在本文中，基于蒙特卡洛方法，统计分析，数学概率分析和水力模拟，提出了一种新颖的系统和综合的方法来评估天然气供应的可靠性。所提出的方法有两个阶段。在第一阶段，确定典型方案。在第二阶段，进行水力模拟以计算每种典型情况下的流量。计算出的天然气管道系统的结果是每种典型情况下的平均天然气供应可靠性。为了验证可行性，将所提出的方法应用于实际的天然气管道网络系统。将计算结果与评估期内基于归档数据的实际气体供应可靠性进行比较，表明所提出方法的评估结果与归档数据非常吻合。此外，研究了不同组件对气体供应可靠性的影响，并确定了最关键的组件。 例如，第48个单元是SH终端站最关键的组件，而第119个典型方案会导致最严重的后果，即损失175.61×104 m3气体。本文提供了一套科学合理的供气可靠性指标，可以从数量和时间两个维度评估供气可靠性。
在寒冷的气候下，通过使用先进的双层皮肤幕墙系统对旧公寓进行翻新，可以节省供暖能源。在韩国，公寓占住宅建筑总数的60％以上，并且消耗了大量的一次能源。对于新的公寓建筑和现有的公寓翻新，已经采取了各种节能措施。旧公寓结构的热性能差，导致能耗高。韩国政府启动了改造项目，以提高旧公寓的能源效率。公寓业主通常用高性能窗户代替旧窗户。但是，仍然需要更好，更具创新性的改造方法来大大提高能源效率。本文提出了一种先进的双层玻璃幕墙（DSF）系统，以取代旧公寓中现有的阳台窗户。考虑到韩国首尔的寒冷气候条件，它主要讨论了节能的问题。开发了三种案例模型：带有现有公寓的基本案例，具有典型改造的案例1和具有建议的DSF系统的案例2。EnergyPlus仿真程序用于开发地板辐射供暖系统的仿真模型。选择典型的燃气锅炉进行低温辐射系统建模。气流网络方法被用来对所提出的DSF系统进行建模。选择五个加热月，即11月至3月，和一个典型日，即1月24日，进行详细分析。主要的热损失区域包括窗户，墙壁和渗透。结果表明，与基本案例相比，具有DSF改造的公寓每年可节省38.8％的热能，与案例1相比可节省35.2％。
以提高能源系统整体效率为目的，设计广州市黄埔区“源-网-荷-储”协调优化的能源互联网基本架构，提出“集中式能源模块供应基荷，分布式能源模块与储能模块协作跟踪峰荷和腰荷”的出力安排，以经济效益最大化、环境效益最大化及能源效率最大化为子目标，计及负荷平衡约束、设备特性约束、运营模式约束及能源条件约束，构建能源互联网多目标优化配置及运行策略的数学模型。计算结果表明：第一，在不计及外购电的情形下，可以得到各类电源装机均衡的均衡策略、总装机规模最大的经济发展策略、光伏发电装机规模最大的环境保护策略和分布式能源站装机规模最大的能源效率策略，其经济、环境和能源效率各项指标均优于传统的供能策略；第二，在计及外购电的情形下，在既定的电力需求下，外购电占比为19.8%为系统最优化情形。与不计外购电的其他策略相比，可以取得一定的减排功效，但获得的经济收益要下降；第三，住宅区、商业区和工业区由于功能、适用范围不同，因此所需终端能源的种类和数量也有存在差异，就分布式能源设备而言，工业区和商业区热冷负荷需求的巨大差异，造成工业区的天然气分布式能源站装机容量接近商业区的两倍；至于分布式光伏发电，则根据住宅区、工业区和商业区的光伏发电系统可安装屋顶面积的比例进行分配。
本文提出一种基于滚动优化（RHO）的分布式鲁棒优化（DRO）方法，用以解决不确定环境下家庭能源管理系统（HEMS）中可调度负荷的优化调度问题。首先，考虑户外温度和热水需求为不确定性变量，建立HEMS的优化模型，并基于不确定性变量的概率分布歧义集，采用DRO方法将HEMS调度问题转化为混合整数线性规划（MILP）问题。结合RHO实时更新与不确定性变量相关的信息，以滚动优化的方式求解MILP。仿真结果表明，在不确定的环境下，调度结果具有较强的鲁棒性，几乎没有违反用户的热舒适性，同时满足了所有运行约束。此外，与鲁棒优化（RO）方法相比，本文提出的RHO-DRO方法具有更低的保守性，可以为用户节省更多的电费。
对于非对称流动，非对称板式换热器能通过更好的压降匹配实现更高的换热量。本文针对一种两种板片组成的非对称板换开展了单相换热的数值模拟(400≤Re≤12000)和实验研究(400≤Re≤3400)，实验结果验证了数值模拟的准确性。用数值模拟考察了非对称指数N的影响，并建立了包含N的Nusselt数和摩擦因子f的关联式。存在最佳N实现冷热侧压降匹配、传热效果最好。论文比较了对称板换和非对称板换在不同冷热侧流量比和允许压降情况下的传热和流动性能，并根据综合指数Nu/f1/3确定了非对称板换的优势区。
本文开发了闭环集热场热工水力学模型及云遮向量模型，并将二者用于研究广域槽式集热场在云遮下的水动力特性。本文主要内容如下：首先，基于一座试验电站搭建和验证了闭环集热场热工水力学模型；第二，介绍了用于模拟典型大规模槽式光热电站和云遮向量的关键参数；第三，基于上述模型和参数对两组仿真进行了分析和对比。第一组仿真中云遮过程由前述云遮向量模拟，而第二组仿真中云遮过程的模拟基于实际工程中常用的分布式气象测量站。由于云遮向量充分考虑了太阳辐照在集热场的不均匀分布，因此第一组仿真中，如总流量、流量分布、集热场出口温度、热效率与火用效率、火用损等关键参数的模拟结果相比于第二组仿真更加精确和光滑。以集热场最重要的参数——总母管出口温度为例，两组仿真之间的最大相对误差可达15%。最后，本文对云遮扰动下集热场水动力特性的变化机理也做了详细分析。
