太阳能学报

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王唯姝, 秦育红, 王跃凤, 高松平, 郭舒岗

2026, 47(8): 1-8. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0496

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以核桃壳（WS）和醋糟（VR）为研究对象,对比考察CO₂、N₂两种气氛烘焙预处理下,碱金属和碱土金属（AAEMs）的迁移转化行为对生物质灰熔融特性的影响。采用化学分馏法、电感耦合等离子体质谱法等表征手段,分别测定AAEMs的赋存形态与含量。结果表明,与N₂气氛相比,CO₂气氛烘焙提高了生物质的失重率及灰产率,同时可显著提高烘焙生物质灰熔融的变形温度（DT）、软化温度（ST）、半球温度（HT）和流动温度（FT）。300 ℃ CO₂气氛烘焙条件下,WS灰分ST提高了251 ℃,VR灰分ST升高117 ℃。化学分馏结果显示,CO₂气氛会促使烘焙生物质中盐酸溶态与不溶态AAEMs的含量上升。X射线衍射分析（XRD）表征结果进一步证实,灰中高熔点碱土金属硅铝酸盐的相对含量增加。CO₂气氛烘焙可更有效解决生物质热转化过程中的积灰、结渣问题。

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生物质与煤复合串行气化工艺数值模拟研究

陆国强, 冯佳俊, 向夏楠, 贺春辉, 杨柳, 戴旗

2026, 47(8): 9-19. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0534

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该文研究生物质与煤复合串行气化工艺,利用计算颗粒流体动力学（CPFD）方法建模,全面考虑床内的流动特性,颗粒动力学、热质传递过程以及均相和异相化学反应。研究各种操作变量对气体组成、气体产量以及气化效率的影响。结果表明：气化过程中提高气化温度是有利的,同时,必须考虑炉内湍流的影响。不同水蒸气与生物质质量比（SBR）下的气化反应机制有所不同,在低SBR下,密相区的气固反应被促进;而在高SBR下,稀相区出口的均相反应被增强。应采用较高的生物质与煤质量比（BCR）。不同生物质原料的气化性能差异不大,该文工艺中,生物质原材料具有可替代性。

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双位点负载型固碳材料对竹粉热解得炭率的影响

张志桃, 张双林, 李文, 杨树全

2026, 47(8): 20-25. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0566

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以K₂CO₃和P₂O₅为活性组分,竹粉为载体,采用旋转蒸发法制备得到负载型固碳材料,研究其对竹粉热裂解的影响。结果表明,在相同热裂解条件下,双位点负载型固碳材料使得竹粉热裂解得炭率由49.7%提至53.1%,而对应炭产品的空干基高位热值基本保持不变。表征结果表明,这一固碳作用主要是由于P、K活性组分在竹粉表面形成的三维立体网状结构,可有效促进热解气在竹粉表面的二次裂解过程,提高热裂解得炭率。而且,双位点负载型固碳材料的添加使得竹粉炭的灰分含量由0.86%提至0.96%,对竹粉炭的燃烧特性无显著影响。

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基于FFT-MaxVIT的海浪有效波高预测

王大志, 赵永清, 锁刘佳, 朱力, 吴锋

2026, 47(8): 26-31. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0311

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海浪有效波高具有显著随机性,难以满足高精度预测的实际需求。为此,提出一种基于傅里叶变换与多头轴向注意力机制（FFT-MaxVIT）融合模型对海浪有效波高预测的方法。首先,采用快速傅里叶变换（FFT）突出波浪的主要频率分量,并抑制噪声干扰;其次,在小数据样本的前提下,既通过卷积层提取局部特征,又借助块注意力和网格注意力在降低复杂度的同时高效提取全局特征;最后,使用剪枝技术和贝叶斯优化算法对模型调参,高效地寻找最优超参数组合。试验中,先进行了FFT前后对比性分析,又将该文提出的模型与长短时记忆网络（LSTM）、残差网络（ResNet）和Vision Transformer（ViT）模型预测结果进行对比性分析。实验结果表明,该文提出的模型有效提升了有效波高的预测精度。

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中深层地热能利用埋管综合换热性能研究

江超, 吴佳乐, 李超, 徐嘉敏, 王嘉辰, 官燕玲

2026, 47(8): 32-38. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0508

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中深层地热能的利用主要通过深埋管闭式换热系统实现,系统的换热效率受埋管深度、水泵和热泵能耗的综合影响。以西安某套管式深埋管换热工程为基础,建立深度为2039、2539、3039和3539 m的埋管换热三维全尺寸数值模型,模拟计算121 d换热时长内的埋管取热以及水泵和热泵的能耗情况,进而探究深埋管的综合换热性能。研究结果表明,考虑泵耗时的埋管综合换热功率随深度增加呈近似线性增加趋势,且与埋管净换热功率的最大差异不超过1.5%。

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水源热泵回灌时微生物在成层砂土中沉积特性机理研究

赵军, 张汉文, 彭鹏

2026, 47(8): 39-45. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0519

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针对水源热泵回灌过程中微生物在分层土中的堵塞问题,将不同粒径的砂砾作为多孔介质,采用大肠杆菌作为示踪剂探究其迁移-沉积特性,并通过一维砂柱试验得出微生物在分层土中的突破曲线及迁移-沉积规律。室内试验结果表明：1）大肠杆菌主要沉积于表层,其浓度随迁移距离增加而递减。介质渗透性越低（或颗粒粒径越小）,沉积位置越趋近表层。2）分层结构对大肠杆菌迁移过程具有显著影响,粗-细颗粒构成的层序结构会导致流出液中菌体峰值出现时间前移。3）微生物堵塞机理的模拟分析表明,渗透系数随时间衰减规律的实验数据与理论预测值具有良好一致性。本研究可为提升水源热泵系统回灌效率提供理论依据。

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基于变权理论和云模型的锂离子电池运行风险评估

石正禄, 许加柱, 贺扬, 胡浩

2026, 47(8): 46-55. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0563

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为了保障锂离子电池的安全、可靠运行,提出一种基于变权理论结合云模型的离子电池运行风险评估方法。首先,综合锂离子电池运行风险因素,构建多决策的综合评估指标体系,对锂离子电池运行状态进行全面客观的评价;随后,利用矩估计和变权理论对各指标的主客观权重进行组合和动态调整,权重系数更加可靠与精准;进一步采用云模型对离子电池进行风险评估,确定锂离子电池运行风险等级;最后,以某地储能电站在不同工况下5个锂离子电池为例,采用所提方法和传统方法进行仿真分析。结果表明,所提方法可实现准确的锂离子电池运行风险评估。

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基于TD3算法的储能变换器改进型线性自抗扰控制研究

马幼捷, 闫凤祥, 周雪松, 陶珑, 王馨悦, 陈韵霏

2026, 47(8): 56-67. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0583

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针对新型电力系统在面临新能源的接入、负载时空分布等多重不确定性的作用下的输出扰动问题,提出一种基于双延迟深度确定性策略梯度（TD3）提出一种基于双延迟深度确定性策略梯度（TD3）算法的重构型线性自抗扰控制策略(TD3-R_LADRC),旨在提升储能系统对直流母线电压波动的平抑能力。首先,针对扩张状态观测器的扰动微分进行观测并进行降阶处理,实现对系统中总扰动因素的更快速、更精准的跟踪与补偿,有效提升控制器的响应速度与准确性。随后,对所提出的改进策略进行频域性能与稳定性分析。为进一步挖掘该策略的性能潜力,引入TD3强化学习算法,对改进后的线性自抗扰控制器的观测器带宽与控制器带宽等关键参数进行智能优化训练。最后,通过数字仿真实验与小功率实验,对比分析在不同工况下改进后控制器与传统线性自抗扰控制以及双闭环PI控制策略在抗扰性、稳定性以及鲁棒性方面的表现。结果表明,所提TD3-R_LADRC策略在面对新能源出力不确定性、负荷波动及外部扰动时表现出更好的控制性能,能够有效增强系统鲁棒性,改善频率稳定控制效果,具有一定的理论意义和工程应用价值。

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太阳能热化学储能钙基载能体的转动成型研究

王继福, 刘云博, 丁正新, 王鹏照, 魏进家, 龙金林

2026, 47(8): 68-74. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0604

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采用转动成型法实现直径2~3 mm钙基载能体小球的制备和吨级放大。通过对转动成型工艺优化,使用自制的铝溶胶,得到Fe：Mn：Mg：Ca原子比为3：3：10：100、Al₂O₃的质量分数为10%的钙基载能体,其中Al和Mg分布均匀,Fe和Mn由内向外梯度增多。该颗粒具有较高的压碎强度和抗烧结稳定性、良好的球形度和吸光度,在25次碳酸化/煅烧反应循环后仍保留有1368 kJ/kg的储能密度,在聚光太阳能热化学储能中表现出巨大的应用潜力。

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基于起始电压分段与迁移学习的锂离子电池SOH估计

王诗语, 瞿晓丽, 杜燕, 苏建徽, 陶骁, 李金中, 谢毓广

2026, 47(8): 75-81. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0611

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针对实际电池工作在随机局部充放电时传统电池健康状态（SOH）估计算法所需特征无法提取的问题,提出一种基于充电状态下起始电压分段的估计方法,该方法通过分析电池的容量增量曲线提取与起始充电电压点相对应的特征,基于随机森林与相关指标确定最优的特征与特征数量,并以此作为电池初始充电电压分段的依据,在不同的分段区间内采用对应的特征进行SOH估计。随后,使用迁移学习方法解决实际在运行电池数据量较少而无法支撑建模的问题,通过由动态时间规划改进的样本迁移方法TrAdaBoost.R2对电池状态进行估计,结果表明所提方法具有较高的准确性和可靠性。

