随着新能源和电力电子的发展,新型电力系统呈现典型的“双高”特征,但同时也带来低惯性、弱稳定性等问题。构网型（GFM）控制技术可实现变流器自主地建立频率和控制电压,改善对外部电压源的依赖性,提高系统稳定性。对构网型变流器的现状与发展趋势进行综述。首先,对跟网型（GFL）控制技术与构网型控制技术进行对比分析,指出构网型控制技术是解决新型电力系统稳定性的有效途径;然后介绍现有的构网型控制技术,分析构网型控制技术在各领域的应用;最后指出构网型控制技术应用于变流器时所面临的挑战。

针对调频资源不足导致的电网频率稳定性下降问题,以电解水制氢系统为研究对象,通过精细化建模并提出针对性控制策略,使电解水制氢系统提供快速频率响应,充分发挥电解水制氢系统内电、氢、热能的调频潜力,并对电解水制氢系统提供快速频率响应的机理及效果进行仿真验证。结果表明：所建立的模型可揭示电解水制氢系统的电-氢-热耦合机理,表征电解水制氢系统的频率响应特性;在多类扰动场景下,电解水制氢系统提供快速频率响应均可增强电网的频率稳定性。

针对光伏发电功率存在的较大随机性和不确定性问题,提出一种基于改进长短期记忆神经网络的光伏发电功率预测方法,以此提高光伏发电功率预测的准确性。首先,分析与光伏发电出力相关性较强的气象特征,并利用t分布近邻嵌入降维技术将被选取的特征数据降至二维,以减小数据复杂度。然后,通过密度峰值聚类将降维后的数据自动聚成3类,帮助训练长短期记忆神经网络预测模型。与传统循环神经网络和长短期记忆神经网络模型相比,所提模型在光伏发电功率预测方面表现出较高的预测精度,MSE减少49.00%和31.77%,RMSE减少28.59%和17.41%,MAE减少62.35%和53.52%。研究结果表明,该模型在光伏发电功率预测方面具有较好的适用性。

为提升光伏发电效率,以本校YL250P-29b型多晶硅太阳电池封装组成的光伏组件串联而成的光伏阵列为研究对象,建立光伏组件温度数值模型。通过对比人工积灰试验数据与模拟结果,验证了该数值模型的合理性。以此模型为基础,模拟分析风速、辐照度、环境温度、积灰密度对光伏组件温度的影响;依据光电转换效率和输出功率的经验公式,探究了上述环境因素对光伏组件输出特性的影响规律。结果表明：光伏组件温度和光电转换效率与风速之间为负相关关系,与辐照度、环境温度、积灰密度之间为正相关关系;光伏组件输出功率与环境温度和积灰密度之间为负相关关系,与风速和辐照度之间为正相关关系。在该文的研究范围内,各环境因素与光伏组件温度和光电转换效率的关联顺序均为：环境温度>辐照度>风速>积灰密度,与输出功率的关联顺序为：辐照度>积灰密度>环境温度>风速;环境温度每升高1 ℃,光伏组件温度也升高约1 ℃,光电转换效率和输出功率分别下降约0.06%和0.4%;积灰使光伏组件温度下降,光电转换效率升高,但会极大降低光伏组件的输出功率。

依赖于既有工程经验数据或地埋管换热能力短期测试结果,采用粗放式方法进行中深层地埋管热泵系统源侧设计,导致地埋管系统容量配置不合理,影响热泵系统供暖的可靠性与经济性。为改善地埋管系统设计现状,采用动态仿真手段,同时虑及设计负荷、累计负荷、负荷逐时分布规律,分析长时间维度中深层地埋管地热资源非稳态特性和岩土温度自恢复特性,提出基于地下岩土“终态年度周期性冷热平衡”状态来确定地源侧设计供回水温度,进一步以地源侧全生命期年均成本最低进行最优化计算来确定源侧设计流量的设计方法,并将其应用于某工程项目,实现了地源侧参数的设计优化。

