为更全面地掌握中频真空电弧的弧后特性，该文采用目标检测及交并比跟踪等视觉追踪技术分析电弧图像，三维重构了弧后金属液滴的喷溅轨迹，并基于此求解了电弧内部的空间压力梯度。实验及理论分析结果表明：当中频真空电弧发生弧后击穿时，电弧电压发生频率为50 kHz的高频振荡，弧后期间在双视角电弧图像中均观察到了大量的金属液滴喷溅。在考虑将电弧压力梯度作为金属液滴喷溅的驱动力的情况下，灭弧室内的压力梯度可达到1.2 MPa/mm。三个方向的加速度均达到10⁵ m/s²数量级，喷溅速度为10 m/s数量级，从触头边缘喷溅至灭弧室玻璃内壁的时间尺度为ms级。金属液滴表面的Cu蒸气密度为2.2×10¹⁹ m^-3，在喷溅过程中，金属液滴持续蒸发，液滴表面Cu的质量分数从65%下降到10%，大量Cu蒸气进入灭弧室，减弱弧后介质恢复强度。

参与电力系统调峰是当前电池储能的重要应用之一。电力市场环境下，电池储能在电价信号的引导下进行充放电获取收益，但同时将造成老化损失，产生相应老化成本。现有固定参数的电池储能老化模型无法在长时间模拟中考虑储能老化参数随寿命的变化。该文基于阿伦尼乌斯经验模型，建立了考虑电池储能老化特性受寿命变化影响的状态相依老化模型，实现电池储能全寿命周期老化特性建模；构建该模型的离散形式以适应电力系统的应用需求；将模型嵌入调峰优化模型中并对其进行线性化以便于模型求解。进一步地，将该方法应用于长时间尺度调峰模拟中，通过动态计算并滚动更新电池储能老化参数，精准地刻画了电池储能全寿命周期老化过程，实现了考虑电池储能状态相依老化特性的调峰投资收益测算，提升了电池储能参与调峰投资效益评估的有效性。

为了挖掘热电联产、储能设备等多元设备的差异化响应能力以实现综合能源系统（IES）中不确定变量的有效应对，该文提出一种考虑不确定变量变分模态分解（VMD）和绿证-碳联合交易的综合能源系统经济优化调度方法。首先，在IES运行框架下，提出了面向电/热/气负荷等不确定变量VMD低/中/高频分量的设备差异化响应方法流程；其次，在绿证和碳交易机制基础上，考虑绿证碳减排机理，构建了绿证-碳联合交易机制；再次，考虑IES内多元设备的差异化幅/频响应能力，建立了一种以综合成本最小为目标的IES经济优化调度模型，并将模型依据VMD低/中/高频分量顺序进行逐层传递、迭代求解；最后，算例结果表明所提模型能够较好地提高IES的新能源消纳能力和碳减排能力，验证了模型的合理性与有效性。

数字孪生是推动电力设备领域数字化和智能化发展的关键技术之一。构建电力变压器的数字孪生模型有助于保证其运行可靠性、维护效率和故障预测能力。然而，基于模型驱动的数字孪生模型常因计算速度较慢而在应用中受到限制。对此，该文基于Modelica语言，构建了变压器的等效热流计算场路耦合简化模型以降低计算复杂度。模型结合本征正交分解（POD）对场计算部分进行降阶以提高计算效率。为验证所构建模型的有效性，该文对35 kV油浸式自冷（ONAN）换流变压器开展温升实验。结果表明：计算时是否考虑散热器对绕组温升的大小和热点位置均有显著影响。在达到稳态时，所提模型与实验结果的最大绝对误差为1.37 K；所提模型在温升工况下的计算与三维全阶模型相比效率提升258.65倍，与全阶场路耦合模型相比速度提升5.1倍，证明所提模型在保证数字孪生模型计算精度的同时显著提高了计算效率。

全功率变速抽水蓄能机组通过电力电子装置接入电网，可为电网运行提供调峰、调频、电压频率支撑等服务，然而电力电子装置的多时间尺度控制呈现的复杂频域特性易与电网发生交互作用，引发振荡现象。该文首先以全功率变速抽水蓄能机组为研究对象，建立了水电侧机组以及全功率变流器装置的阻抗模型，进一步推导了计及频率耦合效应的全功率变速抽水蓄能机组的等效阻抗模型；然后基于阻抗判据，分析了全功率变速抽水蓄能机组接入不同电网阻抗下的稳定性，研究了水轮机和调速器的关键参数，以及全功率变流器控制环中锁相环、直流电压环及电流环参数对机组阻抗特性和系统稳定性的影响规律；最后基于Matlab搭建了其系统电磁暂态模型，验证了所建全功率变速抽水蓄能机组阻抗模型的准确性和稳定性分析结果的有效性。

