目的 在“双碳”目标背景下，火电面临着巨大的减排压力。火电碳足迹评价能直观地表现火电的生命周期温室气体排放量，帮助挖掘减碳潜力。为此，对火电碳足迹评估的研究现状进行了综述。 方法 介绍了目前火电碳足迹评价依据的主要标准和方法，并对火电碳足迹评价流程进行了概述。综述了评价流程中存在的差异性问题并给出了部分建议。根据工艺流程将生命周期分为上游、核心和下游3个环节，由于核心环节碳排放集中度极高，部分情况下可以忽略燃煤电厂的建造、退役和电力输送环节的碳足迹。 结论 不同类型火力发电的生命周期相似，但垃圾焚烧发电碳足迹不包括生活垃圾的获取过程。无论哪种火电形式，在缺乏实测排放因子的情况下，建议排放因子选取国内外已发布的标准、文献和数据库的缺省值。

目的 作为新型电力系统的重要支撑，燃氢燃气轮机有助于降低碳排放，有利于电网调峰，是全球未来战略性新兴产业科技创新领域的焦点。燃气轮机掺氢发电技术从示范走向商业化面临诸多关键问题，亟待解决。 方法 以H级燃气轮机为研究对象，介绍了国内外燃气轮机掺氢发电的战略规划和示范项目，对比了主要燃气轮机厂商H级燃气轮机的技术路线。从氢气来源、系统改造、排放影响以及掺氢发电成本4个方面对未来燃气轮机掺氢发电技术的规模化应用进行分析并提出建议。 结果 可再生能源电解水制氢将是燃气轮机掺氢发电的主要氢气来源；开发适配掺氢不稳定燃烧的新型干式低氮氧化物燃烧器将是未来掺氢燃气轮机系统改造的重点方向；掺氢比例越高，CO₂减排量越大，但NO _x 排放量呈上升趋势，并有超标风险；未来掺氢发电成本可降至天然气发电成本的同等水平。 结论 随着大规模可再生能源制氢成本的降低、碳税的实施以及掺氢发电技术的成熟，燃气轮机掺氢发电将逐步进入规模化应用。

目的 磁约束可控核聚变方案被视为未来解决全球能源问题的重要途径，作为磁约束聚变装置的核心元件，磁体在产生和维持等离子体稳定状态中起着关键作用。为此，对国内外典型磁约束可控聚变装置的磁体结构和规格进行了综述。 方法 回顾了聚变磁体从铜基到低温超导乃至高温超导的技术演变，系统归纳了各类典型聚变装置的磁体系统结构及其性能参数。同时，探讨了当前磁体研发过程中面临的技术挑战，并对未来发展进行了展望。 结论 磁体技术的进步对于提升聚变装置性能和加速实现聚变能源的商业化至关重要。随着高温超导材料的应用和新型磁体设计的不断优化，聚变能源的实用化正逐步向现实迈进。

目的 液态储运是实现氢气大规模、远距离储运，保证氢能规模化应用的有效途径之一。目前，我国针对液氢制备、储运及加注领域的研究相对较少，为此，对该领域关键技术发展现状进行了分析。 方法 对比了高压气态、液态及固态储氢技术的优缺点；综述了液氢制备过程中的主要液化方法、液氢储存绝热技术与关键材料；分析了不同液氢运输方式与装备的特点；梳理了液氢加氢站建设情况，并对比了液氢加注技术；阐述了液氢主要应用领域和产业化模式，并对近年来我国液氢储运专利技术进行了统计分析。 结论 提出了我国液氢储运发展面临的“卡脖子”难点及亟需技术攻关的方向。研究结果可为液氢关键技术的研究与装备的研制提供参考。

目的 燃煤锅炉深度调峰对以新能源为主的未来电力系统的稳定性至关重要，而目前1 000 MW等级超超临界燃煤锅炉深度调峰性能与工程应用较为缺乏。为提高1 000 MW等级燃煤锅炉深度调峰能力，选择某电厂1 000 MW燃煤机组开展宽负荷高效研究。 方法 在机组深度调峰负荷为340 MW下，进行了低负荷稳燃实验、脱硝侧入口烟气测试，对锅炉主要运行参数、炉膛温度分布、锅炉侧燃烧调整试验进行了分析，并在此基础上开展了燃烧优化调整实验。 结果 1 000 MW等级机组具备34%额定功率的深度调峰能力；选择性催化还原(selective catalytic reduction，SCR)脱硝入口烟温基本在320~350 ℃，满足高于300 ℃的烟温要求；锅炉优化调整后，修正后的锅炉热效率为94.09%(提高0.94%)，供电煤耗降低3.27 g/(kW⋅h)；SCR脱硝入口NO _x 质量浓度基本在180~260 mg/m³(降低约30 mg/m³)，满足低于300 mg/m³的要求。 结论 研究成果有助于提高1 000 MW等级燃煤火电机组低负荷运行的安全性、经济性、环保性。

