荷电状态（state of charge，SoC）均衡是级联H桥电池储能系统中实现多模块能量动态均衡的关键，但传统SoC均衡技术会加剧直流侧暂态电压冲击，为此提出了一种复合SoC均衡与冲击电压抑制的控制策略。首先建立了电池储能SoC与输出功率的数学模型，构建了功率均衡系数将SoC均衡目标融入充放电控制中，提出了自适应调节功率均衡系数控制方法在满足系统额定功率输出的同时实现了SoC均衡。进而针对网侧功率突变引发的直流侧电压波动过大的问题，建立了DC/DC变换器闭环传递函数模型，揭示了关键参数对暂态响应的作用机理，通过基于电容电压前馈的方法实现了电压冲击抑制。最后，仿真和硬件在环实验验证了所提控制策略的优越性能。

随着我国“双碳”战略的实施，特/高压直流输电系统作为新能源消纳的重要技术手段得到了大量应用。电力电容器作为滤波和无功补偿的关键设备被广泛用于特/高压直流输电系统中，其产生的低频振动及噪声给换流站环保达标带来了严峻挑战。为有效降低电力电容器低频振动及噪声向外排放，从加载交变电压的心子所受电场力出发，理论推导了心子在加载基频电压和高次谐波电压时所受电场力的时/频域分布特性，并以此作为心子的激励开展了电力电容器在电场力作用下的振动特性仿真。依据电容器在电场力作用下的振动特性，提出了一种用于电力电容器本体降噪的低刚度隔振系统设计，仿真研究了低刚度隔振器的低频振动隔离性能，并结合声学有限元对比研究了未嵌入/嵌入低刚度隔振系统时电力电容器的低频噪声辐射特性。研究结果表明，除500 Hz频率点外，提出的低刚度隔振系统能在100 Hz、200 Hz、600 Hz、700 Hz和800 Hz等频率点高效降低了电力电容器低频噪声排放，可有效实现电力电容器的本体降噪性能。

逆变电源（inverter interfaced distributed generation，IIDG）受并网要求控制策略影响对外可等效为受控电流源，导致其故障后内阻抗不稳定，令工频变化量距离保护在IIDG并网环境下适应性差。为解决该问题，深入分析了工频变化量距离保护在IIDG并网侧适应性差的原因，并基于控保协同的理念，提出了一种正序故障分量电流抑制策略，短时将IIDG并网工况下的故障分量网络恢复至近似于同步发电机作用下的无源网络。PSCAD/EMTDC仿真结果表明该策略能够令工频变化量距离保护可靠区分区内外故障并提高其抗过渡电阻能力，极大地提升了工频变化量距离保护在IIDG并网工况下的动作可靠性，且能在很短的时间窗内实现控制目标，保护达到出口条件即可恢复常规的IIDG故障穿越控制，不影响其故障期间的并网能力。

在台风天气影响下，海岛受地理位置的制约，更容易受灾害影响，并且海岛的可再生能源更丰富，因此如何保证海岛微电网的可靠并且经济性运行尤为重要。考虑台风对于海岛地区的配电网影响，并根据海岛地区的负荷分布情况、可再生能源储备发电情况和移动应急电源车调配情况，在保证配电网稳定运行的前提下，结合维修团队的调度，以海岛配电网负荷损失最小、配电网电压稳定性更高为目标进行灵活资源应急调控，建立了考虑台风天气下海岛微电网的多目标优化调度模型。并采用改进粒子群算法来求得全局最优解，通过对算法中的惯性因子和学习因子进行优化，为避免陷入局部最优解，采用动态密集距离排序方式更新非劣解集，提高该算法的求解精度和全局寻优能力。将改进粒子群算法运用到实际算例中，算例结果表明该优化调度模型的可行性和有效性。

针对现有的密度峰值聚类算法在数据局部波动较大或各类负荷数量分布不均匀导致的错分问题，提出了一种基于奇异谱分析和改进密度峰值聚类算法的电力负荷曲线聚类方法。首先，采用奇异谱分析将原始电力负荷数据分解为包含主要轮廓信息的低频分量和噪声成分的高频分量。然后，融合K近邻和自然最近邻思想重新定义了密度峰值聚类算法的局部密度，并对低频分量进行聚类。最后将其应用于真实的电力负荷数据集，与其他聚类算法进行对比，算例结果验证了所提方法在真实数据下的聚类有效性。

