢扩散模型,并研究不同塑性应变条件下含腐蚀缺陷的X65钢的应力、等效塑性应变及氢浓度分布。结果表明,塑性应变显著增加了缺陷区域的应力、等效塑性应变以及氢浓度。塑性应变会使试样整体的von Mises应力升高,而静水应力和等效塑性应变的显著升高则主要集中在腐蚀缺陷的中心区域。在无塑性应变时,氢原子的扩散主要受浓度梯度驱动,从高浓度向低浓度区域均匀扩散;而在施加应变后,氢原子则受到静水应力的驱动,向高应变区域聚集。此外,窄且深的缺陷更易导致氢原子的局部积聚,而缺陷的形状对氢浓度分布的影响相对较小。

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沸石吸附制氢尾液中NH₄⁺和K⁺的动力学与热力学分析

周小楷, 张凯, 荆艳艳, 张全国, 路朝阳

2026, 47(6): 601-606. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0157

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为实现光发酵制氢尾液营养物质的回收利用,以天然沸石为吸附材料,采用动力学和热力学分析方法,研究沸石吸附光发酵制氢尾液中NH₄⁺和K⁺的能力。研究发现,在吸附时间和温度分别为2 h、35 ℃时,沸石对NH₄⁺的吸附能力较强,吸附量为1.82 mg/g;当吸附时间为3 h、温度为45 ℃时,K⁺在沸石上的吸附最佳,为7.11 mg/g。准二级动力学更适合描述NH₄⁺和K⁺在沸石上的吸附,且K⁺在沸石上的吸附是非自发的吸热熵增反应,而NH₄⁺的吸附是非自发的放热熵减反应。

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通风系统对地下车库内氢气泄漏扩散影响的数值模拟研究

戴君豪, 杨石刚, 杨亚, 方秦

2026, 47(6): 607-615. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0190

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以地下车库和丰田Mirai二代车型为对象,利用FLACS软件模拟地下车库内氢燃料电池汽车发生意外泄漏的情况,研究通风方案、通风口朝向及换气次数的影响规律,研究结果表明：吊顶与通风系统协同作用能完全将车库内可燃气云排出,氢气去除效率最高;上排风的氢气去除效率高于其他通风口朝向;当换气次数为24次/h,等效化学计量云体积峰值较无通风时下降22.5%,可燃气云排出时间较12次/h缩短43.4%,进一步提高换气次数对可燃气云排出效果提升有限。

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计及氢价指数影响的电制氢系统运行策略优化

孟涛, 刘鸿鹏, 孙勇, 何永康

2026, 47(6): 616-627. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0227

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提出一种计及氢价指数影响的电制氢系统运行优化方法。首先,根据历史氢价信息构建模糊集,实现氢价的不确定性建模。然后,提出一种协调氢价波动与新能源波动的季节性生产强度预估机制。基于季节生产强度预估,建立电制氢系统运行的分布鲁棒优化模型。算例结果表明所提生产强度预估机制可合理化调整季度生产强度,与分布鲁棒优化模型结合可促进可再生能源消纳,降低日内调度总成本。

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基于MFM-CG-DBN模型的高渗透率光伏微电网发电功率短期预测

徐小明, 王占海

2026, 47(6): 628-636. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-1900

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为提升高渗透率光伏微电网发电功率预测精准度,提出一种改进马尔科夫链位移时序预测法（MFM）,用以优化共轭梯度法（CG）-深度信念网络（DBN）组合预测模型（CG-DBN）存在的特征提取不充分、预测不精确问题。首先,借助Pearson相关系数分析高渗透率光伏微电网发电功率的影响因素;其次,借助马尔科夫链位移时序预测法具有的无后效性特点,将残差修正过程应用于CG-DBN预测模型,构建MFM-CG-DBN高渗透率光伏微电网发电功率短期预测模型;最后,利用MFM-CG-DBN短期预测模型对晴天、多云与雨天3类型天气下的高渗透率光伏微电网发电功率数据进行仿真。仿真结果显示,所提短期预测模型较传统CG-DBN短期预测模型具有更高预测精度,可满足高渗透率光伏微电网发电功率预测需求。

