随着全电飞机的迅速发展，飞机上的用电设备不断增多，供电线路上发生电气故障的概率也逐渐增大，而供电线路上的保护装置能极大地隔离供电线路的过载或短路故障，因此电气系统的保护器件对供电的可靠性和安全性越来越重要。合适的电路保护装置能有效地提高飞机的安全性，降低飞机灾难性事件发生的概率。对于民用飞机，要取得适航证，选择合适的电路保护装置是适航条款中必不可少的环节。基于此，提出了某飞机电网中保护器件的分类、选用方法及验证所适用的方法。

介绍了1种改进型4H-SiC超结UMOS器件。该结构引入上下掺杂浓度不同的P柱并采用底部厚氧化层。P柱可以与N漂移层形成超结结构，从而在保持高击穿电压的同时减小比导通电阻，底部厚栅氧化层可以减小栅漏电容。结合实际的MOSFET工艺， 通过SRIM仿真给出了离子注入条件，并通过TCAD软件对器件结构参数进行优化仿真，得到了击穿电压为1035V、 比导通电阻为0.886mΩ·cm²的超结UMOS器件。

为了抑制常见BOOST PFC变换器的共模传导噪声，提出一种基于混沌扩频与无损吸收的BOOST PFC变换器共模传导EMI抑制方法。通过分析变换器传导EMI路径，建立共模干扰等效电路，阐明无损吸收抑制高频EMI的机理。在此基础上引入扩频技术，分析定频、周期以及混沌扩频PWM的频谱分布，论述混沌扩频技术运用于开关变换器抑制EMI的优异性。仿真与实验结果表明， 相比定频PWM共模传导EMI频谱，无损吸收混沌PWM在100kHz~1MHz、1~30MHz内分别有5~20dBuV、12~22dBuV的改善。该方法无需辅助开关管，通过吸收电路谐振实现开关管的零电压关断，针对无损吸收无法抑制中低频噪声的缺点，利用混沌扩频实现变换器共模噪声的进一步抑制。测试结果表明引进混沌PWM之后变换器输出纹波与效率波动范围都在1%以内。

基于脉冲密度调制PDM(pulse density modulation)的双边协同控制使得无线电能传输WPT(wireless power transfer)系统在耦合系数和负载阻抗变化的情况下能够保持最大效率传输，但是在系统启动及电池恒流恒压充电切换时会产生远高于额定值的电流/电压超调。为了解决超调问题，保证电池充电稳定性，提出了一种抗饱和控制策略。首先，基于WPT系统的等效电路模型分析最大效率点跟踪的工作原理；然后， 结合WPT系统两侧控制量的协同工作过程，解析系统启动及电池恒流恒压充电切换时的超调现象，给出恒流恒压控制器设计方法，将反计算抗饱和算法与控制器设计相结合，提出抗饱和控制策略；最后，搭建了仿真模型，验证所提出的抗饱和策略能够有效抑制控制器饱和导致的超调，减少系统到达稳态的时间，降低电流/电压的超调带来的元器件应力。

与传统的插拔式充电系统相比，无线功率传输WPT(wireless power transfer) 系统因具有更加安全、高效、稳定、便捷的特点，受到越来越多的关注。基于此，提出1种基于拓扑切换的三线圈恒流CC(constant current)恒压CV(constant voltage)无线充电系统，实现与负载无关的CC和CV充电输出功能。首先，通过设置2个交流开关实现系统CC与CV模式之间的切换，并且能保证系统在CC和CV模式下均能运行在零相位角ZPA(zero phase angle)状态。然后，将交流开关设置于系统接收侧，则该系统不需要额外的无线通信模块辅助，可在一定程度上减少系统的开发成本并避免无线通信可能受到干扰而造成系统的不稳定性。最后，搭建了1台验证性实验样机，设置其充电电流和充电电压分别为3A和60V，其最大系统功率传输效率可达到92.9%。实验结果与理论分析基本一致，验证了所提系统的正确性和可行性。