电力线与无线双模通信混合组网可实现优势互补，在电力物联网、智能家居等领域具备重要的应用前景。为提升双模通信MAC算法的接入灵活性与网络资源利用率，提出了一种基于深度强化学习的双模网关超帧时隙资源分配算法。首先构建了双模通信网关与终端的交互模型，梳理了超帧结构及每个阶段的具体执行步骤；接着定义了机器学习应用的关键奖励函数、状态空间与动作空间，由网关对超帧接入的吞吐量等参数进行监测统计，通过迭代学习与训练得到优化后的超帧时隙数、占比等参数。最后通过仿真验证了该算法的有效性与可靠性，将所提算法与固定超帧结构、无超帧结构等算法进行对比，分析了不同算法下网络吞吐量、平均时延、丢包率的表现以及关键参数对系统性能的影响规律。仿真结果表明，所提出的算法可有效提升系统吞吐量、时延等方面的性能，能够实现资源的灵活高效分配。

电动汽车实际出行行为存在一定的随机性和不确定性，其充电负荷的时空分布特性为园区综合能源系统的低碳经济运行带来双重挑战。为解决园区内存在的可再生能源供需失衡以及园区综合能源系统整体的经济问题，提出了一种考虑电动汽车出行链的园区综合能源系统低碳运行研究模型。首先，介绍了园区综合能源系统的构成与运行机制，建立了含有绿证-碳交易机制的微网运营商和用户聚合商电热负荷模型。其次，利用非齐次半马尔科夫链理论模拟电动汽车出行行为，构建电动汽车随机出行链，结合车辆在各状态间的转移规律和停留时间分布建立充电决策机制。最后，为了实现园区经济效益最大化以及降低园区的碳排放量，构建了微网运营商与含电动汽车的用户的主从博弈模型。结果表明，所建立的模型不仅可以满足电动汽车在复杂出行链下的充电需求，而且可以增加园区综合能源系统的经济和环境效益。

随着社会发展，空调负荷已成为需求响应中不可或缺的资源，对空调的合理调控可缓解电力资源紧张的局面。为此提出一种考虑多重因素的空调控制策略。首先，基于变频空调的电热参数模型，结合用户满意度、热舒适度和负荷可控度等多个因素，建立空调负荷集群的响应潜力评估模型。其次，引入微元法分解电网调度的需求响应时长，结合虚拟储能的思想提出微元虚拟储能优先排序策略（priority sorting of micro element virtual energy storage，PSME-VESS）。最后，构建考虑多重因素的两阶段空调负荷优先排序调控模型。算例仿真结果表明，所提出的控制策略能够切合跟踪电网调度的需求，提高用户意愿度的同时减少用户的受控制频率，在满足电力系统的功率需求下有效提升用户参与需求响应的满意度。

针对分布式电源选址定容规划中求解维度高、离散与连续变量共存的问题，提出了一种先确定备选位置，再用启发式算法进行容量和位置优化的方法。首先，依据有功损耗改善率、介数中心性及紧密中心性3个指标对节点进行筛选，结合节点负荷情况对邻近节点进行合并，形成备选节点集。随后，构建了以最小化总有功损耗、电压稳定性和分布式电源总容量为目标的优化模型。为有效求解该模型，提出了一种基于混沌映射、自适应权重和莱维飞行策略的改进蜣螂算法，以优化备选节点中的分布式电源位置和容量。最后，通过IEEE⁃33和IEEE⁃69节点系统的仿真验证表明，所提方法在降低总有功损耗和节点电压偏差方面表现优异。

