在“双碳”和“乡村振兴”战略目标的驱动下，针对乡村能源能效低、清洁能源占比少等问题，乡村能源绿色转型迫在眉睫。乡村综合能源系统作为提升能源利用效率、降低碳排放的有效途径，已成为当前研究热点，然而针对该系统的效益评估研究仍显不足。为此提出了一种基于组合赋权的变权可拓云模型的乡村综合能源评估方法。首先构建了涵盖乡村经济、技术、生态、社会4个方向的评估指标体系；然后运用改进AHP法主观赋权降低了计算复杂度，使用反熵法客观赋权，然后使主客观权重最小化求解最优组合权重，最后运用改进的可拓云模型对乡村综合能源系统指标数据进行评估，通过对指标数据自适应变权更加突出系统短板和优势指标。以广西古辣镇示范工程数据为例对其进行评估，结果表明所提出的方法有效、科学。

针对乡村地区小型分布式风电面临的地形复杂、风速及功率数据噪声干扰显著等问题，为提升其超短期功率预测精度，提出了一种融合改进孤立森林数据清洗与时空特征挖掘的WaveNet预测算法。首先，采用改进孤立森林算法（enhanced isolation forest，EIF）进行数据清洗，该算法集成了动态分位数阈值优化、路径长度窗口平滑及多模态校正策略，有效识别并剔除异常数据点。随后，利用最大互信息系数（maximal information coefficient，MIC）筛选高相关特征输入并引入时间注意力机制结合Transformer模块捕获关键时间依赖性，同时应用空间注意力机制与图卷积网络（graph convolutional network，GCN）建模风机间的空间关联性，进行时空特征融合。接着，构建基于WaveNet架构的超短期单机功率预测模型，以其膨胀卷积和跳跃连接精准捕捉融合特征序列的动态模式并输出单机功率预测结果。最后，考虑各机组的位置权重与空间相关性，聚合单机预测结果输出集群总功率。以某村庄部署的3台单机容量为10 kW的小型分布式风电场为实例，验证结果表明所提方法具有较高预测精度。

农村多能源系统（rural multi-energy system，RMES）能有效推动农村地区能源转型，具有提高经济和环境效益的潜力。然而现有的农村能源系统未充分考虑能源设备的耦合使用，也缺乏对市场政策影响的考量。提出了一种考虑热解和沼气池设备联合运行、阶梯碳交易（carbon emission trading，CET）与绿色证书交易（green certificate trading，GCT）耦合机制和全生命周期环境评估的低碳经济优化模型。首先，建立了基于热解设备和沼气池联合的RMES运行框架，明确了各能流和设备间的耦合关系。其次，引入了碳-绿证耦合的市场交易机制，借助市场调控作用提升可再生能源利用率。然后，基于环境因素建立了系统全生命周期评估（life cycle assessment，LCA）过程，量化了不同阶段的碳及标准污染物排放量并纳入模型优化体系。最后，通过多场景算例对比分析，结果表明该方法能够有效提高环境效益，促进可再生能源消纳并提高系统的经济性。

为应对分布式可再生能源规模化接入乡村配电网导致的消纳难题，提出了一种数据-知识混合驱动的乡村配电网电氢协同调度策略。首先，基于XGBoost提取关键特征，并输入BiLSTM获取氢燃料汽车加氢需求预测序列，为配电网电氢协同调度提供精确数据边界。然后，设计了电力-交通网络耦合的电氢协同双层滚动优化架构，上层建立考虑氢气运输延时效应的能源集线器模型，制定配电网最优调度策略，并下发站间氢气互济量；下层建立基于宏观交通流的动态路径规划模型，依据县乡道路交通状态动态更新最优运氢路线，并实时反馈运氢延时信息至上层，触发配电网调度滚动修正。研究表明，所提策略能够有效提升乡村配电网可再生能源消纳率。

随着乡村可再生能源大规模接入，这类能源受自然条件影响具有显著的随机性、间歇性，不仅会导致电网功率波动加剧，还可能引发接入点电压升高或降低、频率超限等问题，影响用电设备正常工作以及电网的整体电能质量。针对上述问题，提出了一种基于Stackelberg双层博弈理论的差异化多微能网协同功率调度策略。首先，构建了包含高渗透率和中等渗透率两类乡村微能网的互补模型，通过差异化配置燃气轮机装机容量实现电源结构优化。其次，设计了包含可平移负荷、可转移负荷与可削减负荷的柔性负荷分级调节机制，以提升系统灵活性，为平抑功率波动提供了多层次调节手段。最后，建立了基于Stackelberg双层博弈的“局部自治-网间互济”的调度策略，RT-LAB仿真实验表明，相比单一负荷调节策略，所提策略可再生能源出力的峰谷差降低5.6 %。相比无网间互济策略，系统运行成本降低22 %。该方法为乡村振兴战略下的能源体系建设提供了有效方案。

