台风、暴雨和地震等极端事件愈加频繁发生，严重停电事故暴露了配电网应对灾害能力的不足。为减少极端灾害造成的配电网故障问题，配电网韧性评估与提升研究具有重要的理论价值和现实意义。首先，简要介绍了韧性定义，将韧性与可靠性、安全性、鲁棒性进行归纳区分。然后，依据评估方法的不同侧重点对韧性指标进行分类，梳理了韧性评估指标体系。针对提高配电网韧性这一问题，基于极端天气量化分析和配电网故障建模，分别对配电网灾前、灾中、灾后三阶段韧性提升策略进行论述。最后，从故障表征、韧性评估及韧性提升3个方面出发，探讨了未来配电网韧性研究领域的关键问题和发展方向。

近年来国内外由极端气候事件引发的多起重大的电力安全事件，给经济社会发展和全球能源转型带来巨大影响。从我国新型电力系统的发展战略和气候风险极端状况频发的现实问题出发，通过分析新型电力系统与气候的关联关系，在“韧性”“柔性”“可靠性”“稳定性”等描述电力系统安全水平的概念基础上，阐述了“适应性”的广泛内涵，从而建立了新型电力系统的气候适应性分析框架，探讨新型电力系统的气候适应性建模分析方法的要点，深入剖析了提升新型电力系统气候适应性的关键问题及提升策略，并展望气候风险适应性视角下新型电力系统高质量发展的研究思路，以期丰富气候适应型社会体系下新型电力系统的理论研究。

极端冰灾导致系统停电、停产事故频发，发挥灵活应急资源（flexible emergency resources，FER）互补优势，协调多种FER参与调度有助于系统恢复，提出了冰灾下考虑灵活应急资源协同的综合能源系统运行框架。在灾前-预防阶段，构建鲁棒优化模型，求解FER预调度方案；在灾后-抵御和恢复阶段，建立考虑FER的综合能源系统双层优化模型，上层线路抢修情况与下层节点负荷削减情况实时传递，实现快速抢修的同时，通过移动储能队伍优化系统调度，减小系统综合负荷削减率以提高弹性。算例分析表明，所提框架能够有效使综合负荷削减率减小32.16%，提高了系统抵御灾害能力。

为了促进电-热综合能源系统的风电消纳与碳减排，提出了考虑燃气-蒸汽联合循环机组（combined-cycle gas turbine， CCGT）、电制氢热（power to hydrogen and heat， P2HH）、压缩空气储能（compressed air energy storage， CAES）（CCGT-P2HH-CAES）与需求响应的电-热综合能源系统低碳经济调度模型与求解方法。首先，构建CCGT-P2HH-CAES的协同运行框架，充分利用CAES的充、放电潜力和P2HH回收的热能。其次，建立电-热综合能源系统的两阶段低碳经济调度模型。第一阶段提出含CCGT-P2HH-CAES的电-热综合能源系统经济调度模型，采用碳排放流理论量化需求侧的碳排放责任；第二阶段应用双边Shapley值法计算需求侧的碳排放范围，以碳排放责任成本与需求响应收益之差最小为目标进行优化。最后，设计两阶段优化模型的求解方法，采用改进的6节点电力系统和6节点热力系统进行仿真验证。结果表明所提模型和方法有助于实现电-热综合能源系统的经济运行、风电消纳和碳减排。

随着分布式电源（distributed generation，DG）的规模化发展，利用智能软开关（soft open point，SOP）可以实现对配电网潮流的灵活控制，使柔性配电网（flexible distribution network，FDN）调节潮流的能力进一步增强。建立了一种基于改进碳排放流理论的柔性配电网低碳规划模型。首先，分析柔性配电网的碳排放特点，提出了改进的柔性配电网碳排放流计算方法；然后，考虑DG和SOP的特性，基于改进的碳排放流理论建立了柔性配电网低碳规划模型；进一步，基于二阶锥规划方法求解所提模型，得到柔性配电网的最优低碳规划方案，并结合碳排放流理论得到全网的碳排放流分布；最后，在改进的IEEE 33节点配电系统上对所提模型进行分析与验证，结果表明，对DG和SOP进行合理的协调规划，可以有效提升系统运行的经济性，减少碳排放。