目的 燃气轮机透平叶片在高温高压环境中工作，冷却技术的有效性直接影响其性能和寿命。对旋流冷却技术的研究现状进行综述，旨在总结和评估该技术在提高冷却效率和减少热应力方面的应用，系统性地分析旋流冷却技术的基本原理及其性能表现。 方法 重点分析了旋流冷却通道设计、旋流-气膜复合冷却以及旋转条件对传热效果的影响。 结果 旋流冷却技术显著提高了叶片冷却效率，减少了热应力集中现象。具体而言，合理设计旋流冷却通道可以实现冷却流体的均匀分布，增强冷却效果，延长叶片使用寿命。 结论 旋流冷却技术在燃气轮机透平叶片冷却中的应用具有广阔前景。未来的研究应继续深入探索旋流冷却技术的优化设计及其在不同工况下的性能表现。同时，结合先进的制造技术(如增材制造)，可以进一步提升旋流冷却通道的设计复杂度和冷却效率，为燃气轮机的高效稳定运行提供可靠保障。

目的 分析碳捕集技术对燃煤电厂调峰能力的影响机制，量化碳捕集技术对燃煤电厂发电效率的影响。 方法 以国内某典型燃煤电厂为例，选取燃烧后碳捕集方案，通过EBSILON软件构建常规燃煤火电机组和碳捕集电厂的模拟模型，得出碳捕集电厂的运行区间，对比分析了碳捕集电厂与常规燃煤电厂的运行结果，对机组的调峰性能的变化展开了研究。 结果 与常规燃煤电厂相比，碳捕集电厂等效输出功率下降了1%~2%，净输出功率下降了20%~30%，全场净效率下降了8%~10%。 结论 碳捕集系统的加入会使电厂在效率降低的同时获得更大的下调峰深度和更快的调峰响应速度。

目的 在“双碳”战略目标背景下，新能源发电大比例接入电网后电力系统对灵活性调节资源的需求大幅增加，现阶段煤电是具备规模化提升调峰能力的电源侧的主要灵活性资源。自2016年以来，国内主要发电企业已实施一定规模的煤电机组灵活性改造，因此，有必要对灵活性改造后机组实际运行和检修中存在的问题进行总结分析。 方法 对某公司多台煤电机组实施灵活性改造的技术路线、投资费用、实际运行情况等进行统计分析。 结果 现役煤电机组灵活性提升改造后，先进机组最小发电出力可降至18%P_e (P_e为额定负荷)水平；在20%P_e~30%P_e时，变负荷速率可达1.8%P_e/min；平均单位容量投资101元/kW。此外，在灵活运行工况下，改造后的煤电机组发电煤耗大幅升高。 结论 针对煤电机组灵活工况下的运行、检修以及未来进一步工作提出了建议，研究结果为现役煤电机组灵活性提升改造提供参考和借鉴。

目的 燃气轮机透平进口温度已经远超叶片材料的许用温度，发展更加高效的透平冷却技术，尤其是气膜冷却技术至关重要。在透平动叶中部区域的气膜冷却通常由横流带肋通道供应，因此对近年来横流带肋通道中气膜冷却研究进展进行了综述。 方法 介绍了不同冷气供应方式下气膜冷却性能的差异，归纳了肋片角度、肋片形式、气膜孔与肋片的相对位置、横流通道进口雷诺数对流动和气膜冷却性能的影响，总结了针对横流带肋冷气条件下气膜孔型设计的研究进展。 结果 横流带肋通道内部冷却结构和横流通道进口雷诺数对气膜冷却性能影响显著，横流进气改变了孔出口下游的冷却效率分布，同时孔进口处流动受气膜孔与肋片的相对位置及雷诺数变化的影响。展向非对称气膜孔型和对横流进气不敏感的气膜孔型可有效提升气膜冷却性能。 结论 为进一步推动横流带肋通道气膜冷却技术的发展，建议深入研究各影响因素与气膜冷却性能之间的关系，并对适用于横流带肋进气的专用气膜孔型进行优化设计。

目的 为了给我国自主重型燃机研发及后续改进升级提供技术参考和设计依据，分析了SGT5-4000F燃气轮机改进升级措施。 方法 通过对SGT5-4000F燃机相关文献和资料的收集整理、性能分析，总结出了该燃机自1996年引入市场以来，西门子为提高该燃机性能采取的一系列改进升级措施。 结果 通过提升压气机进气量、降低冷却空气量、采用液压间隙优化 (hydraulic clearance optimization，HCO)等技术提升燃机功率和热效率；通过采用预混值班级、优化燃烧器主旋流器叶型等措施提高燃烧室热声稳定性、降低NO _x 排放；通过采用经过验证的新材料、新铸造技术等提高部件的耐用性、使用寿命和燃机运行灵活性。 结论 上述改进升级措施可作为我国自主重型燃机及其衍生型号未来进行改进升级的技术参考和设计依据。

