提出一种应急发电车配置策略，以提升配电网在重大自然气象灾害下供电恢复能力，并将该问题转化为两阶段随机优化模型．第一阶段为投资规划阶段，考虑经济性约束确定应急发电车配置数量及功率容量．第二阶段为优化运行阶段，利用蒙特卡罗模拟生成多种配电网运行故障场景，以形成的孤岛负荷需求作为故障特征进行场景筛选得到典型故障场景，并以损失成本期望最小为目标进行配电网故障恢复．利用逐步对冲算法求解两阶段多场景随机规划模型．最后，利用IEEE33配电网节点算例进行仿真分析，验证所提出的应急发电车配置方法有效提升了配电网的弹性．

以新型市场主体为研究对象，提出新型市场主体参与电力市场的聚合调度方法．首先提出基于节点聚合商和配电网聚合商的双层聚合模式，建立新型市场主体聚合调度框架；然后给出基于电网调度需求的新型市场主体聚合识别流程；接着建立考虑运行约束的新型市场主体调节能力评估模型和考虑网络约束的配电网调节能力聚合模型；最后在案例分析中实现了新型市场主体的调节能力聚合以满足电网需求，验证了所提双层聚合调度框架和流程的可行性与有效性．

针对永磁同步电机控制中复杂的非线性多参数问题，提出了一种考虑机械参数和交直轴电感相关性的多参数精确辨识方法．首先，根据三相定子坐标系下的电感关系，建立交直轴电感的关联模型，结合电机电压、机械模型，估计阻尼系数和直流偏置导致的转矩误差．然后，建立考虑机械参数的相关电感非线性估计模型并利用最小二乘辨识参数．该方法考虑电感相关性并结合了机械模型，提高了永磁同步电机多参数辨识的精度．最后，通过实验验证和对比验证了提出方法的有效性．

为了准确描述电感梯度随增强型电磁推进器尺寸、实际工况下动态电流趋肤深度和温度变化的情况，建立基于动态电流趋肤深度的轨道几何模型，得到了综合考虑装备尺寸和电流的速度趋肤效应的电感梯度解析计算方法．通过多次推进实验对电枢速度进行测试，结果表明：解析计算的电枢速度与实际测试情况相比误差较小，从而验证了该方法的正确性，这不仅可以揭示电感梯度随电流趋肤深度的变化规律，而且能够为预测增强型电磁推进器的电枢速度提供理论指导．

针对五相实心转子感应电机磁场分布复杂，转子侧阻抗参数受磁通密度和转差率影响难以准确计算，而子域法计算复杂，不满足电机设计初期快速计算的要求等问题，将电机求解域划分为定子槽载流子域、槽开口子域、气隙子域和实心转子子域，结合安培环路定理和静磁学原理对定子槽边界条件进行简化．采用傅里叶级数法对气隙和实心转子交界面条件进行分析，建立用于磁场计算的快速子域模型，求得各子域磁场分布．在此基础上计算转子阻抗和电磁转矩，随后搭建有限元模型并与解析结果进行对比，验证了快速子域模型的正确性．

为提升故障工况下异构逆变器并联系统的暂态稳定运行性能，提出了一种计及异构逆变器暂态交互特征的系数暂态稳定运行域优化方法．首先建立了异构逆变器并联系统暂态数学模型，借助功角曲线定性分析了GFL逆变器输出电流幅值、相位对GFM逆变器稳定性能的影响．然后，通过计算GFM逆变器极限切除时间(CCT)，定量刻画GFL逆变器输出电流幅值、相位与GFM逆变器暂态稳定边界的映射关系．接着，计及根据GFL逆变器容量约束和GFM逆变器暂态稳定约束，计算得到GFL逆变器输出电流可行域．最后，仿真算例证明了理论分析的正确性．

