电机共模等效电路模型是分析电机轴承电蚀，尤其是轴电压、轴电流技术问题和实验现象的基础，其中集中等效模型是轴承电蚀关键指标——轴电压对共模电压的占比（BVR）的重要计算依据，可以在电机设计初期进行评估。对集中等效模型分布电容参数的精确仿真计算进行了深入研究，首先对二维单槽和电机全模型进行仿真计算对比研究，然后考虑定子绕组端部和转子端环对杂散电容的影响，对三维电机模型进行仿真计算研究，通过对比研究，获得较精确的分布电容参数，最后以YQ190-14型牵引电机为例，进行参数测定，对仿真计算结果和测试结果进行对比分析，验证了仿真计算结果的精确性。

针对异步电机转速控制中转子磁链观测精度不足及系统动态响应较慢的问题，设计了一种基于新型扩张状态观测器（ESO）的反步误差端口受控哈密顿（EPH）控制器。首先，采用扩张状态观测器来观测转子磁链，将模型中转子电阻变化量扩展为新的状态，提高转子磁链观测的精度。其次，采用反步控制方法得到EPH控制器定子电流的平衡点，设计反步EPH控制器，可以有效提高EPH控制的动态响应能力。实验结果证明，所设计的控制器与EPH控制器相比具有更好的稳定性能和更快的响应速度。

功率曲线在风电机组状态监测和风电功率预测等领域发挥着重要作用。为提高风电机组功率曲线建模精度，首先应用随机森林算法筛选出影响风能捕捉能力的关键变量。然后，将筛选出的变量输入到改进后的高斯过程模型中，以提高计算效率。最后，应用4种不同的指标评估模型的精度，并应用熵权法处理指标之间的潜在冲突，从而形成一个综合性评估指标，全面衡量功率曲线模型的精度。通过英国某风电场SCADA数据验证所提方法的有效性，结果显示：与现有6类常见方法相比，所提方法在模型精度方面有一定提升。

在高比例新能源并网发电背景下，新能源接口换流器经长距离交流线路并网的现象愈发显著。弱网环境下，基于锁相环（PLL）同步的矢量控制型电压源换流器（VSC）易发生PLL同步失稳。以提升弱连接VSC的PLL同步稳定性为出发点，建立了用于揭示弱连接VSC的PLL同步失稳机理的分析模型，通过理论分析揭示了PLL与不同时间尺度控制环节动态耦合特性对PLL同步失稳机理的影响。基于理论分析结果设计了一种适用于多种时间尺度的PLL动态补偿控制策略，实现弱连接VSC的PLL同步稳定性的提升。基于Matlab/Simulink的仿真结果验证了理论分析的正确性和补偿控制策略的有效性。

为进一步提升变流器输出性能及效率，提出一种基于不同材质器件混合的并网变流器，简称异质并网变流器（HGCC）。HGCC由基于SiC MOSFET器件的两个半桥模块经基于Si IGBT器件的换向桥臂交叉连接构成。进一步，给出了HGCC调制原理，其SiC MOSFET器件工作于高频开关状态，而Si IGBT器件工作于低频开关状态，充分发挥了SiC器件开关损耗低、Si器件通态损耗低的优势。然后，对HGCC的工作模态进行详细分析，给出HGCC的控制框图及内部电容的均压策略。最后，通过仿真验证了所提拓扑及调控策略的有效性和可行性。

模型预测控制（MPC）因其快速动态响应和多目标优化能力，成为一种有效的永磁同步发电机（PMSG）控制策略。然而，MPC依赖精确的系统模型和传感器测量，在实际工况中，PMSG参数变化造成的参数失配以及传感器测量噪声会恶化MPC的控制效果。基于扩张状态观测器（ESO）的鲁棒预测控制可有效应对参数失配问题。然而，单一增益的ESO难以兼顾参数失配和测量噪声干扰。为此，提出一种基于混合级联并联ESO（CPESO）的鲁棒预测控制，使用多个子ESO进行串并联，对系统扰动和观测值进行加权，进行噪声抑制。该方法可以有效地兼顾参数失配和测量噪声抑制。最后，在具有参数失配和测量噪声的工况下，通过三电平PMSG实验平台进行实验，验证了所提方法的有效性。