目的 随着我国新型电力系统的不断发展，光伏、风电等新能源大规模并网，同时，智能化控制设备与非线性负载等不断增加，导致电能质量问题越来越复杂。为了提升整个电网的供电品质、实现电网的经济运行和优质高效发展，对电能质量进行科学、合理的量化评估至关重要。 方法 从电能质量评估指标、赋权方法以及评估模型3个方面出发，对电能质量综合评估方法进行系统的归纳和比较，概述了电能质量综合评估方法的研究现状;并在此基础上，总结了现有的各种电能质量综合评估方法的不足及尚需解决的问题，并对未来此领域可能开展的研究方向进行展望。 结论 目前国内外对于电能质量综合评估的研究虽然已经取得了许多成果，然而各方法有其各自的优点和不足，且在该领域内仍有一系列被忽视的重要问题需要解决。

目的 传统电储能在规模、持续时间和环境影响等方面存在局限性，而且微电网中新能源消纳能力低，规划时无法兼顾低碳性和经济性。为解决以上问题，基于氢储能基本工作原理，将氢储能代替传统电储能纳入到微电网中，建立了含氢储能的微电网低碳-经济协同双层优化配置模型。 方法 上层规划模型以微电网综合等年值最小为目标，在电-氢联合运行的基础上，引入碳交易机制对微电网中各发电设备进行容量规划，提高了系统的低碳性；下层运行模型以最小化新能源出力与负荷需求之差的绝对值之和为目标，鼓励用户采取以精确追踪新能源出力曲线为目标的多样化需求侧响应行为，并将用户的用能行为调整反馈至上层模型，实现了对负荷曲线的优化。 结果 某工业园区微电网仿真验证表明，所提方法得到的规划方案具有良好的低碳性和经济性，与传统规划方法相比，低碳性和经济性分别提高了53.6%和37.1%。 结论 所建模型在提高新能源消纳能力的基础上进一步提高了系统的经济性，实现了微电网低碳性和经济性的协同优化。

目的 透平叶片高效内部冷却技术对提高燃气轮机热效率至关重要，高温透平动叶作为燃气轮机的重要部件，对其冷却性能的把握显得尤为重要。由于科里奥利力(科氏力)、浮升力和通道结构对高温透平动叶内部通道冷却性能影响显著，因此，基于这些影响，总结归纳高温透平动叶内部冷却通道的研究现状与发展趋势。 方法 介绍了旋转内部冷却通道的新型结构设计，提出了一种适用于双层壁叶片构型的新型旋转内部冷却通道结构。 结论 双侧强化U形通道可以利用科氏力的强化换热作用，导致其冷却性能优于传统旋转U形通道，燃机透平动叶内部冷却有着广阔的提升空间。

目的 电力设施的及时、准确检测对保障能源供应的可靠性至关重要，而单一传感器在电力设施检测中存在一定的局限性，为此，提出了一种基于显著性检测的多尺度特征异构图像融合算法。 方法 采用边缘制导网络从红外图像中提取显著目标，生成显著目标掩模；在每个区域建立特定的损失函数，结合显著目标掩模引导网络进行特征提取；基于特征层次的定向异构融合方法，将不同尺度的深度特征进行定向结合，最大限度地减少信息丢失。 结果 在TNO数据集上进行的主观与客观实验表明，该算法在大多数评估指标上优于其他方法，验证了其在电力设施检测领域应用的有效性。 结论 该算法有效解决了检测率较低和信息丢失的问题，使电力设施的检测更全面准确，对提高电力设备故障检测的准确度和诊断效率具有重要意义。

目的 烟塔合一技术是火电厂提高能效的重要改造手段，但是实际运行对现有系统造成的不利影响也不容忽视。为此，对烟塔合一技术应用现状及其在运行中存在的问题进行分析，并提出处理对策。 方法 通过综合分析现有研究，探讨了烟塔合一技术改造后造成环境影响、冷却塔塔体腐蚀以及循环冷却水水质恶化的成因和形成机理。 结果 根据计算流体动力学(computational fluid dynamics，CFD)对烟气排放轨迹以及污染物落地浓度的模拟结果，可合理设置防护距离，并通过塔顶加装挡板预防极端天气下的烟气下洗现象；针对不同部位，可采用不同防腐涂料对冷却塔进行防腐改造，以延长其使用寿命；为控制和优化循环水质，需采用深度水处理方法优化药剂投加，并适当控制循环水排污量与补水量，以维持其运行可持续性。 结论 通过采取适当的应对措施，可以有效缓解烟塔合一技术改造所带来的负面影响，提高火电厂环境效益和经济效益。

目的 随着新能源的大规模发展，新能源出力不确定性和波动性问题展现出来，而为了弥补新能源出力缺点，火电机组承担起了调峰作用。为了提升火电机组的调峰能力，对其调峰特性进行了研究。 方法 首先，以某350 MW供热机组作为分析对象，应用仿真软件搭建热力系统模型，并验证该模型的精确性。其次，以蓄热系统为辅助系统，研究机组在满足供热需求情况下的机组调峰能力，并分析蓄热等储能单元对机组调峰能力的影响。最后，采用启发式粒子群算法对蓄热水罐运行策略进行优化，得到随热负荷变化的储热罐最优运行模式。 结果 通过蓄热水罐与火电机组耦合的方法有效提升了机组的调峰和供热能力，并提出可以根据实际热负荷数据确定最大化收益的运行模式。 结论 该方法对机组的运行策略具有指导意义。