针对Buck变换器多以电压控制型为主、控制性能受制于电路非线性的问题，提出一种基于模型解耦的滑模(sliding mode，SM)控制方法，以提高其输出电能品质．基于基尔霍夫电路定理，建立Buck变换器导通/关断两种情况下的统一数学模型，基于SM等效控制原理，给出传统电压控制器的设计．区别于先模型解耦再设计控制器的常规做法，仍以变换器电压作为控制量，构造二层结构滑模面，可间接将电流纳入SM控制器作用下；之后，基于输出重定义方法，再将系统模型解耦为输入输出子系统和零动态子系统，使得变换器输出电能品质的控制问题转化为输入输出子系统的稳定性控制，并分四种情况推导出控制器参数与系统稳定性的约束关系．仿真结果表明，所提方法可显著提高变换器的响应速度和稳态性能，更具应用价值．

为提升SIDO Boost变换器的暂态性能和稳定性，提出了一种基于改进前馈自抗扰控制器的复合控制策略．首先，针对该变换器存在非最小相位影响，结合该变换器可降压的特性，利用输出重定义法，设计了a支路双环控制降压输出，b支路单环控制升压输出的总体控制策略；然后，针对交叉耦合影响和扰动问题提出了改进前馈自抗扰控制器，引入了负载前馈误差信号，增加系统抗扰性，加快响应速度；同时设计了改进扩张状态观测器，来提高观测精度和响应速度，并改进自适应超螺旋滑模反馈控制律的不连续函数来进一步抑制系统抖振；接着，利用李雅普洛夫理论证明了反馈控制律的稳定性；最后，利用实验平台进行了实验，实验结果验证了所提控制策略的有效性和优越性．

提出一种计及电动汽车接入的多不确定性下园区综合能源系统多阶段鲁棒优化调度模型．首先考虑了源荷出力不确定性及系统运行场景概率分布不确定性因素，将模型构建为两阶段四层鲁棒优化模型，其中系统运行场景概率分布优化阶段采用分布鲁棒优化方法．然后，将优化模型构建为Stackelberg博弈问题，通过Karush-Kuhn-Tucker条件将博弈模型转化为单层优化问题进行求解．最后，采用一种迭代算法将构建的多阶段鲁棒优化模型迭代求解．算例结果表明：提出的多阶段鲁棒优化调度模型提升了系统运行的经济性与鲁棒性．

采用Fluent软件中的RANS模型求解N-S方程以模拟光伏场区流场，开展沙漠地区光伏电站内光伏阵列对流场和地表切应力分布研究．分析了不同风向下多排光伏阵列的流场及地表切应力分布规律，进而讨论了光伏阵列形成保护区的特征及沙漠光伏电站内须加强抗风蚀区域．结果表明：不同风向对应的光伏场内的流场显著不同，±90º风向时的不同主要体现在光伏电场周围区域，保护区面积较大；±45º风向时光伏板阻风效应明显降低，且保护区范围缩小．可根据当地主要风向确定防沙的重点区，为沙漠光伏电站防风固沙高效低成本设计提供参考．

采用大涡模拟(LES)结合致动线模型(ALM)，研究了水平轴风电场机组间隙中加入垂直轴风力机(VAWT)时对风电场的影响．模拟一组水平轴风力机(HAWT)和VAWT在大气边界层(ABL)条件下的相互作用，分析风力机功率输出特性及尾流特性．研究结果表明：在水平轴风电场中加入VAWT，可以提升风电场的发电量及充分利用机组间隙；风力机功率输出特性及尾流特性主要取决于两者的相对位置，当VAWT位于HAWT前方时，能够使HAWT的功率输出提高0.44%，反之位于后方时，VAWT的功率输出会有明显的提升，约为13.21%；相较于单一HAWT，加入VAWT后总功率可提升2.54%；此外，VAWT的尾流在经过HAWT近尾流区域时，会出现明显的偏转现象．在远尾流区域，两者的尾流相互混合，呈现出更快的恢复速率．