随着绿色低碳的要求不断提高，电动飞机成为空中交通运输业的一大关注点。为了研究电动飞机内部设备在高频电压下的空气放电机理，该文对高空环境下脉冲电场针-板间隙空气放电的现象进行分析。考虑不同海拔下的温度和气压、脉冲电场参数以及湿度，构建针-板电极流注放电的仿真模型，并搭建试验平台进行定性研究。结果表明：当约化电场强度一致时，随着海拔的升高，击穿电压下降，流注的传播速度逐渐下降，电子密度逐渐减少；随着上升沿的延长，流注的生成时间延长，流注传播速度减慢。当在一个脉冲内未完成放电时，随着脉宽的逐渐增大，其放电的完成度逐渐升高；当在一个脉冲内可以完成放电时，脉宽的增长对放电的影响较小。随着湿度的增大，流注发展的速度增加，同一时刻电子密度的峰值变大。

在省调两级电压控制架构下，风电集群中各风电场自动电压控制（AVC）子站在相互间没有通信的情况下独立进行电压控制，导致调节快的风电场无功出力多，调节慢的风电场无功出力少。该文首先分析风电场AVC子站无功调节周期和调节步长对风电场并网点电压控制的影响；然后提出了基于“变步长扰动观测”的风电场AVC子站电压控制策略，通过评估其他风电场电压控制对该风电场并网点电压的影响，动态调节AVC子站无功调节步长，提高风电场电压调节速度；之后，在变步长控制的基础上，考虑风电场无功出力约束，兼顾电压调节速度和风电集群无功功率均衡；最后搭建风电场汇集系统，验证所提策略的有效性。

该文采用介质阻挡放电（DBD）等离子体协同填充材料对SF₆降解产物SO₂F₂进行降解，探究了γ-Al₂O₃、ZSM-5和玻璃珠在不同输入功率下对SO₂F₂降解的影响规律。实验发现，填充材料的加入可改善体系的放电情况，增强放电电压和放电电流；填充材料还可有效地提高SO₂F₂的降解率和能量效率（降解率：玻璃珠>γ-Al₂O₃>ZSM-5>无填充），改变SO₂F₂的分解路径和产物选择性，使其生成易于处理的SO₂。2%SO₂F₂在流速为150 mL/min、功率为100 W的情况下，使用玻璃珠填充时SO₂F₂的降解率和能量效率分别为99.5%和7.69 g/(kW·h)，SO₂产物含量为9 278.56×10^-4%；在同等实验条件下，ZSM-5填充时SO₂F₂的降解率低于γ-Al₂O₃和玻璃珠填充，但ZSM-5填充时几乎可使SO₂F₂定向分解为SO₂，产物中SO₂的含量可达16 908×10^-4%。

干式变压器正在向高电压等级、高功率密度方向发展，长期运行于电热协同等多应力复杂工况下的环氧树脂浇注绝缘更易诱发沿面闪络故障。为研究电热协同老化应力下环氧树脂的沿面闪络特性，该文搭建了交流沿面闪络实验平台，实验发现当老化温度为160℃时，老化80天的环氧树脂试样闪络场强为2.11 kV/mm，下降了25.7%。进一步地，结合带电粒子连续性方程、平均电子能量方程和界面反应表征式建立了环氧树脂沿面闪络等离子体模型，实现了工频下沿面闪络的动态模拟。根据老化实验结果引入随机函数改变介质表面粗糙度，并结合老化后的介电常数模拟环氧树脂准确的电热老化行为，得到了老化前后环氧树脂闪络过程中切向电场强度、电子密度和表面电荷密度的时空演化规律。仿真结果表明，老化环氧树脂闪络发展过程中电子密度和表面电荷密度均增大，12 ns时流注头部电场强度达到1.183 kV/mm，增加近10.87%，且老化会引起闪络演化速度更快。最后，通过表面电荷消散实验对其进行机理解释，发现老化试样表面电荷消散速率明显减弱，深陷阱能级和密度均增大，分别达到1.06 eV和2.56×10¹⁶ eV^-1·m^-3，导致材料表面电荷大量积聚，最终造成闪络场强下降。上述研究结果可为干式变压器故障运维及寿命预测提供理论和方法基础。

环氧树脂等聚合物绝缘材料在长期电热老化以及机械应力作用下会产生微尺度损伤，诱发绝缘失效，严重威胁装备运行安全。针对此问题，该文设计了一种由固体二十八烷作为修复剂的磁靶向相变微胶囊，通过将微胶囊与常温固化型环氧树脂基体复合，实现材料对微尺度损伤的靶向自主修复。首先在定向磁场作用下将微胶囊吸引至复合材料易损伤部位，当微损伤发展到微胶囊时，可在带电条件下人工施加红外辐射靶向加热损伤部位的微胶囊，使其迅速熔化并修复损伤通道；同时，引入Al₂O₃纳米粒子作为基体填充介质，可增强复合材料的绝缘性能与导热性能。研究结果表明：微胶囊粒径分布均匀，具有良好的热稳定性能；磁靶向诱导技术可在保持基材良好本征性能的同时提升材料的自修复效率；纳米Al₂O₃粒子的掺杂使得复合材料对红外辐射靶向加热具有良好的热响应特性；复合材料能够对机械划痕损伤自主修复，绝缘强度可恢复至未损伤时的90.78%。