针对交直流混合微电网双向接口变换器(bidirectional interface converter, BIC)采用双向下垂控制存在惯性小、阻尼低等问题，提出一种适用于BIC的改进型双向下垂控制策略。通过改进有功环，引入惯性环节和限幅系数不仅能够给系统提供惯性，减小负荷波动对交流母线频率和直流母线电压的影响，改善交、直流子网间功率传输的动态响应，还能提高交直流混合微电网的抗干扰特性和动态响应特性。通过在电流环引入非线性干扰观测器，可以抑制负荷功率的瞬态波动，抑制外部功率扰动下母线电压的波动幅度。分析了关键参数对系统稳定性的影响，采用PSCAD/EMTDC仿真验证了所提控制策略的正确性和有效性，并针对不同控制策略下负载变化时交流频率和直流电压的动态响应以及功率传输的动态响应进行了对比分析，得出了所提控制策略的优越性。
动态电压恢复器(dynamic voltage restorer，DVR)是设备侧有效治理电压暂降故障的装置，目前DVR的控制设计基本采用比例积分(proportional-integral，PI)控制器，但是DVR为非线性系统，传统PI控制器并不能达到理想的控制效果。为改善DVR的控制效果，提出一种新型电压电流双闭环分数阶PI(fractional order PI，FOPI)控制策略。首先，以光伏－储能系统为DVR直流侧能量源，并建立相应的三相逆变器前馈解耦数学模型；其次，设计光伏－储能系统与逆变器的双闭环PI控制策略，并进行参数整定；之后，将整数阶控制策略推广到分数阶来改善控制效果，并采用增益变化时的鲁棒性准则对FOPI控制器进行参数校正；最后，搭建不同控制策略下的DVR仿真模型，仿真结果验证了FOPI控制器应用于DVR系统的可行性，且相对于传统PI控制器其具备更好的动态响应速度与抗干扰性能。
为提高微网三相线路故障诊断精度，提出基于自适应变分模态分解(adaptive variational mode decomposition，AVMD)和卷积神经网络(convolutional neural network，CNN)的微网线路故障诊断分类方法。首先建立包含风、光、水系统的微网径向结构模型；采用AVMD将原始故障信号分解得到多个模态分量，其中变分模态分解(variational mode decomposition，VMD)的参数采用天鹰优化(aquila optimizer，AO)算法进行优化；诸多模态中只有少数模态保留了故障信号的信息，利用有效加权峰态相关(effective weighted peak relevance，EWPR)指数对模态分量进行选择，选取最能保留故障信息的3个模态作为敏感模态；剔除噪声和其他无关模态的影响，使用CNN对微网的线路故障进行诊断分类。生成110组故障数据用于训练和验证神经网络，结果表明22组验证数据集中共有21组数据分类正确，此研究方法对故障的诊断精度达到了95.46%。
为促进清洁能源消纳及多能耦合系统灵活运行，降低源、荷不确定性对系统的影响，构建包含光热电站的风－光－电－热－氢综合能源系统(wind-photovoltaic-electric-heat-hydrogen integrated energy system，WPEHH-IES)，提出一种鲁棒性可调的空间多面体不确定集两阶段鲁棒优化方法。基于列与约束生成(column-and-constraint generation, C&CG)算法将两阶段三层min-max-min鲁棒优化模型分解为一层min主问题与两层max-min子问题，通过强对偶原理将双层子问题结构简化处理；由子问题与主问题的交替求解，进而得到原问题的最优解。最后，通过算例分析验证所构建模型和求解算法的有效性及多能耦合系统出力的灵活性。
固体蓄热技术将非峰值电能转化为热能，对消纳电网富余电能、平衡峰谷负荷以及减少环境污染具有积极意义。针对现有固体蓄热装置取热不均问题，提出一种新型结构蓄热体，在通风孔道内设计中间通道。利用Fluent建立蓄热体数值模型，研究了新型结构蓄热体放热时的温度分布和通风孔道内的流速分布，并与无中间连通结构蓄热体进行了对比分析。研究表明：中间连通结构提高了换热效率，减轻了热堆积现象；新型结构蓄热体相比于无中间连通结构，放热过程中平均温度下降37～68 ℃，最高降幅22.8%，最大温差下降27～60 ℃，最高降幅48.2%；中间连通结构使通风孔道中心处流速相对标准偏差下降45.4%，提高了流场均匀度；沿竖直方向的中间连通结构使蓄热体竖直方向温度分布更均匀，且未对水平方向的温度均匀性造成恶化影响。