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两级式储能变流器直流母线电压振荡分析及阻抗优化设计

徐成, 刘钊, 顾亲亲, 孙家琛, 顾研

2026, 47(8): 82-92. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0622

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针对两级式储能变流器（PCS）设计过程中普遍偏重单级变换器稳定性能,忽略级联耦合效应导致系统稳定性降低、直流母线电压振荡的问题,通过建立两级式PCS直流侧端口的阻抗模型,研究功率的大小和方向对端口阻抗特性的影响,并提出一种基于电容电流观测的阻抗优化控制策略。通过重塑前、后级变换器直流侧端口的阻抗模型,降低源变换器输出阻抗的谐振峰值,削弱负载变换器输入阻抗的负阻抗特性,从而避免输入、输出阻抗幅值的相交,提高了模块级联后两级式储能变流器的稳定运行范围。此外,采用状态观测器代替电流传感器测量电容电流,降低了成本。最后,通过仿真和实验验证了所提控制策略的有效性。

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基于跨季节地埋管储热的区域供热调峰系统配置策略及适用性研究

侯效君, 刘馨, 侯鸿章, 黄凯良, 李艾浓, 黄馨

2026, 47(8): 93-102. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0630

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为实现工业余热区域供热调峰扩容与高效节能,提出一种基于跨季节地埋管储热的区域供热调峰系统。该系统将跨季节地埋管储热技术与调峰系统协同利用,通过评估典型城市室外气温数据构建热负荷模型,精准确定调峰需求并设计储热体布局,引入吸收式热泵提升地埋管回水水温增大地埋管贡献率,确定系统最佳方案配置,利用费用年值法分析系统不同方案的经济特性。研究表明,改造后系统设计效果显著,系统最佳配置条件下地埋管数为630个,埋管贡献率占总调峰热量需求的40.4%,典型年采暖季总调峰热量2.3×10⁴ GJ,调峰时间为1845 h,满足热用户的调峰最大功率需求12.4 MW,跨季节调峰单位取热量的费用年值比地源热泵低34%,具有可观的经济性,为严寒地区区域供热调峰提供了高效低碳的解决方案。

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车载Ⅳ型储氢气瓶内胆氢老化试验装置研究

刘易涛, 古纯霖, 刘旭, 郑升鹏, 李翔

2026, 47(8): 103-109. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-2197

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介绍了中国特检院自主研发的氢老化试验装置,基于该装置进行车载Ⅳ型储氢气瓶内胆材料高密度聚乙烯（HDPE）在85 ℃、87.5 MPa下1000 h的氢老化试验测试,验证了试验装置的可靠性。此外对氢老化后的试样及对照组试样进行了氢渗透性能测试、力学性能测试。结果表明,经过1000 h老化后HDPE的抗氢渗透性能小幅下降,增加了氢聚集的风险,其中氢渗透系数Pe增加了4.76％,扩散系数D减小3.08％,溶解度系数S增加了8.10%;经过1000 h老化后HDPE材料的强度与塑性均小幅增加,其中平均抗拉强度增加了6.51%、标称断裂伸长率增加了15.33%。

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基于液氮冷屏的低温高压储氢系统设计与运输经济性分析

崔腾飞, 李子木, 王健, 彭作战, 程子云

2026, 47(8): 110-115. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0559

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针对氢能储运效率低、成本高的技术瓶颈,提出一种集成液氮冷屏复合绝热的低温高压储氢系统。基于40英尺（约12.2 m）标准罐箱尺寸优化设计,系统实现999.68 kg氢气存储（容积效率64 kg/m³）,是传统高压拖车装载量的3倍。通过采用六边形管束拓扑优化方法,确定200 mm直径管束为最优方案。系统通过液氮冷屏（静态蒸发率0.25%/d）与高真空多层绝热技术,无损储氢周期达118 d。通过建立“点对点”运输成本模型,量化分析表明在200~800 km运输距离、500~1500 kg/d规模下,系统单位运输成本较高压拖车降低73.2%,较液氢槽车节省初始投资54.2%。

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考虑制氢效率提升的新能源制氢系统控制策略

章小卫, 白明川, 苏星宇, 周京华

2026, 47(8): 116-125. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0567

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制定制氢单元三阶段优化运行策略,并提出基于SOH的多堆电解制氢系统优化运行策略。通过构建新能源电解水制氢系统优化调度模型,实现电解水制氢与化学储能协同消纳新能源波动性功率。多堆优化运行策略根据优化调度求解的最优制氢功率分配制氢单元启停状态与运行功率,对比链式分配策略与功率均分策略,所提出的优化运行策略可在新能源功率波动时,降低电解槽的功率切换频率,并显著提高系统制氢效率。

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氢燃料电池三相并联准Z源低纹波高增益并网变流器

姜飞, 汤昊, 买买提艾力·吾甫尔, 华东, 何桂雄, 高家元

2026, 47(8): 126-137. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0599

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针对现有氢燃料电池用并网变流器系统直流侧存在的升压能力不足、纹波抑制能力较弱、开关过电流风险较高等技术难题,提出三相并联准Z源直流升压两级式氢燃料电池用并网变流器（TPPQZSTSDBHFC-GCC）系统。首先,建立质子交换膜氢燃料电池输出电压、电流及功率的数学模型,揭示其功率-电压-电流的输出关系及响应特性;其次,基于燃料电池输出特性,提出TPPQZSTSDBHFC-GCC拓扑结构,详细分析其工作原理及纹波抑制能力等特征,结果表明所提拓扑结构在实现高电压增益的同时也具备低纹波、低过电流风险、稳态性能好等优良特性;通过仿真与实现验证了所提拓扑的正确性与有效性。

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PEM电解水制氢耦合可再生能源的应用展望

吴亮, 路文龙

2026, 47(8): 138-144. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0600

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重点分析PEM制氢技术与光伏、风电的耦合特性,对现有技术发展现状和存在的问题进行了深入分析,并从电解槽设备本身改进和容量进行综合评测,探讨电-氢系统耦合集成的可行性,并针对“氢经济”未来规模化与可再生能源耦合技术的技术难点、经济形式进行剖析,为未来智慧网络架构提供发展方向和解决途径。

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西北地区光电玻璃集热蓄热墙综合能耗性能研究

蒋婧, 孙已明, 郭文钰, 刘菲

2026, 47(8): 145-152. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0440

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采用EnergyPlus建立光电玻璃集热蓄热墙的综合能耗数值模型,探究建筑运行过程中在热、光、电三者耦合作用下的建筑能耗变化情况。通过进行现场实验,验证综合能耗数值模型的传热、采光、发电模块的预测有效性。随后,将验证过的综合模型结合西北地区5个典型城市的气象数据进行综合能耗与节能效果分析。设置普通对照房间,得到最优综合性能的光电玻璃集热蓄热墙的具体节能效果。结果表明：西北地区的西安、兰州、银川、西宁、乌鲁木齐应用光电玻璃集热蓄热墙最佳透过率为30%、40%、50%、55%、60%;相较于普通房间,光电玻璃集热蓄热墙的最优能耗的节能率为18.4%、21.9%、22.7%、21.4%、16.9%。研究成果可为西北地区的太阳能光伏建筑一体化技术的具体应用提供参考,助力建筑节能行业发展。

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基于I-V输出特性和模型参数的光伏组件热斑故障特征分析

翁凯, 卫东, 王崇玺, 张进博

2026, 47(8): 153-160. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0511

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针对早期热斑（功率损失小于25%）光伏组件,分析遮挡、晶体缺陷和隐裂型热斑故障的演化机理,建立组件等效电路模型,利用检测获得的I-V特性数据,通过计算不同类型热斑的I-V特性曲线关键特征量（短路电流处斜率/开路电压处斜率、转折点处电流）和模型参数（光生电流、串联电阻和并联电阻）,研究其对I-V特性的影响作用,分析获得各类热斑的模型参数变化之间的差异性规律,并针对隐裂向隐裂型热斑演化过程中的参数变化进行分析。研究结果表明：不同类型热斑故障的I-V特性关键特征量,以及模型参数,其变化规律具有较为明显的差异性,可初步实现3种热斑类型,以及隐裂和隐裂型热斑的区分判定。

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基于功率波动特征和SSA-GRU联合优化的短期光伏功率预测

马艺玮, 马维兴

2026, 47(8): 161-168. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0512

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光伏发电功率的随机波动特性是造成预测精度低的一项重要原因,为此提出一种结合光伏功率波动特征和SSA-GRU模型联合优化的短期光伏功率预测方法。首先依次建立4种不同的光伏功率波动特征模型和基于FCM的相似功率波动模式聚类算法,以获得具有良好分布特性的各种输入子数据集;然后根据光伏功率波动特性构建融合奇异谱分析法（SSA）和门控循环单元网络（GRU）的SSA-GRU预测模型,并提出改进的浣熊优化算法（ICOA）对其联合优化,发挥二者的协同优势以提高光伏功率预测性能。为验证所提方法的优越性,选用宁夏某实际光伏电站数据进行比较实验,结果充分表明所提方法是科学有效的,比其他模型具有更好的预测性能。

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基于改进Transformer-CGAN的长时间尺度光伏出力场景生成方法

叶禹江, 轩顺德, 师瑞峰, 贾利民

2026, 47(8): 169-177. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0529

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针对传统方法难以有效生成长时间尺度光伏出力不确定性场景问题,提出一种结合改进Transformer与条件生成对抗网络（CGAN）的长时间尺度光伏出力场景生成方法。首先,基于Transformer及CGAN设计适用于长时间光伏出力场景生成的Transformer-CGAN（T-CGAN）模型;其次,提出一种多时间尺度周期注意力机制,捕捉光伏出力的长短期周期性特征;最后,以中国西北地区某光伏电站历史数据为例,将所提方法与现有3种典型模型进行对比实验,并从统计指标、时间相关性和生成场景有效性3方面验证方法的有效性。实验结果表明,该方法能够有效捕捉光伏出力长短期时间依赖性,准确有效地生成全年光伏出力场景集。

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浮筒桁架式海上光伏的综合性能分析

罗文平, 陈泽熙, 张显涛

2026, 47(8): 178-187. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0550

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该文将当前主流高干舷海上光伏设计归为4种典型的浮筒桁架组合形式,并展开综合性能对比分析。基于OrcaFlex平台建立时域水动力分析模型,并在Matlab中建立考虑运动影响的动态功率评估模型。然后,通过水池模型试验和光伏标准测试结果,验证所建模型的有效性。最后,分别对比静水、规则波以及非规则波下4类典型结构的综合性能。研究结果表明竖直浮筒与半浸没水平浮筒的组合形式综合表现更佳,在保证正气隙的同时具有较小的系泊力,且参数分析表明增加水平浮筒直径能显著改善气隙表现。