针对死区等非线性特征对光伏并网逆变器电能质量的影响,该文借助数据驱动的补偿方法与传统控制相结合,研究一种并网逆变器动静态特征优化方法。首先利用重复控制器作为数据在线训练的依据,从机理上阐明数据来源和数据的有效性;其次利用近似线性回归方法获得数据模型,降低了数据驱动方法对存储空间的依赖度,保障了必要的补偿带宽,并解决了数据应用的可实现性问题;再将该模型作用于传统低阶控制器的补偿回路,使系统在具备足够稳定裕度的前提下实现良好的控制精度。数据相关性分析以及实验结果证明了该补偿方法具有可实现性和有效性。

为改变“源随荷动”的传统运作模式并增加储能,实现能源网、负荷、储能等各环节协调互动,建立电热氢耦合综合能源系统（ETHC-IES）优化调度,其中应用氢储能实现安全稳定运行的“源-网-荷-储”的新型综合能源系统成为目前的研究热点。以降低综合能源系统运行成本并减少弃风弃光为目标,将ETHC-IES优化调度问题转换为马尔可夫决策过程（MDP）,提出应用基于连续动作的近端策略优化算法（PPO）的综合能源系统优化调度方法。首先建立电热氢储能各部分的数学模型,综合考虑功率平衡,安全状态等约束条件,然后采用PPO算法对模型进行求解,以提高经济性和减少弃风弃光为优化目标,重新设计深度强化学习模型的动作空间、状态空间、奖励函数等,智能体通过训练学习实现ETHC-IES的动态调度优化决策。最后,通过仿真验证所提出模型和优化方法的有效性和优越性。

该文提出一种基于电磁辐射干扰（EMR）与V_{eE_peak}组合电参数监测IGBT模块封装老化的方法,旨在监测多种老化同时发生时IGBT模块的健康状态。首先,分析V_{eE_peak}和EMR的产生机理以及模块内部寄生参数对V_eE和EMR的影响;其次,分析不同老化对IGBT模块内部寄生参数的影响;最后,结合实验结果证明所提方法的正确性。这是一种不需要复杂监测电路的非侵入式监测方法,可有效降低多种老化耦合对IGBT模块健康状态监测结果产生的误差。

针对风电机组状态监测中主轴轴承故障特征受到其他传动部件振动谐波干扰且原始振动信号非平稳难以准确提取故障冲击特征频率的问题,提出一种基于谐波干扰消除和谱峭度相结合的分析方法（HR-Fast-Kurtogram）。利用离线角域重采样将非平稳时域信号转换成平稳的角度-阶次信号,在阶次域通过梳状陷波器其去除齿箱啮合成分等干扰阶次,应用基于短时傅里叶变换（STFT）的快速谱峭度图提取峭度峰值所在故障子频带从而提取轴承故障特征。既可避免非周期性冲击的干扰,亦可区分冲击性较小的非轴承幅值调制成分和轴承故障冲击成分。在实际机组轴承故障数据应用中的对比分析结果表明：新方法可提高在秒级短时间尺度提取轴承故障特征和识别故障类型的准确性。

相变储热技术是工程应用中高效储热的手段之一,而相变材料存在低热导率的问题,严重限制了其工作效率,因此需对相变储热装置结构进行优化以提高储热效率。选取五水硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃·5H₂O）与三水合醋酸钠（CH₃COONa·3H₂O）作为相变材料,基于仿生结构设计6种相变储热模型,对两种相变材料在6种储热模型中的熔化和凝固过程进行数值模拟并分析,最后基于数值模拟结果,综合考虑储热与放热过程,搭建小型相变储热实验台。该文给出了在温度为75 ℃、流量为0.1 m³/h的工况下,两种模型在两种相变材料中各测温点温度随时间的变化。结果表明：一种储热模型更适合将Na₂S₂O₃·5H₂O作为相变材料,另一种模型更适合将CH₃COONa·3H₂O作为相变材料进行实际应用。

针对现有研究多局限于采用卫星遥感图像或地理信息等单一数据源难以准确反应城市屋顶光伏潜力的问题,考虑阴影效应、地理位置和气象条件等因素的影响,该文提出一种基于多源信息融合的城市屋顶光伏提升方法,所提方法主要包括屋顶信息提取、区域建筑阴影计算和光伏发电潜力计算3个环节,在各环节的分析中引入大量卫星遥感图像、地理信息数据、气象等数据,极大提升了城市光伏潜力评估的准确性。最后以长沙市为例进行方法的应用,评估结果表明长沙市城市屋顶光伏的发电潜力为14480.4 GWh,具备较大的开发潜力。

