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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。