乡村综合能源系统短期负荷的准确预测对于乡村电网的安全稳定运行及新能源就地消纳具有重要意义。然而，受农业生产节律和天气突变等多重因素耦合影响，乡村综合能源系统负荷呈现出强随机性、非平稳性及多时间尺度特征，导致传统方法预测精度受限。为此提出了一种基于VMD-Informer-BiGRU模型的短期负荷预测方法。该方法首先构建了包含农忙时段、环境温度、节假日等多维特征集，以精准表征乡村特有的用能模式；利用变分模态分解（variational mode decomposition，VMD）将原始负荷序列解耦为具有不同频率特性的模态分量，有效消除随机波动干扰；在此基础上引入Informer模型深度挖掘全局长程时间依赖，并协同双向门控循环单元（BiGRU）捕捉局部突变特征，实现多尺度时序特征的深度融合；最后构建了组合预测模型。以中国某乡村地区实际用能场景为预测对象，计算结果表明所提模型的预测精度高于其他模型。

在“双碳”目标下，乡村能源系统亟需兼顾可再生能源高效消纳与多元负荷协同供给。针对渔业养殖场景下电、热、氢、氧多能耦合关系复杂、可再生能源季节波动显著的问题，构建了融合光伏、水电、生物质、电网以及电解槽—储氢罐—燃料电池、电化学储能和电解副产氧利用环节的乡村能源系统耦合模型；建立以综合成本最小和综合能源利用效率最大为目标的多目标优化模型，并设置设备运行约束及电-氢-氧-热平衡约束；在求解层面，提出嵌入时序生产模拟的改进NSGA-II方法，对长时间尺度逐时运行过程进行评估。以南方某示范区为例，采用覆盖全年四季特征的552 h典型时段开展仿真。结果表明：相较于基准场景S0，所提方法可使系统运行成本降低约12 %，可再生能源消纳率由91.2%提升至98.5 %，综合能源利用效率达到81 %；同时能够实现氢能跨季节调节、电解副产氧与夜间增氧负荷匹配以及生物质与余热回收协同供热。研究结果验证了所提方法在乡村能源清洁转型中的有效性与工程适用性。

农村微电网作为支撑“双碳”目标落地、赋能乡村振兴战略实施的重要载体，通过整合分布式能源与传统发电资源，能够有效提升系统整体的运行效率。为此，提出了一种基于改进双延迟深度确定性策略梯度（twin delayed deep deterministic policy gradient，TD3）的农村微电网源网荷储优化运行策略。首先，综合考虑运行成本和可再生能源利用率，构建了含沼气的农村微电网源网荷储优化运行模型。其次，构建了基于复合评分机制的注意力加权评论家网络（CASA-Critic），动态提取并聚焦关键状态特征以提升价值网络的评估精度。然后，采用动态感知策略，基于训练阶段在时间进程与环境状态的不确定性特征动态调节动作探索强度，改善算法在探索与利用之间的平衡。最后，基于典型的农村微网源网荷储运行场景进行仿真分析，仿真结果表明，相较于其他基于深度强化学习的优化运行策略，所提方法具有更好的收敛性和寻优效果，在提升系统运行经济性、促进可再生能源消纳方面具有明显的优越性。

变压器绕组热点温度是制约其带负载能力和运行寿命的决定性因素。以一台S20-M-630 kVA/10 kV油浸式配电变压器为研究对象，建立了包含外壳散热片在内的三维电磁-温度-流体耦合模型。针对其绕组内部结构复杂、流固边界层网格质量差、计算效率低下等问题，提出了绕组参数等效方法与结合映射剖分和自由剖分的混合网格剖分技术。该方法不仅显著提升了绕组热点温度的计算精度，还优化了流固边界层的网格质量，大幅提高了计算效率。结果表明：绕组参数等效方法能有效反映变压器实际工作中绕组的温度分布，混合剖分相比与全自由剖分达到相同结果下的整体三维网格数量和仿真时间分别减少了73.60%、82.50%，绕组热点温度仿真值与试验值相对误差不超过1%。