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一种基于因果特征提取与改进Q-L算法的超短期光伏功率预测

张丽, 刘佳玮, 孙树焱, 张涛, 张宏伟

2026, 47(8): 188-200. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0571

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针对光伏功率预测中气象特征冗余、模型多时间尺度动态响应不足、组合预测方法缺乏动态适应性等问题,提出一种基于因果特征提取与改进强化学习（Q-L）算法的超短期预测模型。首先,采用基于熵值计算的因果特征提取方法筛选关键气象因子,该方法能反映非线性耦合关系,提升特征选择质量;其次,构建由双向长短期记忆网络（BiLSTM）与TCN-Transformer组成的并行预测模型,分别捕捉短期时序波动、局部模式与长期依赖关系,实现多尺度特征融合;然后,提出一种基于改进动态奖惩机制的Q-L算法,通过迭代反馈动态调节各模型预测权重并加权输出最终预测结果;最后,在3种典型天气下进行多次仿真验证,对比实验与结果显示：该模型预测性能稳定,雨天时与单一模型BiLSTM相比ERMSE和EMAE平均下降49.3%与51.9%,预测精度与泛化能力得到提升。

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不同朝向下空腔水冷光伏窗降温与发电对比实验研究

史乐章, 冉茂宇, 徐杭

2026, 47(8): 201-210. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0574

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为探索朝向对中空光伏窗空腔水冷降温及发电的影响,通过搭建对比实测小室,在厦门地区夏季对比实测不同朝向下空腔水冷光伏窗的表面温度和发电量。研究结论表明,在相同供水流量下,光伏窗水冷降温增电效果主要与窗体垂直面受太阳辐照度和时长及供水温度有关,其所受太阳辐照度越大时间越长供水温度越低,水冷降温增电效果越好;朝向对光伏窗内外表面降温有显著影响,降温效果排序为东南向（44.1%）≈东向（44.0%）>西向（41.7%）>西南向（38.3%）>南向（36.9%）;不同朝向下光伏窗水冷发电量具有明显差异,日增电效率排序为南向（34.6%）>西南向（23.1%）>西向（16.7%）>东南向（11.9%）>东向（6.7%）;水流降温能有效带走窗体内热量,当供水流量不变时,进出水的热量变化与累计辐射比值排序为南向>东南向>西向≈西南向≈东向。

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TOPCon太阳电池在紫外辐照下的累积反常现象

李月鹏, 袁正国, 黄欣雨, 谢泰宏, 谢毅, 俞健

2026, 47(8): 211-216. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0578

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以隧穿氧化层钝化接触（TOPCon）太阳电池为研究对象,通过实验研究的方法,对TOPCon太阳电池的亚稳态效应及紫外（UV）辐照影响进行实验验证。研究结果表明：TOPCon太阳电池存在亚稳态效应,紫外辐照对太阳电池的影响存在先上升后下降的变化。在紫外预处理约1 s后电池平均光电转换效率（PCE）提升0.07%,开路电压（Voc）提升0.89 mV,填充因子（FF）提升0.15%,而长时间的辐照则引起太阳电池钝化效果的恶化,最终降低PCE。该文首次发现,对电池进行短时间紫外辐照处理可以提升其效率,为开发高效低成本TOPCon太阳电池奠定了重要基础。

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晶体硅太阳电池富硼层与富磷层共刻蚀工艺研究

李文昊, 王会鹏, 何仁, 黄志平, 韦德远, 许颖

2026, 47(8): 217-224. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0626

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采用硝酸、氢氟酸和去离子水混合溶液湿法刻蚀的方法实现165 mm×165 mm尺寸晶体硅太阳电池衬底硼和磷热扩散后富硼层和富磷层同步刻蚀的工艺,并确定刻蚀液混合酸体积配比HF∶HNO₃∶H₂O=1∶5∶20且刻蚀时间5 min为最佳共刻蚀条件。该共刻蚀工艺可同时调控前发射结和背高低结的方块电阻,降低表面缺陷密度,提高晶体硅太阳电池的性能。

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脉冲电场诱导NH₃后处理策略用于钙钛矿太阳电池

李海方, 朱鹏鲲, 张志宇, 许腾, 樊冰冰, 李美成

2026, 47(8): 225-234. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0629

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提出一种脉冲电场诱导NH₃后处理钙钛矿薄膜表面的钝化策略。在脉冲电场驱动诱导下,NH₃分子中N原子与钙钛矿表面[PbI₆]^4-八面体框架中配位不饱和的Pb²⁺发生相互作用,稳定Pb²⁺缺陷,同时诱导强化NH₃中H原子与I^-离子的相互作用,抑制碘的迁移,减少碘空位的形成。经脉冲电场诱导的NH₃修饰的钙钛矿薄膜表面电位分布更加均匀,提高了载流子的传输速率,器件平均转换效率从23.32%提升至24.79%。将未封装的器件在空气中放置1000 h后,经脉冲电场诱导的NH₃修饰的器件保留了其初始转换效率的84%,远高于对照组器件的75%。

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基于多时序特征融合的TBiLSTM混合网络光伏发电功率预测

李旺辉, 李振东, 李帅, 胡锦超

2026, 47(8): 235-243. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0710

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针对光伏发电功率波动性强,传统功率预测方法难以满足高精度需求,提出一种基于多时序特征融合的TBiLSTM混合网络模型。该模型首先对输入的多维时间序列特征归一化处理,并引入可学习的位置编码以保留时序信息。其次,将预处理后的特征矩阵输入Transformer编码器,利用多头自注意力机制建模跨时间步的全局依赖关系。编码器输出经残差连接与层归一化后,送入双向长短期记忆网络（BiLSTM）,通过前向与后向传播提取局部时序动态特征。最后,BiLSTM的隐藏状态通过全连接层映射为预测功率序列。实验采用两组公开数据集,涵盖辐照度、温度、压强、湿度等多维时序特征。实验结果表明,与BiLSTM、CNN、CNN-BiLSTM模型相比,所提模型的平均绝对误差平均降低了37.16%、47.63%、12.43%,平均绝对百分比误差平均降低了55.59%、68.80%、8.79%,均方误差平均降低了52.11%、68.47%、20.98%,均方根误差平均降低了33.75%、45.49%、11.13%,拟合系数平均提高了4.03%、4.03%、2.13%,验证了该模型的可靠性与优越性。

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基于聚类和混合提取的BiGRU-MDSA光伏功率短期预测

周育才, 秦缘恒, 肖振江, 谢七月, 付强, 谭艳祥

2026, 47(8): 244-251. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0729

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为解决光伏发电功率的波动性和不确定性,提出一种基于模糊C均值（FCM）聚类算法和混合尺度特征提取（HSFE）,多头动态稀疏注意力机制（MDSA）的双向门控循环单元（BIGRU）光伏功率短期预测。首先对历史光伏数据进行预处理和异常值分析,对在不同气候下光伏功率输出的影响因素进行相关性分析,然后通过降维对FCM聚类方法对输入数据进行天气分类聚类,再将分类数据作为输入,在BiGRU模型的基础上增加混合尺度特征提取模型,加强提取不同时间尺度的信息能力;然后加入多头动态稀疏自注意力机制构建组合模型,动态调整模型对各时间步数据特征的聚焦程度。最终通过组合模型仿真结果对比试验表明,此方法具有更高的精准度和泛化能力。

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一种定日镜场建模和有效能流密度计算的方法

刘今子, 李宸韬, 郭晗

2026, 47(8): 252-259. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0572

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针对定日镜场有效能流密度计算问题,提出一种基于反向投影法的定日镜表面有效能流密度计算方法。应用辐照度函数代替余弦效率和截断效率,判断是否存在阴影遮挡,计算单面定日镜功率,进而累加出定日镜场总功率。再对定日镜场总功率进行换序,计算定日镜上的区域积分,可得吸热器表面能流密度分布函数。据此,该分布可计算在给定面积或其他约束条件下功率最高的定日镜形状,并快速评估不同形状与排列下定日镜场的光学效率。数值模拟结果显示,与传统矩形及多边形相比,所提算法得出的定日镜形状在达到相同功率输出时所需的镜面面积更小且具有较好的稳定性。

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基于振型参与系数的抛物面槽式太阳能集热器模态分析

杨雨珂, 孙蓓蓓

2026, 47(8): 260-269. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0577

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针对抛物面槽式太阳能集热器振动特性研究需求,基于结构动力学运动微分方程推导振型参与系数及累积有效质量参与比的理论表达式,并在有限元模态计算中依据累积有效质量参与比达90%的模态截断准则确定模态提取阶数,求解不同俯仰角下的计算模态参数,同时开展集热器原型现场模态试验,获取多工况下的试验模态参数。结果分析表明：提取前15阶模态时,累积有效质量参与比达91.20%,符合工程规范要求;试验与仿真对应阶次的振型形态高度相似,固有频率最大相对误差为3.86%,有效验证了有限元模型的适用性。

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1961—2023年塔克拉玛干沙漠南缘绿洲太阳辐射变化特征研究

刘红霞, 高佳程, 买买提艾力·买买提依明, 黄玲, 张冠峰, 巩庆

2026, 47(8): 270-277. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0441

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利用和田国家基准气候站1961—2023年太阳总辐射曝辐量观测数据定量分析和田市太阳总辐射不同时间尺度和不同天气条件下的变化特征和影响。结果表明：和田市太阳能资源很丰富、稳定,年太阳总辐射在波动中上升,每10年增加7.03 MJ/m²。年太阳总辐射季节变化趋势表现为春季>秋季>夏季>冬季;月变化趋势为单峰型,6月份最高、12月份最少;日变化为早晚低、中午高,最大值大多出现在13：00。不同天气会对太阳总辐射造成不同程度的衰减,降水天、阴天和多云天对和田市太阳总辐射衰减最明显。和田市太阳能资源很丰富且稳定,具备大规模、持续性的开发潜力。

