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。

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。

微电网的提出解决了分布式发电在接入配电网时由于发电的间歇性和波动性对配电网的稳定运行带来不利影响的问题。为了充分发挥储能系统在配电网中的调节作用，提出了一种基于峰谷电价与储能荷电状态（SOC）的微电网能量调度策略，该策略将全天划分为峰、平、谷3个时段，在实时调度周期内根据所处不同时段及储能SOC运用不同调度策略，并在不同时段设计储能充/放电惩罚函数的同时引入储能最大充/放电约束因子进一步改善储能装置充/放电。以微电网运行成本最低作为目标函数，通过粒子群优化算法求解，通过算例分析验证了该模型及算法的有效性。

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。

随着新能源和电力电子设备渗透率增加，电力系统的惯性和阻尼减小，稳定性降低。构网控制技术通过变流器构建起支撑大电网稳定运行的电压源，以起到快速调频调压、增加惯量和短路容量支撑、抑制宽频振荡等作用，因此逐渐受到重视。首先，通过跟网型变流器和构网型变流器的对比，说明构网控制技术更适合新型电力系统；其次，根据构网型变流器4类不同的控制策略，从原理上对这些策略的控制机理进行了分析；最后，通过采用同样的初始参数，仿真电网受到常见的扰动后不同构网控制策略对电网频率影响，验证了VSG控制策略的优越性，然后探讨VSG虚拟转动惯量和阻尼系数对系统输出频率响应的影响，为进一步深入研究提供参考。

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。

精确高效的多元负荷预测对于综合能源系统的运行控制与调度具有重要意义，为了改善负荷预测效果，提出了一种基于压缩估计（LASSO）和LSTM-GRU神经网络的综合能源系统负荷预测模型。首先，针对综合能源系统气象因素导致数据复杂的问题，研究了基于LASSO回归的大数据选择及分析算法，对气象因数选择分析，获得有效的数据集；其次，采用长短期记忆（LSTM）神经网络对系统负荷进行预测，得到初步预测值；随后，采用门控循环单元（GRU）构建误差补偿模型，通过对预测误差的训练与学习，得到预测误差的补偿值；最后通过重构二者的输出，得到更理想的预测结果。通过算例仿真验证，所构建的预测模型相比于传统的LSTM神经网络预测模型与粒子群算法（PSO）优化的LSTM预测模型，具有更高的预测精确度。

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。

随着社会经济的快速发展和新型电力系统建设的加快推进，柔性互联逐渐成为配电网网架升级和灵活调控能力提升的重要技术手段。针对多端柔性互联系统的功率控制需求，提出了一种面向工程应用的功率协调控制策略，包括在部分馈线重载时合理分配功率的重载限制控制，以及在所有馈线重载时优化潮流分布的功率均衡控制。基于所提策略开发了柔性互联协调控制装置并应用于实际工程。基于电网真实数据的案例分析和工程实测数据验证了所提策略能够应对不同负荷/电源特性的配电网柔性互联场景，有效解决配电网中馈线重载和光伏倒送的问题，提高配电网的供电效率和安全性。

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。