对生物质热化学转化制氢技术进行综述,介绍热解及重整制氢、气化制氢和超临界水气化制氢的影响因素（原料、温度和催化剂等）和面临问题（焦油、催化剂失活和投入成本等）,提出由原料特性和制氢条件选择制氢方式,再通过预处理和调控反应条件等可提高制氢效率。将3种技术进行对比,得出气化制氢的效率相对较高,气化和热解更适合含水量低的生物质,超临界水气化制氢在处理有毒废水等方面有优势等结论,并提出焦油的处理、制备催化剂和研发设备等是未来的主要研究方向。

首先综述氢气储运技术的发展现状,包括氢气气态储运、液态储运、固态储运及混合储运四大技术;然后基于美国能源部车载储氢指标要求,对比不同储氢技术综合性能,并总结既有氢气运输方式的优缺点;最后对氢气储运技术未来研究方向提出5点建议。总体而言,在氢气储存领域,当前的研究重点应集中在综合性能优越的新型储氢气瓶和混合储氢技术上;而在氢气运输方面,天然气掺氢运输和液氢运输则分别是当前和未来的重要研究热点。

分析光伏单晶硅切片加工的原理和现状,金刚石线锯母线直径已降低至37 μm,G12半片光伏单晶硅片的切片厚度已减小到110 μm。阐述光伏硅晶体高出片率切片加工的主要技术途径是锯切硅片厚度减薄和金刚石线锯直径减小。分别讨论锯切硅片表面裂纹损伤和断裂强度、金刚石线锯间和硅片间的液桥作用以及机器视觉检测对光伏单晶硅高出片率切片加工的影响。对光伏单晶硅高出片率切片加工面临的关键技术提出展望：1） 开发低成本钨丝金刚石线锯;2） 研发新型冷却润滑液和冷却润滑技术;3） 研发切片加工新工艺;4） 建立电镀金刚石线锯表面磨粒分布状态与切片加工性能之间的量化关系。

为有效分析与利用光伏功率预测模型中以特定规律分布的预测误差,提出基于LSTM-Attention和CNN-BiGRU误差修正的光伏功率预测模型。首先,引入注意力机制（Attention）弥补输入序列长时长短期记忆网络（LSTM）难以保留关键信息的不足,建立LSTM-Attention的预测模型对光伏功率进行初步预测。其次,将卷积神经网络（CNN）在非线性特征提取上的优势与双向门控循环单元（BiGRU）在防止多种特征相互干扰的优势相结合,搭建CNN-BiGRU误差预测模型对可能产生的误差进行预测,从而对初步预测结果进行修正。经过实例分析表明：与未经误差修正的预测结果进行对比,经CNN-BiGRU误差预测模型进行误差修正后在不同天气类型中均能有效提高预测精度。

以高寒高海拔区某大型光伏电站中平单轴光伏支架系统为背景,依托ABAQUS有限元模拟软件,构建大跨度平单轴光伏支架-基础-面板一体化三维有限元模型,探讨极端环境下平单轴光伏跟踪系统关键构件的受荷特性与失稳变形机制,并藉此提供针对性的优化设计建议。结果表明,受极端风荷载作用,该大跨度平单轴光伏系统在最大跟踪角度下,其檩条最大应力达544.4 MPa,立柱最大位移达76.3 mm,致使局部檩条、H型钢桩存在潜在屈服破坏风险;上部结构各构件的变形与其所处位置有关,整体表现为沿主梁长轴方向呈波浪线型分布,两立柱的跨中位置同样多发生较大位移,且在光伏组件悬臂端部最为明显,其在风荷载作用下的最大变形甚至达153.2 mm。针对大跨度平单轴跟踪光伏系统中的薄弱部位,提出可增强局部构件的强度或改变局部结构特征等优化建议以增强其整体稳定性。

