永磁同步电机（PMSM）具有动态响应快、功率密度高、低速大转矩等优点，但是温度变化和复杂工况会造成PMSM参数的变化，进而影响电机性能并且降低效率。针对模型预测电流控制中电机参数变化导致的控制器参数失配问题，首先采用自适应线性（Adaline）神经网络进行PMSM的交直轴电感、磁链和电阻等参数在线辨识，然后引入归一化最小均方误差（NLMS）算法对Adaline神经网络算法进行改进，以提高算法的收敛速度和计算精度。此外，利用模型预测控制中的高频电流成分对PMSM转子位置进行计算，获得转子位置角和转速两个参数，以达到无位置传感器控制的目的。实验结果表明，改进后的NLMS-Adaline神经网络相比递推RLS和传统Adaline在线辨识的速度和精确度上都有所提升，对参数失配有良好的适应性。

多储能单元通过电力电子变换器接入储能电站时，产生的交互耦合作用给系统稳定运行带来挑战。建立了储能并联的系统小信号模型，基于系统的主导模态以及参与因子进行稳定性分析。根据直流母线的电压和电流变化关系，发现了全新的规律：当负荷功率恒定时，电源台数增多会产生阻抗分增效应，该效应能改善系统稳定裕度。并且，提出改进的参与因子法加以验证该效应的规律。最后，实验结果验证了上述分析的正确性。

增加中继线圈是提升无线电能传输系统性能的一种有效方法，但目前关于中继线圈位置的确定多数还是采用均分距离或经验选定。为了阐明中继线圈对系统性能影响的机理，基于二端口网路理论比较了典型两线圈耦合机构和中继式耦合机构的端口阻抗区别，采用有限元模型的动态扫频分析，总结了中继线圈相对位置变化对互感的影响规律，通过实验测试，验证了中继线圈相对空间位置对系统性能的影响，证明了理论和仿真分析的正确性。针对中继线圈位置特性的研究，对中继式无线电能传输系统的优化设计有一定的参考意义。

分布式发电（DG）和微电网在现代电力系统中发挥了重要作用，但其对配电网络的保护系统也产生了重大的影响。在这种新情况下，采用能够结合先进控制和保护机制的智能保护系统对于确保在发生故障等不良现象时自动重新配置和恢复电网至关重要。针对这种情况，提出了一种新的元启发式自适应模糊定向蝙蝠算法（AFDBA），该算法可以在不需要调整初始参数的情况下，计算电网中定向过流继电器（DOCRs）的最优设置。将该算法应用于3母线、9母线系统，并与蜉蝣算法（MA）、象群算法（EHO）、蝙蝠算法（BA）和定向蝙蝠算法（DBA）进行了性能比较。结果表明，该算法收敛速度快、鲁棒性强、计算量适中，同时可以提高保护系统的合理协调能力。

以平面旋转机构为例，从线圈的空间结构以及谐振补偿电路两个角度出发，设计并研究了一种磁耦合无线电能传输系统，降低了旋转时线圈间互感波动变化大带来的电压波动问题，保证了系统的稳定性。在线圈空间结构上，发射端使用4个线圈固定在静止平面上，接收端线圈为了能够在旋转时都能感应到一定的电流，采用两个线圈，并固定在旋转机构的平面上。在谐振电路补偿上，采用LCC/S型补偿网络，发射端电流只受补偿电感和输入电压的影响，进一步增强了线圈的抗偏移能力，因此对功率的传输、效率的提高有着明显的优势。最后搭建仿真和实验平台，验证设计方案的合理性。实验结果表明，采用两接收线圈以及LCC/S拓扑时，输出电压、功率、效率都有所提高并能够在一定程度保持稳定。

受海浪波动的影响，船舶光伏发电系统输出功率处于波动状态，显著影响电能质量和供电可靠性，而陆地光伏发电系统追日跟踪算法无法适应船舶的运行工况。提出一种适合海洋船舶工况下的光伏面板最佳倾斜角度预测方法，该方法综合考虑海浪波动和太阳位置变化对船舶光伏发电系统输出功率的影响，通过分析船舶摇摆周期内，相同太阳高度角、不同太阳辐射能和温度条件下输出功率的波动特征，利用BP神经网络预测光伏面板最佳倾斜角度，调整光伏面板，改善输出功率波动，提高输出功率。结果表明，所提预测方法的平均绝对百分比误差（MAPE）在0.6%以下，均方根误差（RMSE）在0.1以下，验证了所提预测方法的可靠性。