利用尖劈和粗糙元组合构建四种符合不同风廓线指数的边界层．在轮毂高度处来流平均风速、湍流积分尺度和风速脉动功率谱相同的前提下，考察不同的风速廓线对风力机功率频谱的影响．结果表明：风力机输出功率频谱与来流的湍流频谱在频域上表现为三个对应的区域，分别为湍流谱中以大尺度湍流结构为代表的低频区域、代表湍流能量耗散的中间区和以小尺度和微尺度漩涡为代表的高频区．不同的地表粗糙度下，对应于中间区域的风力机输出功率频谱表现衰减的斜率不同；相同的地表粗糙度下，衰减程度与湍流积分尺度、风速等因素无关，两个量的频谱特征呈现出一种非线性关系，衰减斜率有随地表粗糙度增加而增大的趋势．不同风廓线指数下风力机输出功率有较大差别，来流中的能量差异是造成输出功率变化的重要原因．

为揭示风机叶片12.9级高强度叶根螺栓极限及疲劳承载特性，建立了叶根螺栓预埋螺栓套连接完整有限元模型，分析螺栓自身设计参数缩颈、不同屈服比例的预紧力对叶根极限承载的影响规律，进而研究不同设计参数下螺栓应力范围．搭建12.9级叶根螺栓疲劳试验平台，测试螺栓疲劳等级，突破现有规范对疲劳等级的取值，以及不同参数取值下螺栓的S/N曲线．基于马尔科夫载荷矩阵研究不同S/N曲线、不同设计参数下叶根螺栓疲劳承载的关联关系．结果表明：螺栓施加同一屈服比例的预紧力时，缩颈越大，极限承载能力越高；疲劳载荷过大时，接触面螺栓附近开口出现，弯矩非线性增加，此时缩颈将不能降低螺栓应力范围；螺栓S/N曲线指数取值越大，疲劳损伤越小；若能突破疲劳等级的取值，螺栓设计参数对疲劳损伤的制约将大幅降低．

针对燃煤耦合生物质混燃过程中所需要解决的系统性科学问题，选用典型生物质桉木作为原料与煤粉混燃．采用综合热分析仪、固定床反应系统和灰成分测试技术分别探究了桉木与煤混燃过程中的耦合燃烧特性、污染物排放特性及积灰结渣特性．实验结果表明：随着桉木掺混比例的增加，着火温度、燃尽温度和活化能整体均有所降低．当桉木质量掺混比例为10 %时，综合燃烧特性指数和综合燃烬特性指数分别上升了36.2 %和13.55 %；当桉木质量掺混比例为5 %~15 %时，污染物燃料型NO和SO2的总转化率降低最为明显；当桉木质量掺混比例达到30 %时，熔融特征温度下降56~100 ℃．高温过程中桉木小颗粒熔融后会附着于煤灰和焦炭颗粒上，发生不完全燃烧及加剧颗粒附着现象，从而增加炉膛结渣风险，因此应控制桉木掺混比例在30 %以下．

为提升醇氢发动机中甲醇催化裂解的效果，研究了Cu3Ni1N/Al2O3催化剂(N=Zn，Co，Ce，La和Zr)对甲醇裂解反应催化行为的影响，检验其时间稳定性，并与未掺杂的Cu3Ni1/Al2O3催化剂对比．所有的催化剂均采用X射线衍射(XRD)、H2-程序升温还原技术(H2-TPR)、扫描电子显微镜(BET)、扫描电子显微镜(SEM)与X射线光电子能谱技术(XPS)进行表征．结果表明：第三金属元素的掺杂能够提升甲醇裂解率，降低副产物生成．就各掺杂元素而言，La因其难以负载导致对甲醇裂解效应提升不明显；Zr能够很好地分散在催化剂中促进裂解反应；Co能与Ni产生协同作用，促进Co-Ni合金形成促进甲醇裂解，但其副产物较多，不利于实际生产；Zn能在载体表面均匀附着，形成大量细小晶粒；Ce能活化Cu2+并促进Cu的分散，对甲醇裂解率的提升效果是最好的．Cu3Ni1Ce1/Al2O3催化剂对甲醇裂解效应最佳．

