提出了基于虚拟中性点的转子位置检测策略，以实现无刷直流电机的无位置传感器控制。通过三个阻值相同的电阻引入三相端电压，将这三个电阻星形连接构造虚拟中性点，分析了无刷直流电机虚拟中性点电压与换相时刻的对应关系，得出虚拟中性点电压通过直流母线中点的时刻即为反电动势过零时刻的结论，并进一步分析了电机运行中，各个状态下，反电动势过零信号的有效性问题。通过实验进一步验证了这一方案，以比较器实现了过零信号的输出。相比于常规的端电压检测方法，系统减少了两路比较检测电路，并且无相移。实验表明，采用这种策略可以准确地确定过零信号的位置，同时避免了传统反电动势法在检测过程中带来的相位误差。

有源电力滤波器（APF）被广泛应用于电力系统谐波的动态补偿。然而在弱电网条件下，APF、非线性负载与电网线路阻抗间的交互容易引发补偿频率附近谐波振荡的稳定性问题，导致APF谐波补偿失效，系统的电能质量进一步恶化。通过对APF系统环路的小信号建模，揭示了弱电网APF系统的谐波振荡机理，并根据稳定性分析结论提出了一种基于电感电流反馈的有源阻尼方法抑制了这类谐波振荡，从而保证了APF在弱电网条件下稳定的谐波补偿能力。该方法的有效性经PLECS时域仿真及硬件平台实验得以验证。

永磁辅助式同步磁阻电机在高速工况弱磁运行时，直流母线电压利用率不高，电机的效率与转矩输出能力较低。为此，提出了一种基于六边形轨迹的永磁辅助式同步磁阻电机弱磁控制策略。首先，以永磁辅助式同步磁阻电机的d-q轴等效电路为基础，推导了弱磁过程的电压和电流约束，证明弱磁控制提升电机调速能力的根本原因。其次，为充分发挥永磁辅助式同步磁阻电机高速运行下功率密度较高的优势，进而推导过调制算法。并将其应用于永磁辅助式同步磁阻电机的弱磁操作中，以实现更高的直流母线电压利用率。最后，通过仿真验证所提出方法的有效性。

针对抽水蓄能机组工作环境复杂、温度等扰动较为突出、传统矢量控制对于无刷双馈电机控制精度不足的问题，研究了一种基于线性自抗扰控制的无刷双馈电机功率解耦控制策略，用来降低电机扰动并提高控制精度，提升其运行特性，进而提高其在抽水蓄能系统中的能量转换效率。建立了无刷双馈电机统一坐标系下两相旋转坐标系的数学模型，采用功率绕组定向的方法确定坐标系，推导了功率绕组定向下的电流关系并据此使用控制绕组控制功率绕组的有功和无功，从而实现了功率解耦控制。为提高控制性能，重写转速环和电流环，分析扰动，列写状态方程，设计扩张状态观测器，采用自抗扰技术提升了电机控制性能。进行谐波分析，基于控制绕组电流在同步坐标系下主要谐波为6次谐波的结论，采用重复控制器进行特定频次谐波的抑制。通过Simulink仿真，观察动态响应和d轴绕组电流傅里叶分析，并在电网电压阶跃变化和系统存在白噪声两种状态下与传统PI控制的效果进行对比，验证了所提自抗扰功率解耦控制方法及谐波抑制方法的有效性。

为了优化双有源桥（DAB）变换器的电流应力，基于传统双重移相（DPS）调制方式，提出一种改进的双重移相（IDPS）调制方式。首先介绍了IDPS调制方式的工作原理，分析了其稳态下的工作特性，建立了电流应力关于传输功率的数学模型，接着采用拉格朗日乘子法求得了IDPS调制方式的电流应力最优值，并与传统的单重移相（SPS）和DPS调制方式对比分析。最后搭建实验平台验证了所提改进控制策略优化电流应力的有效性，同时提高了变换器的效率。

LC逆变器在数字控制下电流内环受到控制延时的影响，导致其有源阻尼效果减弱，提高采样控制频率可以有效减小数字控制延时的不利影响。此外，为了抑制强非线性负载带来的高次谐波扰动，电压外环需采用多个谐振控制器。为减小电压外环的程序时间复杂度，提高谐波控制数量，提出一种针对LC逆变器电压电流双闭环控制的优化采样数字控制策略，其中，电流内环为双采样控制频率而电压外环为单采样控制频率。此优化采样数字控制策略在保证电流内环的稳定域度下同时增强了对非线性负载扰动的抑制能力，降低了输出电压总谐波畸变率。最后，通过实验验证了所提优化采样数字控制策略的可行性和有效性。