目的 为掌握超临界循环流化床机组的深度调峰能力，科学参与辅助服务市场，有必要对存量机组深度调峰性能深入研究。 方法 从安全性、经济性及环保性3个维度分别开展了40%和30%额定负荷连续试运行、锅炉燃烧优化调整、锅炉效率和汽机热耗率性能测试，实施了给水泵单泵运行、压力曲线优化、锅炉氧量、床压调整等10余项优化措施。 结果 实现了连续12天30%额定负荷连续运行，40%和30%额定负荷深度调峰对煤耗的影响分别约为52、72 g/(kW·h)。 结论 350 MW等级超临界循环流化床机组具有良好的深度调峰能力，不需改造30%额定负荷工况，不需投油稳燃且锅炉保持较高效率，汽轮发电机组本体、热力系统、辅机设备等监视参数正常，主要烟气污染物实现超低排放。

目的 CO₂排放量的准确计量对碳减排和碳市场运行具有重要意义。连续监测技术是火电机组烟气碳排放量计量的重要手段，与核算法相比，具有人为干预少、自动化程度高、时效性强等优点。对碳排放连续监测技术研究进展和应用现状进行综述，旨在为发电行业建立更加完善的碳排放量计量方法体系和碳排放数据管理体系提供参考。 方法 重点阐述了烟气CO₂浓度监测技术和流量监测技术的研究进展，分析了碳排放连续监测技术在美国、欧盟和我国火电厂的应用现状，论述了连续监测法与核算法的对比研究情况。 结论 碳排放连续监测技术面临的技术难题是烟气流量的准确监测；连续监测法与核算法得到的碳排放量大小和准确度存在较大的差异。基于我国碳排放连续监测现实情况，建议尽快完善相关政策及标准体系，深入开展技术研究，拓展技术应用。

目的 便携式固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell，SOFC)系统包含气体供给模块、燃料处理模块、SOFC发电模块、热管理模块、尾气处理模块和控制模块等，其中，燃料处理模块与SOFC发电模块之间存在复杂的耦合匹配关系，明确模块间的耦合特性对提升系统性能以及运行寿命十分关键。 方法 分析了温度、碳氧比等因素对以Rh为催化剂的丙烷催化部分氧化(catalytic partial oxidation，CPOx)性能的影响，并进一步测试了CPOx与SOFC电堆的耦合性能。 结果 随着体积空速的升高，CPOx重整效率先升高后下降，100、150 mL/min是较为合适的体积空速；而温度的升高则能一直提升重整效率，但是高温度下相同温度增幅带来的重整效率提升逐渐减小；实验得到的最优碳氧比为1.0；在CPOx的最优工况下，SOFC电堆的性能达到了8.38 W。 结论 在丙烷体积空速150 min^-1，碳、氧摩尔分数比1.0，工作温度800 ℃的条件下，SOFC电堆与CPOx的耦合性能最佳，丙烷便携式发电系统在体积为12 L时发电功率达到150 W。

目的 电池储能是保证光伏发电系统可靠性、提高光伏发电利用率的有效手段之一，但在光储电站中存在功率波动平抑难、储能容量配置不合理等问题，为解决这些问题，开展了相关研究。 方法 针对能量型电池储能，分析了调度模式和自主模式特性，提出了一种基于储能运行在调度模式的光储系统限功率平抑策略，以实现功率平抑和减少储能充放电频繁切换。建立了以最小光储系统弃电损失为优化目标，以功率波动越限概率等作为约束条件的优化模型，并利用算法对储能配置进行求解和优化。以西藏朗明桑珠孜50 MW光储电站为例，验证了所提平抑策略的有效性。 结果 所提平抑策略在不增加储能充放电切换次数的前提下，将光储系统并网功率波动越限概率由25.64%降至6.41%，且并网功率波动越限概率为5%时，该50 MW并网光伏电站储能系统最优配置为14.5 MW/94 MW⋅h。 结论 所提抑策略及储能优化配置方法可为并网光储电站优化设计和运行提供技术参考。

目的 研究甲基二乙醇胺(MDEA)与不同二元胺混合后配方的吸收再生性能。 方法 在体积分数12%的CO₂和88%的N₂模拟烟气环境下，以MDEA为主剂，分别添加乙二胺(EDA)、1,3-丙二胺(DAP)、3-甲氨基丙胺(MAPA)、羟乙基乙二胺(AEEA)、N,N-二甲基乙二胺(DMEDA)和N,N-二甲基-1,3-丙二胺(DMPDA)作为活化剂。在总胺质量分数为40%的条件下，以主剂与活化剂的质量比1∶1、2∶1、3∶1配置化学吸收剂。通过比较鼓泡吸收和油浴再生实验，得到不同吸收剂的吸收速率、再生速率和循环容量，筛选出性能优良的吸收剂配方。 结果 MDEA-EDA体系在MDEA与EDA的质量比1∶1时吸收性能最佳；MDEA-DMEDA体系在MDEA与DMEDA的质量比2∶1时再生性能最佳，循环容量达到1.7 mol/kg；MDEA-AEEA体系在MDEA与AEEA的质量比1∶1时整体性能达到最优，循环容量可以达到1.49 mol/kg。 结论 研究结果可为工业上混合胺液的配方优选提供理论依据。