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翅片式光伏直驱电热相变蓄热墙体传热特性研究

陈杨, 李勇, 王登甲, 刘艳峰

2026, 47(6): 637-644. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-2432

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提出一种光伏直驱式电热相变蓄热墙板供暖末端,利用光伏直流电驱动电热膜产热供暖,同时将热量储存于相变材料中。利用多物理场耦合软件COMSOL建立其传热模型,探讨在自然对流条件下添加平直翅片（翅片间距、长度及厚度）对相变蓄热墙板传热过程的影响。研究结果表明：适当减小翅片间距能够有效缩短相变材料的完全熔化时间,提高平均蓄热速率,且延长放热时间,但影响不甚明显,当翅片间距小于25 mm时,总蓄热量显著下降;相同翅片间距下,翅片长度占据相变材料径向长度的比例越大,蓄热速率越高;厚度为1 mm,平均蓄热速率达到最大103.3 kJ/h,相较于无翅片结构增幅达27.2%。

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基于K-medoids聚类的分布式光伏集群方法及短期功率预测

蒋亚雪, 钱晶, 何昊城, 张皓彦, 曹雷, 毛西蒙

2026, 47(6): 645-655. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0064

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为实现对光伏集群的科学聚类划分,该文融合考虑气象因素和地理位置对光伏电站聚类的影响,将出力特性作为子集群的划分特征,提出一种基于改进曼哈顿距离的K中心点聚类算法（K-中心点）。光伏集群聚类的两个关键是气象特征的有效识别和各电站的相似性度量,为此采用变异系数法与秩和比法相结合对气象输入特征进行提取,可提高特征的识别有效性。另一方面将改进曼哈顿距离引入K-中心点聚类算法中,充分挖掘数据的动态特性,并采用3种内部有效指标优化聚类划分数,避免常规划分带来的分散性和偏差,提高聚类的整体效果。此外,在聚类基础上进行预测验证,为解决预测模型的参数设置问题,在预测模型中融入优化算法,采用改进灰狼优化算法（IGWO）对iTransformer和极度梯度提升（XGBoost）模型中的参数进行优化,功率预测结果表明所提聚类算法的有效性以及较高的精度。

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不同坡度地形下光伏组件风荷载特性研究

豆红强, 杨剑新, 李如, 王龙威

2026, 47(6): 656-666. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0076

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为揭示地形坡度对光伏组件风压分布形式及风荷载体型系数的影响,利用FLUENT流体仿真软件,采用雷诺时均方法和剪切应力传输模型湍流模型,开展不同坡度地形下不同光伏组件倾角、不同风向角工况的光伏组件风压分布规律及其风荷载体型系数研究。结果表明：不同坡度地形下风向角和安装倾角均对光伏组件所受风荷载大小具有显著影响;由于地形坡度的存在会导致风产生绕流效应,但随着柱高的增加绕流效应将逐渐减弱;在不同坡度及不同光伏组件安装倾角条件下,单组串光伏组件体型系数均大于光伏阵列组件体型系数;光伏阵列组件的遮挡效应导致第2行光伏组件的体型系数最大衰减达70%,第3行光伏组件的体型系数最大衰减达66%。然而,坡度的存在显著削弱了遮挡效应,最大衰减幅度可减少45%。

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基于IFLO-IP&O混合算法的船舶光伏MPPT控制

陈昉林, 汤旭晶, 汪恬, 喻航, 郭威, 韩千枫

2026, 47(6): 667-675. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0089

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云层、灰尘和建筑物遮挡以及航行时各种运动会造成船舶甲板局部遮阴变化,导致铺设在甲板上的光伏阵列功率-电压输出曲线呈多峰值特性,传统最大功率点跟踪（MPPT）算法此时难以获得最佳功率追踪性能。为解决该问题,提出一种基于改进伞蜥优化算法和改进型扰动观察法（IFLO-IP&O）混合算法的船舶光伏发电MPPT控制方法：首先,将非标准Circle混沌映射、莱维飞行策略和三角形随机游走策略引入伞蜥优化算法,构建改进伞蜥优化算法以搜索到全局最大功率点（GMPP）邻域;其次,采用引入变步长机制的改进扰动观察法实现对GMPP的精准跟踪;最后,通过,设定切换逻辑将这两种算法整合为统一的框架,并将其应用于船舶光伏系统。仿真结果表明：在不同太阳辐照度条件下,所提MPPT控制方法在收敛速度、搜索精度和振荡程度等方面均表现良好。

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基于KOA驱动的VMD-CNN-BiGRU-Attention光伏功率组合预测模型研究