针对风速预测中由于随机性和波动性使得风速预测精度不高和模型泛化性不佳的问题,提出一种基于变分模态分解（VMD）、鲸鱼优化算法（WOA）、长短期记忆神经网络（LSTM）和麻雀优化算法（SSA）的组合预测模型。首先利用WOA对VMD的核心参数（K值和惩罚系数α）进行自动寻优。经对风速时间序列进行分解之后,引入SSA优化LSTM的核心学习参数,最后整合各子分量的预测风速数据得到最终风速预测值,经过多项模型评价指标的验证,模型的RMSE、MAE、MAPE、R²分别为0.0758 m/s、0.0578 m/s、1.492%和0.979,与其他单一优化预测模型WOA-VMD-LSTM和VMD-SSA-LSTM相比较,相关模型评价指标均有较显著的改观。

氢燃料电池轨道车辆是一种以氢气作为燃料的新型供电制式轨道车辆,其零排放、低噪音、高效率等特点具有显著的社会效益和经济效益,也是轨道交通节能减排的重要途径之一。该文阐述了氢燃料电池的工作原理和系统组成以及氢燃料电池系统的研发进展和趋势;系统梳理了国内外氢燃料电池轨道车辆的研究及应用现状,主要从车辆类型、燃料电池功率、续航能力、最高运行速度、动力模式和储氢容量及压力等方面概括了差异点,分析了氢燃料电池混合动力模式的输出特性和在各环境下的动力匹配,证实了氢燃料电池和动力电池/超级电容形成的混合动力系统能更好地适应轨道车辆启停、怠速、持续高速以及爬坡等多种工况;最后,探讨了氢燃料电池的研究难点、氢气的储存及运输挑战以及氢燃料电池混合动力在轨道车辆上的发展潜力。

为降低温室大棚建筑能耗,以河北省某温室为研究对象,在温室现有的太阳能耦合地源热泵供暖系统（SGSHPH）基础上,设计太阳能-地源热泵相变蓄热供暖系统（SGSHPP-CHSH）,利用TRNSYS软件搭建这两种系统的仿真模型,对两系统的仿真结果以及影响因素进行对比分析。研究结果表明：SGSHPP-CHSH系统相比SGSHPH系统在整个供暖季的太阳能集热器集热量提高10.75％;SGSHPP-CHSH系统相变储热罐蓄热温度从49.4 ℃降低到34.4 ℃,热泵机组能耗从10145 kWh降低到7843 kWh,热泵系统的COP从2.68升高到3.36;SGSHPH系统蓄热水箱的供水温度从45 ℃降低到30 ℃,热泵能耗从12837 kWh降低到8739 kWh,热泵机组COP从2.39增加到3.43;SGSHPH系统太阳能集热面积为48 m²时,SGSHPP-CHSH系统太阳能集热面积为39 m²时,此时两供暖系统在非供暖季土壤蓄热量等于在供暖季土壤取热量,可有效维持土壤的热平衡。

从发电端、固碳端与市场端三端共同发力的角度出发,提出一种基于合作博弈理论的综合能源系统（IES）绿证-碳交易交互模型。其中发电端通过综合能源系统集中调度的优势,实现碳捕集电厂主体与可再生能源发电主体的灵活互动;固碳端通过引入碳捕集设备与电转气设备,实现IES的低碳经济运行;市场端通过建立绿证-碳交易交互机制,提高IES的整体经济性的同时利用合作博弈理论,讨论合作成立条件,并基于Shapley值法对合作剩余进行合理分配。算例以内蒙古东部某综合能源系统为实例进行仿真分析,结果表明,所提方法可显著减少系统弃电量,发挥火电机组深度调峰作用,实现IES低碳经济运行,并为探究存量火电与可再生能源项目的合作可行性,探索燃煤电厂灵活性改造新途径提供了理论参考。