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计及天气变化概率的光伏-光热综合能源系统跨日优化调度

刘鑫屏, 毛应豪

2026, 47(8): 278-287. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0649

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针对光伏-光热综合能源系统跨日调度中太阳辐照度预测精度低、数据波动性大的问题,提出一种基于天气概率模型的双层粒子群优化调度方法,以保障系统的稳定性、经济性。依据Beta分布建立太阳辐照度概率分布模型,基于概率模型设计72 h-24 h双层粒子群优化架构,上层通过合理储备光热储能量应对天气不确定性,下层根据天气变化概率进行经济调度。算例分析表明,概率模型与双层优化的协同机制改进策略在不同天气类型下可求解系统最优辐照度点,与传统调度策略相比在多种不确定性天气条件下可实现长时间尺度下储热系统能量配置与调度成本协同最优。

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极端天气下考虑MESS-RC-网架重构协同恢复的配电网二阶段弹性提升策略

鄢仁武, 鲍金晟, 李培强

2026, 47(8): 288-299. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0071

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近年来极端灾害频发,亟需提升受灾时电力系统的弹性,提出一种考虑移动储能（MESS）、维修队（RC）及配网重构协同恢复的二阶段弹性提升策略。在灾前阶段基于改进的Rankine风场模型,结合线路抗风强度计算其故障概率;基于Frank-Copula函数预测考虑区域相关性风光出力场景,建立考虑风光出力不确定性的双层三阶段鲁棒优化模型,确定MESS最佳预部署位置。在灾中阶段以负荷削减功率加权值最小为目标,建立MESS-RC-网架重构多源协同恢复供电模型,提升供电可靠性。基于改进的IEEE 33节点及47节点交通拓扑验证所提策略可有效提升电力系统弹性。

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大型港口多能联供系统优化关键技术

刘书铭, 史宏达, 曹飞飞, 费华平

2026, 47(8): 300-307. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0319

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基于碳达峰,碳中和的背景及大型港口清洁能源资源富有的特点,提出一种建立在大型港口这一特定场景上的多种清洁能源联合供给系统,建立整合风能、太阳能、氢能、储能及市电的大型港口多能联供系统模型。基于某港口春季典型日实测数据,在是否计及柔性负荷两种模型下,以降低港口电力成本为目标,采用粒子群优化（PSO）算法对各种能源及柔性负荷的调配以优化联供模型。结果表明：两种模型通过对系统的优化达到对电力削峰填谷、降本增效的作用,与仅使用市电供能相比,电力成本分别降低32.60%、37.73%;清洁能源使用占比分别提高55.46%、58.54%,验证了大型港口多能联供系统的可行性与实用性。

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基于分时电价的风-燃-储虚拟电厂优化调控策略研究

栾福明, 张衡, 陈海平

2026, 47(8): 308-317. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0392

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为应对风电间歇性与随机波动性对电网安全带来的挑战,以风-燃-储虚拟电厂（VPP）为研究对象,耦合电锅炉、储热罐和溴化锂热泵,构建“电-热双向解耦”架构,提出一种基于分时电价的VPP日前-日内双层协同优化调控模型。上层以日前净收益最大化为目标,结合风电与热负荷预测值制定调度计划;下层以日内实时运行成本最小为目标,依据实时数据动态调节各单元出力。研究表明,该模型下VPP实际出力能精准跟踪日前申报计划,日内出力偏差范围（-37.8~64.0 MW）显著小于风电预测偏差,有效降低惩罚成本。配置储能系统可通过谷段储电储热、峰段释能转移能量,优化燃机运行策略,提升经济效益;电池储能容量增长对净利润提升影响较小,储热容量增至500 MW·h后净利润增长趋缓。

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极端灾害下微电网分布式一致性多源协同AGC方法

李燕燕, 薛娴

2026, 47(8): 318-327. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0457

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针对极端灾害导致的多个调频单元不能有效协同调频和异质调频单元难以协同调频的问题,提出基于多智能体的分布式一致性协同自动发电控制（AGC）方法。首先,为实现多个调频单元协同参与二次调频,构建分布式一致性多源协同AGC框架。其次,基于分布式一致性理论和各调频单元的动态运行特性,提出一种基于分布式一致性的区域控制误差（ACE）发掘算法。然后,各调频单元基于发掘的所在区域ACE信号,通过设计的独立PI控制器参与调频。最后,在调频后半段通过调节响应速度较慢调频单元的输出功率,释放响应速度较快调频单元的频率响应能力,为下一轮频率调节预留调频容量。通过在Matlab/Simulink中搭建微电网仿真模型验证可得所提AGC方法能够有效协同异质调频单元参与调频,且在极端灾害下有较强的抗干扰能力。

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基于Stacking集成学习的区域时空联合滚动负荷预测

颜湘武, 曹贺杨, 仝思晗, 邵晨, 贾焦心, 林艺轩

2026, 47(8): 328-337. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0494

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针对电力系统短期负荷预测的问题,提出计及区域时空负荷联合影响的集成学习负荷预测模型。首先,提出一种负荷区时空联合的采样方案,使用其他负荷区近期负荷预测当前负荷区负荷,从而更多地利用强时效数据;其次,构建基于极限梯度提升等机器学习和神经网络模型的基学习器,并结合交叉验证用改进贝叶斯算法分散优化模型超参数,尽量提高各自的预测性能;再次,基于深度学习构建元学习器,实现Stacking集成学习,使之结合各基学习器的学习结果给出最终预测值;最后,在南方某负荷数据集上进行算例验证,并与常用的采样方法进行对比,验证了所提集成学习模型及采样特征方案的可行性和优越性。

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基于非对称议价的广域综合能源系统多能共享鲁棒-纳什优化方法

黄立言, 艾欣, 王哲

2026, 47(8): 338-349. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0497

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为解决源荷不确定环境下跨区域综合能源系统间多能共享的合作博弈问题,首先,考虑跨区域综合能源系统间的多能源协同特性,以多个跨区域综合能源系统互联的广域综合能源系统为研究对象,构建面向广域综合能源系统的多能共享合作运行模型。其次,为解决资源禀赋综合能源系统间合作博弈及其收益公平分配问题,在所建综合能源系统模型基础上,提出基于非对称议价的广域综合能源系统电热共享纳什谈判模型。然后,为保护合作主体数据隐私并降低源荷不确定性的影响,提高广域综合能源系统纳什谈判的可靠性,提出一种日前-实时两阶段鲁棒-纳什优化方法,并利用交替方向乘子法与列和约束生成法联合求解。最后,通过算例分析验证所提模型和方法在不确定环境下,可有效改善系统的策略适应性、提升收益分配的公平性,并兼顾低碳经济的优化目标。

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基于改进热网络和参数辨识的热电模块温差估计方法

祖玮, 应展烽, 杨毅

2026, 47(8): 350-358. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0500

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基于改进等效热网络和多目标参数辨识,提出一种TEG模块冷热端温差估计方法。该方法首先对传统等效热网络进行改进,使其能描述环境热对流与热辐射对模块散热的非线性影响;然后以热端、冷端和散热器温度估计误差最小为多目标函数,结合凸函数特性分析和非支配排序遗传算法Ⅱ,对模块热参数进行辨识;最后根据辨识参数与改进等效热网络实现冷热端温差快速估计。在散热功率非线性变化最为明显的自然对流条件下对所提方法进行实验验证,结果表明该方法可高精度提取难以理论计算的TEG模块热参数,准确估计自然对流条件下的模块冷热端温差动态变化。

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适用于IIDG-T接的配电线路自适应距离保护原理

戴志辉, 宁志恒, 柳梅元, 刘钧溢

2026, 47(8): 359-368. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0504

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以光伏为代表的逆变型分布式电源（IIDG）以T接方式并网导致配电网中原有距离保护装置存在不正确动作风险,据此,提出一种适用于IIDG-T接的配电线路自适应距离保护原理。首先,结合IIDG故障输出特性分析IIDG-T接的配电网中传统距离保护误动、拒动原因;其次,基于故障等值网络探究IIDG-T接的配电线路故障电气量的演变规律;最后,针对三相短路和两相相间短路两类故障场景构建了完备的自适应距离保护方案。仿真结果表明,所提方案仅需依托本地量测信息即可自适应调整定值,可降低配电网通信成本,同时所提方案不受IIDG-T接容量、出力波动、故障位置及类型的干扰,在IIDG-T接的有源配电网场景中具有良好的适用性。

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基于POA-GWO-CSO的有源配电网“源-荷-储”协同互动优化调度策略

戴文东, 金萍

2026, 47(8): 369-380. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0514

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针对宁夏地区高比例新能源接入电网所带来的弃风弃光问题,提出基于鹈鹕优化算法（POA）-灰狼优化算法（GWO）-纵横交叉法（CSO）的有源配电网“源-荷-储”协同互动优化调度方法。首先,基于建筑围护结构的蓄热能力,建立含空调系统等灵活性资源的楼宇热动态模型,并通过综合考虑风光出力特性曲线和有源配电网、储能电站的运行约束,构建有源配电网“源-荷-储”协同运行模型;其次,提出有源配电网“源-荷-储”多目标互动优化调度策略,充分利用负荷和储能电站的运行灵活性,降低系统运行成本,提升新能源消纳率;然后,为提高多目标优化问题的求解精度,利用POA-GWO-CSO优化算法对模型进行求解。最后,基于宁夏闽宁小镇的实际数据集,对比分析不同优化调度策略对于有源配电网经济运行和新能源消纳率的影响,验证所提策略的有效性。

