不同动车组中四象限整流器的开关频率出现偏差时会引起电流低频振荡现象，不利于牵引电网运行。针对此问题，提出一种SPWM比较器的矩阵小信号建模方法，实现了单相PWM整流器开关频段特性的较精确描述。接着进一步建立并联四象限整流器的矩阵小信号模型，再利用所建模型分析不同动车组混跑时差频振荡产生的原因以及发生规律。最后，通过实验验证所建模型与分析结论的正确性。

针对异步电机在传统滑模控制下的鲁棒性差和系统抖振问题，提出一种控制系数根据滑模面位置而动态变化的变系数幂指趋近律（VCPERL），并基于该趋近律设计滑模控制器。首先，考虑快速幂次趋近律（QPRL）和双幂次趋近律（DPRL）在滑模面不同位置趋近速率不同的优点，利用双曲正切函数tanh（x）替换符号函数sign（x），并在趋近律中引入变系数项，提出VCPERL。其次，根据理论分析和仿真，证明新型趋近律的稳定性。最后，根据转子磁链定向矢量控制理论和异步电机的动态数学模型，应用VCPERL设计滑模控制器。仿真结果表明，与传统PI控制、QPRL和DPRL相比，VCPERL对负载扰动具有强抗扰能力和快速恢复能力，可有效提高系统的动态响应性能。

针对目前新型电力系统中测试电力电子设备在各种工况下运行情况的需要，提出利用线性自抗扰技术控制的策略，研究具有线路阻抗模拟功能的电网模拟器。在此基础上，为了对各次谐波进行分离控制，利用改进后的滤波器组进行电网电压的分离滤波，达到独立的阻抗模拟及谐波输出的效果。仿真和实验证明，所提控制策略有较好的输出效果。

高频变压器是串联谐振型DC/DC变换器中至关重要的组成部分，其稳定运行对于电源系统的可靠性、效率和功率密度都具有决定性的影响。纳米晶磁芯因其高饱和磁通、高磁导率、低矫顽力以及高频损耗低等优点而被广泛应用。为了提高DC/DC变换器的功率密度，高频变压器漏感被普遍用作谐振电感，以实现开关器件的软开关特性。然而，纳米晶合金具有较高的电导率，当高频漏磁通垂直穿过其表面带材时，将会感应出较强的涡流，从而引起潜在的热问题，这将对变压器及系统的稳定安全运行造成一定的影响。提出一种改进的高频变压器有限元仿真方法，通过建立独立的磁芯边缘纳米晶带材的三维模型，在漏感较大时，用于确定高频漏磁通感应时附加涡流损耗的分布特性，并用温升实验验证了其正确性。

现代电力电子技术的不断发展推动了IGBT在交流电机驱动、变频器、开关电源及新能源行业的广泛应用。IGBT在应用过程中，由于电路拓扑和系统工况复杂多变，栅极波形振荡的问题普遍存在，如何认识振荡机理并抑制振荡成为IGBT安全稳定应用的基础。从IGBT内部寄生参数结构和开关过程出发，详细介绍了IGBT栅极开通振荡、关断振荡和短路振荡，推导了开通栅极振荡过程的数学模型及射频振荡（关断振荡与短路振荡）的正反馈振荡机理，提出加入负反馈或降低正反馈增益的修正措施。通过改进不同振荡的实验，验证了抑制措施的有效性，提高了IGBT应用的稳定性与可靠性。

交流列车过分相问题通常可以采用柔性地面过分相方法解决，但是，对于多流制电力机车，在中性区完成供电制式的切换，情况要复杂很多，目前却少有研究。基于车载切换结合车身动能的方式，提出一种旨在供电制式切换过程中稳定多流制电力机车直流环节电压的方法，并选择具有代表性的某一型号多流制电力机车为研究对象。首先，介绍了该型号多流制电力机车的拓扑结构；然后，针对该车型设计了供电制式切换方法；最后，通过硬件在环实验平台，对所提出的供电制式切换方法进行了实时仿真，验证了所提方法的良好直流环节稳压效果。

设计了一种具备电网电压不平衡补偿功能的三相四线制储能型低电压治理装置。首先，针对台区电网末端低电压问题，设计了一种有功-电压下垂和恒定功率因数相结合的控制方法，补偿了台区电网末端电压。其次，针对电网三相电压不平衡问题，提出了一种基于负序和零序虚拟阻抗的三相不平衡电压补偿方法，直接控制负序和零序电压，省略了负载电流传感器。最后，搭建Matlab/Simulink仿真模型和50 kW中点电容式三相四线制T型三电平储能变流器实验平台，通过仿真和实验验证了所提控制方案的有效性。

