空间矢量脉宽调制策略（SVPWM）是三电平逆变器的关键技术之一。然而，传统的三电平SVPWM在解决中点电位（NPP）平衡问题时存在中点电位振荡、开关损耗大等问题。针对此问题，首先介绍了传统最近三矢量（NTV）合成策略和虚拟空间矢量脉宽调制（VSVPWM）策略的基本原理，分析了NTV基于传统区域划分方式的不足，提出利用动态分区解决传统分区所带来的中点电位偏移问题；其次，针对NTV在高调制下的NPP振荡问题，提出了四有效电压矢量合成策略，对比VSVPWM，所提策略有效地降低了逆变器的开关损耗；最后，通过实验验证了所提算法的有效性及优越性。

针对目前传统基于二极管钳位式风力发电机组变流器存在的问题，引入了混合钳位式结构，在对其工作原理分析的基础上，提出了开关状态切换的方法及能够避免调制波形毛刺线电压的矢量优化选择方法，实现了钳位电容及直流母线电容电压的平衡控制。针对机组混合钳位式整流器的控制，提出了带有初始角度计算的三阶低通滤波器方法，对虚拟磁链定向控制策略进行了优化，并给出了整流器基于改进虚拟磁链定向的直接功率跟踪控制方法。最后对系统进行了仿真和实验，证实了所提方法的正确性、有效性。

随着大量分布式发电的涌现，各种不平衡及非线性负载与电网连接，导致电网电流发生畸变，这对电网和用电设备均带来不利影响。提出了一种功能复用型储能变流器，能够同时实现对负载无功电流、谐波电流以及负载不平衡电流的补偿。该变流器采用基于双二阶广义积分器的锁相环来产生所需的相角和频率，同时获取电压正序分量的幅值。变流器通过获取负载电流的正序分量，并进行坐标变换来获得指令电流，再通过指令电流与变流器输出电流的差值进行控制，以实现对指令信号的跟踪。采用比例谐振控制来获得三相电流，并通过三维空间矢量控制产生脉冲，进而控制开关管的导通。通过与传统储能变流器进行对比，数模混合实验结果证明了该方案的有效性和可靠性。

针对模块化多电平换流器（MMC）开关损耗较大的问题，从开关频率优化策略入手，对现有开关频率优化策略进行改进，并推导得到基于MMC传输功率实时值的子模块电容电压精确解析式，从而计算出电容电压均值的波动范围，利用其与工程约束间的裕量得到动态保持因子，通过均压策略主流程实现最终输出投切指令。基于海上风电柔直工程参数搭建PSCAD/EMTDC模型对所提策略与传统策略进行仿真验证对比。仿真结果表明，在满足工程对波动范围及不均衡度指标要求的前提下，所提策略对比传统策略在各稳态工况下开关频率降低了49%~58%不等，各稳态工况下开关损耗降低了63%~90%不等，取得了预期的降损效果。

三相LCL并网逆变器传统预测电流控制存在稳态纹波大且开关频率不固定的问题，不利于并网电流质量以及滤波器的设计。为此，提出了一种改进三矢量定频预测电流控制方法。通过一个控制周期内作用3个矢量，最大化了控制自由度。首先，设计了一种基于电容电压反馈的有源阻尼方法以抑制谐振；其次，提出了一种基于逆变器侧电流无差拍控制的占空比计算方法以及七段对称式脉冲生成策略。仿真与试验结果验证了所提方法在动、稳态性能提升和固定开关频率方面的优越性。

矿热炉负荷具有单体调节容量大、通信条件好、易于控制以及改造经济低等众多优势，已成为电网重要灵活性调节资源，然而当前缺乏有效的矿热炉系统建模和调节特性数字模拟手段。结合工业类矿热炉电气运行实际工况，建立了包含电炉变压器、短网、炉体以及无功补偿的矿热炉供电系统时域数字仿真模型。将决定矿热炉功率调节特性的电极调节环节通过牛顿下山法迭代计算的时变弧长予以表征，基于龙格-库塔算法求解电弧微分方程获得等效时变电阻，实现矿热炉功率调节过程模拟，通过自定义模块封装并与系统模型相连实现时域数字仿真。对交流矿热炉及多种电极控制策略具有适用性，能够广泛用于矿热炉负荷特性的模拟、灵活性资源评估，作为参与电网互动研究的仿真平台。

