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。

针对海岛微电网离网运行中可再生能源间歇性与负荷波动导致的供需失衡问题，以提升系统经济性与运行稳定性为目标，提出一种基于双层优化的动态分时电价调度模型。首先建立包含风光储、海洋能及柴油机的海岛微电网系统模型，并引入动态分时电价机制，利用价格信号引导用户调整用电行为实现削峰填谷；而后构建双层优化框架，上层以动态电价调节负荷分布，下层以发电出力与储能充放电策略优化运行成本，克服传统单层优化在处理复杂非线性问题时的局限性。算例分析表明，所提模型显著降低了系统对柴油机的依赖，同时增强了系统对波动性的适应能力并优化运行成本。研究成果为离网型微电网的低碳化调度提供了兼顾经济性与可靠性的理论支撑，对促进海岛能源结构转型具有重要实践意义。

随着我国低压台区中户用分布式光伏渗透率的持续增加，台区内部潮流发生变化，导致节点电压越限、三相不平衡等问题日益严重，对配电网的安全稳定运行构成严峻挑战。针对台区拓扑结构与线路参数未知、传统基于潮流计算的电压控制策略不再适用的情况，提出一种数据驱动的含高比例户用光伏的低压台区电压协调控制策略。首先，建立配电网低压台区三相线性近似模型，基于低压台区的历史运行数据，运用最小二乘法拟合节点功率与电压的关系。然后，采用光伏逆变器和储能系统作为调控设备，以最小化节点电压越限程度、最小化三相不平衡度和最小化设备调节量为目标函数，利用改进的多目标粒子群算法实现台区电压优化控制。最后，以21节点低压台区为例，通过与其他控制策略和方法进行仿真对比分析，验证了所提电压协调控制策略的有效性和先进性。

高渗透率分布式发电并网系统网络阻抗波动范围广，电网常呈现弱电网特性，锁相环和电网阻抗交互耦合导致电网跟随型（GFL）变流器与主网失去同步，严重威胁系统稳定性，因此，需将部分机组灵活配置，切换为电网构建型（GFM）以提升并网稳定性。然而电网构建型变流器功率响应慢和源侧的最大功率点跟踪相矛盾，经济性差。为了实现系统稳定前提下最大限度地提高新能源利用率，以并网变流器为研究对象，提出了一种计及主网友好交互的分布式能源双模式自适应柔性切换控制策略。采用非特征次谐波注入的电网阻抗辨识算法感知电网强度，根据电网强弱自适应切换控制策略。强网下，并网变流器采用恒功率控制策略，快速响应最大功率点指令，提高能源利用率。弱网下，变流器柔性切换成虚拟同步机（VSG）控制策略，提升惯性和阻尼支撑能力，实现变流系统与主网友好交互。该策略增强了并网变流器在电网强度变化时的鲁棒性，保障了系统的稳定运行。通过PLECS仿真验证了所提双模式控制策略的有效性。

针对因极端天气出现概率较低导致的光伏发电数据不平衡的问题，提出一种K-means聚类算法和基于Wasserstein距离含梯度惩罚项的条件生成对抗网络实现极端天气数据的分类扩充，并提出了一种结合双向长短期记忆网络与卷积神经网络并融入通道注意力机制的预测方法，旨在通过整合时空特征和动态调节特征通道重要性来提升光伏功率预测性能。首先，使用相关性分析和K-means算法对多种环境因素进行筛选，并对其进行划分以及添加标签。其次，选择聚类后数量较少的极端天气标签，使用CWGAN-GP对其进行样本扩充。最后，将扩充后的数据集作为训练集训练CNN-SE-BiLSTM预测模型，实现极端天气的光伏功率预测。以某光伏电站数据进行仿真建模，结果表明：使用CGAN-GP对原始极端天气训练集进行扩充有助于提高模型的预测精度。同时，CNN-SE-BiLSTM在五类天气中的预测误差较其他传统模型有更高的预测进度，说明所提方法适用于光伏功率超短期预测。

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。

传统的三相PWM整流器需要6个功率开关管，由于同一桥臂的2个开关管之间有直通问题，增加了控制难度，且整体复杂。采用一种半控三相PWM整流拓扑，实现三相整流器，只需使用3个功率开关管，3个开关管都由同一个驱动信号控制，该驱动信号由专用的控制器产生，控制电路简单。使用SiC MOSFET作为功率开关管，搭建了实验样机。实验结果表明，整流器可在较高的开关频率下运行，电感和电容器大幅减少，从而减小了整流器的体积，降低了产品成本，提高了转化效率，且总谐波畸变率较小。

针对双定子永磁同步电机转矩波动大的问题，采用有限元法和田口法分别在额定点、最大转矩点和最大转速点对双定子永磁同步电机结构参数进行优化，并分析了各优化变量对电磁转矩性能的影响。然后，综合考虑各工况运行点下不同参数对电机性能的影响程度及各个参数影响程度占总影响程度比重，最终得到可兼顾3个工况运行点下电磁转矩性能的最优方案。结果表明，基于田口法进行双定子永磁同步电机多工况运行点的综合优化设计方法，可显著降低电机的转矩波动，提高电机的电磁性能。

针对变频器在工业场景中的不同应用，特别是无回馈功能的中压变频系统，设计了一种基于IGCT的制动单元。采用IGCT作为主要功率器件，对IGCT的参数和特性进行了分析。结合目前市场中常见的NPC型中压变频器拓扑，设计了相匹配的制动单元电路，并对系统的工作原理进行了描述。在器件损耗方面，评估了功率器件的结温，设计了散热水冷回路和压装结构。为了不影响直流母线电压的中点平衡，设计了独立的直流母线电压软件控制方法。最后，所设计的中压制动单元已经在工业现场应用于轧制金属复合材料的场合，证实了设计方案的可行性。

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。