为研究陈腐垃圾与生活垃圾协同焚烧对垃圾焚烧特性的影响，以一台450 t/d的机械炉排焚烧炉为研究对象，模拟分析陈腐垃圾掺混比与生活垃圾含水率对垃圾焚烧特性的影响，并进行现场测试．结果表明：测试结果与模拟结果的相对误差均在±5%以内；掺混比每增加1%，炉排上垃圾焚烧过程结束的位置提前0.05 m，水分蒸发、挥发分释放和固定碳燃烧速率分别降低0.21，1.63和0.59 kg/(m2∙h)．随着陈腐垃圾掺混比的增加，焚烧炉出口O2体积分数上升，CO2和H2O体积分数下降；含水率每增加1%，炉排上垃圾焚烧过程结束的位置延后0.19 m，水分蒸发速率增加0.25 kg/(m2∙h)，挥发分释放和固定碳燃烧速率分别降低9.82和0.88 kg/(m2∙h)，且含水率的增加还导致焚烧炉出口CO2体积分数下降，O2和H2O体积分数上升．在满足二次风截面的烟气温度高于850 ℃及焚烧炉设计热值的前提下，混合垃圾的热值应控制在6 871~8 374 J/g范围内．

构建CO2泄漏模拟平台，利用玉米叶片原始光谱分析、一阶导数光谱分析及相关性分析、差异性分析与回归分析，提取对土壤CO2泄漏敏感的玉米光谱特征参量．结果表明：土壤CO2泄漏条件下的玉米绿峰(Rg)、红谷(Rr)、蓝边幅值(Db)和红边幅值(Dr)四个特征参量变化明显，且Rg和Rr与土壤CO2有更高的相关性(R2≥0.869)．在泄漏10，20和30 d，土壤CO2体积分数为10%，30%和50%下的Rr均与对照组呈显著性差异；泄漏20和30 d时，土壤CO2体积分数为10%，30%和50%下的Rg均与CK呈显著性差异，但泄漏10 d、土壤CO2体积分数仅为30%和50%时，Rg与CK呈显著性差异．泄漏10 d时，Rg仅可识别土壤CO2体积分数为30%以上的泄漏；泄漏20和30 d时，Rr和Rg均可有效识别土壤CO2体积分数为10%，30%和50%的泄漏．同时，Rg与Rr与土壤CO2呈较强的线性关系(R2≥0.751 5)，可利用Rg和Rr与CO2的线性回归方程定量反演土壤CO2可能泄漏的体积分数．

针对氨/正庚烷双燃料喷雾开展大涡模拟，研究环境温度(Ta)对双燃料喷雾着火与污染物生成的影响．结果表明：提升Ta促进了正庚烷喷雾和氨/正庚烷双燃料喷雾的着火过程；相同Ta下，双燃料喷雾着火延迟时间比正庚烷喷雾长30%左右．双燃料喷雾中，NO2分布在当量比大于1、温度为900~1 150 K的喷雾中部区域，N2O集中在当量比大于1、温度为1 150~1 500 K的喷雾内部区域，而NO主要分布在当量比为1、温度大于2 000 K的喷雾头部区域．此外，提升Ta促进了双燃料喷雾中NO的产生，抑制NO2和N2O的生成．化学动力学分析表明：双燃料喷雾中NO主要由与HNO相关的高温反应生成，而85%左右的NO2和N2O是通过反应R285和R251生成．

