高频变压器铁心带材磁致伸缩引发的振动噪声问题日益突出，精确计算磁滞与磁致伸缩是评估变压器振动的关键前提。针对纳米晶叠片在高频激励下磁滞回线及磁致伸缩拟合精度低、模型参数辨识效率差的问题，本文首先建立了改进的磁滞与磁致伸缩耦合模型，该模型在传统静态J-A磁滞模型的基础上，引入涡流损耗与剩余损耗项以适应高频工况，加入耗散因子与记忆耦合因子以提高磁滞回线回转点的拟合精度，在磁致伸缩模型中引入一阶惯性微分结构来描述磁致伸缩滞后特性。然后基于所建耦合模型，提出改进单目标参数辨识方法，该方法构建了磁场强度与磁致伸缩误差的归一化组合目标函数，并采用单目标粒子群算法进行模型参数辨识。与多目标粒子群算法相比，该方法将磁场强度、磁致伸缩均方根误差分别降低了32.76%和22.2%，计算时间缩短了64.32%。最后，提出一种面向不同磁感应强度的参数快速辨识方法，该方法固定材料本征参数，构建变化参数与磁感应强度间的函数关系，实现了模型在不同磁感应强度下的参数快速预测与自适应建模。本文研究内容可为高频变压器铁心振动分析与铁心材料性能评估提供理论支撑与技术路径。

摘要 ：随着“双碳”目标的推进，电力行业脱碳成为全社会零碳的重点。因此，本文建立了一种考虑用电侧需求响应的配电网低碳经济调度模型。首先，基于碳排放流理论分析配电网的碳势分布，在此基础上计算配电网动态碳排放因子。其次，构建价格型和激励型联合需求响应模型，结合动态碳排放因子，利用分时电价和一定的激励补贴政策引导用户主动调整调整自身用电行为。最后，通过改进的IEEE33节点系统进行算例仿真对比，分析结果显示，模型能够在降低配电网系统的碳排放量的同时减少系统运行成本，提高系统运行的稳定性。

针对密度峰值聚类因截断距离人工设定导致的稳定性与检测精度不足问题，本研究提出基于改进灰狼优化和密度峰值聚类的异常检测方法。通过改进混沌映射均匀初始化灰狼种群、设计非线性衰减收敛因子以动态平衡全局搜索与局部开发，并以戴维斯-波尔丁指数作为适应度函数自动优化截断距离，实现参数自适应。对多个区域用电量数据进行实例分析并与主流的异常检测算法进行对比实验，结果表明受试者工作特征曲线下面积(AUC)较主流算法提升明显，验证了方法在检测精度与稳定性方面的显著优势。

热网络模型在电子器件散热设计、热管理和可靠性评估中具有核心作用，其发展已由经典线性模型扩展至更符合物理实际的非线性热网络模型。在非线性热模型的实际应用中，热参数的准确确定是保障模型精度的关键因素。然而，传统基于瞬态热阻抗的模型参数提取方法，因其对工况的稳定性有严格要求，难以适用于实际运行中工况多变的功率半导体器件。为此，本研究提出一种针对功率器件非线性热网络模型的参数辨识方法，该方法基于非线性热网络模型构建目标函数，并运用粒子群算法进行全局寻优，以获取模型辨识参数的最优解。经实验验证，该方法可高精度提取难以理论计算的热参数，且不依赖恒定工作条件，适用于实际变工况下的在线使用，为实现功率半导体器件结温估计工程的可靠性提供了新途径。

针对高速永磁同步电机在运行过程中因参数时变引发的控制性能退化问题，本文提出一种基于多参数在线辨识的自适应控制策略。该策略通过构建MRAS与RLS融合的混合参数辨识框架，实现了对定子电阻、d/q轴电感、永磁体磁链及转动惯量等关键参数的实时高精度估计；并进一步依据辨识结果动态调节转速环与电流环控制器的参数。为进一步提升参数辨识的收敛速度与估计精度，本研究提出一种递推最小二乘法的遗忘因子自适应律。实验验证表明，相较于传统控制策略，当负载工况与电机参数发生显著变化时，所提方法能够实现电机参数的快速精准辨识，并有效抑制因参数失配引发的转速波动与转矩脉动问题，显著提升了电机在时变工况下的控制鲁棒性。