目的 为科学统筹综合能源系统运行经济性、稳定性和低碳性优化目标，采用何种技术手段以提升能源转化效率，减少系统能源浪费和区域环境污染，是当下综合能源系统合理优化的主要问题。为此，提出一种基于场景生成与信息间隙决策理论的含碳捕集与封存(carbon capture and storage, CCS)—两段式电转气(power to gas, P2G)综合能源系统低碳优化策略。 方法 在技术层面，通过对电P2G两阶段精细化建模，提高氢能利用效率，建立热电联产(combined heating and power，CHP)-CCS-P2G耦合模型；在市场机制层面，引入阶梯型碳交易模型以降低系统中CO₂排放量。最终，基于信息间隙决策理论(IGDT)构建不同风险偏好下的优化调度模型。 结果 以典型综合能源系统进行算例分析，仿真结果表明所提模型可提高风光消纳率，实现系统低碳、经济、稳定运行。 结论 该优化策略可有效帮助决策者根据其风险偏好制定风险规避与风险追求策略下的调度方案，实现系统不确定性与经济性的平衡。

目的 随着国家“双碳”战略(碳达峰、碳中和)的实施，现有的热防护涂层结构难以满足未来燃气轮机热防护涂层的要求。针对掺氢燃气轮机对热防护涂层的需求，提出了抗高温腐蚀的新型环境/热障涂层(environmental/thermal barrier coatings，E/TBC)结构的概念。 方法 从热防护涂层材料和涂层结构的角度，简要回顾及分析了热障涂层(thermal barrier coatings，TBC)、环境障涂层(environmental barrier coatings，EBC)、热障/环境障涂层(thermal/environmental barrier coatings，T/EBC)和热环境障涂层(thermal environmental barrier coatings，TEBC)的发展历程和研究现状，进而考察上述涂层结构与掺氢燃气轮机对热防护涂层需求之间的差距。 结果 将EBC的功能叠加到目前掺氢燃气轮机的热防护涂层上，从而在高温合金基体上形成一种抗高温腐蚀的新型E/TBC结构具有合理性。 结论 通过初步试验，证明E/TBC结构适用于掺氢燃气轮机抗高温水氧腐蚀的热防护涂层要求，指出应大力开展这种新型E/TBC热防护涂层的理论和应用研究。

目的 重型燃气轮机核心部件国产化对行业技术创新、产业升级，甚至国家安全都有重要意义，而透平一级动叶作为重型燃气轮机典型的热端零部件，其性能直接决定了燃气轮机的效率和可靠性。为此，对某重型燃机透平一级动叶进行了结构优化。 方法 通过增加叶身部分竹节孔竹节的数量，对叶片冷却孔结构进行了优化，同时使用热障涂层来改进叶身涂层。通过流体计算与有限元计算的方法，对叶片服役工况下优化前后叶片的温度、应力分布和气动效率进行了对比分析。 结果 通过对叶片湍流结构的优化，增强了叶片内部换热效率；在冷气进口压力相同的条件下，优化后的叶片表面温度降低了50 ℃以上；由于未改变叶片的气动外形，优化后的叶片对于涡轮气动效率影响较小。相比于优化前的叶片，优化后的叶片在服役过程中的最大等效应力和等效总应变都得到了显著降低。 结论 通过冷却孔的优化和防护涂层的升级，可以显著提升叶片在高温环境中的可靠性。研究结果为燃气轮机的国产化提供了理论依据。

目的 考虑风电场中不同风况下风电机组参与一次调频能力的差异，在下垂控制和惯量控制策略的基础上，对机组的调频能力评估方法进行优化。 方法 提出了一种改进的多机组调频参考功率协同控制策略。 结果 引入多机组协同控制方法能够有效改善机组之间调频参考功率的分配，从而有效调节各机组参与系统一次调频的程度。在惯量控制和下垂控制的基础上引入改进的协同控制策略，依据机组在实际风况下运行的状态，评估机组能够有效参与一次调频的参考功率。引入调频能力系数能够实现调频功率参考值在各机组之间按能分配。 结论 协同控制策略能够有效保护风电机组转速，同时能够有效改善电网频率响应。

