发展新型能源系统是实现能源可持续发展的必要保障，包括系统性、创新性和可持续性三方面内涵。分布式能源系统是一种典型的新型能源系统，与常规集中式供能系统的有机结合，是未来能源系统的发展方向。文章阐述了分布式能源系统在美国、日本、欧洲、中国等主要国家和地区的发展现状及趋势，阐明燃气及多能互补的分布式能源等新型能源系统的重要发展方向，提出发展以分布式能源、可再生能源为代表的新型能源系统，是完善我国能源可持续发展体系，抢占能源技术革命制高点的国家战略需求。
分布式电源的大量接入给主动配电系统的规划研究带来了新的挑战。结合主动配电网的运行特征，从元件建模、优化调度和规划研究等方面对其规划问题进行了综述。总结并分析了面向规划的主动配电系统优化调度的模型及求解算法等方面的成果。对分布式电源和储能的选址定容，以及配电网网架规划等方面作了详细介绍。最后对相关领域未来的研究方向进行了展望。
风电的波动性和风电功率预测的不确定性给风电场内机组启停和负荷分配带来巨大挑战。以场景预测描述风电预测的不确定性，可提高调度决策的鲁棒性。文章建立基于场景预测的风电场经济调度方法，以风电场运行成本最低为目标，优化风电场内机组启停和负荷分配计划。采用改进的遗传算法求解优化调度模型。在此基础上，分析了风电场运行中的主要成本对总成本的变化趋势，给出了提高风电接纳能力和降低风电场运行成本的策略。算例仿真结果符合风电场运行的实际情况，验证了所提出的风电场经济调度方法的有效性。
先进绝热压缩空气储能系统（advanced adiabatic compressed air energy storage system，AA-CAES）是一种大规模电能存储与转化技术，对可再生能源并网及电网调峰有重要作用。为了研究蓄热系统结构布置、运行方式对储能系统性能的影响，对蓄热系统热力学模型进行分析并在传统结构的基础上提出带高温蓄热系统的AA-CAES。结果表明：压气机与膨胀机级数相近时，储能效率最高，级数差别越大效率越低；当压气机与膨胀机级数相等时，随着级数的增加，储能密度逐渐降低；当换热器中水的热容率与空气热容率接近相等时，储能效率最高；带高温蓄热系统的AA-CAES能够获得更大的储能密度，系统运行灵活性也增强，但储能效率有所下降。
受多种因素的影响，河北张家口地区弃风现象严重。针对该地区的弃风问题，提出了利用弃风电量供暖的弃风消纳方法及其运营模式。在该运营模式的基础上，分析了影响弃风供暖项目经济性的主要因素，研究了项目的经济可行性。实例分析表明，弃风供暖项目在缓解弃风问题的同时，通过对各方利益的合理分配，具有显著的社会效益和经济效益。
模块化多电平变换器(modular multilevel converter，MMC)的预充电过程可分为不可控预充电和可控预充电两个阶段。为分析不可控阶段子模块电容电压的抬升过程，将MMC的不可控预充电过程和三相全桥不可控整流过程进行了类比分析。进一步针对可控预充电阶段提出了一种简单有效的解锁控制策略，该策略能够充分利用限流电阻的限流能力，将子模块电容电压快速提升至变换器稳态运行需要的电容电压，所提控制策略无需设计专门的预充电控制器，且能够有效降低变换器由预充电过程转为正常运行过程时子模块电容电压的波动，减小对电容器的冲击，延长电容器的使用寿命。最后，在PSCAD/EMTDC软件仿真平台上搭建了双端MMC详细仿真模型，仿真结果验证了所提控制策略的有效性。
针对偏远地区电力资源缺乏且风能充足的特点，设计了一种孤岛运行的小型风储直流微网系统。该系统采用双极性直流母线结构，降低了母线对地电压，同时满足各种变换器和负荷对不同电压等级的要求，使系统更加安全可靠。利用电压平衡器保证了正负母线电压平衡，并分别设计了风力发电单元和混合储能单元(hybrid energy storage system，HESS)在不同工况下的最优工作方式。将该小型风储直流微网系统运行分为五种模式，通过对风机、混合储能以及负荷进行协调控制，确保直流母线电压的稳定和负荷的可靠供电。最后通过仿真验证了系统运行的稳定性和控制策略的可行性。
为了对光伏系统的可靠性进行定量分析，提出了一种基于贝叶斯网络的光伏系统可靠性评估模型。该模型由光伏系统电气架构图建立故障树，并将其映射成贝叶斯网络，利用概率论基本公式和桶排除法，以实际光伏电站的各部件失效概率为先验概率，计算系统的整体可靠性，进行诊断推理和因果推理，识别系统的薄弱环节，给出系统内部各事件故障概率的影响关系。模型分析表明了运用贝叶斯网络进行光伏系统可靠性评估的有效性和优越性。
槽式太阳能热发电系统使用中高温集热管来收集太阳光并将其转换为高温热量以实现热发电。作为集热管上的关键材料之一，太阳光谱选择性吸收涂层被制备在集热管上以实现和提高光热转换效率。制备出具有优良光学特性和热稳定性的新型中高温太阳光谱选择性吸收涂层，对于集热管及太阳能光热发电产业的发展具有重要意义。文中对国内外有关太阳能光谱选择性吸收涂层的相关工作进行了介绍，综述了中高温光谱选择性涂层的研究进展与现状，并对太阳能光谱选择性吸收涂层的未来发展趋势做了展望。
天然气作为一种清洁、高效、供应范围广的能源，被广泛地应用于分布式发电中，而结构简单、输出稳定性强、热源适用性广的温差发电技术可以较好地结合天然气应用于分布式能源当中，但温差发电系统热电转化效率的低下阻碍了其发展与应用。为了提高系统的发电效率，本文提出了一种热能梯级利用型温差发电系统。通过将高、中、低温温差发电模块合理地布置于一个以天然气燃烧产生的高温烟气为热源的系统中，以此形成对热能的梯级利用。使用CFD计算的手段实现了系统的优化设计计算，并依据优化结果搭建了实验台。模拟和实验研究的结果表明，优化后的系统能够有效地实现对热源的梯级利用，相比于传统的单级高温温差发电系统，系统的发电效率增加了1.93个百分点，增幅达到37.7%。
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