中压电缆接头是决定电缆系统安全水平的关键部件，螺栓压接是影响电缆接头质量的核心工艺。在电缆螺栓连接的设计中，通常依赖设计人员经验主观确定最终方案，缺乏优化设计的科学依据。本文建立了电缆螺栓三维有限元模型，提取压接过程中的应力分布与应力循环寿命特征，结合Matlab–有限元联合仿真方法，建立了螺栓尺寸、位置与压接性能之间的定量关系。以应力循环寿命、最大应力和平均应力为三项优化目标，采用NSGA-II算法获得帕累托最优解集，并通过TOPSIS算法确定最优结构方案。研究结果表明，合理优化螺栓尺寸与位置可使平均接触应力提升约2倍，疲劳寿命提升约1.5倍；优化设计有效降低了接触电阻、增强了机械牢固性和导电稳定性；仿真与实验验证均证明该方法能显著提升电缆接头的安全性与可靠性，为螺栓压接结构的工程优化设计提供了理论与技术支撑。

水分的渗入是引起硅油性能劣化并诱发局部放电的关键因素之一，严重威胁电力设备的运行安全。本文围绕不同含水量条件下硅油的局部放电特性开展系统性研究，通过设定不同暴露时间（0 d、1 d、2 d、3 d、5 d）控制其含水量，系统分析了含水量变化对电缆终端内部典型绝缘缺陷局部放电特性的影响。实验采用针板与沿面两类典型缺陷结构构建放电模型，采集并分析局部放电信号，量化放电幅值、放电频次及其在电压相位内的分布特征。研究结果表明：硅油吸水过程在暴露5天后趋于饱和，含水量上升显著增强局部放电行为。在针板缺陷下，同一电压等级下的放电幅值较新油分别增长478%、586%、546%；在沿面缺陷下则分别增长226%、379%、518%。

针对我国中西部偏远地区的新能源局域微电网并入弱交流主网系统普遍存在的惯量缺失、稳定性薄弱等问题，提出了一种基于构网型电力电子变流器的储能型柔性互联装置及系统，可实现对新能源局域微电网和末端交流弱电网的双端构网支撑功能。针对柔性互联装置的变流器暂态稳定性受故障限流控制策略的影响而改变的问题，建立了d轴优先、q轴优先和相位优先等不同幅值饱和限流策略下柔性互联装置的功率特性模型，通过绘制有功功率-功角曲线，比较分析了采用虚拟导纳电压控制结构下，采用不同幅值饱和限流策略的装置暂态稳定性影响和稳定裕度大小。比较结果表明，基于虚拟同步发电机与虚拟导纳电压控制的互联装置，在采用q轴优先限流策略下具有最大的暂态稳定裕度。基于PLECS仿真环境开展了互联装置暂态稳定性验证，结果验证了功率特性模型的准确性和理论分析结论的正确性。

针对大型风电机组塔架在机组运行过程中易出现振动以及现有加阻算法无法适应其动态过程非线性的问题，提出了基于谐振补偿的改进自抗扰控制塔架减振算法。首先，分析了塔架的受力及运动方程，得到塔架振动的动态特性和影响塔架振动动态特性的关键因素。其次，通过设计基于谐振补偿自抗扰控制器的桨距减振控制算法，整定相应的控制参数来抑制塔架的前后振动。最后，在NREL 5 MW高保真风电机组模型上对控制算法进行测试，通过对比分析可知，此方法和传统加阻算法相比，能够进一步降低塔架的振动和载荷波动，并且算法具有更强的鲁棒性和抗扰性。

尽管气体绝缘金属封闭式组合电器（Gas Insulated Switchgear, GIS）在通过交流耐压试验后已具备投运条件，在实际运行中仍可能因绝缘缺陷引发故障。工程应用表明，GIS设备在操作过电压的瞬时作用下，内部潜在缺陷可能被激活从而引发局部放电。针对这一特殊工况，本研究围绕较为常见、电场畸变最严重的线性金属微粒局部放电构建了交流电压与操作冲击电压的叠加实验平台，分析了SF6气体中不同尺寸线状金属微粒在叠加电压下的局部放电特性演化规律。结果表明，操作冲击电压对于工频电压作用下的线形金属微粒具有明显激发作用，且微粒放电并不是瞬时产生，而是存在放电迟滞时间Δt，不同尺寸下线形微粒的放电迟滞时间不同，且局部放电的剧烈程度与放电频率随线形微粒直径增大而增大。本文的研究工作对于探索冲击电压下金属微粒放电及发展的内在机理，保障电气设备的安全运行具有现实工程意义。