在“双碳”目标背景下，我国正在大力建设沙漠、戈壁、荒漠（简称“沙戈荒”）等地区大型风光发电基地，由于风光出力具有强随机性和波动性，沙戈荒基地外送系统存在运行不确定性与失负荷风险，传统的特高压直流输电功率曲线拟定方法与输-储协同规划方法难以用于沙戈荒基地的电力外送。首先针对风光出力具有不确定性的特点，提出典型特高压直流输电功率曲线集构建方法；其次，结合场景距离，提出基于条件风险价值理论的系统失负荷风险量化指标，并建立沙戈荒基地配套输-储协同规划模型；最后，选取沙戈荒风光火储一体化发电基地进行算例分析，结果表明所提方法能够适应多种风光出力场景，实现了沙戈荒基地新能源消纳最大化，验证了所提方法的有效性。

风电机组短路电流计算是新型电力系统分析与控制的重要前提，目前有关全功率型风电机组的短路电流研究多集中于故障初期的计算，鲜少涉及故障穿越全过程。文章基于某实际全功率型风电机组的厂家封装模型，详细分析了其故障穿越全过程短路电流的动态行为；并基于对机组控制策略的完整建模，分别推导了故障发生时的瞬态、故障持续期间的暂稳态、故障清除后的瞬态和故障清除后的恢复等四个阶段的短路电流暂态行为解析式，提出了故障穿越全过程短路电流的解析计算方法。通过故障穿越全过程的机组短路电流解析计算结果和厂家黑盒封装模型短路电流测试结果的一致性对比，验证了文章提出方法的有效性。

在新能源大基地建设持续推进的背景下，考虑新能源大基地对受端电力现货市场运行的影响，提出了一种市场条件下新能源大基地储能规划双层经济性分析模型。该模型的下层是以安全约束机组组合和经济调度为核心的受端长周期电力现货市场仿真模型，上层为以新能源大基地收入最大为目标的新能源大基地优化调度模型。考虑到该双层模型的复杂性，采用交替迭代的方法进行求解。在此基础上，用投资回收年限分析了配置不同类型储能对新能源大基地经济性的影响，并对储能的容量进行规划。用一个实际电网算例验证模型和算法的有效性，其中压缩空气电池对新能源大基地收益提升效果最明显，2 h锂电池的投资回收成本最低，且1 000 MW左右为最佳容量。

在“双碳”背景下，抽蓄电站与风力、光伏电站间因利益驱动形成多主体合作联盟将成为必然，但多主体合作联盟在演化过程中可能出现破裂的情况。演化博弈常用于研究电力市场中的多主体合作运营，可用于研究合作联盟的长期稳定性，但其作为非完全理性博弈方法忽略了博弈过程中存在的复杂性与随机性。基于演化博弈理论构建效益协调模型，优化各主体出力并求解演化博弈收益矩阵，随后分别构建风-光-抽蓄三方确定演化博弈模型、随机演化博弈模型，以此揭示多主体合作联盟形成和破裂的机理。基于某省实际数据得到以下结论：未来抽蓄电站作为主体参与合作联盟具有可行性，且依据新能源装机比例可将合作联盟分为初始阶段、发展阶段、破裂阶段；在随机干扰因素的影响下，光伏电站存在提前退出联盟的可能性，稳定的合作联盟是提高新能源消纳的重要保障。

在电力市场和碳交易市场的背景下，为满足高比例新能源并网所带来的电力系统灵活性需求，且节省投资建设成本，提出一种考虑电碳耦合和灵活性供需平衡的源网荷储协同规划方法。首先，通过电价和碳交易价格建立电碳耦合关系；其次，对柔性负荷可调节潜能进行分析，根据电碳耦合下的自适应分时电价建立价格型需求响应模型；再次，分析电力系统中灵活性资源所具备的灵活性供给能力，建立灵活性供需平衡模型；然后，建立基于全生命周期理论的源网荷储协同规划双层模型，上层模型以电力系统建设投资的等年值综合成本最小为优化目标，下层模型以电力系统年运行成本与年碳交易成本之和最小为优化目标；最后，采用改进的自适应遗传算法对所建立的模型进行求解。算例结果验证了所提方法能够为源网荷储协同规划工作提供参考。