传统的电流保护使用电流的有效值与整定值进行比较以识别故障，这是配电系统输电线路的典型保护方案。通过快速傅里叶变换（FFT）算法计算电流。由于电流有效值的计算需要很长时间，电流速断保护的速度降低。针对这一问题，提出了一种基于离散整定值的快速电流保护算法。重点介绍了整定值离散序列和保护判据的构造。通过对电流故障分量整定值和采样值离散序列的比较，建立了保护启动判据和动作判据。分析了快速电流保护的工作特性和可靠性。通过基于PSCAD/EMTDC的仿真，将新型快速电流保护算法的性能与传统电流保护算法进行了比较。结果表明，该快速电流保护算法在不同故障条件下具有良好的运行特性。

兼顾高精度与高计算效率的能流分析方法是模拟热力与电力耦合系统的运行、分析其相互影响的基础工具。传统迭代型数值解法计算速度慢、针对大规模问题的可计算性差，且只能获取离散时间序列下的状态变量值。另外，传统的电网潮流与热网动态潮流的数值解法不兼容，在进行动态能量流分析时往往采用交替迭代求解的方式，使得误差在迭代过程中传播。针对上述问题，提出一种基于全纯函数嵌入的电热综合能源系统动态能流分析方法，通过递归计算获得系统状态变量关于时间的连续解析函数，并在计算过程中采用电网和热网统一求解的方式，实现对电热综合能源系统的求解。仿真结果显示，与Matlab求解器相比，计算结果的最大误差在3%以内，计算速度提升30%以上；与传统迭代型数值算法相比，该算法能够计算出动态过程中任意时刻的系统状态。

针对双碳目标下区域能源系统的减排需求，提出了一种考虑电网辅助服务收益的区域能源站热泵扩展规划方法，支撑将热泵等低碳供能技术集成到现有区域能源系统的设备选型。首先，构造了考虑外部电网调控需求的区域供能站多能耦合模型。在此基础上，提出了计及电网辅助服务收益的双层扩展规划模型，综合考虑能源成本、辅助服务价格、既有储能容量、碳排成本等因素对于规划结果的影响。最后，以某大学校园供能站热泵替代热电联产机组为例，比较分析了上述因素对区域供能站扩展规划结果的影响，验证了所提方法的有效性。

为了平衡主动配电网中可再生能源与负荷间的出力差值，降低预算成本和用户购电费用，研究提出基于电力需求侧响应的主动配电网分布式发电单元优化调度方法。以电力需求侧响应为前提，设定分布式发电单元优化调度优先级，结合以主动配电网发电成本费用总值最低为目标而建立的目标函数，设置主动配电网调度周期内所有时间段的节点电压、潮流方程、储能系统荷电状态以及柔性负荷的功率极限约束条件，并以此为基础构建主动配电网分布式发电单元优化调度模型。最后，再利用改进后的粒子群算法对模型进行求解，从而得到最终的优化调度结果。实验结果表明，所提方法可以有效平衡可再生能源与负荷之间的发电出力差值，既提升了主动配电网对可再生能源的消纳能力，也降低了发电预算开支和用户购电成本。

综合能源系统内部含有可调资源且运行方式灵活多变，在一定程度上对电网发挥支撑能力，辅助电网优化运行。基于此，提出了计及对外支撑能力的综合能源系统优化运行模型。首先，以电热综合能源系统为研究对象，建立电热综合能源系统模型；其次，考虑外部电网的期望支撑需求，以最大程度满足外部电网期望支撑需求为目标，建立电热综合能源系统优化运行模型；考虑模型的非线性，采用细菌群体趋药性优化算法求解。最后，以我国北方某综合能源系统为例，验证了所建模型的有效性，通过调整电热综合能源系统灵活运行，能够有效地满足外部电网的期望支撑需求，发挥对外支撑作用。

为了解决微型电机声学质量检测人工手摸及听诊方法存在的主观误判率高、效率低下等问题，同时兼顾检测结果准确率和检测模型构建的快速性，提出了一种小样本机器学习检测方法，其根据微型电机传动链物理模型进行多维声学故障特征提取，在此基础上，采用粒子群优化算法对支持向量机这种小样本学习方法的核心参数进行优化，从而提高模型判别的准确率。试验结果表明，该方法能够有效判别微型电机异常振动和声音，准确率达到95%以上。