针对微电网的并/离网调度问题，提出了一种考虑动态网络重构的微电网优化调度模型。该模型基于Benders分解将微电网最优调度问题分为并网运行主问题和孤岛运行子问题，当并网运行调度计划无法保证孤岛运行的可行性时，可通过动态调整主问题中微电网的网络拓扑结构、机组出力以及储能和可调负荷的调度计划以满足子问题的相关约束条件。提出一种考虑网络重构的新型线性化配电网潮流模型，以支撑优化调度模型的求解，引入基于无迹变换的随机框架使得所提模型更加符合实际电网情况。通过IEEE33节点测试网络的仿真分析，验证了所提模型的有效性和优越性。

高比例可再生能源系统是实现双碳目标的必然选择，但风光出力的不确定性将会造成比较严重的弃风、弃光。随着电力市场不断深化改革，需求侧响应也备受瞩目。针对上述问题，以风光储工业园区为研究对象，结合广东电力现货市场的运行机制，提出了多时间尺度联合优化运行方法。在日前阶段，考虑需求侧响应，建立以园区日运行成本最小为目标的经济调度模型，得到现货日前市场的24 h功率计划曲线；在实时阶段，提出利用混合储能系统平抑风光储工业园区计划功率偏差的控制策略。仿真结果表明，该方法可以提升风光利用率，显著提高园区的经济运行水平：在晴天多风典型日，园区日前运行总成本下降了37.12%，考核电量下降了93.5%；在雨天少风典型日，园区日前运行总成本下降了10.1%，考核电量下降了99.9%；控制指标的合格率显著提高，计划功率偏差得到有效改善。

安全性是电力计量物联网必须要解决的关键核心问题。为使存储于公有云的外网数据和存储于私有云的内网数据完全隔离，实现由外网到内网的单向通信，提出了一种基于加密二维码的非电通信方法。该方法在外网侧利用彩色显示器生成包含计量送检信息的彩色二维码，在内网侧使用摄像头检测彩色二维码信息，使得外网数据只能单向传输至内网且内、外网之间无任何电气连接。同时为了提高安全性，该方法采用了颜色/信息混合加密方法，利用SM4算法对原始送检信息进行信息加密，进而生成单色二维码，然后利用彩色显示器色域丰富的特点，对生成的单色二维码利用不同颜色进行基于混沌的二次加密。实验表明，该方法在采用双重加密保障安全性的前提下，具有100%的加、解密正确率，同时不大于0.058 7 s的平均加、解密时间实现了准实时的数据传输，能够满足电力计量物联网在传输速率、安全性和可靠性等方面的要求。

直流配电网中，电压源型换流器（VSC）直流侧线路发生严重金属性短路故障时，故障电流具有上升速度快、峰值大的特点，搭配直流断路器隔离故障时，大大增加了对直流断路器速动性和开断能力的要求。基于VSC双极短路故障特征，提出了在直流线路中串入剩余电流动作保护器（RCD）电流峰值抑制电路的故障限流方案，该限流电路通过控制晶闸管的开断不仅可以截断直流侧电容向故障点的放电回路，还可以有效降低故障电流峰值，并能限制故障稳态电流为给定参考值。利用PSCAD/EMTDC仿真平台对VSC双极短路故障及所提限流方案进行仿真测试，并与其他两种故障限流方案的效果进行比较，验证了所提基于RCD电流峰值抑制电路这一故障限流方案的优越性。

为研究高速磁悬浮列车车载电网运行特性，在多个独立车载电网装置测试系统基础上，开发了一种基于LabVIEW的自动化组网测试系统。通过综合模拟列车的外部供电情况、列车的运行速度、列车上可能出现的故障模式，实现不同供电制式、不同设计参数的车载电网组件间组网后的地面组合试验验证。

针对大功率变频器系统的并联结构，提出了一种高实时高同步的光纤通信方案。飞速传输方式保证各控制器间通信具备较低延时；时钟同步算法补偿从控制器与主控制器的时钟偏差，保证系统内所有控制器的输出信号高度同步，减小环流及其危害。当系统需要降额运行或者发生严重故障时，所提方案能够及时响应主动或被动改变光纤通信网络中控制器的数量，为大功率变频器系统提供灵活的通信解决方案。实验验证了所提光纤通信方案的有效性。

为解决原同井采注系统电气柜智能化程度低，无法通过网络实现远程监控、诊断、重启、维护等问题，基于LabVIEW平台开发同井采注智能控制软件，与电气控制柜、井口传感器、阀门等设备结合，设计出一套智能控制系统，实现了同井采注系统的智能化监控，保证了气井的稳定连续产气，提升了自动化程度，降低了维护成本。