近年来，微型逆变器的使用作为住宅和商业光伏发电转换系统的可行方法之一，受到了人们的广泛关注。工作在电流连续导通模式（CCM）下的反激式逆变器以其输出纹波电流小、效率高、成本低等特点，受到了广泛研究。然而，其控制占空比到输出电流的传递函数具有右半平面（RHP）零，当逆变器与高增益反馈控制器组合时，可能造成系统不稳定。此外，反激式CCM逆变器还会受到电网时变电压的干扰。因此，传统的控制方案导致输出跟踪不准确。提出了一种交错反激式CCM微型逆变器迭代学习控制（ILC）方法，利用预测项和当前学习项，帮助系统输出收敛到参考轨迹。相较于传统的PI控制方案，在不存在状态干扰、输出噪声和初始状态误差的情况下，系统输出全局收敛于参考轨迹。

传统的低压台区技术线损预测方法存在计算相对粗放、需要底层物理拓扑、依赖影响特征数据等问题，近些年已形成一条基于台区电能量守恒原理的技术线损-表计抄差联合估计技术路线，但仍存在模型求解难度大、数据需求周期长等问题。为了实现低压台区技术线损的精准估计，在现有技术线损-表计抄差联合估计路线基础上进一步分析台区每日技术线损与台区供电量之间的关联关系，考虑小电量用户对模型影响很小的特点，对原有模型进行优化，并基于改进梯度下降算法完成台区技术线损的求解。最终以某地区的6 759个台区为案例，应用本方法完成技术线损的计算。和传统算法相比较，所提方法赋值准确率达到98%，计算精度得到明显提升。

不确定性出力特性下规模化新能源并网，电力系统本地消纳面临挑战。对于新能源送端电网，采用长距离输送的方案，才能尽可能满足新能源消纳要求。在不突破热稳定硬约束条件下，动态提升输电线路传输能力，已成为送端电网提升新能源消纳能力的关键手段。但受热稳定计算模型参数考虑不足影响，现有输电线路传输能力提升方法在送端电网实际应用中存在评估偏差较大、适用性较窄的问题，提升方案通常要针对特定线路进行定制化修改。针对以上问题，首先针对送端电网地理环境的沙尘影响，分析了沙尘电晕加热对输电线路热稳定传输能力的影响，提出了基于沙尘效应的线路热稳定改进模型；进一步，考虑沙尘效应受天气影响存在不确定性，提出了基于模糊分析的沙尘加热功率控制参数计算方法；最后，结合气象预报信息，构建了针对新能源送端电网的线路热稳传输容量提升方案，可同时对送端电网区域内多条线路同时开展热稳定传输容量提升分析。通过宁夏电网实际工程案例，结合中国电科院电力气象预报数据，验证了沙尘效应改进模型和多线路热稳定传输容量提升方案的有效性和适用性。

精确的拓扑和线路参数信息是配电网状态估计和安全控制的基础，受采集终端性能和环境因素影响，测量设备的计量误差往往偏离高斯分布，对拓扑与参数辨识模型在非高斯噪声量测下的鲁棒性提出了更高要求。首先以功率估计误差最小为目标构建了配电网参数辨识的数学优化模型；为提升复杂误差场景下辨识算法的求解性能，建立相关熵诱导损失函数，并且基于半二次优化和噪声滤除提出改进相关熵匹配追踪算法；最后，在IEEE 33和85节点配电系统上进行仿真分析，测试结果表明，所提方法在高斯和非高斯数据噪声场景中均能实现拓扑结构的正确辨识和线路参数的有效估计。

永磁直驱风机在不平衡电网下容易发生电流越限，从而影响并网系统的可靠性运行。针对这一问题，提出了一种基于直接功率控制的低压穿越控制策略。该策略采用直接功率内环对网侧逆变器进行控制，将有功功率和无功功率指令分解为直流分量和二倍频交流分量。以低压穿越无功支撑与逆变器电流幅值越限为前提，推导计算出有功和无功功率直流分量的参考值，根据并网点电压电流将有功、无功功率二倍频交流分量按照三种不同控制目标进行计算得出其参考值，然后通过准比例谐振控制器设计出控制环路。最后基于Matlab/Simulink搭建仿真模型，仿真结果表明：所提控制策略能改善逆变器动态性能，提高并网系统在不平衡电网下的运行能力。