新能源渗透电网使得系统频率响应时空分布特性愈发凸显，现有固定分区方法难以确保任何时段内频率响应的相似性，实时分区方法提供了解决思路，但又存在可能的错误分区和耗时问题。首先，提出一种频率曲线趋势和数值距离，并与动态时间弯曲距离、欧式距离和符号聚合近似距离作对比。然后，使用层次聚类和k-means聚类算法实现系统实时分区，分区数目由silhouette-coefficient（S-C）指数、Calinski-Harabas（C-H）指数和Davies-Bouldin（D-B）指数三个指标评估得到。上述四种距离、两种聚类方法和三种指数互相组合得到24种实时分区模型，对比后选定计算频率曲线之间趋势和数值近似距离，采用层次聚类算法进行聚类，基于峰值S-C指数确定分区数目这一实时分区模型。最后，在IEEE 39系统、IEEE 118系统和实际系统进行仿真，结果表明该实时分区模型可在不同时段针对不同扰动类型和位置实时变更分区，确保了区域内频率响应的相似性，有效提高了系统分区的准确性和快速性，且在区域惯量评估方面表现较好。

在全球气候变化加剧、新能源大规模快速发展背景下，气象已成为影响电网安全和电力保供的关键因素之一。提出一种台风灾害不确定性场景下双层循环风光功率预测模型。首先，上层利用Wasserstein生成对抗网络（Wasserstein generative adversarial network， WGAN）模型建立不确定性场景处理模型，通过WGAN与改进的K-means算法结合，得到各不确定性变量典型场景，实现对可再生能源不确定性的合理刻画。然后，下层建立基于多模型融合Stacking集成学习模型及长短期记忆（long short term memory， LSTM）模型的台风灾害风光功率预测模型，并以预测准确率为迭代参数，通过上下层模型之间的循环迭代，得出准确率最高的风光功率预测值。最后，以2022年登陆浙江舟山港的台风“梅花”为例，验证了所提模型的先进性与可行性。

大规模风电持续并网显著影响大电网运行的频率安全性和经济性，为此，提出一种考虑系统频率安全及场间风能转移的风电场协同规划与运行方法。首先，考虑风电场场间出力相关性，构建场间风能转移模型。其次，基于风机综合惯性控制与减载运行策略，建立了风机参与调频的系统频率响应模型，并据此制定了系统频率最大偏差约束条件。进而，设计了考虑系统频率安全及场间风能转移的风电场协同规划与运行方法。基于IEEE 30节点系统算例分析表明，所提风电场规划方法能够提高风电场风能利用率，保证系统频率安全稳定。

基于模块化多电平变换器的柔性直流输电技术已成为大规模深远海风电接入的主流方案之一。当风电柔性直流送出系统送端交流线路发生短路故障时，柔性直流换流站和风电场之间的控制耦合作用使得系统的故障电流特性发生显著变化，进而严重影响继电保护装置的可靠运行。为了明确柔性直流换流站和风电场控制耦合作用对送端差动保护适应性的影响，首先，结合系统控制模型分析了系统的控制耦合机制，推导了送端对称故障下系统的平衡点存在性约束。其次，对换流站和风电场短路电流的幅值与相位特性进行了分析，明确了控制耦合作用下系统的电流运行范围与相位差的分布区间。在此基础上，讨论了风电柔性直流并网系统的差动保护适应性，总结了影响保护可靠性的主要因素及其影响规律。最后基于PSCAD仿真平台建立了系统时域仿真模型，仿真结果验证了理论分析的正确性。

为实现国家“双碳”目标，推进国家能源结构转型，推广和发展电化学储能技术具有重要意义，而成本与收益是决定其技术应用和发展规模的关键。首先建立了储能平准化度电成本模型，然后梳理及对比分析目前已实际应用推广的几种典型电化学储能的技术经济特性。进一步以磷酸铁锂电池储能为例，测算了电化学储能平准化度电成本，并分析了购电成本、循环寿命、年循环次数、单位容量成本、运维费等因素对度电成本的影响。最后结合我国实际情况，从电源侧储能、电网侧储能、用户侧储能三个应用场景对我国电化学储能的盈利模式展开分析。结果表明，电化学储能仅依靠电量收益在电力系统中的盈利能力欠佳，未来需明确储能定位，完善运行规范和盈利机制，拓宽盈利渠道。