针对无线电能传输WPT(wireless power transmission)系统耦合机构发生偏移时，输出电压波动的问题，提出1种基于恒压输出区间追踪的WPT系统抗偏移方法。首先，建立CLC-S型WPT系统的模型，分析该系统在谐振和非谐振状态下的互感与输出电压增益之间的关系，由分析可知，系统工作在非谐振状态下的恒压输出区间内抗偏移能力更强；然后，设计电感补偿序列，提出恒压输出区间追踪控制策略，实现WPT系统输出电压恒定控制，提高系统的抗偏移能力；最后，搭建仿真模型和实验平台，仿真及实验结果均表明，采用恒压输出区间追踪控制策略，可以有效减小输出电压的波动，验证了系统在强互感干扰下的鲁棒性。相较于无恒压输出区间追踪的WPT系统，所提系统具有更好的输出电压动态调节能力。

针对传统最大功率点跟踪算法无法兼顾追踪速度和稳态振荡的问题，提出1种步长可变的改进电导增量法。该改进电导增量法使用分区变步长提高最大功率点追踪速度，同时利用不完全偏微分理论优化稳态振荡的问题，提高了光伏发电的效率。通过将传统控制算法和改进电导增量法进行对比分析，验证了改进电导增量法的可行性和有效性。

直流偏磁是引起大型变压器振动加剧和噪声增大的主要原因之一，全面掌握直流偏磁下大型变压器振动和噪声特征，对变压器的运行状态评估和降噪减振至关重要。以某一406 MVA超高压大型变压器为研究对象，开展振动和噪声特性研究：首先，基于场路耦合有限元法，仿真分析其在不同直流偏磁电流下的空载运行特性，以及不同直流偏磁下励磁电流规律，进而建立电路-磁场-固体力学-压力声学多物理场耦合模型，并考虑磁致伸缩的影响，求得直流偏磁下变压器不同测量点的振动位移有效值和噪声信号时频特性；然后，对变压器周围不同测量点进行声级测定，将仿真值与实测值进行对比，验证所提变压器振动噪声计算方法的有效性；最后，采用希尔伯特-黄变换HHT(Hilbert-Huang transform)方法提取直流偏磁下大型变压器的振动和噪声特征量，提出1种基于噪声信号本征模态函数能量比的变压器振动特征识别方法。该方法能有效识别变压器直流偏磁的严重程度，准确掌握变压器的运行状态，为及时采取抑制直流偏磁措施提供理论依据。

工业和经济的发展对能源造成了巨大的消耗，同时也带来了严重的能源危机和环境污染，而构建安全、清洁的能源互联网络是解决当今社会发展和环境、能源关系的途径。现在各国都提出新能源电动汽车发展政策，锂离子电池作为电动汽车的核心部件直接关系着它的行驶性能和安全性。电池的荷电状态SOC(state-of-charge)作为锂离子电池应用在各个行业的核心参数，其估算精度直接关系到电池的使用寿命和效率。针对电动汽车应用中电池SOC估算精度存在的问题进行研究，提出基于鲸鱼优化算法WOA(whale optimization algorithm)优化扩展卡尔曼滤波EKF(extended Kalman filter)的SOC估算方法，在构建系统噪声和观测噪声的协方差矩阵的基础上，在动态工况下利用改进优化后的WOA-EKF算法优化噪声协方差矩阵，提高SOC估算精度。并在MATLAB/Simulink中进行了模型参数辨识和对比仿真验证，结果表明：基于WOA优化扩展卡尔曼滤波算法的锂离子电池SOC估算能够在不同的工况下控制SOC估算误差在2%以内，在促进电池在新能源领域中的进一步发展方面具有一定的研究意义。