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基于矢量匹配法的新能源电力系统节点惯量评估

孙铭锐, 文云峰, 廖帮昆, 汪婧文, 傅国斌, 王学斌

2026, 47(8): 381-394. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0518

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针对电网运行调度中仍缺乏有效的节点惯量在线监测手段的核心问题,提出一种基于矢量匹配法的新能源电力系统节点惯量评估方法。通过解析多类型惯量资源的频率响应机理,构建包含同步机组及新能源机组的节点惯量统一评估框架。进而建立基于矢量匹配法的传递函数参数辨识模型,利用节点有功功率-频率动态特性传递函数参数反演惯量水平。为突破传统矢量匹配法对初始极点配置的敏感性制约,引入粒子群优化算法,以频率拟合均方误差作为适应度函数优化初始极点配置。最后,基于改进的IEEE-39节点系统的多工况仿真测试表明：所提方法在评估精度、适应性等方面均具有显著优势。

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户用混合逆变器并机系统的智能能量管理方法

张琦, 刘雨情, 杨惠, 任碧莹, 孙向东

2026, 47(8): 395-404. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0524

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针对户用光储混合逆变器并机工作模式下灵活扩容、智能能量管理及客户收益优化的问题,研究一种基于数学规划方法的能量管理策略,研究一种基于数学规划方法的能量管理策略,该方法针对户用储能电池容量、光伏装机容量、逆变器功率等级及用电数据与电价信息,提取供用电特征、建立户用混合逆变器系统的能量管理数学模型,并采用混合整数线性规划的方法求解,从而提供能量管理模式的动态规划参考。规划结果显示,采用该方法可在降低用户用电花费的同时最大化利用光伏资源,且能够适应于不同电池配置的场景。

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计及新能源汽车碳-绿证交易与需求响应的综合能源系统优化调度

李晓峰, 张芳影, 黄玉代, 张高航

2026, 47(8): 405-415. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0530

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提出一种计及新能源汽车碳-绿证交易与需求响应的综合能源系统优化调度方法。首先,构建综合能源系统运行框架,从能源供给、能源转化存储、能源需求3个方面探讨系统多能互补优化运行机理,构建系统多能负荷需求响应模型;然后,以燃油汽车碳排放为基准,提出电动汽车与氢能汽车参与碳交易市场运行;其次,以绿电交易机制为参考,提出以电动汽车与氢能汽车为主的新能源汽车绿色证书交易机制;最后,以总运行成本最小为目标,建立综合能源系统优化调度模型。仿真验证表明,所提优化方法在有效促进可再生能源高效消纳与降低碳排的同时,具有优越的经济性。

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基于超前滞后校正的分数阶VSG并网功频响应策略

李美姝, 石荣亮, 张磊, 李军徽, 赖振晖, 白馨元

2026, 47(8): 416-424. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0540

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针对分数阶虚拟同步机（FOVSG）在并网运行中,因受到有功指令及电网频率突变影响而导致有功暂态响应与惯量响应特性难以兼顾的问题,提出一种基于超前滞后校正的FOVSG（LLC-FOVSG）并网功频响应优化策略。该策略在FOVSG的转子运动方程中引入超前滞后校正环节以构成LLC-FOVSG,并通过构建LLC-FOVSG并网功频小信号模型,实现控制参数的科学整定。随后,通过搭建100 kV·A时FOVSG仿真模型与硬件测试平台进行对比试验,结果验证所述LLC-FOVSG相较于FOVSG在提升并网系统功频响应性能方面的优越性。

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基于两级统一控制的新型级联H桥电力电子变压器

谭芳堃, 尤燕飞, 王义勇, 乔廷立, 刘剑

2026, 47(8): 425-435. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0548

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提出一种基于两级统一控制的新型级联H桥型电力电子变压器（CHB-PET）,其中DC/DC隔离级采用谐振推挽结构,其相比于传统方案开关管数量更少。此外,两级采用基于隔离级开环调制的统一控制降低系统控制复杂性,且避免独立控制中的级联稳定性问题,针对所提方案的工作原理、等效模型、控制设计以及系统评估进行描述与分析,评估结果表明所提CHB-PET相比于传统方案在成本、效率与稳定性等方面有所提升,在中间母线电压均衡和装置前期调试流程方面表现有所下降。仿真和实验结果验证了所提CHB-PET方案的有效性。

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基于SDTW-IPAM和Informer的短期电力负荷预测

杜龙, 李凤婷, 苏常胜, 李忠政, 廖孟柯, 彭莎莎

2026, 47(8): 436-445. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0551

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针对电力负荷波动性与非线性增强的问题,提出一种基于软动态时间规整-改进中心点聚类（SDTW-IPAM）和Informer的短期电力负荷预测方法。首先,引入Soft-DTW距离度量方法以准确刻画负荷曲线的动态时序特征,有效识别负荷曲线的局部形变;并结合Gap统计量和K-均值++初始化策略对PAM聚类算法进行改进,将原始负荷划分为双峰负荷、高峰负荷和平稳负荷,使得模型训练更有针对性。其次,对各类典型负荷应用最大互信息数（MIC）进行特征选择,识别出负荷的关键影响因素,实现差异化特征提取。同时,为提高模型的预测性能,引入Informer模型分别构建专属预测模型。最后,以新疆乌鲁木齐实际负荷数据进行实例验证,结果表明所提组合预测模型可有效提升短期负荷预测的准确率,具有较强的实用价值。

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考虑供能可靠性的园区IES双层容量规划

吴晨曦, 李浩, 许宇欣, 杨朗

2026, 47(8): 446-455. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0556

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首先,针对园区供/储能特性对可再生能源发电供能、储能装置进行建模,同时建立各种设备运行约束模型;其次,以园区综合能源系统成本最低为上层规划目标,运行成本为下层调度目标,采用遗传算法求解最优源/储容量规划配置;在规划中考虑运行的优化问题,采用柔性负荷控制减小负荷间的峰谷差以缓解用能高峰的压力。最后,通过实际城市园区的算例验证供能可靠性下系统规划的优越性,所提方法在保证经济性的前提下能满足系统的负荷需求。

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考虑分散式暂态阻尼的构网型变流器多机并联系统振荡抑制策略

毛睿, 苏小玲, 赵正奎, 陈来军, 裴玮

2026, 47(8): 456-466. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0562

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受惯量、阻尼等参数差异的影响,在运行环境变化情况下构网型变流器（GFM-VSC）多机并联系统极易出现功率频率振荡问题。首先基于小信号模型,通过根轨迹和伯德图分析引发构网型变流器多机并联系统功率频率振荡的主要诱因及机理;其次,根据状态反馈理论,提出分散式暂态阻尼控制策略,通过角频率补偿和电磁功率补偿提升单台构网型变流器阻尼并引入附加互阻尼转矩,缩小多机并联系统的角频率差,提升多机并联系统的协同性;最后,采用李雅普诺夫函数证明了控制策略的正确性,并通过仿真和实验验证了所提控制的可行性和有效性。

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宽输入串联半桥LLC谐振变换器及控制策略

赵永秀, 贾浩洋, 王崇杰, 雷鸣, 刘泽伟

2026, 47(8): 467-478. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0587

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针对传统全桥或半桥LLC变换器存在输入电压增益范围窄、电压应力大等问题,提出一种宽输入电压串联半桥谐振变换器。通过分析变换器拓扑,前级串联半桥结构可实现开关管电压应力减半。在保证效率的前提下,通过分析高、低增益模式工作原理,引入倍频技术拓宽输入电压范围,并提出一种PSM-PWM-PFM混合控制方法实现模式间稳定切换。此外,通过分析输入电容电压失衡原理,提出一种PSM-PWM混合均压控制方法实现输入电容电压平衡。最后,搭建一台输入电压100~400 V、满载600 W的样机,验证了所提理论分析的正确性和所提控制策略的可行性。

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基于送端电网功角稳定的可再生能源发电优化控制方法

赵峰, 曾兵, 谭贝斯, 陈骁, 李智, 张文朝

2026, 47(8): 479-486. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0619

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为提升送端电网的功角及电压稳定性,首先建立新能源发电外送端系统模型,进行基于送端电网稳定的新能源出力优化;其次分析扰动情况下系统功角及电压变化,建立新能源发电虚拟功角模型;然后建立基于能量波动的功角稳定控制模型,分析送端电网能量波动对功角稳定的影响;最后以功角偏差最小及送端电网暂态稳定裕度最大为目标,采用基于神经网络的多目标优化算法进行计算,并通过仿真验证所提方法的有效性。

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一种高增益比的双LLC谐振变换器的研究

张涛, 张亚飞, 张丽, 韩庆林, 李云飞, 白文龙

2026, 47(8): 487-497. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0631

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为解决传统LLC谐振变换器依靠大幅拓宽工作频率范围实现宽电压增益,进而造成系统整体效率明显降低的问题,提出一种高增益比的双LLC谐振变换器（HGRD-LLC）。该变换器采用双谐振腔,使用不同开关驱动信号的调制,通过半桥、全桥LLC谐振变换器独立或组合的工作方式,获得增益不同的5种工作模式,在全模式下保留LLC谐振变换器优势的同时可实现较宽的输出电压增益,能有效提高变换器的效率。将所提变换器根据基波近似法推导电压增益,并明确变换器零电压开通（ZVS）约束条件。最后构建一台输出电压60~480 V、最大功率为960 W的实验样机,以验证所提拓扑的可行性。

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基于DASGI的沙戈荒大型新能源基地时序生产模拟概率分析

江棋, 潘文轩, 林星宇, 张一帆, 唐俊杰, 周念成

2026, 47(8): 498-508. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0636

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对于经直流输电通道外送的沙戈荒新能源基地,为解决在概率场景中通过时序生产模拟评估其新能源消纳率及输电通道利用率的计算效率低的问题,提出一种基于维自适应稀疏网格插值（DASGI）的时序生产模拟代理模型的快速概率分析方法。首先,针对各类不确定性因素的综合影响,将蒙特卡洛抽样方法与时序生产模拟相结合,以实现双重不确定性的概率分析;其次,利用DASGI代理模型对时序生产模拟中复杂的原始模型进行逼近,然后通过其代理模型结合随机抽样样本实现快速的时序生产模拟概率分析及风险评估。最终,实验结果表明,DASGI代理模型的计算结果与原始模型保持高度一致,计算时间显著缩短,且结合更多配置点的DASGI模型能够精准辨识潜在的越限风险。