目前在使用电子式超声波传感器监测电力设备局部放电时，其最小可检测应变值尚未通过实验手段确立其量化标准。为定量研究电子式超声波传感器最小可检测应变值，本文提出一种电力设备局部放电空间声场应变定量分析方法。首先，搭建针板放电试验平台，利用电子式超声波传感器测量空间中的超声信号，通过灵敏度系数换算出膜片的速度；其次，在有限元仿真软件中建立相同的放电模型，通过空间声场速度等效，试探出与试验对应的局部放电超声点声源幅值范围，以此建立局部放电量与局部放电超声点声源幅值的函数关系；最后依据该函数关系完成局部放电声场应变定量分析。结果表明，已有文献中通常设置为1的局部放电超声点声源幅值实际在10-7量级，且该幅值与局部放电量呈线性关系，可通过该线性关系在仿真中计算局部放电声场应变，进而得出电子式超声波传感器应满足的灵敏度参数。

现有负荷曲线聚类方法忽略电力负荷数据的日间波动特性及日内滞后特性，致使相似日聚类结果准确性与可解释性不强。针对此问题，提出一种基于STL(seasonal and trend decomposition using Loess，STL)算法与改进K-Shape两阶段聚类方法。利用STL算法剥离负荷趋势构成去趋势序列，进而对其进行两阶段聚类划分。一阶段使用K-means++聚类算法并根据肘部法确定最佳聚类数；二阶段需结合K-Shapes中无偏估计量与系数归一化并补偿得到无偏归一化系数以提取最佳位移量（Optimal Displacement partition ，ODP），依据最小化距离度量获得聚类质心。根据实际电力负荷数据实验表明：相比STL-K-means++聚类，本文所提方法SIL指标提升10.07~48.99%、DBI指标下降6.44~22.24%。

随着水轮发电机向着更高额定电压和更大单机容量方向发展，对其绝缘系统和防晕性能提出了更高的要求。发电机端部的电场集中且分布不均匀，是发生电晕放电的薄弱环节。目前采用的三段式防晕结构可满足常规工况下发电机的绝缘性能需求，但随着海拔高度的增加，环境参数的影响逐渐显著，需更高水平的绝缘防晕能力以保障发电机组的安全稳定运行。本文通过使用Nelder-Mead算法对某电站水轮发电机定子线棒进行有限元电磁仿真，对原有的三段式防晕结构进行优化，提高了发电机的绝缘防晕能力。结果显示使用Nelder-Mead算法对线棒防晕材料和结构进行优化，计算速度快、计算成本低，得出的优化方案较初始状态相比，在额定工作电压下线棒表面最大电场强度降低了20%，且该优化方案在其他运行电压下性能良好。本文所提优化设计方法可为高压大容量水轮发电机绝缘优化设计提供参考。

空间矢量脉宽调制（Space Vector Pulse Width Modulation, SVPWM）广泛用于T型中点钳位（T-type neutral-point clamped, T-NPC）三电平逆变器控制，可实现高直流电压利用率和低谐波畸变率，但是，传统SVPWM难以在全工况下实现中点电位的主动均衡控制，影响系统的安全运行。虚拟空间矢量脉宽调制（Virtual SVPWM, VSVPWM）技术的出现有效解决了中点电位均衡问题，但在矢量生成过程中会引入较大的共模电压。共模电压经滤波器转换为共模电流，增加系统损耗的同时威胁设备安全。使用改进LCL型滤波器的三电平逆变器拓扑能够降低抑制高频共模电压，但会产生较大的连接线电流，增大了系统总共模电流。针对上述问题，本文提出一种改进型 VSVPWM 策略。通过优化矢量作用顺序和调整零矢量分配方式，该策略能够显著降低共模电压和连接线电流幅值，进而有效抑制共模电流。实验数据显示，相较于传统 VSVPWM ，改进型策略可将共模电流幅值抑制 50% 以上，充分验证了该策略的有效性与优越性。

本文提出了关于传统交流线路保护的适应性评估方法，基于新能源接入系统的电气量的分析，对传统交流线路使用的保护辅助元件如方向元件和选相元件、差动保护、距离保护的适应性进行了评估，给出了上述几种保护的适应性边界，并结合华中电网拓扑对适应性评估方法进行了验证。最后利用PSCAD/EMTDC仿真验证了所提出适应性分析方法对华中电网的适用情况，指出华中电网传统交流保护可能存在的问题，可以为华中电网的继电保护适应性研究提供理论指导。

风力发电的随机性和间歇性可能导致系统运行调节资源耗尽，从而发生弃风和负荷削减现象，传统的电力系统机会约束调度难以处理弃风和负荷削减情况。为此，本文提出了一种考虑弃风-负荷削减的电力系统机会约束经济调度方法。首先，考虑风电出力的不确定性，通过高斯混合模型生成风场出力随机场景；其次，建立电力系统机会约束经济调度模型，该模型考虑备用短缺因素制定弃风和负荷削减的调度策略，并通过储能降低弃风量，使系统经济运行。再者，提出了基于条件风险值和对偶理论的机会约束重构方法，并通过分段线性的方法解决双线性问题，将原始问题转化为混合整数线性规划问题求解。最后，通过算例分析验证了该方法的可行性和经济性。

