考虑季节特性下的储能系统选址定容研究

风光等微电源出力的不确定性对其接入配网的安全稳定运行及电能质量带来了一定的风险隐患，而储能装置能够在一定程度上削减分布式电源并网造成的不利影响，其接入位置和容量的优化配置方案是目前亟需解决的问题。本研究以系统负荷波动、储能系统总成本、储能荷电状态偏差为目标函数，建立了储能系统选址定容优化模型；采用粒子群算法求解帕累托解集，基于信息熵的序数偏好法从帕累托解集中选取储能系统最优接入方案。考虑到不同季节下分布式电源出力特性存在较大差异，以新疆哈密地区不同季节下光伏与风电出力规律为基准，在IEEE-33节点配电系统算例分析的结果表明提议方法在求解储能系统选址定容方案中具有较好的收敛性和全局搜索能力，研究结果为储能系统选址定容方案的后续研究提供一定参考。     

提升源网荷储多元协同的虚拟化网格划分方法

为减少分布式源荷双侧随机性及时序不匹配对配电系统经济运行的影响，提升区域内源网荷储多元功率互补协同，促进可再生能源就地消纳能力，提出一种全面兼顾分布式电源消纳、负荷需求响应、储能支撑及网络拓扑多元协同的配电网虚拟化网格划分方法。通过图论搜索算法遍历虚拟网格内所有节点信息，充分依托负荷需求响应节点、分布式电源节点以及储能节点建立虚拟网格信息优化模型。引入二阶锥规划松弛电压、电流辅助变量，获得优化后的网络潮流分布。考虑虚拟网格通信成本，兼顾虚拟网格供电率、虚拟网格间功率交互以及虚拟网格节点控制维度，建立了虚拟网格分区划分目标函数模型，提出虚拟网格分区划分策略。以IEEE33节点系统为案例，对所提出的虚拟化网格分区划分策略进行验证，结果表明虚拟网格分区划分方法可提高源荷匹配度、虚拟网格供电率以及经济性。     

土体侧移作用下轴向受荷单桩承载性状数值分析

地下工程开挖引起的土体侧移对邻近轴向受荷桩的承载和变形性状可能会产生负面影响,对于这一问题目前还缺乏充分的研究.采用有限差分软件FLAC 3D(fast Lagrangiananalysis of continua 3D)进行分析,讨论轴向受荷桩在土体侧移作用下的承载和变形特性,重点分析了土体强度、桩身刚度以及桩顶不同约束条件下的单桩性状.数值分析表明,在竖向荷载和侧向土体位移耦合作用下,轴向荷载的增加或者侧向位移的变大,对桩身变形和弯矩有着明显的影响,而土体强度、桩身刚度以及桩顶约束条件也会对桩的受力特性产生不同程度的影响,在工程实践中应予以充分重视.     

电流精确分配的直流微网储能单元SOC均衡控制策略

直流微网运行时，本地不平衡负载及不匹配线路电阻使传统下垂控制不能实现电流的精确分配及储能单元荷电状态(state of charge,简称SOC)均衡.针对上述问题，提出电流精确分配的直流微网储能单元SOC均衡控制策略.引入等效参考输出电流，通过PI(proportional integral)控制器产生电压补偿量，降低本地不平衡负载及不匹配线路电阻对分流精度的影响.通过动态调整下垂系数改变输出电流，使各储能单元SOC偏差逐渐减小，以实现储能单元的SOC均衡.仿真结果表明所提控制策略具有有效性.     

基于DTW-KiBaM模型的锂电池SOC估计

锂离子电池工作温度及老化程度是影响其荷电状态（State of Charge， SOC）估计算法准确性的关键因素.在二阶RC等效电路模型的基础上，提出了一种由动态时间规整算法（Dynamic Time Warping， DTW）与KiBaM模型（Kinetic Battery Model， KiBaM）相结合的混合模型.利用DTW算法基于充电电压数据确定电池老化状态，通过KiBaM模型计算电池由于电流效应导致的不可用容量，结合二阶RC等效电路模型推导新的SOC计算矩阵，采用无迹卡尔曼滤波算法（Unscented Kalman Filter， UKF）实现SOC估计.基于城市道路循环工况（Urban Dynamometer Driving Schedule， UDDS）验证了混合模型的准确性，实验结果表明，在10 ℃低温环境或经过200次循环老化后工作的锂离子电池，模型估计SOC的最大误差小于2%.     

基于核极限学习机与容积卡尔曼滤波融合的锂电池荷电状态估计

为了提高锂电池荷电状态（SOC）估计精度，在容积卡尔曼滤波（CKF）算法中引入误差补偿机制，提出一种核极限学习机（KELM）和CKF相融合的估计方法.通过递归最小二乘法（RLS）动态跟踪等效电路模型的参数，由CKF算法得到SOC的初步估计值；以锂电池的工作电压、电流、CKF算法的残差均值和方差作为输入，初步估计值与真实值的偏差作为输出，采用KELM算法，在联邦城市驾驶工况（FUDS）下进行训练，得到CKF算法估计误差的预测模型；利用KELM预测模型的回归预测能力对初步估计值进行误差补偿，从而达到降低估计误差的目的.为了验证所提方法的有效性和先进性，采用Arbin电池测试平台的实验数据进行仿真分析，结果表明在多种工况下所提方法均具有更高的估计精度、更强的泛化性和鲁棒性.     

定制式增材制造膝关节矫形器间室减荷效果的有限元分析

通过构建膝关节与定制式增材制造膝关节矫形器有限元模型，模拟膝骨关节炎(KOA)患者佩戴矫形器前后的膝关节生物力学变化，验证矫形器的间室减荷效果，针对矫形器治疗效果开展定量化研究，可用于膝关节矫形器的临床疗效评价.实验经过上海交通大学医学院附属第九人民医院伦理委员会审批通过，招募一名膝骨关节炎的女性，对其膝关节进行光学体表及CT扫描，根据单侧减荷原理设计定制式增材制造膝关节矫形器，通过网格划分、材料赋值、边界设置等步骤，利用ANSYS等软件构建包括膝关节与定制式增材制造膝关节矫形器有限元模型，沿下肢负重轴方向对膝关节施加1 100 N的压缩载荷，进行仿真及应力分析，研究定制式增材制造膝关节矫形器对膝关节间室的减荷效果.针对KOA特性进行有限元分析，验证软骨、韧带及下肢皮肤对膝关节承载能力的影响.相较于未佩戴任何矫形器情况，佩戴定制式膝关节矫形器后，膝关节内翻角度减少、内侧压力向外侧转移且内侧间室压力明显降低.定制式增材制造膝关节矫形器可降低早中期内侧间室型膝骨关节炎患者在步行过程中膝关节内侧间室所产生的压力，减荷效果显著.