可再生能源的随机性与波动性给新型电力系统的频率稳定性带来极大挑战。因此，频率稳定性评估对系统的安全运行具有重要意义。当前由于缺乏准确高效的概率频率稳定性评估方法，且传统多项式混沌展开方法存在诸多缺陷，因此提出了一种基于广义多项式混沌展开概率频率稳定性评估方法。该方法基于广义多项式混沌展开，因而适用于服从任意分布的随机变量，同时采用拉丁超立方采样提高样本点的采样效率。此外，通过Cholesky分解使得所提方法能够处理存在相关性的随机变量。同时，引入双曲线截断缓解了传统多项式混沌展开方法存在的维数灾问题。采用IEEE 39节点系统以及IEEE 68节点系统进行算例分析，并与其他方法结果进行对比，验证了所提方法的高效性与准确性。

并网逆变器阻抗特性是分析逆变器与电网交互稳定性的重要依据，准确获取不同运行点阻抗特性是稳定运行的基础。针对实际测量可覆盖的运行点有限的问题，提出了一种基于深度算子网络结构的并网逆变器多运行点阻抗辨识方法，实现了多运行点阻抗特性的准确表征。首先，面向多运行点阻抗辨识，构建了以主干网络进行频率特征映射、以分支网络表征运行点信息的辨识模型，并在训练阶段构造频段加权损失函数，引入关键频段辨识误差约束，实现了多运行点下阻抗辨识。其次，提出面向参数变化场景的小样本阻抗迁移模型，引入源域预训练模型和目标域微调策略，提高了小样本条件下的阻抗辨识效果。最后，通过算例验证了所提方法能够取得较好的多运行点阻抗辨识效果，并在参数变化和多逆变器并联场景下保持较好的适用性。

国标《电化学储能构网型变流器技术规范》（征求意见稿）对故障下构网型储能（grid-forming energy storage system， GFM-ESS）的长时间低电压耐受和暂态同步稳定能力提出了要求。为了量化表征该能力，提出了一种GFM-ESS长时间故障下保持电压源特性并维持同步稳定的参数可行域构建方法。首先设计了一种考虑电磁暂态过程的故障电流工程计算方法，提取电流暂态峰值和稳态交流分量作为电流约束。其次构造了计及GFM-ESS虚拟阻抗和等效阻尼系数的能量函数形成同步稳定约束，并结合有功功率参考可行范围构造了平衡点约束。在此基础上给出了GFM-ESS故障下维持电压源暂态同步稳定的参数集合表达式，进一步以有功功率参考和虚拟电抗为关键参数刻画可行域，实现了GFM-ESS稳定运行边界的量化表征。最后，从电网侧与设备侧定量分析了不同类型参数对可行域边界的影响与作用机理，并通过电磁暂态仿真验证了所构建可行域的有效性。

新型电力系统安全稳定运行是支撑能源绿色低碳转型和保障电力可靠供应的重要基础。随着高比例新能源、电力电子装备、储能及分布式资源广泛接入，系统稳定的物理基础、动态机理、分析方法和控制体系均发生了深刻变化，传统安全稳定分析与控制模式已难以充分适应新的形势。围绕高比例新能源接入条件下新型电力系统安全稳定运行问题构建了“挑战分析-研究框架-工程实践”的总体论述逻辑。首先，从稳定物理基础、建模仿真分析和稳定控制适配3个方面梳理了高比例新能源接入条件下新型电力系统安全稳定运行面临的主要挑战。其次，提出了以坚强的物理基础、科学的系统运行管理和可靠的扰动防御3道防线为核心的安全稳定控制研究框架。然后，结合南方电网在网架优化、建模仿真、特性认知、智能分析计算、协同控制以及安全稳定控制市场机制与政策支持等方面的探索与实践，归纳了新型电力系统安全稳定控制体系的实现路径。最后，对在线自适应控制、全景感知与混合仿真、市场机制与协同支撑等发展方向进行了展望。