王潇添, 李泽林, 詹莹, 王旭, 许野

2026, 47(6): 676-688. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0114

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针对现有深度学习预测模型在训练过程中存在的时间较长、易陷入局部最优解等问题,提出一种基于开普勒优化算法（KOA）驱动的VMD-CNN-BiGRU-Attention短期光伏出力预测方法。该方法首先利用皮尔逊相关系数法对关键气象因素进行筛选;随后采用灰色关联度（GRA）法确定待预测日的历史相似日,并通过KOA对变分模态分解（VMD）的参数进行优化,进而对历史相似日的出力序列进行分解,从而生成高质量的模型训练样本集;最后,基于KOA-CNN-BiGRU-Attention算法构建光伏出力组合预测模型,以实现光伏出力的精准预测。在云南和甘肃两地光伏电站的实际应用表明,该模型的均方根误差（RMSE）分别为0.2540、2.7981 MW,平均绝对百分比误差（MAPE）分别为0.0234、1.1699。与其他组合预测模型相比,所提基于KOA驱动的VMD-CNN-BiGRU-Attention模型在时空特征捕捉能力方面具有显著优势,并在预测精度和稳定性上表现出优越性,展现了其在光伏发电预测领域的广阔应用潜力。

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基于针-板电极的光伏组件静电吸附式除尘方法研究

王悦如, 刘云鹏, 李乐, 刘逸飞, 李浩义, 尹晓萱

2026, 47(6): 689-697. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0144

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为实现光伏组件静电吸附式高效除尘,该文设计一种底面带有针刺的铝材质针-板电极型式。在明确静电吸附式除尘机理的基础上,采用COMSOL Multiphysics软件建立静电-荷电-粒子追踪的数值模拟模型,对除尘装置内的电场分布、灰尘颗粒荷电量和除尘率进行定量模拟和分析,并搭建静电吸附式除尘实验平台,验证数值模拟模型的可靠性。结果表明,多针式铝材质针-板电极型式显著提升静电吸附式除尘的效率,装置运行3 s后除尘率可达96.84%,光伏组件的发电效率达无尘状态下的93.89%,且相较于普通铝板,采用针-板电极型式可使得黏附于光伏组件表面的小粒径颗粒明显减少。

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计及需求响应的分布式光伏配电网双层优化规划

刘青, 仇志伟, 李志杰

2026, 47(6): 698-708. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0149

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为灵活应对分布式光伏的不合理接入及光伏和负荷的时序波动性问题,提高配电网电压质量和运行经济性,提出一种源荷典型时序场景下考虑需求响应的双层优化规划方法。首先,提出SOM-KFCM聚类算法,该方法结合自组织映射的拓扑保持特性和核模糊C均值的非线性聚类能力,以提高聚类精度,并结合概率加权皮尔逊相关系数得到典型场景。然后通过计及需求响应和无功优化,综合调控配电网中的有功功率和无功功率,并建立双层规划模型。上层模型以年总综合成本和电压稳定指数为目标优化光伏规划方案,下层以每种场景下日运行成本最小为目标。为有效求解该模型,采用多策略改进鲸鱼算法增强全局搜索和跳出局部最优解能力,并与二阶锥规划结合进行求解,实现全局寻优和局部协同的最优联合规划方案。最后,通过算例进行仿真分析,结果表明该模型和方案能提升配电网的经济效益与稳定性。

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基于OC4浮式基础的海上漂浮式光伏平台的运动响应特性研究

吕欣欣, 赵汉杰, 徐鹏, 张兆德, 蒙占彬

2026, 47(6): 709-716. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0152

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以OC4半潜式风力机平台为概念基础,设计一种适用于深远海环境的漂浮式光伏平台,并运用势流理论对其水动力特性展开深入分析。研究聚焦于该单体漂浮式光伏平台在正常工况与极端工况下的表现,探讨单根系泊断裂后平台的运动响应及系泊性能变化。结果显示,在正常与极端工况中,迎浪侧系泊缆断裂对平台运动影响最为突出;而在极端工况下,新设计的海上漂浮式光伏平台系泊系统仍符合安全系数标准,可安全运行。

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漂浮式光伏组合式支撑结构整体吊装模拟优化及误差控制分析

闫翔宇, 于绍轩, 柳英洲, 高喜峰, 姚烨, 练继建

2026, 47(6): 717-726. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0155

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对一种新型海上漂浮式光伏组合式支撑结构的整体吊装入海施工技术进行研究,采用有限元软件ANSYS对支撑结构整体吊装入水的施工过程进行数值仿真,通过对比分析确定组合式支撑结构底部构件选型优化方案,对两点吊装、三点吊装和四点吊装的施工过程进行分析比选,确定组合式支撑结构的最佳吊点布置方案;着重分析吊耳位置、吊装缆绳长度等误差量对组合式支撑结构吊装过程中内力和变形等的影响规律,提出相应的误差控制指标。分析结果表明：吊点位置为长边三等分点的四点吊装工况最优;吊耳位置误差超过10 mm时,吊装缆绳内力不均匀差值超过57%,建议吊耳位置误差控制在±5 mm以内;吊装缆绳长度误差超过67.5 mm时,整体结构变形达到77 mm,结构竖向变形差超过35 mm,建议吊装缆绳长度控制在67.5 mm内。