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基于节点碳势与双重博弈的多园区综合能源优化方法

庹先锋, 陈谦, 徐旸, 王思进

2026, 47(8): 509-523. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0638

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针对碳交易与绿证机制下多园区之间的碳责任划分不够清晰、减碳动力不足的问题,提出一种基于节点碳势与双重博弈的多园区综合能源优化方法。首先,建立以园区能源子网为节点的碳势模型,提出基于上述模型的碳责任分摊方法。其次,建立单园区综合能源供应商和负荷聚合商之间的Stackelberg博弈模型,针对多园区之间的合作博弈,采用Nash博弈模型,进而形成双重博弈机制。然后,结合区间可能度转化和卡罗需-库恩-塔克（KKT）条件将模型转化,提出一种加速ADMM算法进行求解。最后,通过算例对比,验证了所提模型和改进算法的正确性和有效性,可有效划分碳责任,降低多园区碳排放,提升整体效益。

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含电动重卡换电站的微电网协同优化调度研究

赵文飞, 于国晨, 兰天笑, 李春雨, 付佳佳, 齐志远

2026, 47(8): 524-532. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0640

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提出含电动重卡换电站的微电网协同优化调度模型,构建以微电网收益最大为优化目标的“微电网-换电站”优化调度模型,计算各设备最优出力。建立“重卡-换电站”协同优化模型,换电站通过调整服务费影响电动重卡到达情况,从而优化换电站负荷。采用CPLEX求解器和羚羊优化算法对模型进行求解,验证模型的有效性。

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基于集群划分的配电网分布式资源鲁棒联合规划

赵珂, 肖传亮, 彭克, 陈佳佳, 冯亮, 周强

2026, 47(8): 533-544. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0641

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为提高分布式光伏的消纳率,提出基于集群划分的配电网分布式资源鲁棒联合规划方法。首先,提出包含模块度指标、有功无功平衡度指标、源荷同时率指标的综合集群划分指标,并利用改进的遗传算法求解得到集群划分结果。其次,在集群划分的基础上提出配电网分布式资源鲁棒联合规划模型,上层考虑集群内源、荷的不确定性,建立分布式资源鲁棒选址定容模型,通过不确定性调节参数确定源-荷不确定性集的范围,得到分布式光伏以及储能的最佳接入位置和容量;基于上层得到的选址定容结果,下层建立考虑可靠性指标计算的配电网运行模型,通过考虑集群孤岛运行概率的可靠性指标表达式计算方法,求解出可靠性指标结果与运行信息传递给上层;多轮迭代优化确保最终方案在鲁棒性和可靠性之间的平衡。最后进行仿真分析,验证了所提方法的有效性。

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基于发电权-碳-绿证交易的新能源与高载能园区自备电厂优化调度策略

陈伟, 聂大程, 魏占宏, 林洁

2026, 47(8): 545-557. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0645

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针对高载能工业园区碳排放过高、新能源消纳不足的问题,提出一种融合短时发电权交易与阶梯式碳排放-绿证混合市场机制的含光热电站-风电-光伏与高载能园区自备电厂优化调度模型。首先,基于光热电站储热系统的能量时移特性与电热耦合机制,构建多能互补系统功率协调模型,以平抑风光出力波动并提升消纳能力;然后,设计联合短时发电权交易策略,通过发电权-碳配额-绿证转换机制,动态匹配新能源出力与自备电厂调节需求;最后,以甘肃省酒泉某高载能园区为例进行仿真,结果表明该方法不仅能有效降低高载能工业园区碳排放,而且可以提升可再生能源消纳能力。此外,引入光热电站后,园区总成本进一步降低,实现环境效益和经济效益的双重优化。

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构网型虚拟同步机系统振荡传递机理研究

熊新华, 李畅, 杨雅倩, 袁军, 赵婵娟

2026, 47(8): 558-565. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0647

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为解决高比例新能源并网背景下电力系统惯量与阻尼不足的问题,构网型虚拟同步机（GFM-VSG）系统通过模拟传统同步发电机的运行机制与动态特性,为电网提供惯量与阻尼支撑。为解决问题,构建振荡传递效应模型及评估方法,以揭示振荡传递机理,并深入分析系统出现次同步振荡现象失稳的根源。研究发现：GFM-VSG系统中出现次同步振荡现象并非完全由于系统稳定裕度不足,也归因于不同电气量间的振荡传递效应。基于所提出的振荡传递效应评估框架及分析方法,可对GFM-VSG系统振荡传递效应进行定量评估。最后,通过实验验证所提建模方法与评估框架的有效性与可行性。

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计及绿证交易电网与区域映射的碳排放核算分析方法

马兆兴, 柳程双, 徐鹏, 陈昊, 王瑞华

2026, 47(8): 566-575. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-1212

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提出一种融合地理空间信息的绿证交易碳排放核算新方法。首先,建立绿证-碳减排关联模型,系统划分绿证交易类型并制定相应核算准则;其次,构建基于交易特征的差异化核算框架,实现绿证交易与区域电网的空间匹配;然后,采用卡尔曼滤波数据处理技术和反演技术,优化火电厂碳排放监测数据精度;最后,通过IEEE 30节点系统和中国某地地理区域进行计算分析,验证所提研究方法的合理性和有效性。

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海上风电单柱复合筒型基础冲刷演变下的承载性能研究

倪道俊, 校建东, 肖瑶瑶, 齐欣, 张浦阳

2026, 47(8): 576-583. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-1652

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通过有限元计算不同载荷角度下单柱复合筒型基础承载能力以及冲刷效应对基础频率和刚度的影响分析,确定最不利的冲刷情况,然后针对在天津黏土覆盖情况下的单柱复合筒型基础的不同冲刷状态进行研究。改变土体的冲刷角度和冲刷工况会导致土体形态发生变化,同时对结构的极限承载力、弯矩和倾角规律产生不同程度的影响,随着冲刷深度从2 m增至10 m,基础的横向刚度将下降15%,频率将下降7%~8%。深层土的冲刷会降低结构承载力,但影响程度有限;完全冲刷对于结构承载力的降低大于单侧冲刷;循环荷载作用下,冲刷对于结构的效应明显增大。

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海上风电桩周海床局部冲刷特征研究

郇彩云, 姜贞强, 乔厚, 陈露露

2026, 47(8): 584-592. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-2417

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以江苏大丰某海上风电场为例,基于代表机位实测水下地形测量资料,分析其桩基局部冲刷特征和冲刷坑演变过程,探讨冲刷坑演变过程的机制。结果表明：1）桩周海床冲刷坑呈现漏斗状,平面形态呈现长轴沿涨、落潮主流方向的椭圆形,冲刷坑长度和冲刷坑最大冲刷深度呈较好的线性相关性,冲刷坑最大冲刷深度均出现在桩基面向落潮流的一侧,最大深度分别为25#机位7~8 m、55#机位5~6 m。2）2021年12月—2022年9月期间,冲刷坑经历先冲刷后淤积、总体冲刷的冲淤调整过程,冲刷主要分布在冲刷坑外围,淤积主要分布在冲刷坑内部桩基附近,受2022年9月台风“梅花”过境影响,冲刷坑出现一定程度的回淤。3）鉴于冲刷坑的尺寸和深度较大,建议将水下地形监测扩大至场区所有机位并及时采取防冲刷措施,防止冲刷坑的进一步发育。

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风力机尾流影响近地表风蚀和沙尘沉降的数值模拟研究

马高生, 郑权, 李德顺, 孔令埵, 骆冯洋, 邢嘉璐

2026, 47(8): 593-601. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0337

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为探究风力机尾流对近地表风蚀起沙和沙尘沉降的影响。利用开源软件OpenFoam,采用致动线方法（ALM）模拟风力机运行,结合大涡模拟（LES）还原流场,以多相质点网格模型（MP-PIC）求解沙尘颗粒,研究携带混合粒径并符合大气边界层对数特征的来流,不同高径比（H/D）的风力机运行对地表切应力的影响,并结合地表临界起沙摩擦风速公式判断可蚀地表的风蚀特征。结果表明,风力机尾流膨胀及蜿蜒导致地表切应力增大,地表瞬时切应力相较于无风力机时可增大约80%。风力机尾流对地表切应力的影响范围呈现梯形分布,随着H/D的增大,影响范围减小,影响强度减弱。地表风蚀开始发生的位置随H/D的增大而延后出现。地表沙尘颗粒的沉降量与地表切应力的分布相关,在大于5D的远尾流区,切应力越大,沉降量越小。

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风浪耦合作用下欠驱动海上浮式风力机的固定时间减振控制

陈艺峰, 胡圣青, 寇燕妮, 陈琳, 彭孝强, 张扬名

2026, 47(8): 602-610. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0459

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针对海上浮式风力机的振动控制问题,将调谐质量阻尼器（TMD）安装于海上浮式风力机的机舱中,基于固定时间方法提出一种高效精准的减振控制方法。根据拉格朗日方程,建立海上浮式风力机的耦合动力学模型。为处理风浪干扰的不利影响,构造一种固定时间非线性干扰观测器对风浪干扰分别进行精确估计与补偿。在此基础上,引入中间控制输入解决欠驱动问题,针对海上浮式风力机的子系统分别设计一种固定时间主动减振控制器,以实现对海上浮式风力机高效的振动抑制,并借助Lyapunov方法证明闭环系统是固定时间稳定的。仿真结果验证所设计干扰观测器与减振控制器的可行性和有效性。

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风电齿轮箱轴承状态监测的阈值自适应算法

李刚, 孟响, 杨蕊, 段长江, 闫文倩, 杨彦军

2026, 47(8): 611-620. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0495

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针对风电齿轮箱轴承故障预警中阈值依赖人工经验设定且更新不灵活的问题,提出一种基于指数加权移动平均与双边漂移流峰值超阈值的自适应阈值算法（EWMA-Bi-DSPOT）。该方法分为两阶段：首先,利用指数加权移动平均对原始温度序列进行平滑,以抑制高频噪声;其次,在初始化阶段选取高位分位数作为初始阈值,对超出量进行广义帕累托分布拟合,并通过极大似然估计获得初始报警阈值;最后,在线阶段,算法持续吸收未触发报警的边缘极值,动态更新GPD参数与报警阈值,从而实现阈值随系统状态漂移的动态更新。实验结果表明,EWMA-Bi-DSPOT算法能实现阈值的动态自适应更新,在保证较低误报率与漏报率的前提下有效提升故障预警的实时性与可靠性。