全方位三激励WPT系统中接收端和发射端之间的磁耦合参数是影响系统传输效率的重要因素，对耦合参数进行有效地辨识是使全方位WPT系统达到最大效率的关键。在采用高频逆变器作为发射线圈激励源的情况下给出逆变输出电压各次谐波的数学描述，在移相角为/3的条件下忽略谐波，将输出的方波电压用波形具有标准正弦形状的基波来近似替换。在此基础上推导出系统发射端电流有效值的数学模型，引入改进的遗传算法，将参数辨识问题转换为全局寻优问题，给出基于该模型的磁耦合参数辨识方法，并通过仿真及实验验证了所提方法的可行性及有效性。

为弥补电动汽车与电网间能量单向流动不足，提高电动汽车充放电的灵活性与新能源发电的就地消纳能力，提出1种含电动汽车双向无线电能传输的直流微网拓扑结构，研究了将车载电池作为移动储能设备的控制方法。以风光互补发电系统与混合储能为基础，针对双向无线电能传输系统提出基于功率的控制方法，可保证电动汽车作为负荷吸收电能，又可当作储能单位发出电能。为保证系统稳定运行，进一步设计了微网上层中心控制器。Simulink仿真结果表明：电动汽车与电网的能量交互提高了电网运行稳定性，双向无线电能传输可提升电动汽车充放电效果，在一定程度上促进了新能源发电的就地消纳，验证了所提拓扑的有效性与控制策略的优越性。

磁悬浮非接触式供电是一种将磁悬浮与无线传能相结合的技术，利用地面线圈与车载次级线圈之间的电磁耦合实现电能传输。无论是应用于超导电动悬浮的直线发电机供电系统还是应用于电磁悬浮的感应式功率传输系统，都实现了列车运行时的非接触式供电，避免了接触式供电磨损、噪音以及气候敏感性、运行速度受限等问题。非接触式供电适用于不同类型的磁悬浮系统，有利于磁悬浮技术的进一步商业化发展。为此，重点介绍了磁悬浮非接触式供电的国内外发展状况及其进一步应用面临的挑战。

基于模块化多电平变换器的有源电力滤波器MMC-APF(modular multilevel converter-based active power filter)是用来处理非线性负载对电网带来的污染问题最有效的拓扑之一。提出了一种基于改进有限状态多步模型预测控制的MMC-APF， 仅通过基波同步旋转坐标系实现对所有谐波的控制。首先，使用PI加重复控制的电流环复合控制得到上、下桥臂预导通子模块数，在此基础上进行多步交流侧电流模型预测，最终得到桥臂投入子模块数的最优解，缩小了寻找目标函数最优电平的搜索范围，无需设计权重因子，每相桥臂子模块的总投入数为[N-1，N+1]，交流侧输出电平数最大可达2N+1， 提高了MMC-APF交流侧电流补偿精度，并改善了系统动态性能。最后，搭建了MMC-APF平台，仿真和实验结果与理论分析一致，进一步验证了所提研究方案的可行性和有效性。

通过对深度卷积神经网络的深入研究，提出基于深度卷积神经网络的电力系统故障预测方法，保障系统安全运行。采用广域测量系统测量每个支路与节点，将获得的功率与关键特征值分别作为深度卷积神经网络模型输入、输出，训练这2个数据，并使用深度卷积神经网络Alex Net分析输入数据与输出数据的映射关系，建立基于深度卷积神经网络的电力系统故障预测模型，通过特征值分组、振荡模式筛选、数据预处理、模型训练和模型评估，实现电力系统运行状态评估，完成电力系统故障预测。实验结果说明：该方法的关键特征值计算结果与实际结果基本一致，可靠性高；使用正则化可提升模型泛化效果，防止模型过拟合；与其余方法的准确率和误报率指标相比，所提方法的准确率高达99.52%，误报率为1.16%，综合评价指标较高，评估效果优势显著。