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热辅助光注入提升硅异质结太阳电池性能研究

顾学辉, 王娜, 唐宁, 肖宏海, 韩安军, 刘文柱, 刘正新

2026, 47(6): 727-731. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0178

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研究热辅助光注入对晶体硅/非晶硅异质结（SHJ）太阳电池以及掺杂非晶硅薄膜光电性能的影响,并通过优化光注入条件提升太阳电池性能。实验结果证实：光注入可有效提升SHJ太阳电池的光电转换效率（增幅为0.23%）,主要来源于填充因子提升0.91%。而热辅助光注入提升效果更加明显,填充因子和光电转换效率的增幅分别为0.98%和0.34%。通过测试掺杂非晶硅薄膜在光注入前后的暗电导率变化发现,热辅助光注入可有效改善薄膜的电学性能,使n型非晶硅薄膜暗电导率增益比值达到9.05。通过少子寿命测试发现,热辅助光注入可改善太阳电池的场钝化性能,减少少数载流子界面间复合,从而使SHJ太阳电池输出性能的光致增益达到0.34%。

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基于阵列斜肋的太阳电池歧管微通道换热性能数值模拟

周家欣, 周国兵

2026, 47(6): 732-739. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0187

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为解决高倍聚光光伏（HCPV）系统运行中太阳电池表面温度不均匀导致电效率降低的问题,提出利用带有阵列斜肋的歧管微通道热沉以降低太阳电池表面温差,并利用计算流体力学方法（CFD）模拟分析不同肋倾角对歧管微通道散热性能的影响。结果表明：相较于未加肋的结构,入口歧管中肋的倾角为11.54°时,电池表面温差大幅降低,各流量下最高降幅为61.86%,在高流量工况下电池表面最高温度降低11.90 K,各流量下的综合换热评价指标（PEC）范围为1.06~1.13。

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极高比例分布式光伏配电网频率及惯性主动支撑变论域模糊自适应控制

文贤馗, 何明君, 周科, 李晓江, 唐乾

2026, 47(6): 740-749. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0188

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提出一种变论域模糊自适应控制方法,考虑分布式光伏出力特性及频率时域特征,实现其主动提供系统频率偏差抑制和惯性支撑。该方法包含多维模糊规则,涵盖太阳辐照度、系统频率偏差及其变化率,通过自适应调整功率输出提升系统频率响应特性。仿真结果表明,该方法能有效提高极高比例光伏接入的电力系统的暂态和稳态频率特性,增强系统安全稳定性。

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压块固定式光伏组件抗风揭性能及影响因素研究

伞冰冰, 黄荣亮, 邱冶, 任高科

2026, 47(6): 750-758. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0204

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为研究刚性支撑压块固定式光伏组件的抗风揭性能与破坏模式,考虑组件固定压块间距和边框高度的影响,开展不同参数组合的光伏组件抗风揭试验,进行光伏组件在模拟风荷载作用下的全过程加载,通过试验测得光伏组件及其固定压块的荷载-位移以及荷载-应变曲线,分析光伏组件的损伤变形特征及其失效模式。采用有限元分析软件ABAQUS建立光伏组件数值分析模型,进一步研究影响光伏组件抗风揭性能的主要因素。研究结果表明：光伏组件的风揭失效模式为固定压块与组件边框的咬合失效破坏,进而导致光伏组件整片掀落;提出光伏组件的风揭破坏准则,即当压块与光伏组件之间的相对滑移量超过压块对光伏组件边框的原约束面截面长度的2/3时,认定其破坏;减小光伏组件的长度与宽度、增加光伏组件的边框高度与固定压块间距均能有效提升光伏组件的抗风揭性能,其中减小组件宽度的提升效果最显著。

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基于递归最大熵动态状态估计的光伏电站送出线路保护方法

郑宗生, 戴桐, 廖建权, 王少雄

2026, 47(6): 759-773. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0209

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针对传统电流差动保护动作性能下降和现有动态状态估计鲁棒性差的问题,提出一种基于递归最大熵动态状态估计的光伏电站送出线路保护方法。该方法不受电源特性的影响且能应对量测数据中含有较大异常值的问题。首先,分析传统电流差动保护在光伏电站送出线路保护中的适应性,揭示传统电流差动保护的局限性。然后,根据基尔霍夫定律,构建交流输电线路的动态状态估计模型。在此基础上,考虑较大异常值对量测数据的影响,利用最大熵高斯核函数的非线性建模能力和平滑决策边界特性,使动态状态估计结果不受异常值的干扰。最后,在Matlab/Simulink平台构建集中式光伏电站并网模型,验证不同故障下所提保护方法的优越性、灵敏性、可靠性和鲁棒性。