背靠背有源钳位（ANPC）变换器作为配电网统一潮流控制器的核心部件，广泛应用于配电网柔性合环操作中。然而，ANPC变换器较多的开关器件和换流路径，增加了模型搭建的复杂程度。针对上述问题，提出一种ANPC变换器平均建模的方法，应用受控源等效替代法对开关器件替代，对各支路平均化的同时保留电路其他部分的阻、容、感等器件，显著简化了ANPC变换器电路模型。在此基础上，结合基于背靠背ANPC变换器的柔性合环控制原理，进一步搭建了背靠背ANPC柔性合环系统的平均模型。通过对比平均模型和开关模型的仿真结果，表明该平均模型在内部支路和外部特性上与开关模型保持一致，验证了所提出平均模型的正确性、准确性以及其在柔性合环系统应用的可行性。

为消除风电并网系统在功率发生扰动时呈现出低惯性和频率波动较大的问题，提出一种改进型的虚拟惯性控制策略。在风电逆变器主控系统中引入自适应变化的转动惯量和阻尼系数协同控制策略，并采用储能型静止同步无功补偿器（STATCOM/BESS）提供系统所需补偿的有功功率和无功功率，同时依据系统频率偏差量及变化率调整STATCOM/BESS的功率输出。通过分析风机VSG的小信号模型，确定自适应VSG转动惯量及阻尼系数的整定规则。通过Matlab/Simulink仿真对比结果表明，该策略抑制频率波动的效果更为明显，并且能够有效抑制风机并网点电压跌落，提高了系统安全稳定运行的能力。

配电网中三芯地下电缆工作环境恶劣，受老化、外力、高温潮湿等因素的影响，长时间带电运行绝缘极易受损而引发故障。针对配电网电缆单相接地故障，提出了一种基于行波波头折反射特性的故障定位方法。首先获取各线路零模电压，确定波头到达时刻，选取波头到达后一个工频周期内的波形，确定其波头主频率并选取与波头主频率相同频率方波作为初始行波信号，计算该频率下初始行波信号折返射不同次数后首末端的衰减信号波形，若首末两端计算得到的波形对应数据间相关性均满足要求，则认为假设故障点为实际故障点；否则继续缩小故障区间，直至满足波形数据之间的相关性要求。仿真结果表明：该方法能够快速、精准地实现故障测距，降低测距复杂度，具有较强的有效性和实用性。

低压台区用户用电隐患的准确识别对提高台区供电质量和减小事故风险有重要作用，为提高低压用户用电隐患识别准确率，提出了一种基于SSAE-SSA-GRU的低压用户用电隐患识别模型。首先，对用户原始电压数据进行归一化处理，并通过堆栈稀疏自编码器（SSAE）提取数据的特征参数，解决原始电压数据维度过高带来的冗余性问题。然后引入麻雀搜索算法（SSA）对门控循环单元（GRU）的超参数进行优化，提高模型隐患识别结果的准确率。最后，通过算例分析对建立的SSAE-SSA-GRU模型性能进行评估，验证了所提方法对低压用户用电隐患识别的有效性，且与传统异常用电识别方法相比，所提方法的收敛性好，准确率高。

中低压配电系统因铁磁谐振引起的电磁式电压互感器（PT）烧毁、一次消谐器损坏、熔断器熔断等事故频繁发生，严重影响系统的安全稳定运行。为此，通过理论分析并结合现场典型案例，验证了系统单相接地故障、断路器分合闸操作等电磁暂态冲击使PT饱和而产生的饱和电流，是熔断器频繁熔断的主要原因。其次，分析了PT饱和电流的影响因素，试验测试了熔断器耐受PT饱和电流的能力。研究表明：通过增大PT直流电阻、选择伏安特性拐点电压相对较高的圆柱型消谐器和增大熔断器额定电流可降低熔断器熔断概率。最后，给出了PT、消谐器和熔断器选择方面的具体建议，为后续电磁式电压互感器用熔断器频繁熔断问题的解决提供参考。