在聚合商管理模式下，对大规模插电式电动汽车(electric vehicles, EV)调节容量的高效利用可降低系统运行成本，助力可再生能源(renewable energy resources, RES)消纳。同时，随着EV快速充电设施的普及，相较于慢充而言，快充模式下EV参与电网辅助服务时可能存在更多灵活性，但无疑也考验着电力系统承受能力。为充分利用需求侧灵活性资源，考虑将快速充电概念应用于电动汽车入网(vehicle to grid, V2G)场景中，即考虑双向的快速功率，提出考虑EV充放电模式灵活性的配电网日前经济调度方法，其包含2个模型：考虑充放电模式的EV聚合模型与配电网经济调度模型。通过算例分析验证了该策略可提升EV可调度区域灵活性，并能为配电网经济调度带来可观效益。
化学吸收法碳捕集技术是当前最具大规模工业化应用前景的烟气二氧化碳捕集技术，但存在能耗高的问题，开发低能耗碳捕集吸收剂可有效降低捕集过程对发电效率下降造成影响。结合燃气电厂烟气二氧化碳分压低的特点，通过实验室吸收－解析试验和理化性质测试筛选出一种具备工业应用潜力的吸收剂(DTC01)。该吸收剂的解析速率较30%乙醇胺水溶液(monoethanolamine, MEA)高出近1倍。为了验证其在工业应用的表现和经济性，在华北地区某天然气电厂二氧化碳捕集中试装置上开展长周期运行实验。实验结果表明，在该中试装置上DTC01吸收剂长期运行时二氧化碳捕集率不低于90%，再生能耗为3.59 MJ/kg，比MEA最低能耗值降低近20%，电耗降低近9%。受中试装置吸收塔填料层高度的限制，DTC01在中试装置上运行无法达到理论二氧化碳负荷的最高值，导致其再生能耗比实验室测试结果高，可进一步通过工艺优化提高其在工业应用的表现和经济效益。
随着海上风电朝着深远海、大型化的方向发展，市场上风电机组的迭代速度加快，而海上风电场整体开发周期长，与风电机组的机型研发速度不相匹配，故在海上风电场的开发过程中可能会将不同型号的风电机组进行组合布机；但要如何在不同机型的搭配方式中，从经济性与可靠性的角度选择出最佳的拓扑结构进行连接，是混搭风电机组拓扑结构优化的主要难点之一。因此，构建考虑混搭风电机组的海上风电场集电线路拓扑结构动态优化方法，以改进K-means算法和改进Prim算法完成海上风电场的回路划分、路径设计；采用动态交叉优化策略完成拓扑中海缆交叉的处理，权衡每个拓扑方案的经济性与可靠性成本，进行最佳拓扑结构输出；最后通过不同混搭风电机组场景下的拓扑优化结果，验证该方法的有效性。
电场辅助燃烧是利用外部电场，通过将带电物质分离到单极区域来产生离子驱动的风，从而驱动周围的中性物质，这通常被认为是一种强大的火焰控制机制，是提升燃料燃烧效率的一个重要手段。对不同形式、不同施加方式的电场下的火焰特性、碳烟颗粒的排放和仿真现状进行广泛研究，总结不同火焰参数测量方式导致的不同程度的误差，及完善的数值模拟对实验数据的预测作用。结果表明：当前的数值模拟大多是2维的，需要开发完善准确的3维模型来模拟和预测火焰在电场下的特性；也需要在高压力和温度条件下对不同燃料在电场下的测量结果，以便在电场下为火焰开发出更广泛、更精确的动力学和化学模型。
智能化、低碳化是集团企业综合能源数字化转型发展的必然趋势。结合集团企业能源品种多、流程长、体量大、节能减排指标要求高的特征以及实际管理的需要，针对能源子系统多、数据缺乏互联互通、缺乏基于监测数据的智能化决策应用等问题，提出了一种基于智能决策的综合能源系统架构，系统集成不同种类能源子系统和设备，结合节能改造、能效评估、能源交易等实际管理决策需求，实现了集团企业智能型综合能源系统架构设计与集成。该设计方案符合实际集团企业能源管理建设规律，在有效利用存量的软件子系统和设备尽量减少系统投资的同时，有效保证能源管理系统的兼容性、开放性和可扩展性要求，可为集团企业综合能源管理系统的架构设计提供参考。
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