针对某600 MW超临界供热机组，提出了两种太阳能与该机组的耦合方案：方案1通过太阳能场热能取代高加抽气；方案2为取代供热抽气．采用Matlab建立了供热季节太阳能辅助600 MW超临界供热机组性能计算仿真模型，并对供热季内这两种耦合方案进行了性能计算分析比较．结果表明：方案1和2均能提升原供热机组的性能；在供热季额定抽气工况下，方案1和2的发电标准煤耗率分别为221.35和225.26 g/(kW∙h)，相比原供热机组分别降低了28.47 和24.56 g/(kW∙h)；方案1的光电转换效率为16.17%，比方案2高出2.63%；方案1和2的调峰范围提高了58.93%和83.33%．有效直接辐射强度235 W/m2是方案1和2的性能分界节点，据此提出了机组运行优化策略判据，制定了供热机组供热季节运行的优化运行策略，供热季按运行优化策略比方案1多节省煤134.54 t，比方案2多节省212.37 t．

针对追求紧凑设计与高效运转过程中微型滚动转子压缩机面临的内部制冷剂泄漏难题，提出了一种基于间隙泄漏数学模型的优化设计方法．通过分析在固定排气量条件下，最小泄漏通道间隙、相对偏心距及相对气缸长度对R290与R32型压缩机泄漏量的影响，比较两种制冷剂压缩机在不同结构配置下的泄漏损耗，识别出影响能效的关键结构参数．据此，提出了优化设计方案，调整相对偏心距和相对气缸长度至0.213 0和0.4，同时将径向间隙减至10 μm，可使容积效率从46.77%提高至67.48%，实现了44.28%的效率提升．

针对数值模拟时常将质子交换膜电解池(PEMEC)视为等温状态的问题，建立了稳态、三维、两相、非等温的PEMEC单流道模型，研究了等温模型和非等温模型对模拟结果的影响，分析了PEMEC的产热规律和温度分布．结果表明：非等温模型能更准确模拟PEMEC的工作性能；相同工作电压下，非等温模型计算得到的电流密度值高于等温模型，且工作电压越高，二者相差越大；工作电压高于1.4 V时，总产热量呈抛物线趋势增加，阳极催化层(ACL)、阴极催化层(CCL)、质子交换膜(PEM)的产热量占比超过98%，ACL的产热密度高于PEM和CCL；与仅阳极侧供水相比，当工作电压为2.2 V时，采用阴极顺流和逆流供水可将膜电极(MEA)的温度均匀性从0.44%分别降至0.16%和0.14%，极限温差从12.25 K降至4.13 和3.69 K．

为提升增程式电动汽车的燃油效率，针对三种不同排量的增程式发动机进行了热电发电系统的匹配设计与优化，建立了热电发电系统的有限元数值模型，提出了纵-横-垂三维结构优化方法，得到了不同排量下热电发电系统的最优匹配结构，使得在不超过热电材料失效临界温度的同时最大化热电发电系统的净输出功率．仿真结果表明：纵向热电发电片列数、横向热电发电片行数和换热器垂向高度三者不同程度地对热电发电系统的温度分布、压强分布和电压分布产生明显的影响．增加纵向列数和横向行数会使输出电压提高的同时也会导致系统质量寄生损失增加，过大时反而造成净输出功率低下．发动机排量越高，系统最优结构所匹配的纵向列数和垂向高度也越大．

为了进一步扩大轴流压气机稳定裕度，以跨声速压气机NASA Stage35为研究对象，采用经过数值校核的数值模拟方法分析了动叶前缘小翼的扩稳机理，讨论了动叶前缘小翼对跨声速压气机性能及内部流动特征的影响．研究结果表明：动叶前缘小翼均使得压气机峰值效率有所降低，合适长度的动叶前缘小翼能够在保持近失速工况附近压气机级压比和效率基本不变的情况下，使稳定裕度增加14.96%．与原型压气机相比，前缘小翼使得动叶叶顶弦长增加，近前缘处叶顶负荷降低，从而降低了叶顶泄漏涡强度及激波/泄漏涡相互作用造成的流动堵塞，提高了压气机工作稳定性．前缘小翼造成压气机峰值效率降低的原因是前缘小翼使叶顶泄漏流对动叶吸力面及端壁区分离流体的吹除作用减弱．