传统与送端水火电基地相匹配的直流输电通常能够主动适应受端的负荷特性，未来在新能源大基地模式下，受端电网则需要适应经直流耦合的送端新能源波动特性。根据“十四五”规划，南方区域将形成云南、藏东南同时馈入中东部受端电网的异步互联形态，藏东南直流日内波动特性对受端频率稳定风险具有显著影响。一方面，当前以季节典型场景为基础的频率稳定工程校核受到严峻挑战。另一方面，直流、新能源等非同步电源高渗透小时数剧增造成常规调频备用匮乏，大容量直流闭锁下受端电网低频风险突出。因此提出了一套适应藏东南受端系统的频率稳定性分析框架，首先设计了基于时序生产模拟和静态风险指标的场景生成和缩减方法，确定了典型频率高风险场景。随后结合南方区域新型资源禀赋特点提出了基于资源复用的多调频资源协调配合体系，提升了高风险场景下的频率稳定水平。通过2025年藏东南规划数据循序渐进地验证了设计方案的合理性和有效性。

针对当前变电站电力设备缺陷类型复杂、目标尺度多变以及背景干扰的问题，提出一种面向变电站设备缺陷检测的深度特征感知方法。首先设计了一种基于滑动窗口机制的C2f+模块，使得主干网络能够有效地处理跨窗口特征信息，并扩大网络的感受野，加强网络对局部特征的深度关注和全局特征处理能力。然后，整合SimAM到网络的特征融合阶段，赋予网络自主学习和动态微调注意力权重的能力，以提高对多尺度缺陷的感知性能。其次，为避免不同尺寸和形状的设备缺陷引入的检测误差，设计了一种融合NWD和CIOU的损失函数，通过对预测框和真实框的二维高斯分布建模，提高模型对缺陷位置的学习能力。在变电站设备缺陷数据集上的实验结果表明，所提方法对11种缺陷类别的平均检测精度mAP达到了98.27 %，且在9种缺陷检测中的实现了最佳精度，优于其他6种主流的目标检测方法和电力设备缺陷检测方法。同时，FPS达到了78.4，具有较高的实时性能。

为了快速获取电气设备的瞬态磁场变化及损耗，研究时谐磁场的快速计算方法具有重要意义。通过使用时谐场仿真与本征正交分解—代理模型相结合的方法，实现了对高次谐波下磁场分布与损耗的快速计算。为了提高计算方法的精度，引入了一种能够自动选择线性多项式阶数的改进径向基函数响应面模型。与包含线性多项式的径向基函数响应面模型相比，该改进模型进一步提升了其工程适用性与计算精度。为验证所提方法的有效性，首先以TEAM7为研究对象进行时谐场的全阶仿真与降阶分析，证明了所提方法的准确性。同时，将所提方法与传统径向基函数响应面法以及包含线性多项式的径向基函数方法进行比较，结果显示所提方法在精度上有明显的提升。最后，应用本征正交分解与改进包含线性多项式的径向基函数响应面相结合的方法对一台变压器的时谐磁场进行降阶计算。结果表明，在计算磁场时降阶计算在计算时间上具有显著优势，且相对误差较小。

在输电线路防振锤缺陷检测中，常常面临缺陷样本不平衡、环境背景复杂以及防振锤尺寸较小等挑战。基于此，提出了一种用于输电线路防振锤缺陷检测的FSO-YOLO模型。在YOLOv8s的主干和颈部结构中引入全维动态卷积模块（omni-dimensional dynamic convolution，ODConv），增强了算法对小目标缺陷特征提取和融合的能力；在模型中加入聚焦调制网络（focal modulatoin network，FMNet），提高了模型聚焦关键区域的识别能力；使用样本加权函数Slideloss取代原分类损失函数，以缓解样本不均衡问题。实验结果表明所提出的FSO-YOLO模型能够有效检测输电线路防振锤缺陷，平均精度均值（mean average precision，mAP）可达95.3 %，浮点计算量（floating point operations，GFLOPs）比原模型降低了32 %，检测速度（frames per second，FPS）为51帧/s，可以更加快速精准地定位识别缺陷。

随着可再生能源机组的大规模并网，其出力波动性对电网的稳定运行构成了严峻挑战。为准确预测短期风电机组的输出功率提出了基于集合经验模态（ensemble empirical mode decomposition，EEMD）算法和考虑注意力（Attention）机制加强双向门控循环单元（bidirectional gated recurrent unit，BiGRU）的短期风电功率预测方法。首先，利用EEMD算法对现场传感器采集的弱平稳原始环境特征序列进行数据预处理，将非线性环境特征序列分解为多个固有模态和残差项，以降低随机扰动信号对组合模型预测精度的影响；然后，将Attention机制引入BiGRU网络，为相应的隐含层状态赋予权重系数，以深入地挖掘环境模态特征序列中的潜在信息，同时采用改进灰狼优化算法对已调整权重系数后的BiGRU-Attention网络超参数进行优化，建立了每个特征模态子序列的关联模型；最后，使用训练获得的EEMD-OBiGRU-Attention组合模型对分解后各层模态特征子序列进行多维时空预测，并重构模态特征预测的集合以生成结果输出。算例结果表明，与传统预测模型相比，EEMD-OBiGRU-Attention组合模型在现场短期风电功率预测中具有更高的鲁棒拟合精度。