超导材料具有零电阻、抗磁性、电子隧穿效应等优良特性，用其作为电机转子或定子线圈材料，可以制成HTS电机。HTS电机凭借其高效率、低损耗及高功率密度技术优势，在大型风力发电机组、海上船舶电力驱动、电动航空推进系统等兆瓦级功率装备领域展现出重要的工程应用价值。本文首先概述了HTS电机的应用情况，包括HTS电动机、HTS发电机、HTS直线电机、特殊结构HTS电机以及HTS同步调相机，并介绍了国内外在HTS电机上的研究进展。其次，详述和总结HTS电机的关键技术，包括高温超导材料、低温冷却技术和失超保护。最后探讨了HTS电机在电机结构、超导材料、冷却技术、失超保护机制等方面的优化途径。

SiC MOSFET器件面临着栅极退化导致的芯片老化问题，器件的电学特性在老化进程中发生变化，并影响着器件的功率损耗与结温等关键参数。为评估SiC MOSFET在老化进程中器件自身及电力电子系统的运行性能，需要明确器件的老化规律并得到表征各老化状态器件特性的仿真模型。本文探究了SiC MOSFET器件在交流栅极应力下的阈值电压退化规律并建立了表征模型，提出了一种反映阈值电压变化对电学特性影响的器件仿真模型。通过交流栅偏加速老化实验分别探究了栅压、频率、温度等变量对器件阈值电压漂移的影响，建立了阈值电压的退化表征模型；对影响器件沟道电流的主要物理过程进行建模表征，以阈值电压为老化标志量，得到能够反映器件老化对静态特性影响的沟道电流模型，并结合非线性电容模型等得到器件的仿真模型；最后通过仿真与实测的对比验证了模型表征不同老化状态器件静态特性的准确度，通过双脉冲实验验证了模型对器件老化前后开关动作的仿真能力。

目前，将碳化硅MOSFET器件并联使用是解决大电流承载的主流方案。但是，在长时域服役工况下，时变非均匀电热应力累积会导致并联器件的老化轨迹不同，这种老化差异性将引发参数漂移程度不同-并联均流恶化-局部过应力-加速参数漂移的正反馈机制，对系统可靠性造成威胁。为此，本文提出了一种基于驱动电压补偿的老化程度差异下碳化硅MOSFET器件并联均流调控方法，旨在实现阈值电压(Vth)失配下的并联动态均流。首先，搭建了双管并联的双脉冲测试平台和Boost实验平台，深入探究了并联器件老化程度差异和并联分流之间的耦合影响；然后，理论推导了阈值电压分散度和开通电压调节量之间的数学关系，提出了基于驱动电压补偿的均流调控策略，并在不同老化程度下进行了实验验证。本文研究结果有助于提高碳化硅MOSFET器件在并联应用中的可靠性。

户用全钒液流电池储能系统在光-储一体应用中，由于间歇性供电、热备用和多重应用等操作下系统平均效率较低，能耗分布不均衡，能量损失经济性评估难度大。本文提出户用全钒液流电池能量损失动态评估方法，包含流动阻力、电池极化、离子交叉、支路电流和辅助热管理等损耗计算方法，并以10 kW全钒液流电池设备为测试研究对象，分析光伏接入下的恒压、恒功率充放电模式下，多次充放电实验的电池各能量损耗参数随时间分布，建立损失评估的能量损失率与SOC/SOD的概率分布函数，评估户用系统长周期充放电循环过程中能量损失区间。结果表明，户用系统能量损失在26.6%~40.2%之间随SOC线性变化，长周期运行，流动阻力损耗占6~7%区间，在SOC=0.25附近损耗值最大；电池极化损耗占8~9%区间，在SOC=0.85附近值最大；离子交叉损耗占1~2%区间，在充放电末期SOC=0.75附近损耗值最大；支路损耗占4~5%区间，在SOC=0.85附近损耗值最大；夏季高温环境辅助热管理设备损耗占5~6%区间，在SOC=0.25附近损耗值最大。该研究为分布式光储充场景全钒液流电池储能系统运行优化提供实验指导，实验数据为系统参数设计改进提供有效支持。