电力系统正在转型，以增强可持续性。本文通过开发一种现实且随机的电动汽车（EV）充电模型，为有关未来电力网络运行过程的知识做出了贡献。将电动汽车大规模集成到住宅配电网（RDN）中，对于公用事业运营商来说，这是一个至关重要的不断发展的问题。电压不平衡会阻碍RDN的有效和可靠运行，多样化的EV负载也需要采用随机方法来预测EV的充电需求，因此，本文开发了一个概率模型以说明几个实际方面，包括充电时间，电池容量，行驶里程，充电状态，行驶频率，充电功率以及高峰和非高峰充电策略下的使用时间机制，并 试图通过应用电动汽车充电模式的随机模型来检查与RDN相关的风险。从蒙特卡洛模拟获得的EV随机模型的输出用于评估RDN的电能质量参数。本文研究发现必须评估RDN的设备能力，以确定潜在的过载。RDN的性能规格包括电压不平衡因数，电压行为，家用变压器极限和馈线损耗，是根据具有不同穿透水平的各种充电功率水平的EV充电场景进行评估的。 此外，发现电动汽车对RDN的影响评估主要取决于电网的类型和位置。
空冷塔在干旱地区广泛应用。而由于环境风对空冷塔冷却性能的影响过程比较复杂，影响机理并不明确，国内外大部分学者往往基于有限的经验开展空冷塔性能优化。本文基于CFD数值计算和热态实验等多种手段，对环境风对空冷塔入口和出口的复杂影响过程进行解耦研究，从而确定了环境风对空冷塔性能影响的基本机理。环境风改变空冷塔的入口流场，进一步在空冷塔内部形成主流大型旋涡，是环境风引起空冷塔冷却性能下降的主要原因。对于空冷塔出口，当环境风速度较低时，环境风使得空冷塔出口羽流区发生偏斜，进而影响羽流区的有效抽吸效应，进一步引起空冷塔冷却性能下降；而当环境风速度较高时，其在空冷塔出口形成负压，可以局部强化空冷塔冷却性能，进而总体上减缓空冷塔冷却性能受环境风的影响。
本文研制了一种采用模块化吸附床的小型硅胶-水吸附式制冷系统，其可利用太阳能驱动，实现家用空调和热水的联合供应。该系统通过两床回热和两蒸发器回质，提升系统制冷和加热性能。首先，通过在不同回质、回热和联供时间条件下对系统进行测试，获得系统最佳运行条件。接着研究了不同换热流体温度条件下，系统的家用空调和热水联供性能。结果表明，系统最佳的联供时间、回质时间和回热时间分别为600s、40s和40s。在85℃热水进口温度条件下，系统制冷和加热功率分别为8.25kW和21.91kW。而在35℃冷却水进口温度条件下，系统的制冷效率、加热效率和单位吸附剂质量制冷功率分别为0.59、1.39和184.5W/kg。
As the world witnesses a continual increase in the global energy demand, the task of meeting this demand is becoming more difficult due to the limitation in fuel resources as well as the greenhouse gases emitted which accelerate the climate change. As a result, introducing a policy that promotes renewable energy (RE) generation and integration is inevitable for sustainable development. In this endeavor, electrification of the transport sector rises as key point in reducing the accelerating environment degradation, by the deployment of new type of vehicles referred to as PHEV (plug-in hybrid electric vehicle). Besides being able to use two kinds of drives (the conventional internal combustion engine and the electric one) to increase the total efficiency, they come with a grid connection and interaction capability known as the vehicle-to-grid (V2G) that can play a supporting role for the whole power system by providing many ancillary services such as energy storage mean and power quality enhancer. Unfortunately, all these advantages do not come alone. The uncontrolled large scale EV integration may present a real challenge and source of possible failure and instability for the grid. In this work the large scale integration impact of EVs will be investigated in details. The results of power flow analysis and the dynamic response of the grid parameters variation are presented, taking the IEEE 14 bus system as a test grid system.