随着大规模风电集群接入电力系统，风电场更多地参与电网无功功率调节，基于此首先建立了以电力系统有功功率网损和电压偏差最小为目标函数的上层优化模型。继而对该模型进行求解，以减少系统网损，实现电网的安全、节能运行。其次，建立下层模型对风电集群进行精细化分析，估算出风电集群的无功功率潜力，以风电场的无功功率潜力为目标函数，各风电机组单元的无功功率出力为待优化量，协调风电集群内部的无功功率输出，采用一种改进鲸鱼算法求解此双层优化模型。最后，通过算例验证了所提的优化策略和算法能在风电无功功率潜力利用最大化时能有效减小电力系统的网损和电压偏差。

大容量、中长时间尺度重力储能技术是新能源消纳和电力系统调峰的重要手段。根据MW级固体重力储能系统的运行特性要求及多重物切换导致功率间歇波动的问题，设计了固体重力储能系统并提出多机协同系统运行策略。首先分析了竖井式重力储能系统的结构、运行特性和储能特性，确定主要电气设备及负载类型，并建立其数学模型；在此基础上，构建重力储能电机并网仿真系统，提出了变频电辅助与变负载的机械辅助的两种软起动方式，并提出了发电电动单机控制及线性变频调速多机协同运行策略。最后基于MATLAB/Simulink平台仿真验证了所设计MW级重力储能系统及运行控制策略的可行性和有效性。

在建设新型电力系统背景下，能量共享是提高园区运行效率的有效手段。园区之间通过联络线的连接实现能量的流动与共享，有效促进了资源的优化配置。然而，源、荷侧的不确定性可能导致电力供应不稳定，增加了园区之间能量共享的复杂性。为应对分布式光伏和柔性负荷不确定性带来的风险，考虑了含分布式光伏、生物质发电、微型燃气轮机、储能设备、电动汽车、柔性负荷在内的多种灵活性资源，使用梯形模糊隶属度参数描述分布式光伏与柔性负荷响应的不确定性，建立了电功率平衡的模糊机会约束模型，并转化为清晰等价类。以园区用能成本最低为目标函数，构建了含多种灵活性资源的多园区能量共享模型，使用交替乘子算法对各园区目标交替求解，保护了各园区内部运行的信息。算例结果表明，能量共享有效协调多种灵活性资源相配合，减少了用能成本与负荷用电的峰谷差，其中弃光率降低了16.4 %，提高了园区运行的稳定性、经济性与环保性。

随着电力市场履约风险问题逐渐凸显，如何对售电商电能量合同违约实施合适的处置手段，成为运营监管机构管理与推进电力市场健康发展的研究重点。为此结合售电商违约金额不一的特点，为运营监管机构设计柔性处置技术，搭建运营监管机构和售电商之间的主从博弈架构。分析运营监管机构在售电商不同违约金额和面对不同成本的处置手段时如何选择合适的处置策略和售电商在不同处置策略下的应对行为。通过模拟现货市场价格波动，探讨主方不同力度的处置策略与从方履约行为之间的关系，并为主方提出最优处置策略。算例表明，柔性处置技术可有效管控售电商的履约行为和处置成本。

覆冰严重威胁架空输电线路安全运行，由于雨凇、混合凇、雾凇、湿雪等覆冰类型对架空输电线路危害程度不同，采取的除冰措施也不同。当架空输电线路覆冰达到一定程度时会根据覆冰类型做出启动融冰、采用机械除冰、调整运行方式等不同的的运维决策，预测覆冰类型可以了解未来覆冰风险。在图像识别绝缘子覆冰类型研究基础上，提出了监测图像融合前3天微气象时间序列的数据驱动覆冰类型预测模型。基于南方电网2014—2021年覆冰监测数据，以图像拍摄时刻搜索所在终端最临近微气象监测时刻，再把该时刻及其前3天微气象时间序列与该图像融合成一个样本，构建用于覆冰类型数据驱动模型的图像与微气象融合数据集。以网格搜索法-极致梯度提升树 （grid search method-extreme gradient boosting，GSM-XGBoost）为模型算法，以前3天间隔6 h微气象时间序列为输入，以图像识别的覆冰类型为输出，训练集为4 503个融合样本、测试集为1 931个融合样本时，数据驱动覆冰类型预测模型的宏精确率P_m、宏召回率R_m和宏平均F1分数分别为95.0 %、96.3 %和95.6 %，实现了架空输电线路覆冰类型准确预测。