水电是一种清洁能源,能够有效减少化石能源消耗,对于碳减排和资源节约发挥着重要作用，但是水轮机与电网之间的相互作用可能会有宽频振荡的风险。阻抗分析法可以有效地简化稳定性分析的过程，其物理意义清晰，模型易于系统扩展。因此，本文基于阻抗分析法，水轮机组通常分为同步发电机、水轮机和调速器三个部分，分别建立其小信号线性化方程并构建水轮机组dq坐标系下的阻抗模型，并通过其与序阻抗模型数学上的转换关系建立了序阻抗模型。该方法基于模块化阻抗模型，当系统结构和参数改变时仅需要更改对应模块的传递函数与参数，不必重新建立系统模型。其次，采用频率扫描法对所建立的阻抗模型进行了扫描验证，证明本文建立阻抗模型的准确性，并研究了水轮机组的结构、控制参数对阻抗特性的影响规律。最后，基于阻抗法对水轮机组与新能源机组并网系统进行稳定性分析。结果表明，所建立的水轮机组阻抗模型在振荡分析的适用性。

在常规直流换流站中，换流变压器在空载合闸时产生涌流导致交流滤波器保护动作的事故时有发生。现有关于空载合闸涌流对交流滤波器保护影响的研究不足，未能明确保护动作的原因。本文针对涌流的时频特性、交流滤波器的阻抗与分流特性进行分析，结合交流滤波器保护装置动作原理，量化了励磁涌流对交流滤波器的影响规律，明确了空载合闸涌流对交流滤波器保护的最大威胁是三次谐波引发交流滤波器电阻器过负荷保护动作。最后使用±800 kV昆北换流站的某次涌流录波进行验证，并对交流滤波器电阻器过负荷的影响因素进行仿真分析。结果表明，衰减缓慢的和应涌流会直接导致电阻器过负荷，±800 kV昆北站能耐受的涌流峰值约为6 300~6 500 A。

提出基于高频感应加热的富油煤钻井式原位热解采出井保温方案，其核心在于围绕各采出井设置4个保温井，所有保温井的加热装置由多个加热单元并联组成。加热单元包括高频感应加热电路、密封隔热装置及启停策略。加热电路包括降压变压器、三相不控整流器、高频逆变器及加热线圈；密封隔热装置由多级密封腔体构成，其中载入高速循环氮气将元件发热带到地面冷却系统，实现腔体内部低温保持。基于保温系统大时间常数特征，提出采出井温度集中反馈启停控制策略，仿真分析验证了所设计方案的可行性。

在现代电力系统中，高压线路绝缘子的性能监测对于保障电网的安全运行至关重要。传统的监测方法存在安全性和效率的局限性，难以满足现代电网智能化、数字化的需求。本文提出了一种基于改进YOLOv5与SuperPoint级联的轻量化智能配准算法，专门针对线路绝缘子的非线性畸变和大视差图像配准问题。该算法通过引入GhostBottleneck结构、分组卷积以及锚定框边缘特征去除等技术，显著提高了图像配准的性能，实现了互信息值高于0.8的高效多目图像配准。与传统的SIFT、SURF和ORB等图像配准算法相比，该方法在训练效率、配准精度和抗干扰能力方面均展现出显著优势。该研究不仅提升了多目图像信息融合的效率和准确率，还为无人机或机器人搭载的多目成像信息融合应用提供了重要的技术支持，具有广泛的应用前景和重要的实际意义。

相较于传统的跟网型储能变流器(GFL-ESC)，构网型储能变流器(GFM-ESC)能为电网提供电压和频率支撑，可以显著提升短路故障场景下的系统稳定性，近年来受到了广泛关注。当电网发生不对称短路故障时，GFM-ESC系统将面临暂态失稳问题，而目前对此研究较少。本文充分考虑GFM-ESC系统在电网发生不对称短路故障时的序贯切换特性，建立了计及GFM-ESC系统正负序电压电流双环控制环节的精确模型。基于对称分量法得到不对称短路故障条件下系统复合序网，并进一步分析得到正负序功角特性曲线。利用等面积法定量分析了系统参数对正、负序系统暂态同步机制。最后，搭建了GFM-ESC系统硬件在环实验平台，并验证了所提系统暂态同步稳定判据的正确性。

当电网发生不对称故障时，构网型变流器(GFM-C)并网系统将存在故障电流越限、直流电压波动、三倍频谐波电流等电能质量问题。为实现GFM-C在故障期间输出的电能质量满足并网要求，并为系统提供无功支撑，本文提出了一种在电网不对称故障下的GFM-C功率协调控制策略。首先，基于GFM-C并网拓扑，求解出不对称故障下的GFM有功波动幅值以及最大相电流的解析式与约束条件，得到GFM-C的安全运行区域；然后，基于安全运行区域提出了一种无功优先的GFM-C功率协调控制策略，在满足系统无功支撑的前提下对有功输出进行调控，同时保证变流器安全运行；最后，基于Matlab/Simulink仿真平台验证了本文理论分析的准确性以及功率控制策略的有效性。