风力涡轮机发电量的预测至关重要，这需要准确可靠的模型。本文基于风力方程，功率曲线的概念，响应面分析法（RSM）和人工神经网络（ANN）开发了六个不同的模型，并对结果进行了比较。为了基于制造商的功率曲线的概念来开发模型，以及为开发RSM和ANN模型，本文使用了从1.5 MW涡轮机的SCADA系统收集的数据。除了风速之外，空气密度，叶片桨距角，转子速度和风向也被视为RSM和ANN模型的输入变量。 与其他方法相比，对输入变量的正确选择和ANN映射输入-输出关系的能力已形成了一个准确的风电预测模型。
在当今世界尤其是能源领域，清洁、有效和持久的能源都备受关注。这三个方面也是科学家的主要关注目标。然而，化石能源和可持续能源等各类型能源在能源转换、储存和能效方面仍面临一些挑战。因此，眼下最可靠的能源应该是一种尽可能高效、清洁且能被永久利用的能源。本综述重点强调一种有前途的清洁高效能源类型，即固体氧化物燃料电池(SOFC)，这是以氢气和碳氢化合物为燃料的燃料电池中效率最高的一种，尤其是在热电联产（CHP）下工作时。这种燃料电池的重要性在于其通过化学反应发电时无噪音，无污染，并且安全。
近年来，由于缺乏太阳辐射测量站，对太阳辐射量的预测倍受关注。本研究使用了14个太阳辐射模型，利用三个输入参数:地外太阳辐照度(G0)、日照时长(S)和日照时数(S0)计算了水平表面上的月均太阳总辐射。发现每种模型只适用于一年中的某些月份，不能采用一种模型来预测全年。因此，本文提出了一种智能混合系统，基于智能规则选择本研究中列出的14个模型中最适合的预测模型。本研究选择了位于阿尔及利亚南部的塔曼拉塞特市，利用阿尔及利亚国家气象局和两个空间数据库收集的五年(2000-2004年)气象数据集，对提出的模型进行了测试和评估。结果表明，新的混合模型能够预测月均总太阳辐射，预测的R2值在93% ~ 97%之间。
本文提出了一种分布式能源接入弱电网系统的控制策略，并着重于能源和辅助服务。利用反馈线性化技术，设计研发了一种新的控制器，解决了LCL滤波器耦合项、突变时的暂态特性以及故障时的电压支持等问题。利用LCL滤波器，在弱电网光伏并网系统上运用了该控制器，并通过Matlab/Simulink在不同条件下的模拟验证了该控制器的性能。将该控制器的结果与传统的PI双环控制器进行了比较。模拟结果表明了该控制器设计策略的有效性和简单性。
日常生活中的最大用电需求从基本负荷到高峰负荷呈指数级增长。这种电力需求可能来自工业或家庭。为了满足消费者这种最大电力需求，一种选择是将可再生能源资源与传统发电方法相结合。在目前的情况下，风力发电系统是与传统发电系统相连接的一种发电方式。当常规电网系统负载增加时，系统各母线电压有下降的趋势，造成系统内部严重的电压下降或电压不稳定。鉴于此，识别系统内的薄弱母线已成为必要。本文提出了通过线路指标来识别薄弱母线，据此可采取纠正措施补偿电压下降。此外还试图通过整合可再生能源系统来补偿电压下降。利用电力系统分析工具箱(power system analysis tool box, PSAT)和综合测试系统的线路指标，计算了系统功率流(power flow, PF)，基于此对测试系统中某母线处的风能系统进行集成和系统性能验证。在PAST平台上，利用功率流和负载潮流结果计算了IEEE-14总线测试系统的线路指标。
中国化石能源赋存以“富煤、贫油、少气”为特征。因此，制定煤替油气战略是缓解石油和天然气对外依存度过高的一种必要和切实可行的办法。本文基于能源安全的视角提出了界定中国石煤替油气的技术框架，回顾了在此框架内的3种替代分类和11种工业化技术路线，并提出了三种情景（即谨慎情景、基准情景和积极情景)来估计2020年和2030年煤替油气战略的发展潜力。结果表明，煤替油和煤替气在2020年将分别达到0.67 – 0.81亿吨和87 – 143亿立方米，在2030年将分别达到0.93-1.38亿吨和323-473亿立方米。实施煤替油气战略可以将2030年中国石油、天然气和一次能源的对外依存度分别控制在70%、40%和20%左右。本文还论证了煤炭作为石油和天然气的替代品对温室气体和污染物减排、节约经济成本的贡献。本文为全球煤炭工业的发展提出了新的方向，也为中国和其他类似能源状况的国家的能源转型提供了重要参考。