华东电力系统新能源占比快速提升，系统中的旋转惯量与调频资源不断下降，将对系统频率的抗扰性和稳定性造成威胁。现有研究集中于新能源系统惯量及一次调频技术的开发与应用，对风电、光伏、储能等多种新能源频率响应技术的中长期发展优先级研究较少。为此，展开了华东电网系统的协同调频技术演进路径研究。首先，基于华东电网历年扰动事件分析了系统多源协同频率响应体系，通过构建决策实验室模型量化分析了各调频主体在扰动事件中的影响因素。其次，以影响因素为权重分配前瞻性地分析了华东电网协同调频技术的发展优先级及其最优演化路径，为华东电网新能源调频技术的有序发展提供了理论基础，可支撑华东电网在新能源高比例馈入下的频率安全性。

针对当前高压直流断路器的转移支路多采用不可控全桥的变压器耦合供能，不利于可控稳定的供电，且能量利用率低的问题，提出了一种组合式直流断路器的供能方法。方法采用带储能装置（蓄电池或者超级电容）的双向DC-DC变换器拓扑对组合式直流断路器谐振转移支路中的预充电电容进行电压控制和能量回收及再利用；开发了以双有源桥变换器（DAB）为例DC-DC供能的控制策略。改进的供能方法既可以保证直流电网故障时组合式高压直流断路器迅速开断期间转移支路能量的快速稳定供给，又能够将回收的能量用于故障恢复后的重合闸过程。仿真及实验结果表明：所提出的双向DC-DC变换器代替不可控全桥的组合式高压直流断路器供能方法输出电压更加稳定，并且提高了系统的能量利用率。

准确估计锂离子电池的健康状态（SOH）对于优化储能系统的运行、管理和维护至关重要。现有从单阶段充电数据提取健康特征的方法，不能充分挖掘电池老化信息，不利于提高估计精度。针对该问题，提出了一种基于两阶段充电数据融合的储能系统锂离子电池SOH估计方法。通过融合恒压充电阶段与弛豫阶段的健康特征，充分挖掘两阶段充电数据包含的电池老化信息，提高了SOH估计精度。同时，所提出的健康特征组合无需使用恒流充电阶段数据，因此不受充电起始点不确定性的影响，更加适应储能实际工况。实验结果表明，所提出健康特征组合的SOH估计精度明显优于单阶段特征组合，绝对误差平均值为0.66%，均方误差平均值为0.85%，决定系数平均值为0.97。

为了充分发挥风电机组的调频能力，考虑到传统风储协调调频控制策略不仅会引起系统频率一定程度的波动，而且需要配置较高的储能容量，经济性比较差，因此在传统风储协调调频控制策略的基础上提出一种以三阶虚拟同步机模型为基础的风储协同调节的主动支持控制策略，建立了相应的风储协同调节模型，并设计了风机与储能的控制策略研究。在此基础上，分析了在不同控制参数下，风电机组、储能系统对电网调频的惯性响应及一次调频特性。通过仿真分析可知，该策略不仅能将储能变流器近似等效成同步电压源，满足新能源电网所需的惯性与阻尼特性，抑制系统频率波动，降低储能容量配置，而且充分发挥了风电场参与调频的潜力，改善了电力系统的频率稳定性。

热磁式断路器通过瞬时脱扣装置进行短路保护。在通电线圈形成的磁场中，动、静铁心在电磁力的作用下克服弹簧反力吸合，进而推动断路器机构动作使产品脱扣。整个过程中只有电磁力达到一定的数值，动、静铁心才能在预设定的电流值下可靠地吸合。在实际的工程设计过程中，为了简化设计及计算过程，会忽略漏磁等问题，故理论计算得出的磁吸力，即弹簧反力值会小于预设目标。通过类比计算的方法，可以直接剔除漏磁和制作工艺过程中零件制作精度对试验结果的影响，一次完成瞬时脱扣装置的设计。最后，通过实际应用案例来说明如何通过理论计算和试验结合的方式，准确快速地设计出瞬时脱扣装置脱扣电流的方法。