252 kV单断口真空断路器被誉为环保高压开关领域的“皇冠明珠”，而真空灭弧室是其核心部件，掌握真空灭弧室温度分布特性对其结构优化设计及保障其安全运行至关重要。本文开展252 kV单断口真空灭弧室温升特性及其触头温度计算方法研究，基于电磁-温度仿真方法研究真空灭弧室触头动态温升与负载电流、环境温度的关联特性，并对仿真方法和触头温度计算方法进行有效性验证。结果表明：灭弧室最高温度出现在动静触头片之间，1.1倍额定电流下触头片温升为70 K；灭弧室触头温度随通流时间增长呈现饱和型指数规律增大的趋势，环境温度主要影响触头稳态温度值的大小；本文提出了基于负载电流和环境温度量化计算触头温度的数学模型，基于大电流温升试验平台获得的252 kV真空灭弧室导电杆和主屏蔽罩关键点温升试验实测值与仿真值的误差小于2 K；本文成果为掌握252 kV环保开关真空灭弧室温度特性提供了参考。

变压器作为电力系统的核心设备，温升是其健康状态的重要表征，变压器内部温度监测对电网的安全稳定运行具有重要意义。针对变压器内部难以布置分布式传感器进行温度直接监测的问题，本文提出一种基于变压器表面温度多点逆变换映射计算内部温度的推演方法。该方法直接构建变压器内外温度映射的矩阵逆问题模型，通过变压器电磁热流耦合有限元仿真数据进行逆矩阵求解，进而结合外表测点温度数据实现内部温度推演。本文通过多物理场仿真和搭建的D-800/35缩比变压器模型对多点逆变换模型进行有效性验证。结果表明，在较少的变压器表面测点温度输入下，该方法对变压器内部温度推演平均误差小于1 K，具有较高的精度和较低的计算复杂度。该方法对变压器内部温度推演速度快且无需传感侵入，可为变压器的温度监测和故障诊断提供理论支持和技术支撑。

随着配电系统的发展和城市化进程的加快，电力电缆传输向着高负载、安全性和可靠性的方向发展。电缆分支箱是配电网的重要组成部分，10 kV电缆T型接头作为分支箱内部的核心组件，其运行状态直接影响着电力系统的安全性和可靠性。本文基于有限元分析方法，利用COMSOL Multiphysics软件构建了电缆分支箱及其内部T型接头的三维电-热-流耦合模型，研究了载流量、环境温度、气流速度及通风口数量对接头温度场分布的影响规律。研究表明，载流量的变化导致接头温度呈现非线性增长趋势，环境温度的增加明显提高了接头的温升幅度，而通风条件对温度场分布的影响更为显著，气流速度在一定范围内有效改善了散热效果，但超过阈值后降温效果趋于饱和；另外，通风口数量的增加提升了散热效率，在高负载工况下效果尤为突出。本研究为电缆分支箱散热系统的优化设计提供了理论支撑，并为电缆及T型接头的运行管理和故障预防提供了参考依据。

随着特高压直流输电技术的发展，以光纤电流互感器、直流分压器、零磁通互感器为代表的直流测量设备得到大量应用。然而，因设备质量缺陷、安全工艺不良以及长期运行老化等原因，直流测量数据可能存在准确性和漂移问题。直流测量设备的自检逻辑不能从根本上避免不良数据的影响，现有电力系统不良数据辨识方法也无法满足直流控制保护可靠性和速动性的要求。为此，本文分析了直流测量设备不良数据的特征，从而提出了基于Spark改进的随机森林直流输电系统不良数据辨识方法，最后通过仿真算例验证了有效性。该方法引入Spark架构提高了直流测量设备异常数据辨识的速度，并采用生成式算法改进数据分布，提升了直流测量数据不良数据辨识的准确性。

移相变压器通过调整和控制电网中节点和输电线路的电压幅值、相位和线路电抗等参数，从而可以有效控制电网潮流分布。本文针对对称双芯移相变压器，对其特殊的拓扑结构进行向量分析计算，得到稳态运行时的移相角和等效阻抗；建立了一台230kV/370MVA移相变压器的Simulink仿真建模，得到不同分接状态下的技术参数值，验证了它的移相功能，并且分析了匝间短路状态下的电流特性。研究结果表明，移相变压器在0分接时的等效阻抗最小，随分接位置的增大和减小，等效阻抗增大；相比常规双绕组变压器，在一次侧匝间短路故障下，移相变压器的一次侧电流增大，且随短路匝数增加而呈上升趋势，而二次侧电流则基本不变。研究结论可指导移相变压器状态分析于评估。