锂电池寿命预测对能源管理和维护具有重要意义,为解决预测过程中复杂的多维时间序列数据、长时间依赖关系以及特征的动态变化等问题,提出一种基于动态卷积神经网络层和Transformer（DCF）、协方差矩阵自适应调整的进化策略（CMA-ES）和多头自注意力机制的锂电池寿命预测模型。DCF通过动态提取时间序列中的关键特征,降低数据维度和冗余性,捕捉长时间依赖;CMA-ES优化模型超参数,增强模型对局部特征与全局依赖的建模能力;多头自注意力机制则进一步聚焦重要特征,处理复杂的非线性动态关系。使用NASA提供的公开锂电池数据集进行实验验证,结果表明该方法的平均绝对误差最小达到0.28%,优于大部分使用同一数据集的现有方法。实验结果进一步证明,模型在预测准确度和泛化能力上均有提升,尤其在长期寿命预测中展现出更高的精度和鲁棒性,可为锂电池的寿命预测提供更为可靠的技术支持。

为使火电机组更好地应对新型能源迅速发展背景下对原有电网结构带来的冲击,提升火电机组运行的稳定性、安全性及经济性,基于国内外研究现状,提出锂电池-飞轮控制策略与火电机组区域动态一次调频模型,并研究一定储能容量下飞轮-锂电池混合储能系统容量配置方案,以系统频率波动程度、波动峰值极差、实际贡献电量等指标对调频性能作出评价。通过Matlab/Simulink进行仿真验证,得出在连续扰动下系统频率波动程度为0.00119 pu,频率波动减小30.81%,功率波动减小43.65%,实际贡献电量增加23.17%。结果表明,在火电机组受到外界负荷扰动时,混合储能辅助火电机组调频可有效提高火电机组运行稳定性与经济性。

提出一种基于多频段自适应陷波器（MANF）的风电外送系统SSO抑制策略。首先,在分析SSO产生机理的基础上确定MANF在双馈风电机组（DFIG）转子侧变流器（RSC）中的安装位置。其次,利用递归群谐波功率最小化（RGPM）算法优化的DFT辨识法设计次同步振荡检测器,有效解决模态混叠等问题;然后利用加窗稀疏度自适应匹配追踪（SAMP）算法,设计可根据输入频率实时更新陷波频率的MANF。最后,通过与多陷波点陷波器（MNF）和单陷波点自适应陷波器（ANF）对比,验证了抑制策略的有效性;在考虑不同串补度、风电部分切机同时火电补发功率的工况下,验证了抑制策略的鲁棒性。

针对光伏发电功率随机性强、难以准确预测的问题,提出一种基于时间卷积网络（TCN）、双向长短期记忆网络（BiLSTM）和回声状态网络（ESN）的组合预测方法。首先,使用自适应噪声完备集合经验模态分解（CEEMDAN）将功率数据分解为一系列相对平稳、不同波动模式的子功率序列;再将分解重构后的功率序列和其他特征序列输入到TCN-BiLSTM-Attention-ESN组合模型中,其中TCN-BiLSTM-Attention用于提取光伏序列波动特征并构建时空特征向量;最后,将所提取的时空特征向量输入ESN获得预测结果。采用新疆某光伏电站的光伏功率数据进行验证,结果表明与时下先进的预测方法相比,所提方法具有更高的预测精度,有助于提升光伏发电占比,保障电力系统平衡和运行安全。

为提高糖醇类相变材料（PCM）的直接光热转换与存储性能,促进其在光热储能方面的规模化应用,该文以木糖醇和赤藓糖醇为PCM前驱体,膨胀石墨（EG）为导热添加物,采用机械混合-熔融真空吸附法制备Xy-in-EG（94 ℃）和Er-in-EG（120 ℃）两种不同温区的高导热、高光热转换能力复合PCM,进一步研究所制备复合PCM的光热转换与存储性能。研究结果表明,当EG含量为25%时,两种复合PCM导热系数最大可达到4.39和3.61 W/（m·K）,相较于原始PCM提高约一个数量级;当EG含量为15%时,复合PCM的太阳能光谱吸收率分别达到84.3%和86.9%,且复合PCM达到封装稳定状态,加热熔融相变时不存在相分离引起的相变泄露等问题。对复合PCM进行太阳能光热转换与存储实验表明,复合PCM Xy-in-15%EG和Er-in-15%EG光热转换效率相较于商业PCM木糖醇和赤藓糖醇分别提升了63.3%和79.5%,Er-in-15%EG的光热存储速率与商业赤藓糖醇相比提高了3.2倍。