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考虑表面形貌的风电主轴疲劳强度分析研究

黄敬博, 龙凯, 程正坤, 张锦华, 张惠

2026, 47(8): 621-626. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0505

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为考察表面形貌对疲劳强度的影响,提出采用谐波叠加方式重构表面形貌,推导应力集中系数和疲劳缺口系数的解析表达式,结合DNVGL认证规范修正其中的经验公式项。以某风电机组主轴为研究对象,分别基于传统DNVGL规范和提出方法计算得到其累积疲劳损伤分布。结果表明,在特定参数下,两种方法的结果具有一致性。在相同表明粗糙度R_z下,所提方法揭示了疲劳损伤值随表面形貌波长的增大而减小,该结果证明实测构件表面形貌对疲劳强度定量分析具有必要性。

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分层土中桩锚基础的复合承载性能评价方法研究

李达, 付殿福, 张晖, 孙国栋, 杨丰玮, 付登锋

2026, 47(8): 627-637. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0506

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针对海上漂浮式风力机的桩锚基础,采用有限元法探讨其在典型单一土层中的承载破坏机理。依托某海上清洁能源开发场址的工程地质条件,利用破坏包络面方法,系统性研究复杂分层土环境下桩锚基础在V-H（竖向-水平荷载）、V-M（竖向-弯矩荷载）和H-M（水平-弯矩荷载）荷载组合下的耦合承载性能。在此基础上,建立一种基于极限荷载包络面评价桩锚在位承载力的计算方法。研究发现,V-H荷载空间包络线可用于判定以抗拔及侧滑失效为主导的桩锚基础承载性能。此外,需考虑系泊点偏心而导致的弯矩荷载影响,研究中规定的正向弯矩存在时会显著降低桩锚基础的抗拔承载性能,且随着弯矩的增大其降低程度显著,反之亦然。

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考虑结构多自由度耦合的风电叶片固有模态计算

常宁, 戴丽萍, 吴思航, 李世璇

2026, 47(8): 638-645. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0507

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为探究风电叶片的结构耦合机理,以NREL-5 MW风力机为研究对象,基于欧拉伯努利梁理论推导可考虑结构多自由度耦合的自由振动方程,分析剪切、弯扭耦合、挥摆耦合和轴弯耦合对叶片固有模态的影响。结果表明,剪切会导致挥舞和摆振方向的频率有所降低,二阶挥舞和二阶摆振分别降低约4.7%和1.0%;弯扭耦合会导致弯曲频率降低、扭转频率增高,且阶数越高变化幅度越大,三阶摆振降低3.1%,二阶扭转增加1.6%;挥摆耦合对摆振特性的影响显著高于其对挥舞特性的影响,轴弯耦合在3种耦合中影响最小。在振型方面,弯扭耦合和轴弯耦合对低阶弯曲振型的影响较小,挥摆耦合是导致弯曲振型出现明显耦合的主要原因。

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数字化技术在深远海风电机组运维中的应用与展望

罗纯坤, 陈超, 陈孛, 巫发明, 华旭刚, 陈政清

2026, 47(8): 646-666. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0510

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深远海风能开发作为新能源战略制高点,是突破近海资源瓶颈的必然选择,但面临恶劣海洋环境,风电机组的运维难度和成本激增。近年来,以人工智能、大数据、数字孪生为代表的数字化技术不断发展,为海上风力机实现智能化、自动化运维带来了新的机遇。首先,分析海上风力机的发展趋势：大容量与商业化、深远海与漂浮式、智能化与自动化;其次,归纳海上风力机检测与监测数据采集方法和设备以及先进数据分析方法,并对数字化技术在海上风力机各重要部件运维中的应用现状进行总结;最后,对漂浮式海上风力机智能化运维的未来研究重点进行展望。

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基于遗传算法的海上风电导管架桩基础设计优化

黄佳佳, 黄建武, 戴炜, 王立林, 王立忠, 国振

2026, 47(8): 667-675. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0513

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针对海上风电机组四桩导管架基础,依托某海上风电工程项目,开发基于Python的导管架基础SACS参数化建模计算程序,结合遗传算法优化策略,构建海上风电机组导管架桩基础智能优化模型,并与初步设计方案、其他类似海上风电工程项目进行对比分析以评估其优化性能。研究结果表明：1）基于遗传算法的导管架桩基础优化模型收敛速度较快,前20代即完成最终方案的93.46%;2）与初步设计方案相比,最终优化方案降低桩基础质量22.35%,约236.40 t,单台风电机组导管架基础节约造价超百万元;3）优化方案通过缩短桩长、减小壁厚并增大桩径,以提高材料利用效率,确保在优化桩基础质量的同时,不降低其承载性能,并有效控制变形幅度,体现出优化策略在平衡结构安全性与经济性方面的有效性。

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基于旋转气-液两相流的风电叶片雨凇/雾凇覆冰机制及特性对比研究

欧阳展, 黄亚飞, 王嘉可, 谭天, 杨鑫, 杨忠毅

2026, 47(8): 676-686. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0535

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以湖南雪峰山能源装备安全国家野外科学观测研究站300 kW风力机为研究对象,基于旋转参考系及欧拉气-液两相流模型构建全尺寸风电叶片三维旋转覆冰模型,揭示雾凇和雨凇覆冰机制的异同,通过数值仿真对比两者在覆冰形貌、质量等方面的差异,并深入探究温度的作用效应。结果表明：1）温度对雾凇覆冰几乎无影响,但会显著影响雨凇的覆冰区域、覆冰形貌以及覆冰质量;2）雾凇形成流线冰,雨凇形成角状冰,随着温度降低,雨凇覆冰区域减小,但角状冰特征更加显著;3）雾凇的最大覆冰厚度沿叶展方向单调递增,而雨凇则呈现明显非单调特征;当温度接近0 ℃（如-1 ℃）时,出现叶中（0.60R处）覆冰厚度高于叶尖（0.90R处）的特殊情况;4）相同覆冰时间内,雾凇覆冰质量大于雨凇,且随着温度降低,雨凇覆冰质量呈增速递减的增长趋势。

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风力发电机组整机测试场地标定敏感因子探究

叶娟, 聂峰, 刘飞, 陈艳滨

2026, 47(8): 687-693. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0538

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参考IEC 61400-12-3,基于实际案例探索影响风速标定关系的因素,分别研究风速、风切变、入流角、湍流等敏感因子对风速标定结果的影响。通过标定及质量评估发现案例中入流角对风速标定的影响程度比风切变更高;敏感因子与风速比的相关性会影响标定质量,当舍弃相关性低的数据仓后,标定质量得到一定程度的提高。下叶尖高度处气流受地表起伏影响比轮毂高度处更大,导致下叶尖风速标定质量较差,无法达到标准IEC 61400-12-3的要求。

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基于多分类器开放对抗网络的风电机组滚动轴承故障诊断方法

胡沁怡, 邓艾东, 周忠志, 肖凯文, 沈洋, 吴一凡

2026, 47(8): 694-703. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0541

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针对风电机组滚动轴承在变工况下存在数据分布偏移及未知故障识别困难的问题,提出一种基于多分类器开放对抗网络（MCOAN）的开放集故障诊断方法。首先,在对抗域适应框架中设置K元和K+1元分类器,分别计算目标样本与源域的相似度;然后,利用相似度构建动态权重机制,实现目标样本在开放集对抗训练过程中的自适应加权,同时提供已知和未知分类的动态阈值,促进已知类特征的跨域分布对齐,提高未知样本的识别精度。此外,引入非对抗分类器以提升动态权重计算准确性。最后,在两个数据集上进行实验,结果表明所提方法能够实现高精度的共享类特征分布对齐和未知类识别,且具有较好的鲁棒性。

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永磁同步电机改进自适应超螺旋滑模控制

孙春虎, 张伟亮, 方愿捷

2026, 47(8): 704-714. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0555

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为提高永磁同步电机自适应超螺旋控制时的收敛时间和抗扰性能,提出一种基于固定时间干扰观测器的永磁同步电机改进自适应超螺旋控制器。通过在自适应超螺旋控制器中引入幂次项,加快远离原点处控制器的收敛速度,同时将不连续的符号函数替换为连续的h（s）函数,进一步减小抖振。考虑到传统干扰观测器收敛时间长和有限时间干扰观测器收敛时间受初始状态制约的缺点,设计固定时间干扰观测器,使干扰固定时间收敛,干扰估计值送入滑模控制器进行前馈补偿,从而提升控制器抗扰性能。最后通过不同干扰观测器、滑模控制器仿真对比,验证所提控制策略的正确性。

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无监督风力机齿轮箱异常状态自动化识别方法

李嘉琳, 柳毓昕, 曹轩, 柏厚义, 陈仁祥

2026, 47(8): 715-723. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0575

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针对风力机行星齿轮箱异常状态识别任务中难以获取带标签数据以训练分类模型的问题,提出一种无监督的自动化检测方法。首先提取原始振动信号的对数梅尔能量特征作为训练数据,将其输入到基于U-net自动编码器为核心的无监督异常状态识别模型中进行训练,进而基于模型输入与输出间的重构误差设定齿轮箱健康状态的判定临界值,从而完成异常状态的识别任务。同时使用出厂齿轮箱测试数据与山西羊头崖某风场风力机实际运行数据验证提出模型的可靠性。对于出厂齿轮箱,同时使用基于频谱振幅调制的信号处理方法进行双重验证。验证结果表明,所提方法在工厂数据测试集和风场数据测试集上的识别准确率达到93.34%,验证所提无监督方法能够自动化地正确分离异常状态风力机齿轮箱。

