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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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%。

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。

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%。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。