新型配电网规划是推进配电网向绿色低碳发展和数字化转型的重要技术手段。为向低碳发展目标下的新型配电网规划方案提供决策支持，在对现行配电网规划评估指标体系进行总结的基础上，构建了一套适用于新型配电网规划的以清洁低碳、安全充裕、供需协同、经济高效、灵活智能5大维度为核心的评价指标体系，共包括13个二级指标及56个三级指标；其次，为弥补单一赋权方法的不足，提出了一种基于博弈综合赋权-VIKOR法的综合评估方法，采用博弈论将DEMATEL法和CRITIC法相结合综合赋权来避免评价结果过于主观或过于客观，利用VIKOR多属性决策方法对规划方案进行评估，以确保评估结果更加稳定和可信。最后，以某配电网规划方案为例，验证了所提规划评估方法的可行性和实用性。

在实现“双碳”目标的过程中，电力在终端能源消费的占比将逐步提高，该特征使得电力行业低碳转型成为全社会降碳减排的基本前提。电力系统中的灵活性负荷可以通过需求响应技术来减少系统运行过程中的碳排放量，但现有电力需求响应技术和基于动态碳排放因子的低碳需求响应技术均不能让用户直观感受用电变化带来的减碳效益。针对此问题，提出了基于边际碳排放因子的低碳需求响应技术，该技术直接以各节点边际碳排放因子为引导信号，告知用户在当前状态下增减用电量带来的碳排放变化，从而引导用户自发采取措施降低系统碳排放。此外，分析了新能源出力不确定性对用户采取低碳需求响应措施偏好程度的影响，并基于修改的PJM5节点系统开展了仿真验证，实验结果验证了所提方法的有效性。

碳化硅（silicon carbide，SiC）器件开关频率高、损耗低，采用SiC代替传统硅（Silicon，Si）模块化多电平换流器（modular multilevel converter，MMC）可实现更高频次谐波注入，从而进一步减小子模块的电压波动。通过探究SiC MMC的谐波注入边界，提出了一种多次谐波协同注入的子模块电容电压波动抑制方法。首先基于传统MMC模型探明了MMC注入谐波的频次边界；接着，建立了多次谐波协同注入的子模块电容电压波动抑制优化模型，通过2+3+4+8次谐波协同注入，进一步抑制了子模块的电压波动。结果表明所提策略相比于环流抑制和典型2次环流注入方案，其电容电压波动分别降低了71.12 %和54.17 %，为MMC的轻量化设计提供了有力支撑。

近年来海上风电逐渐从近海向深远海开发，形成近海风电场经交流送出、深远海风电场经柔性直流输电送出并在陆上联合接入电网的运行场景。风电交流送出系统与柔直接入系统之间的控制相互作用及其振荡特性值得重点关注。结合某工程实际建立了海上风电交直流联合并网算例系统及其状态空间模型；基于系统线性化状态空间分析了系统主导特征模式及其失稳场景；并通过比较单纯海上风电交流并网或柔性直流并网，以及交直流不同输送容量组合并网系统主导特征模式的变化，揭示了影响海上风电交直流联合并网系统振荡特性的关键因素。最后通过详细电磁暂态仿真验证了分析结果的正确性，研究结论可为海上风电交直流联合并网系统的规划与运行提供参考。

双极低压直流配电网具备可再生能源集成、供电方式灵活和供电可靠性高等优点，但其短路故障会造成系统严重过流，威胁系统的正常运行。针对单极接地和双极短路故障提出了一种基于双极型隔离式模块化多电平直流变压器的故障综合限流控制策略，通过软、硬件结合的方式有效抑制变压器内部过电流及输出故障电流，从而降低直流断路器的切断时间及容量需求。分析了不同故障下双极低压直流配电网的电流故障分量，提出了基于电流积分平均值的故障识别判据，结合闭锁原件和延时元件构建了双极低压直流配电网保护方案。仿真验证了故障综合限流控制策略及保护方案的正确性和有效性。