从屋面热湿环境和植被状态、光伏发电效率、水分平衡、能量平衡与热过程模型4个方面对光伏-绿化复合屋面的研究现状进行阐述。结果表明不同气候和空间配置条件下,光伏组件与植被间的相互作用存在动态变化,导致屋面综合性能存在一定的不确定性。最后对光伏-绿化复合屋面工程应用中面临的挑战以及未来的研究方向进行分析和展望,并指出掌握光伏组件与植被之间的相互作用机理是准确预测与优化光伏-绿化复合屋面综合性能的关键。

构建一种融合可再生能源的数据中心余热利用系统,实现余热的高效利用。同时,为进一步降低系统运行成本,引入基于用户侧柔性负荷调节的需求响应机制,研究动态削峰补贴价格下系统的运行表现。结果表明：选取补贴价格依次为0.149、0.141、0.190、0.145元/kWh时,系统取得最高净收益266158.4元,且随着蓄热装置容量的提升,系统净收益增长率由10.4%降低至1.6%,可再生能源消纳量呈现下降趋势。

为完善光伏支架风荷载研究,首先对比分析不同规范光伏支架风荷载计算原则及相关参数取值特点;其次对某固定可调式光伏支架进行刚性模型测压风洞试验,得到典型倾角与风向角组合工况下光伏结构体型系数,并利用风洞试验结果进行瞬态分析得到典型工况下光伏支架风振系数;最后将试验得到的风荷载取值和相关参数与参考的各规范取值进行对比。结果表明：各规范及风洞试验风压系数、阵风影响评价系数和风荷载均存在明显差异;风洞试验风压系数明显低于各规范规定值,风振系数结果远大于国内规范值1.0,超过其1.64~2.05倍,与国外规范也存在很大差距。总的来说,结构迎风时风荷载与风压系数小于结构背风时按照中国规范进行光伏支架抗风设计结果偏激进,按照国外规范则结果偏保守;常用规范中光伏支架风荷载规定并不合理,为安全合理地指导光伏结构抗风设计,还需进行更多抗风研究。

传统光伏预测模型易受气象数据波动的影响,且对气象特征不敏感。由此,提出基于多级特征提取的BiLSTM短期光伏出力预测方法,用于预测不同天气类型下的光伏出力。首先,选取与光伏出力相关性较高的气象因素作为输入特征;使用模糊C均值（FCM）聚类方法,对样本进行灵活划分,通过计算Xie-Beni指标以确定最佳聚类数,将历史数据集聚类为晴天、少云天、晴转多云、阴雨天和恶劣天气;其次,构建CNN-CBAM-TCN多级特征提取器（MFE）：利用卷积神经网络（CNN）进行初步的特征提取,结合卷积注意力块（CBAM）抑制非重要特征,之后,利用时间卷积网络（TCN）进一步捕捉日内光伏出力的时序特征;最后,借助双向长短期记忆网络（BiLSTM）进行光伏出力预测。在实例分析中,验证了使用Xie-Beni指标确定最佳聚类数的有效性,证明了该模型较其他预测模型在复杂天气类型下具有更高预测精度。

通过对光伏组件可见光图像的灰度直方图进行数值化处理,引入平均灰度值的概念,结合学校搭建的光伏实验台,证实平均灰度值与光伏组件积灰密度之间存在对应关系。基于此结论,对内蒙某光伏电站视觉检测平台的图像进行识别与处理,将其与光伏发电数据相对应,发现随着时间的推移,清洁侧与积灰侧平均灰度值差值的变化与发电损失正相关。根据该实验台收集的气象及图像数据,通过随机森林算法建立积灰程度预测模型,在相关气象因素的基础上,结合前一天的积灰板平均灰度值共同作为输入变量,对积灰板平均灰度值进行逐天预测,并通过设置不同的调优参数提高预测算法寻优鲁棒性。

海上风电单桩基础趋向大型化,桩基对于入射波场的影响增强,工程上计算波浪荷载最为常用的莫里森方程法无法再忽略绕射效应。为研究海上风电较大直径单桩基础（桩径波长比在0.15~0.25之间）在常规海况条件下的水平波浪荷载,采用物理模型实验与计算流体动力学数值模拟相结合的方法,分析海上风电单桩基础最大水平波浪荷载在不同桩基几何参数和波浪水动力条件下的变化规律;给出较大直径单桩基础惯性力系数C_M的取值曲线;并基于莫里森方程法提出计算较大直径单桩基础最大水平波浪荷载的实用经验公式。