目的 为促进储能和用户侧资源高效利用，提高清洁能源消纳水平，提出了一种考虑云储能的多区互联综合能源系统规划模型。 方法 在建立区域综合能源系统能源枢纽的基础上，提出了考虑电/热/气云储能的能源枢纽模型。针对云储能与综合能源系统分属不同投资主体的问题，考虑云储能投资回报年限约束，提出了双主体两阶段规划模型：第一阶段对网架、设备容量以及云储能使用价格进行规划；第二阶段对综合能源系统的运行策略进行优化。针对多能流网架规划复杂度高的问题，提出了基于最小生成树的预筛选算法。 结果 对某三园区综合能源系统规划的算例分析结果表明，所提模型有助于提高能效、降低碳排、提高互连综合能源系统的经济效益。 结论 研究成果揭示了云储能与多区域综合能源系统协同规划的潜力，并为多类型储能在能源领域的深度应用和商业推广提供参考。

目的 在“双碳”目标背景下，解决高风电渗透率系统建设带来的调峰安全性和经济性问题。 方法 采用电池储能系统削峰填谷的解决方案，提出了一种兼顾技术及经济性的锌溴液流电池(zinc-bromine flow battery，ZBB)储能的调峰优化控制方法。根据实际电池装置，对ZBB储能进行结构解析及数学模型构建。考虑调峰技术性效果，以调峰后的负荷曲线标准差最小为目标函数，提出一种考虑调峰效果的储能双向寻优控制策略。在此基础上，依据电网分时(time of use，TOU)电价政策，以技术性及经济性最优为目标函数，提出一种基于TOU电价机制的储能调峰经济模型，得出储能优化功率时序结果。最后，以东北某地区负荷及风电数据为例，对比验证所提策略的有效性。 结果 所提策略相较于原负荷，在日均负荷峰谷差、峰谷差率指标上分别降低了35.973%和34.205%，在调峰经济性优化方面提高了5.582%，且合并缓解了电网弃风消纳问题。 结论 所提策略在达到一定调峰效果的同时，在其全寿命周期内仍保持较好的调峰经济性。

目的 现有的混合储能系统控制策略难以在保持荷电状态(state of charge，SOC)处于合理范围的同时，满足未来时刻风电波动造成的混合储能系统超前充放电需求，因此提出一种考虑平抑未来时刻风电功率波动的混合储能系统超前模糊控制策略。 方法 首先，通过采用集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition，EEMD)方法分解得到不同类型储能设备需要平抑的风电功率；其次，根据混合储能系统SOC和功率饱和程度整定功率修正参数，对混合储能系统输出功率进行修正；再次，由风电预测算法得到前瞻周期内风电功率预测值，根据前瞻周期内风电功率波动情况和超前控制理论整定提前充放电参数，校正储能系统输出功率；最后，以某风电场的实际数据为例，通过仿真验证了所提超前模糊控制策略的有效性。 结果 提出的控制策略不仅能够降低风电并网波动越限概率，显著减少总输出功率与目标功率偏差值，而且能够使混合储能系统的SOC控制在合理范围内。 结论 该策略可以为平抑风电波动的相关研究提供有益参考。

目的 为解决大型火电机组空气预热器传统预防性维护手段的弊端，提出了一种基于数字孪生预测性维护的一般模式，并基于数字孪生技术，构建空气预热器数字孪生系统。 方法 所提系统包括回转式空气预热器物理实体、实时数据采集与分析模块、数字孪生模型构建模块、热力参数状态监测、转子热场视频与热变形可视化及积灰预测模块；实时采集温度参数状态和视频数据，通过温度场、视频图像、漏风计算等模块，实现热力参数的计算并进行积灰的预测。同时，以3D组态画面实时显示数据，利用软件算法不断优化热力参数计算及积灰预测的准确度，实现吹灰策略自动优化。 结果 所提方案实现了空气预热器热力计算过程的状态监测与动态控制，解决现有电站中回转式空气预热器积灰因素影响火电机组安全可靠运行的问题。 结论 通过实际机组的工程测试，所提方案有效提高了火电机组空气预热器运行维护的效率，验证了所提方法的可行性，为后期智慧电厂系统的开发提供技术支撑。

目的 为应对全球气候变化，中国承诺努力在2060年前实现碳中和，这必将给各行各业带来战略性变革，也是发展新质生产力的契机。为此，从技术创新的视角对我国碳中和目标可能带来的变革进行了解读。 方法 分析了我国实现碳中和主要面临的挑战，阐述了实现碳中和与发展新质生产力的关系，从零碳能源供应、化石资源化利用、CO₂捕集与利用等方面介绍了新质生产力技术的研究方向。 结论 我国碳中和的实现需要新能源的大规模发展、传统产业的高端化转型升级，特别是化石资源化利用，以及持续不断的科技创新研发与应用，乃至颠覆性技术的突破，碳中和的最终实现也离不开CO₂的捕集与利用。