为提升电力系统调度计算当中传输线输电能力，本文提出计及传输线动态容量的多场景机组组合模型，并设计了针对该模型的拉格朗日松弛求解算法。首先，利用分位数回归原理，基于环境参数历史数据构建数据驱动的传输线动态增容模型；其次，将动态传输线模型嵌入多场景随机机组组合模型当中，构成计及线路动态容量的机组组合模型；最后，将模型中系统约束松弛并分解为多个子问题，再使用迭代算法求解直至收敛。本文将提出的机组组合模型与对应算法应用于IEEE-118、IEEE-300测试系统，验证模型及算法的效果与可行性。

变压器套管密封圈在热氧和压缩下的老化失效是导致变压器套管渗漏油事故发生的重要原因。为探究密封圈老化失效机制，本文采用多层压缩结构，开展了丁腈橡胶与氟橡胶密封圈的热氧-压缩双因素试验，进行质量、压缩永久变形的测试及寿命预测，并结合红外光谱、扫描电子显微镜进行性能表征。试验结果表明，热氧因素在各方面加剧了丁腈橡胶密封圈的老化。温度较低时，老化以交联为主，主要为增塑剂和防老剂的挥发，宏观性能劣化较慢。高温时，密封圈质量损失和压缩永久变形迅速加剧，热氧老化严重，断链和交联大量发生，橡胶内部结构破坏。压缩因素对丁腈橡胶弹性的变化有重要影响，压缩与热氧因素相耦合发挥作用。过低和过高的压缩率使得丁腈橡胶分子链柔性下降，25%的压缩率适中，应力松弛减缓，具备更高的密封可靠性，其在40 ℃的工作温度下预期寿命为17.72年。和丁腈橡胶相比，氟橡胶化学稳定性优异，老化特征不显著。本研究为变压器套管密封圈的选型与寿命评估提供了关键数据与理论依据。

磁巴克豪森噪声（MBN）是铁磁材料在磁化过程中由磁畴壁不可逆跳变产生的高频电磁信号，其对材料的微观结构、组成成分以及应力状态非常敏感，被广泛应用于铁磁材料的无损检测。当取向硅钢受到与易磁化轴方向不同的机械应力时，因其各向异性磁化特性，MBN信号会发生变化。本文研究了不同大小、方向拉伸应力作用下取向硅钢片（30RK105）MBN信号多个特征值的变化情况，使用主成分分析法对MBN信号变化贡献度最高的特征值进行提取，并结合多元线性回归法实现取向硅钢片受拉伸应力大小和方向评估。最后计算评估结果的均方根误差和相关系数，验证所提评估方法的精确性。

传统的瓦斯继电器重瓦斯跳闸是根据能将挡板冲开的管道流速值作为整定值来判断，但重瓦斯误动作时有发生。为全面探索重瓦斯动作机理，研制了可以监测挡板转角的新型瓦斯继电器，进一步研究瞬态油流冲击下瓦斯继电器重瓦斯信号、挡板动特性，同步采集管道的流速、压强、重瓦斯以及挡板转角信号，并分析采集到的各路信号间的关联。试验与仿真结果表明：低能量激励下，重瓦斯动作、挡板张开取决于管道流速；高能量激励下，重瓦斯动作、挡板张开取决于管道油流压强；重瓦斯结束动作与挡板复归时，压强衰减较快，重瓦斯动作后期与挡板复归是油流流速保持的。在此基础上提出了一种综合考虑管道油流速度和压强特征量的瓦斯继电器重瓦斯动作整定方法，可作为瓦斯继电器重瓦斯跳闸信号的辅助决策依据。

制定合理的机组检修计划是电力系统中长期稳定运行的关键，考虑到时序生产模拟时间分辨率小计算量大，在电力检修模型中直接耦合系统中长期时序运行模拟存在问题规模大、计算难度高等难题。针对以上问题，本文建立了考虑电力系统中长期时序运行模拟的多类型机组检修模型，以经济性最优为目标，综合考虑多类型机组运行约束以及火电、水电、抽水蓄能三种不同类型待检修机组的检修模型。引入自适应聚类的年度全景时间序列构造方法和聚类机组组合（CUC）方法，从时间和空间两方面对模型的求解进行加速。最后通过算例分析验证了所提模型和加速求解方法的有效性，所提检修模型能考虑细分辨率的中长期时序运行，所提方法能大大加快求解效率，对于同时获得不同类型机组合理、经济的检修安排和年调节水电电量分配具有重要的应用价值。