面向储能和减碳需求,以麦秸和木屑为原料,研究风电耦合生物质制甲醇技术,分析甲醇产率、储能-释能效率（即储释效率）生命周期碳排放以及甲醇纯发电和热电联产模式的差异。不分离产物气CO₂时,仅CO₂和CO单程转化率对甲醇产率有明显的影响,其值在0.970~1.104 kg/kg之间。电解水效率是提升储释效率的关键参数。热电联产模式的储释效率和碳排放均明显优于纯发电模式。前者模式的储释效率范围为46.1%~58.6%,接近压缩空气储能;再生电能和热能的碳排放强度范围分别为37~77 g CO₂/kWh和10~21 g CO₂/MJ,均大幅低于相应产品的当前碳排放水平。以木屑为原料的碳排放大幅低于以麦秸为原料的碳排放。通过捕集产物气CO₂,甲醇产率、绿电功耗和储释效率降低,但能够实现生命周期零碳排放。

鉴于光伏发电等新能源可再生系统中输出电压过低、受环境影响大等问题,提出一种新型的高增益三端口直流变换器及控制策略。该变换器拓扑的3个端口分别连接光伏发电端、储能端和负载端,具有开关器件应力低、各输入源功率可灵活分配、耦合电感漏感能量可被循环利用等优点。详细分析了该拓扑在各工作模式下的原理和稳态特性,并与现有同类变换器的工作特性进行对比。根据光储供电系统的控制要求和变换器在不同工况下的功率流动情况,研究相应的模式运行与切换控制策略。搭建一台300 W的样机进行测试,实验结果验证了所提方案的可行性。

为保证大型浮式风力机在极端工况下的正常运行与结构安全,有必要开展极端工况下大型浮式风力机结构响应的极值预报以及结构安全性评估。该文采用OpenFast软件对中国南海50 a一遇的工况下15 MW半潜式风力机进行结构响应数值模拟,利用平均穿越率法并结合泊松近似假设,对大型浮式风力机塔基剪力和弯矩的极值分布进行预报。结果显示,极端工况下,浮式风力机在纵摇固有频率附近,由于纵摇运动引起气动载荷变化,导致塔底弯矩和剪力显著增加。同时,平均穿越率法能有效预报15 MW浮式风力机的塔基结构响应极值分布,在超越概率为0.01的情况下,基于1 h数值模拟响应样本预报的塔基剪力和弯矩极值能满足结构强度要求。

为有效挖掘光伏发电功率数据中的有效时序信息,进一步提升光伏发电功率预测效果,提出一种基于多因素融合的高效通道注意力机制（ECA）-时间卷积网络（TCN）预测模型。首先,采用最大互信息系数（MIC）提取光伏发电功率相关特征;其次,使用多项式特征衍生方法融合各相关因素特征,衍生高维特征,进行特征组合;然后,将自适应选择一维卷积核大小的ECA模块与可有效捕捉光伏发电功率数据时序性信息的TCN相结合,搭建ECA-TCN预测模型;最后,采用多个模型进行对比实验。实验结果表明：该文提出的特征组合方法可高效的选择光伏发电功率数据特征,提升特征的表现能力。特征组合后的 ECA-TCN预测模型的均方根误差（RMSE）为0.0828 kW,相较于LSTM、LSTM-TCN、ECA-LSTM,ECA-TCN的RMSE分别降低了0.29、0.23和0.13个百分点,并具有最优的拟合度（R²）90.74%。该模型可在保持高拟合度的同时有效提高光伏发电功率预测精度。