为了提高锂电池模型的精度，实现锂电池状态的精确估计，建立了锂电池的分数阶电气模型，并采用自适应遗传算法对模型参数进行辨识。以分数阶电气模型为基础，采用无迹卡尔曼滤波UKF(unscented Kalman filter)算法实现对锂电池荷电状态SOC(state-of-charge)和健康状态SOH(state-of-health)的估计。仿真结果表明，所建立的锂电池分数阶电气模型能更精确地描述锂电池的充、放电动态特性，所提状态估计策略相比于常规控制策略具有更高的精度。

为了解决频率控制的LLC谐振变换器受限于开关频率而难以实现宽输出电压范围这一问题，研究了1种可拓展的变模态交错并联LLC谐振变换器。该变换器的二次侧采用倍压整流电路，根据一次侧双半桥不同的开关组合工作在并联模态或串联模态，可以适应1~3N倍宽输出电压范围。同时，提出了1种定频PWM控制方法，通过在并联模态和串联模态的中间区域固定开关频率为谐振频率，改变1个桥臂的占空比，实现电压控制。PSIM仿真结果验证了该变换器经过拓展2N个谐振腔后可实现1~3N倍宽输出电压范围。100 W实验样机的实验结果验证了双半桥两谐振腔时可实现1~3倍的宽输出电压范围，证明了该变换器及其控制策略的有效性。

针对涡流损耗问题，提出海水中无线电能传输系统参数的设计优化方法，能使系统电能传输效率最优。首先，在海水中通电线圈电磁场分析的基础上，利用涡流损耗等效阻抗，得到海洋环境无线电能传输系统的等效互感模型。其次，在初、次级侧线圈位置固定时，建立涡流损耗等效阻抗与系统工作频率及线圈匝数的关系表达式，并利用传输系统两侧线圈验证了涡流损耗等效阻抗计算方法的可行性。最后，以海水中LCC/S型无线电能传输系统的能量模型为基础，采用粒子群优化算法进行最大传输效率寻优。利用优化参数，搭建实验测试系统，结果显示，在模拟海洋环境中，当传输功率为1 kW时实验系统整体效率可达84%。

三相链式储能变换器可提高电网中风、光等可再生能源功率的可控性。针对三相输出链式储能变换器相间储能电池荷电状态SOC(state-of-charge)不均衡问题，提出相间环流功率闭环控制实现相间储能电池SOC均衡方法，通过向a、b、c相注入零序电压在相间产生有功环流功率实现三相储能电池组的SOC均衡，在建立链式储能变换器相间最大有功环流功率与SOC偏差数学模型基础上，通过相间环流有功功率闭环控制使得系统以最大环流功率进行相间电池组SOC均衡，实现相间SOC均衡速度最大化，从而加快相内SOC均衡速度。最后通过MATLAB的仿真模型和实验平台验证了所提出方法的正确性和可行性。

为降低成本、减少器件并保证电路安全运行，提出1种单相隔离型Δ源AC-AC变换器。新型变换器可以提供更宽范围的Buck-Boost输出电压，输入/输出电压可同相或反相，同时可抑制浪涌和谐波电流，提高电路可靠性。对所提电路的工作原理进行分析，推导得到各工作过程中主要元器件电压及输入/输出电压的关系式，并与其他改进的交流变换器进行对比，从理论上证明了新型交流变换器性能的优越性。根据所设计的参数搭建仿真模型和实验模型进行验证，仿真与实验的结果证实了理论分析的正确性与可行性。

在电动工业车辆领域，为节省成本同时保证电机驱动性能，常采用低精度编码器。低精度编码器可获取转子的准确机械位置,但对于转速测量存在较大时滞和误差，因此传统负载转矩观测器不能得到准确的负载转矩信息。采用该信息作为电流环前馈控制量时，不能有效抑制转速波动。针对此问题，提出1种基于低精度编码器的二阶滑模负载转矩观测器。所提方法可基于转子位置信息获取精确的负载转矩信息，从而提高系统的抗干扰性能。仿真和实验结果证明了所提基于低精度编码器的二阶滑模负载转矩观测器的正确性和有效性。