目的 分布式电源发电的随机性和波动性，给有源配电网(active distribution network，ADN)的电压控制带来了严峻的挑战，在此背景下，亟需一种高效的电压控制策略来保证ADN的安全运行。 方法 基于深度强化学习方法，提出了一种双层区域配电网电压控制策略。首先，以调压设备的调节特性和可控元素复杂化的特点为前提，针对ADN辐射网架结构，设计了区域协调控制区域和本地自治控制区域，分别构建每个区域的电压控制模型；然后，通过深度Q网络(deep Q-network，DQN)算法和深度确定性策略梯度(deep deterministic policy gradient，DDPG)算法对该模型进行求解，以实现实时跟踪电压变化的目的，有效解决了ADN运行过程中电压控制问题；最后，通过IEEE 33节点仿真算例对该方法进行了验证。 结果 利用DQN算法和DDPG算法分别求解协调控制区域和本地自治区域的控制变量，实现了ADN系统电压调节的实时决策，解决了ADN潮流双向流动、电压复杂多变的问题。 结论 所提控制策略控制电压偏差效果明显，具有很强的准效性和实用性。

目的 提高电源规划中对不确定性参数的处理能力。 方法 提出了一种碳交易条件下基于基数约束不确定集的鲁棒电源规划模型。通过构建基数约束不确定情景集，并引入“不确定性预算”的概念定义最好、最坏情景，以减少不确定性的程度。基于对偶理论将具有max-min-max三层规划结构的鲁棒模型转化为等价的混合整数线性规划，使用GAMS软件中的BARON求解器进行求解。 结果 碳交易成本能够促使更低的火电发电比例和更高的新能源发电比例。当不确定性预算越大时，目标函数值越低，决策风格越保守。 结论 碳交易条件下基于鲁棒优化的电源规划策略能够提高对不确定性参数的处理能力，规划结果具有鲁棒性和可行性，可在信息不确定的情况下为决策者提供决策支持。

目的 随着可再生能源电网占比逐年增加，电网的波动性和不确定性显著提升，给配电网的安全运行带来挑战。针对高比例新能源电网分布式配网重构问题，提出一种在线滚动优化框架方法。 方法 通过分布式共识协议获取网络拓扑和节点运行信息，在N-1和N-2线路故障状态下自动重构，实现配电网无额外外部触发信号情况下自动恢复正常运行，保证电网经济运行。同时采用滚动优化方法处理高比例可再生能源所导致的电网波动问题，并利用生成对抗网络(generative adversarial network，GAN)技术生成新数据，结合历史数据实现电网运行数据高精度预测。 结果 所提方法在正常状态、单点故障和两点故障3种情况下，均能实现电网的自动经济运行优化和自愈修复。 结论 与鲁棒规划和随机规划等方法相比，所提出方法可提升电网预测精度。

目的 基于㶲经济发展而来的高级㶲经济分析方法，能够细化拆分系统组件的经济成本，深入探究经济成本形成的内在原因。 方法 在结合高级㶲分析的基础上，采用高级㶲经济分析法将燃气-蒸汽联合循环发电系统中各组件的成本拆解为内源性成本、外源性成本、可避免成本和不可避免成本，并对此进行计算。 结果 在设计工况下，联合循环发电系统中燃烧室的可避免㶲损最大，为28.41 MW，占燃烧室㶲损的26.55%。基于计算结果，对透平提出了不同的改进措施，降低了系统内源性和外源性㶲损。系统中㶲耗散成本占比最大的是内源性可避免部分，底循环改进优先级最高的是高压缸，其次是低压缸。联合循环发电系统中年度化成本外源性占比为80.59%，其中外源性可避免部分占比40.04%。 结论 研究成果可为系统提供多方面能效评价角度和优化成本的改进方向。

目的 研究整体煤气化联合循环(integrated gasification combined cycle，IGCC)电站中煤气化炉的运行机理，分析和优化煤气化炉的关键运行参数。 方法 基于Aspen Plus建立了气流床煤气化炉的稳态热力学模型，并与文献中数据进行比对，验证了模型准确性，在此基础上，开展了对煤气化炉关键参数敏感性的研究。 结果 热力学模型适合对稳态的煤气化过程进行模拟，具有模拟结果准确、建模简单和计算量不大的优点。 结论 敏感性分析的结果表明：氧煤比是影响煤气化过程的最主要的运行参数，氧气不足和氧气过多都会造成合成气有效成分的产量减少，建立的Shell气化炉模型的最佳氧煤比在0.85左右；水煤比也是影响煤气化过程的关键参数，气化炉内能量充足时，增加输入水的量可使合成气中含有更多的氢气，而能量不足时过多的水也会导致合成气有效成分的减少。

目的 设计同时具有高质量活性和高体积活性的锂离子电容器(lithium-ion capacitor，LIC)复合正极材料。 方法 借助扫描电子显微镜、透射电子显微镜、康塔全自动比表面和孔径分析仪、四探针测试仪，通过实验分析了颗粒之间的微观形貌、堆叠方式、接触模式和界面特性对复合电极的电导率、电学性质的影响规律。 结果 将介孔活性炭(mesoporous activated carbon，MC)与单分散石墨烯/单壁碳纳米管杂化物(graphene/single-walled carbon nanotube hybrid，GNH)混合，紧密压缩制成锂离子电容器正极材料。GNH均匀地包裹在MC颗粒表面，与MC面对面接触，增大接触面积；而且GNH在MC颗粒之间形成均匀的三维导电网络，提供了快速的电子传导。另外，GNH具有开放结构，会优先吸附电解液离子，与MC界面间存在浓度梯度；同时，GNH具有较高的导电性，与导电性较差的MC界面间存在接触电势差效应。两者共同促使GNH和MC界面之间形成快速的离子和电子双传输路径，促进离子在MC内部的扩散，从而避免了高电流密度下因离子扩散缓慢而造成的容量损失。 结论 添加5% GNH提高了倍率性能，并且在不牺牲堆积密度的前提下同时提高质量和体积能量密度。