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辐射制冷复合型光伏组件的季节性性能分析

毕涛, 顾文波, 许多伟

2026, 47(6): 774-781. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0210

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通过实验和仿真探讨不同季节下光伏组件不同位置附加辐射制冷膜对其热电性能的影响。结果表明,在正面附加辐射制冷膜可显著降温,但因透射率下降导致电性能损失近70%;而背面附加膜在夏季平均降温5.08 ℃,功率约提升2%,维持高光电转换效率的同时可有效降低组件温度,在热管理和发电效率的综合方面表现更为优越。夏季时背面贴膜具有良好的降温效果,而在冬季平均环境温度为-10 ℃的低温环境下,组件温差降低0.59 ℃,通过减小温差的方式可延长使用寿命。同时,辐射制冷效果受辐照度、环境温度及风速的影响,高温高辐照度下贴膜降温效果更突出,而增强对流会削弱其降温效果。

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基于多目标算法优化改进谱聚类和BiLSTM-MHA的光伏功率预测

唐晓乐, 卢浩, 康滟婷

2026, 47(6): 782-791. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0254

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为提升典型天气下光伏功率预测的准确性与稳定性,提出一种基于多目标算法（NSGAⅡ）优化改进谱聚类和双向长短期记忆网络（BiLSTM）结合多头注意力机制（MHA）的光伏功率预测模型。首先,对气象及历史光伏数据进行异常值检测与处理并分析主要影响特征。其次,通过动态时间规整（DTW）对谱聚类中度矩阵的构建进行改进,并利用NSGAⅡ对相似性矩阵稀疏度与高斯核参数进行优化得到最优聚类模型,将天气划分为晴天、阴天与雨天。最后,建立典型天气下NSGAⅡ-BiLSTM-MHA最优参数模型,并与4种基准模型进行对比。结果表明,在3种天气条件下,所提模型的均方根误差（RMSE）与稳定性指标（SDEX）相比SVR分别降低50.74%~62.95%和55.85%~60.08%,决定系数（R²）指标提升8.99%~17.07%,表明该模型在多种气象条件下均具备更高的预测准确性与稳定性。

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AgTa红外反射薄膜的稳定性研究

杨登, 曹鸿涛, 高俊华

2026, 47(6): 792-798. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0112

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为采用微合金化策略,在银（Ag）膜中掺杂钽（Ta）并对其反射光谱、晶体结构和表面形貌进行表征。结果表明,在合适的Ta掺杂浓度下,AgTa薄膜经600 ℃真空退火后,红外反射率可达95%以上,且保持优异的微结构稳定性。

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管内加电伴热装置熔盐熔化过程数值模拟研究

马瑞, 任志恩, 郭嘉敏, 朱锐, 王峰, 杨晓艳

2026, 47(6): 799-805. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0216

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建立内置电伴热装置水平管道二维模型,模拟混合熔盐纳米流体在熔化过程中固-液交界面的位置、形状和温度场的分布,分析不同斯蒂数（Ste）和电伴热装置的尺寸对整个熔盐熔化过程的影响。结果表明,随着加热时长的增加,电伴热装置与相界面之间的距离增加,温度向固相区熔盐传递随热阻的增大而逐渐变缓。加热时间持续至3082 s时,熔盐纳米流体完全熔化。当Ste由0.392分别增至0.706和1.021时,熔盐纳米流体完全熔化时间分别减少66%和81%;与5 mm直径的电伴热装置相比较,直径为10 mm和20 mm的电伴热装置熔盐熔化效率分别提高68%和82%,熔盐完全熔化的时间分别为1100 s和623 s。

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高温熔盐混温罐混温性能研究

张兵, 高中稳, 冯森森, 白建军, 孙钰

2026, 47(6): 806-814. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0219

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采用Ansys Fluent软件研究高温熔盐混温罐混温过程的流动、传热及热力学特性,并分析不同结构对混温性能的影响。通过研究得到混温罐充盐过程罐内空气被熔盐加热造成一定的热量损失,使得实际的混温时间较理论计算时间长。在充盐过程,挡板结构层阻止一部分热流体与空气的换热,减少热量损失,挡板不开孔更有利于缩短混温时间。进口弯管结构中冷热流体接触充分,混温效果优于汇管结构。

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