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基于波动延续场景辨识的超短期风电功率预测

刘晓燕, 甄钊, 王飞, 黄越辉, 常喜强, 米增强

2026, 47(8): 724-736. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0585

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针对现有风电功率预测方法对于风电功率波动信息提取不足与演化规律分析不充分导致性能受限的问题,提出一种基于波动延续场景辨识的超短期风电功率预测方法。首先,研究多湍流过程共同作用下的风电功率波动耦合机制,将历史风电功率动态解耦为多个非线性与线性波动分量的组合形式。然后,引入波动延续性概念,基于非线性与线性解耦参数推导风电功率波动的未来延续尺度,据此划分波动延续场景。同时,构建面向高维稀疏特征的稀疏神经网络（SNN）,辨识历史风电功率的波动延续场景,针对不同场景,分类开展超短期功率预测。最后,依托3处风电场实测风速、功率数据进行算例验证。实验结果表明,以所提模型为基准,相较于各对比模型,所提模型的均方根误差（RMSE）、平均绝对误差（MAE）与平均绝对百分比误差（MAPE）分别至少提升1.46%、2.44%与14.67%,证明其在准确性与稳定性方面更具优势。

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数模联合驱动的风电机组行星齿轮箱故障诊断

曾庆涛, 唐贵华, 张旋, 程继杰, 马萍

2026, 47(8): 737-746. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0589

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针对风电机组行星齿轮箱运行过程中难以采集大量高质量故障数据,智能诊断模型在故障样本稀缺下诊断精度低的问题,提出一种数模联合驱动的风电机组行星齿轮箱故障诊断方法。首先,基于集总参数法构建高保真风电机组行星齿轮箱动力学模型,生成伪故障数据;其次,设计融入卷积块注意力机制的域共享残差网络特征提取器提取伪数据与实测数据的关键物理特征,引入局部最大均值差异对齐伪故障数据和真实故障数据在故障类别层的特征分布,通过采用科尔莫哥罗夫-阿诺德网络模块增强网络对复杂数据关系的学习能力,实现不同类型故障的分类和识别。最后,将所提方法在风电机组行星齿轮箱故障诊断实验台上进行验证,实验结果表明,相比于其他经典方法,所提方法在故障样本稀缺的情况下具备良好的诊断效果。

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风电混凝土塔筒横缝压弯承载性能研究

郑万浪, 谭继可, 李彦娥, 张云辉, 罗伟, 郭松龄

2026, 47(8): 747-754. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0601

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为探究风电机组混凝土塔筒横缝的压弯承载性能,开展1：4缩尺比例混凝土塔筒压弯试验。在此基础上,建立有限元数值模型,模拟得到的横缝压弯承载力与试验结果的误差在5%以内,验证了有限元模型的准确性。系统开展风电机组混凝土塔筒横缝节点的受力机理研究,并基于试验结果、截面受力理论分析和有限元参数化分析结果,提出压弯工况下混凝土塔筒横缝接头的压弯承载力计算方法。该方法预测值与试验和有限元模拟结果误差在10%以内,进一步证明该文所提混凝土塔筒横缝压弯承载力计算方法的准确性。

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格拉姆角差场下基于改进CNN-XGBoost融合模型的风电齿轮箱故障诊断方法

王艳, 王子剑, 钟昕圻, 梁诗羽, 赵洪山

2026, 47(8): 755-765. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0603

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为进一步提高风电齿轮箱故障诊断的准确率,提出一种格拉姆角差场下基于改进卷积神经网络（CNN）和极限梯度提升（XGBoost）融合的智能诊断模型。首先,通过格拉姆角差场变换,将复杂环境下齿轮箱振动信号的一维数据转换为二维图像,完整保留信号内在结构和时频特征;其次,提出一种改进CNN的齿轮箱振动图像多维特征提取方法,在传统CNN的卷积层引入双注意力模块提升模型的感知能力,加大全局信息的提取程度,采用改进βc-ACONC激活函数代替ReLU激活函数,对神经元进行选择性激活,提升网络整体特征的表达能力;然后,将提取的综合特征输入改进麻雀搜索算法（ISSA）超参优化的XGBoost网络,构建一种格拉姆角差场下基于改进CNN-XGBoost融合的风电齿轮箱故障诊断模型。最后,采用实验室风电机组齿轮箱数据集对模型性能进行验证,试验结果表明模型诊断精度高达99%以上,具有良好的故障识别能力。

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张紧式系泊风力机四角筒型基础运动响应试验研究

刘宪庆, 杨波, 张浦阳, 张玉, 罗盛, 顾垚

2026, 47(8): 766-772. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0605

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针对张紧式系泊风力机四角筒型基础在波浪荷载下的运动响应问题,采用小比尺物理模型开展规则波和结构的相互作用试验,系统分析水深、吃水和锚固距离对四角筒型基础运动响应的影响规律。结果表明：随着水深的增加,结构的摇荡运动响应受到抑制;随着吃水的增加,结构纵荡和纵摇运动响应增大,而结构的垂荡运动响应减小;随着锚固距离的增加,结构的垂荡运动和纵摇运动增大,而纵荡运动在慢漂响应阶段减小。

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考虑互补性的风光功率联合预报研究

岳茜, 任国瑞, 王玮

2026, 47(8): 773-780. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0614

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基于风能与太阳能资源在时空分布上的互补特性,提出一种考虑互补性的风光功率联合预报策略,基于双向长短期记忆神经网络建立基本的预报模型,并进一步提出排序比较寻优算法对预报模型的参数进行优化。在此基础上,对于具有显著互补性的风光场站进行风光功率联合预报。预报实验表明,相比风功率和光伏功率单独预报,所提考虑互补性的风光功率联合预报方法可显著提高预报的准确性,且互补性越显著,风光功率联合预报的精度越高。

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基于深度强化学习的风力机快速频率响应优化策略

李传亮, 刘简, 钱敏慧, 杨德健, 楚晓玮

2026, 47(8): 781-789. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0615

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为充分挖掘新能源调频潜力,该文提出基于深度强化学习的风电机组快速频率响应优化策略。首先,基于时域解析建模方法,构建计及调频死区的风力机动态频率响应解析模型,通过特征参数解耦分析,揭示死区阈值、一次调频增益系数与风电渗透率等多维参数与电网频率偏差的关联机制,完成多参数联合作用下频率动态特性的多维关联性量化表征;其次,针对多参数耦合、工况时变条件下传统调频相参数整定难以辨识最优解集的问题,设计基于深度确定性策略梯度（DDPG）的参数动态寻优框架,通过智能体与环境的交互学习,实现参数的自适应调整。最后,基于含风力机并网的电力系统仿真模型进行验证,结果表明：在不同风速和不同扰动场景下,相较于传统参数设置与粒子群算法,所提策略具有更优的频率支撑性能与工况适应能力。

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风电机组齿轮箱温度场及动态特性分析

李殿鹏, 周建星, 崔权维, 费翔, 王昱晨, 陈锋

2026, 47(8): 790-799. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0616

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针对行星齿轮系统齿面温度过高导致润滑油失效的问题,以6 MW风电机组为研究对象,综合考虑齿轮和轴承时变刚度等因素对系统的影响,构建平移-扭转多自由度动力学模型。基于传热学理论,采用微分方法将单齿模型的齿面分割为若干条形区域,阐明了不同条形数量、转速等因素对温度场的影响规律。同时,结合摩擦生热与散热特性,建立动态温度场数值分析模型,通过有限元法求解并与实验结果对比验证模型的有效性。结果表明,条形划分数量影响温度场精度,当条形数量多于50时,分布趋于稳定。系统温度场的高温区集中在轴承内部和齿轮啮合面,太阳轮齿轮温升显著高于行星齿轮和内齿圈。轴承和齿面温升的影响随转速的增大而升高,温升速率逐渐减小,温升与转速之间呈现对数关系。

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不同湍流度下新型浮式风力机基础动力响应分析

徐新瑞, 祝磊, 尹飞, 吴松熊, 李晓东

2026, 47(8): 800-808. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0678

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为研究深远海环境下新型浮式风力机基础在湍流风场中的动态响应情况,基于OpenFAST软件,开展不同湍流度下新型浮式风力机基础的动力响应分析,并与OC4-DeepCwind浮式基础进行对比。通过耦合多物理场模型,结合TurbSim生成的湍流风谱,模拟浮式基础在风速11.4 m/s和不规则波工况下的时域运动响应。结果表明：1）不同强度的湍流风对浮式风力机运动具有显著影响;2）新型浮式基础在纵荡和垂荡方向的运动响应显著优于传统模型,其中10%湍流度工况下纵荡响应幅值降低24.6%,垂荡最大瞬时幅值减少0.064 m;3）新型浮式基础的运动响应随湍流度增加呈线性增长,纵荡最大幅值为5.60~6.74 m,垂荡幅值（0.178~0.190 m）及纵摇幅值（0.48°~1.10°）均满足规范限值;4）系泊系统在湍流度20%工况下最大锚链张力为1.475 MN（安全系数4.13）,安全系数满足规范要求。

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基于ERA5资料的广东近海风能资源价值评估研究

邹嘉南, 曹琪敏

2026, 47(8): 809-814. https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-1532

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基于欧洲中期天气预报中心（ECMWF）ERA5风场资料分析获得2020—2024年广东浅水海域100 m高度年平均风速为7.4 m/s,变异系数为0.44,风能稳定性较好。浅水海域年均风功率密度为414.5 W/m²,其中秋季风功率密度最高,为556.0 W/m²,夏季最低,为235.6 W/m²,与夏季用电负荷高峰存在错位。浅水海域年均风电潜力为3061×10⁸ kW·h,按照上网电价与绿电溢价匡算,粤东、大湾区、粤西的年均风能生态产品经济价值分别为312亿元、428亿元、666亿元。根据近期规划装机数量,预计2030年前浅水海域风电发电量将达1136×10⁸ kW·h,仅占潜在技术开发总量的37.1%,绿电开发及消纳空间较大。从规划区域来看,深水海域年均风速、风功率密度分别为8.5 m/s、645.4 W/m²,分别高于浅水海域14.9%、55.7%,潜在年均发电量约3632×10⁸ kW·h,年均发电价值可达1670亿元,建议未来优先加快粤东深远海风电开发建设。

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