目的 分布式光伏功率预测对光伏电站运行和调度具有重要意义，针对点预测方法难以全面描绘分布式光伏功率不确定性的问题，提出了一种基于自适应噪声完备集合经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise，CEEMDAN)和麻雀搜索算法优化的最小二乘支持向量机(sparrow search algorithm optimized least square support vector machine，SSA-LSSVM)分布式光伏功率区间预测模型。 方法 首先，通过CEEMDAN将光伏功率序列分解为多个模态分量，再对一次分解得到的高频非平稳分量进行二次分解；其次，采用样本熵(sample entropy，SE)将所有分量重构为趋势分量和振荡分量；然后，通过SSA-LSSVM得到2个分量的点预测值；最后，对振荡分量的点预测误差进行概率密度估计，叠加点预测值得到总体的预测区间结果。 结果 所提区间预测模型具有更高的区间覆盖率且区间平均宽度更窄。 结论 在分布式光伏功率数据处理中加入二次模态分解，再结合样本熵对其子序列进行重构，可有效降低原始预测分量的复杂程度，同时提升模型预测准确性。

目的 燃煤电厂脱硫污泥中重金属富集显著，降低脱硫污泥中重金属含量十分必要。 方法 提出利用电厂飞灰固化脱硫污泥重金属的思路，并和常见固化剂开展对比。 结果 以铅为对象，在水泥、飞灰、螯合剂二硫代氨基甲酸酯(dithiocarbamate，DTC)和螯合剂三聚硫氰酸三钠盐(TMT-15)中，飞灰对脱硫污泥中铅固化效果最好；不同飞灰及脱硫污泥固化效率在40%~100%。机理分析表明，类似于水泥，飞灰化学成分主要含有SiO₂、Al₂O₃、CaO、Fe₂O₃等，可与脱硫污泥发生水化反应等，生成对重金属固化稳定有利的水化硅酸钙C-S-H等水化产物及钙矾石等物质，同时生成物对重金属铅等具有吸附作用。 结论 在燃煤电厂脱硫污泥中掺入一定比例的飞灰可以实现铅的固化稳定，为脱硫污泥从危险固废降低为一般固废提供了方法。

目的 探究相变蓄热器不同布置方式对相变过程的影响，进一步分析多管蓄热器的简化方式。 方法 基于焓-孔隙率法建立管壳式石蜡蓄热器蓄释热过程计算模型，研究卧式、立式布置下单管外石蜡的相变过程，并分别对比单管、多管蓄热器顺排及周期性错排等对其蓄释热过程的影响。 结果 卧式单管蓄热时长比立式缩短了18%，但二者释热时长相差不大；与蓄热过程不同，释热过程以热传导为主要传热方式，因此相对缓慢，释热时长相比蓄热时长增加了20%以上。多管蓄热器蓄释热过程所需时长略大于单管蓄热器，但其增加时长均未超过10%，蓄释热速率曲线基本与单管一致。通过进一步研究发现，当多管蓄热器中每根管周围包裹的石蜡体积及包裹方式相同时，不同排布方式不会对蓄释热过程产生较大影响。 结论 相比立式布置，卧式布置可有效提升单管外石蜡的熔化速度，且蓄热过程的强化效果相比释热过程更明显。此外，在分析多管蓄热器蓄释热过程性能时，可采用单管或部分周期性管道进行简化。

目的 压气储能(compressed air energy storage，CAES)是利用电能和压缩空气势能相互转化来平衡电网波动的新型储能系统。CAES电站建造及运行相关经验的积累对CAES技术的发展具有重要意义。针对建造过程中设计方与现场信息传递效率低、施工方管控难度大、项目整体流程监督难等问题，提出了一种适用于CAES电站的全流程智能体系。 方法 首先，分析CAES电站的建造流程，找出其工程特点。其次，围绕CAES电站从设计到运维的全过程，在空间和时间维度构建CAES电站的全流程智能建造体系。最后，在设计阶段提出正向设计出图等关键技术；在装备制造阶段提出设备虚拟预组装等关键技术；在施工阶段提出5D施工管理等关键技术；在运维阶段提出面向运维的数据交付等关键技术。 结果 对某300 MW级CAES示范工程的验证结果表明，CAES电站全流程智能体系的构建具有合理性，且关键设备及软件的应用为项目提供了技术支撑。 结论 通过CAES电站全流程智能体系及其关键技术，打通了电站建造各阶段的互通链条，实现了CAES电站的全生命周期信息管理。