对同轴型特斯拉变压器作为脉冲驱动源方案的强电磁脉冲模拟装置，对特斯拉初级绕组开展同步注入是提升输出效果的有效途径，对电磁脉冲模拟装置性能优化具有重要意义。面向典型同轴型特斯拉变压器初级注入结构，研究初级绕组在不同注入条件下的电流分布状态和电阻、电感参数，分析多路注入的优势与参数要求。在反极性电容放电型触发器的基础上，建立触发仿真模型，分析回路隔离参数对于触发效果的影响，隔离宜采用电容隔离的方式，且容值应远大于开关结构电容值。多路注入能显著降低初级绕组阻值，提升电流分布均匀度，降低初级绕组电感，有效提高输出效率、降低磁芯重量。

为降低多微电网运行成本，解决共享储能优化配置及成本公平分摊问题，提出了主电网分时电价下多微电网共享储能的双层优化配置及改进Shapley值法的共享储能公平分配方法。首先，提出了多微电网共享储能双层优化配置模型，上层以共享储能等年投资配置成本最小为目标，下层以含共享储能的多微电网运行成本最小为目标，求解出共享储能充放电策略和优化配置容量及多微电网运行成本。其次，基于多微电网体系运行成本最小化所得的涌现收益，构建了贡献度评估模型。最后，基于贡献度的改进Shapley值法分摊共享储能配置所产生的节省成本。通过算例仿真验证了该方法可为多微电网公平合作提供理论支撑，有效解决了大电网和微电网互动时成本和效益难以公平分摊的问题，在多微电网公平协作方面具有实用价值。

柔性直流换流平台关键设备轻型化是实现海上风电经济高效送出的关键问题。从现有柔性直流换流站的桥臂电抗器设计方案出发，提出了柔直变压器复用型桥臂电抗器和分布式桥臂电抗器两种轻型化桥臂电抗器方案，并且阐述了两种轻型化方案桥臂电抗参数的设计方法。基于PSCAD/EMTDC仿真软件分别建立了采用两种轻型化桥臂电抗器方案的海上风电经伪双极柔性直流送出系统模型，对比分析了轻型化桥臂电抗器方案和传统桥臂电抗器方案的系统稳态特性和暂态特性。结果表明，发生直流双极短路故障后，采用两种轻型化桥臂电抗器方案的桥臂电流最大值不超过1.2 p.u.，且子模块电容电压不会大幅下降。当换流器闭锁时，轻型化桥臂电抗器方案的变压器阀侧电压与传统桥臂电抗器方案相比更低。

目前电网主要以实时监测与线路下方山火跳闸模型相结合的方法进行跳闸风险评估，虽依赖于卫星山火监测的实时性和可靠性，但在部分情况下山火燃烧情形与跳闸模型模拟环境仍存在差异。针对上述问题，提出了一种基于山火蔓延模型的线路跳闸概率全过程预测方法。首先利用林火蔓延模型对实时监测火点的山火燃烧状态及火焰边界进行预测，结合附近杆塔位置信息获得线路与火焰的空间位置关系。然后根据气象和山火蔓延情况分析了火焰、烟雾对输电线路绝缘的影响。最后依据分析结论建立了对应不同情况的山火诱发线路绝缘击穿临界条件，细化了输电线路山火跳闸概率的分类计算方法。该方案基于山火蔓延特性，将山火蔓延和线路跳闸动态相结合，弥补了现存山火防御措施中过于依赖监测方法、现场燃烧情形与模型预设情形存在出入等不足，进一步提升了电网对山火灾害的抵御能力。

我国沿海城市频繁遭受超强台风侵袭，导致配电网故障频发和重大停电经济损失。为增强配电网的抗灾能力及供电可靠性，提出了一种基于台风预测数据的优化策略，模拟台风引发的强风和暴雨灾害，并采用蒙特卡洛抽样法对线路和负荷节点的故障进行模拟。策略优化分配分布式电源和有限的主网供电资源，优先保障重要负荷供电，制定最优切负荷方案，实现灾时资源灵活调整和负荷优化。灾后通过配电网重构和应急电源车调度，以降低缺供电经济损失和提升可再生能源利用率为目标，优化线路开关状态和应急电源车的接入位置。IEEE 33配电系统仿真结果表明，该策略在台风期间有效减少停电损失，并在灾后扩大复电区域，提升复电性能和应急响应能力。所提策略为台风灾害下的最优切负荷和灾后保供电提供创新方案，有效增强了城市配电网在面对极端灾害时的抗灾能力和供电可靠性。