为提高微电网应对新能源出力和负荷不确定性的能力，提出1种考虑灵活性资源的微电网优化控制策略。根据各类灵活性资源的源储荷特性进行分类，建立微电网双层优化调度模型。用户层引入用户侧灵活性资源，以用户费用和净负荷差值最小为优化目标，决策变量为电动汽车和可平移负荷出力功率。源储层模型加入储能侧与发电侧灵活性资源，以微电网运营商成本和失负荷率最小为优化目标，决策变量为燃气轮机、主网联络线和储能单元出力功率。使用场景缩减的季节典型日数据进行算例仿真，采用改进后的基于分解的多目标进化MOEA/D(multi-objective evolutionary algorithm based on decomposition)算法对双层优化调度模型进行求解，年均用户费用降低6.85%，运营商年均总成本下降14.68%，年均失负荷率下降6.65%，验证了本文所提模型的合理性和有效性。

针对我国近期电源点逐步到役的情况，提出1种基于改进模糊层次法和熵权法的评估方法。首先基于层次分析法构建合适的层次结构，形成判断矩阵。随后利用模糊层次分析法对各层级之间的判断矩阵进行处理，得出面向重要性的权重向量。同时采用德尔菲调查法形成最末一级子准则层与目标层的评估矩阵，经归一化处理后利用熵权法求得面向价值性的权值向量。然后把2种权值向量经过综合化处理，形成综合权重向量。最后形成方案层对目标层的最终权重向量，得出推荐意见。通过算例，证明该评价方法灵活性强，适用性广，过程清晰合理，结果直观准确。

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。

对蓄电池与超级电容组成的混合分布式储能虚拟同步机控制系统进行改进。提出混合储能功率分配原则，根据不同频率段设计分频滑动滤波方法，针对不同频率的功率波动，对虚拟转动惯量进行分段改进，实现蓄电池与超级电容协调配合。针对传统虚拟同步机无法抑制频率振荡的问题，对虚拟阻尼系数进行改进，采用自适应虚拟阻尼，提高控制系统在发生频率振荡时的调节能力。通过MATLAB对所提控制策略进行仿真验证，结果表明：对混合储能虚拟同步机进行分频控制，当负荷发生无规律波动时，超级电容及时响应高频功率波动，蓄电池平抑低频功率，可以实现蓄电池与超级电容协调配合。当面对突减、突增10 kW负荷时，采用自适应虚拟阻尼可以应对混合储能因为负载功率波动引起的有功出力频率振荡，频率超调量控制在0.06 Hz以内。所提控制策略面对功率突增、突减工况均可实现频率小偏差调节。

飞跨电容钳位型三电平变换器具有降低开关管的电压应力、减小滤波电感体积等优势。变换器工作时，飞跨电容电压需要稳定在高压侧电压的一半，常采用调节占空比的控制策略，但该方法存在飞跨电容电压与输出电压控制耦合的问题，在飞跨电容电压调节过程中电感电流波动较大。针对这一问题，分析了移相控制策略实现飞跨电容电压与输出电压控制解耦的优势，并深入分析其控制特性。通过建立飞跨电容电压的谐波模型，分析了飞跨电容电压与移相角的关系。建立飞跨电容电压受开关管占空比D和移相角度∆φ之间的低次谐波函数关系，并结合时域模型划定出移相控制的有效占空比区间，以及使得移相控制性能最优的占空比。建立仿真模型并搭建了1台3.6 kW的实验样机，将移相调节与占空比调节的飞跨电容电压控制策略进行对比，验证了移相控制的解耦优势以及控制特性。

应用于储能系统的电流源型双有源桥式变换器往往存在电流应力大、软开关范围受限等问题，限制了变换器的效率和功率密度。针对此问题，结合耦合电感技术，提出1种储能侧电流纹波小且软开关范围宽的电流源型双有源桥式变换器。变换器的储能侧由2个并联的电流源型全桥构成，可有效减小储能侧开关管的电流应力。通过调节储能侧并联全桥间的移相，可减小储能侧电流纹波；通过合理设计耦合滤波电感，得到足够大的互感电流以满足开关管的软开关条件。详细介绍了变换器的工作原理和稳态分析，并设计了400 W的实验样机，实验结果进一步验证了所提变换器的优越性和可行性。

针对双有源桥DC-DC变换器在电压不匹配时会产生较大的电流应力，导致变换器效率降低的问题，提出1种结合双重内移相与交错双重移相的组合双重移相控制策略。首先，分析2种控制策略工作原理，建立传输功率和电流应力的数学模型；然后，以最小电流应力为优化目标，利用Karush-Kuhn-Tucker条件下的拉格朗日乘子法求解最优移相比；其次，根据电压比和传输功率对2种控制策略下的优化方法进行组合，利用组合双重移相控制获得全局电流应力最优解，并与现有的单移相和双重移相控制进行比较，得出所提控制策略能够在电压比较大的情况下进一步降低电流应力与回流功率，提高传输效率；最后，搭建实验样机验证该控制策略可行性。

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。