随着长期运行，气体绝缘高压输电线路(GIL)内部的气体绝缘介质和管道材料可能会出现老化、腐蚀等问题，定期检测有助于及早发现潜在的故障隐患。与传统的压电超声技术相比，电磁超声换能器(EMAT)无需物理接触或耦合介质即可实施检测，具有更高的测量精度，同时对管道表面粗糙度变化表现出更好的适应性。但由于电磁超声换能器换能效率低，获得回波信号中掺杂大量噪声和干扰，信噪比较低，合理设计算法从中提取有效信号，提高信噪比，对于电磁超声无损检测具有重要意义。为了解决这一问题，本文提出了一种基于SDU-Net的EMAT回波信号重建方法。首先，将经过数据增强的含噪信号和原始干净信号作为深度网络的输入。然后，优化网络结构和损失函数提高从EMAT信号中提取特征和重建干净回波的能力。本文使用不同信噪比的信号与CAE和CNN方法进行对比，结果表明，与CAE和CNN方法相比，所提出的SDU-Net方法在去噪任务中使重构信号的信噪比平均提升至20 dB以上，有效地恢复回波信号。

掌握绝缘子污秽层湿润度及其动态变化，对于研究绝缘湿闪络机理和优化绝缘子设计具有重要意义。为了实现污秽绝缘子湿润度分布状态的可视化原位分析，本文提出了一种基于光谱图像回归分析的绝缘子污秽层湿润度检测及反演方法。研究首先搭建人工雾室和高光谱成像检测平台，获得了不同湿润度的污秽绝缘子样品的高光谱图像数据，然后分别建立了基于原始光谱数据和6种光谱预处理结果的偏最小二乘回归模型（PLSR），结果表明，光谱倒数模型（RE）在验证集的决定系数R2和均方根误差RMSE分别达到了0.994 2和0.037 0，可以有效地提高PLSR模型效果。在RE模型的基础上，本文进一步通过特征波段提取去除冗余光谱数据并降低数据维度，从而获得更优异的PLSR模型效果，其中随机蛙跳算法（RF）所建立的10个特征波段模型具有最优的建模性能，所建立的RE-RF-PLSR模型在验证集的R2和RMSE分别达到了0.996 7和0.027 8。最后，根据所建立的RE-RF-PLSR模型，有效获得每个像素点的湿润度计算结果，最终实现了污秽绝缘子湿润度分布原位可视化反演。

针对光伏板缺陷检测中面临的背景复杂以及小尺度目标导致的检测精度低和实时性差的问题，提出一种基于注意力引导与多尺度特征融合的光伏板缺陷检测算法，称为PP-YOLO。为增强对不规则目标的特征提取能力并提高检测速度，在骨干网络采用可变核卷积(AKConv)替换骨干网络中的部分传统卷积；在颈部网络提出空间注意力和通道注意力机制(SACA)，通过同步融合空间注意力信息与通道注意力信息，减少背景噪音的干扰；构建一种自注意力模块(SAM)嵌入颈部网络，通过捕捉全局特征关系并关注局部语义信息，保留更多底层细节特征，并在检测层增加一个高分辨率检测头，从而实现对微小缺陷目标的精准识别。实验结果表明，在自制光伏板缺陷检测数据集上，PP-YOLO的mAP达到95.28%，显著优于基线模型及其它主流检测算法。此外，嵌入式实验的对比结果进一步验证PP-YOLO在计算资源受限的环境下，依然能够实现高效且准确的实时检测，可以为实时缺陷识别和自动化维护提供有效的技术支持。

伴随新能源逆变器数量的增多，基于电磁暂态的单台逆变器累加模型虽精确但会徒增大量冗余计算量，无法满足多机协同控制对实时性的要求，而不完备的简化聚合模型和传统“一刀切”的聚合方法又无法满足新型电力系统对精确调度功率精度的要求。因此，本文提出一种考虑不稳定运行情况和集群间相互作用的精准化多逆变器聚合方法。首先从聚合模型类型出发分析探究了影响聚合模型精度的主要原因，其次将系统发生不稳定运行情况和集群间相互作用纳入对逆变器的分群判定中，并按照分群结果使用加权参数计算方法构建了适用于逆变器的聚合模型，在保留系统动态特性的同时，保证了聚合模型在稳定和不稳定运行情况下功率的精准度。最后通过对八台单相并网逆变器在不同工况下的仿真实验，验证了所提方法的准确性。