为获得对液氢地面无排气加注性能及其影响因素的系统认识,建立二维轴对称液氢无排气加注数值模型,借助Fluent软件研究不同进液温度、进液流量、初始壁温和罐内初始压力对液氢无排气加注特性的影响规律。采用Lee模型和用户自定义程序（UDF）描述液氢在加注中的蒸发、冷凝等相变问题,并考虑气液界面张力。结果表明：在地面加注条件下,液氢储罐内胆中气相空间的压力在加注初期快速升高,然后趋于平稳,到加注后期再次明显增大。当所加入液体温度对应的饱和蒸气压大于容器内部压力时,初期加注将导致闪蒸现象,初始阶段压升显著;进液流量不仅影响加注总时间,还影响加注初期的汽化增压、体系温降程度及加注末期的气氢压缩效应;初始壁温影响加注初期的壁面沸腾增压效应;初始压力对加注初期的压力变化影响较大,当初始压力高于液氢饱和压力时,罐内不发生闪蒸。

针对微网“弃风”、“弃光”、“弃水”现象和日益增长的氢负荷需求,考虑在异地加氢站配置一定容量的制/储氢设备集中消纳微网余电。通过研究含风电、光伏、小水电及电解槽、储氢罐、重整器的微网-加氢站系统（MHSS）的拓扑结构和数学模型,建立以加氢站全生命周期总净现值成本最低为目标的制/储氢设备容量优化配置模型,并提出余电制氢-绿氢先行（RETH-GHF）的电氢联合运营模式。算例中,结合实际场景,运用自适应模拟退火粒子群优化（ASAPSO）算法进行仿真。通过对比微网余电异地集中/就地分散制氢方案的配置结果和成本收益明细,说明算例场景下异地集中制氢方案经济性更好,并考虑工业电价、氢气及天然气价格波动对加氢站全生命周期总净现值成本的影响,比较两种制氢方案的经济性,最后以四季典型日系统运行情况验证了加氢站制/储氢设备容量优化配置模型的合理性。

电解水制氢技术的应用可更好地促进可再生能源的消纳,提升含高比例可再生能源的电力系统调节灵活性,碱性电解槽因成本低、结构简单、技术成熟等特征广泛应用于工业电解领域。然而,由于其低载工况电解效率较低,导致其难以全范围跟踪波动性可再生能源。针对这一问题,该文首先从电解槽激励电场分布的角度揭示高低载效率差异机理,并提出基于激励电场重塑的最优功率脉宽调制（OP-PWM）策略,然后设计适用于脉冲电解的双级式变流器,并对关键性控制参数进行分析。最后,通过搭建的光伏直驱电解制氢平台对所述理论进行验证。实验结果表明：相比于传统直流电解模式,OP-PWM策略可显著提升低载效率,提升幅度达到1.8倍。若将最小电解效率约束条件定为48%,则OP-PWM控制策略可将电解槽运行范围由28%~100%额定功率扩展至20%~100%额定功率。

针对不同类型电池储能系统的选型规划和充放电功率分配难以协调其技术性、经济性和环境性的问题,提出一种考虑风-光-储协同的电池储能系统综合评价体系,进而对电池储能系统充放电策略进行优化并选型。首先,建立电池储能系统全寿命周期内的效益模型,采用模糊层次分析法对上述电池储能系统的效益模型进行分层分析,将其划分成不同的准则和指标,并计算出其相应的权值;其次,建立风-光-储协同下电池储能系统的充放电功率优化模型,并将上述权值与电池储能系统全寿命周期内的经济性、技术性和环境性相结合,确定目标函数;再次,提出一种灰狼优化算法和莱维飞行策略相结合的混合优化算法,对电池储能系统一天内每小时充放电功率的分配进行优化,并得出电池储能系统的荷电状态曲线;最后,基于新疆某地的气象和负荷数据分析对比5种电池储能系统经济性、环境性和技术性的各项指标,根据算例结果为电池储能系统的综合选型方案和充放电功率分配提出建议,并验证所建模型的可行性和求解算法的优越性。

建立电源、电网、柔性负荷和储能的数学模型,引入条件风险价值度量可再生能源不确定性风险,建立互联电力系统“源-网-荷-储”协调规划模型。考虑各区域电力系统信息安全性和隐私性提出分布式求解策略,以区域间联络线为耦合变量将集中式优化模型解耦为分布式优化模型。将动态惩罚参数和预测校正策略整合到交替方向乘子算法提高收敛速度,通过算例仿真验证基于分布式优化的风险规避投资模型的有效性。