具有极强随机性和不确定性的分布式能源、可控负荷、电动汽车等的发展，既给电力系统的灵活性问题带来挑战，又可以作为灵活性资源（flexible resources,FRs）给电网带来机遇。虚拟电厂（virtual power plant,VPP）作为FRs集成聚合的主要形式，实现对海量灵活性闲散资源终端的聚能、储能、供能与用能。该研究聚焦于VPP内部的资源管理，首先从能量、空间、时间三个尺度指出VPP实施资源集群及协同调控过程中面临的技术挑战；然后阐述云管边端架构下VPP的层级结构与基本功能，并对资源建模、资源集群、协同调控涉及的关键技术及相关通信方法进行综述；最后对未来VPP需要探索的研究方向进行了展望。

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能源行业新兴分布式技术不断发展，分布式计算虽然能弥补传统集中式计算网络拥堵、计算能力低的缺点，但对边缘设备隐私安全和可信感知存在不足。首先根据能源互联网和边缘设备特性，依托边缘计算、分布式控制和智能终端建立了信息能源边缘服务系统（cyber energy edge service system,CEESS），保证网络信息流通量的同时，实现了边缘信息存储和安全传输。在零信任模型下，针对边缘设备和能源信息分别提出相应的信任感知策略。最后提出数据可信下的事件触发边缘控制，以及网络崩溃情况下的节点自愈方法，保障了信息能源系统的设备安全运行和可信性控制。

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信息通信技术的快速发展使得电力系统成为典型的信息物理系统（cyber physical systems,CPS）。在电网侧控制日趋智能化的同时，也引入了网络攻击的风险。本文基于关联矩阵模型分析了网络攻击对电力CPS的影响，然后针对攻击后的信息组件、物理设备状态对后续控制策略的影响，提出了信息物理协同的双层控制策略调整方法，通过IEEE标准系统验证所提方法的可行性和有效性。

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随着交通电气化与再电气化程度的不断提高，电力系统与交通系统逐步呈现出深度融合的形式。提出了电力-交通协同运行控制框架，从电力-交通交互影响、电气化交通负荷建模、电力-交通协同运行控制方法等角度，归纳并分析了电力-交通协同运行控制的研究现状。最后，阐述了电力系统与交通系统协同发展的关键技术。电力-交通协同优化运行可以提升电网运行效益、缓解交通出行的供需失衡、提升用户体验，是能源系统实现低碳、清洁、高效、安全的重要技术手段。

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随着天然气发电机组数量的逐渐增长，电力网络和天然气网络之间的耦合加深，它们之间的协同运行变得愈发重要。同时，不确定性新能源的接入给电力和天然气互联系统的经济安全运行带来了挑战。为了应对风电不确定性给互联系统带来的运行风险，采用分布鲁棒机会约束，通过数据驱动的方式，以少量的风电预测误差历史数据得到与矩信息有关的模糊集，并将形成的机会约束问题转化为易于求解的形式。另外，为了保护电、气系统各自的隐私信息，在假设存在第三方可信任的协调者的前提下，利用松弛交替乘子法，实现互联系统的分布式协同运行。仿真结果表明，分布鲁棒优化相比较于传统的随机优化可以实现较低的机会约束违反概率。另外，相比较于传统交替乘子法，松弛交替乘子法能够以更小的迭代次数达到同等的收敛精度。

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随着能源利用终端多能耦合程度的加深，配电网网络重构需充分考虑多能耦合之间的影响，以配电网快速灵活的重构操作提升综合能源系统的优化水平。基于此，建立了考虑配电网网络重构的电-气综合能源系统（integrated electric power and natural gas system,IEGS）优化运行模型。一方面，在最小化IEGS运行成本的基础上，利用条件风险价值理论（conditional value at risk,CVaR）量化IEGS源-荷不确定性所带来的运行风险，将其折算为成本统一到目标函数中；另一方面，考虑多能耦合约束，将配电网络重构映射到IEGS运行优化模型中，潮流模型中引入重构开关控制变量，构建支路开断潮流约束和配电网辐射状约束，并对其进行线性化处理。算例结果表明，在IEGS中考虑配电网网络重构可提升IEGS运行能力，而利用CVaR计及了源荷不确定性，使得IEGS中配电网重构结果更具鲁棒性。

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配电网中本地可控发电资源能量有限，光伏和风电等可再生能源发电（variable renewable energy-distributed generation,VRE-DG）在天气条件良好时出力可观，可为大电网停电事故后配电网应急供电恢复提供有力支撑。然而，失去大电网支撑的电气孤岛抗扰动能力弱，而VRE-DG出力具有不确定性，如处理不当则会造成功率失衡甚至恢复失败。计及VRE-DG的配电网应急供电恢复策略，通过在每个时段初期求解多时段恢复模型和优化运行模型确定该时段的恢复策略和最优运行状态。算例表明，该策略可最小化VREDG出力不确定性带来的风险，充分利用VRE-DG对重要负荷供电。

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针对电力公司在开展变压器设备运检过程中存在的非结构化文本数据难以利用、全口径数据难以深度融合、设备知识应用深度较浅等难题，基于语义网、知识图谱、自然语言处理等人工智能技术，对开展设备智能管理的关键技术进行了研究，提出了支撑变压器智能管理的智能技术框架，包括非结构化文本智能识别与提取、以设备为中心的设备知识表示与存储、设备知识服务应用三部分；形成了设备语义提取模型、设备语义相似度计算模型、基于深度神经网络的智能问答模型等三个智能模型；总结了该技术在变压器设备状态评价报告自动化审核、设备信息灵活查询、基于设备故障知识的辅助诊断三个场景的应用成果；提出了基于知识的设备智能技术下一步研究的方向。

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电力零售市场的建设是电力改革的重要内容，也是落实供需结构性改革的重大战略举措。能源互联网发展背景下电力零售市场将出现多元新兴主体，市场环境更加复杂，现行市场机制不明晰且难以有效支撑多元主体接入，将阻碍能源互联网发展和能源革命，因此亟需交融共享的商业模式和灵活自主的交易体系，助力电力零售主体的价值提升和创新发展。首先分析了能源互联网环境下电力市场的转变与电力零售主体类型，随后分析了电力零售主体蕴含的价值，接着从交易和服务两方面设计并构建能源互联网环境下电力零售主体价值实现体系，最后分析了价值体系下聚合主体的运营经济性。算例表明，构建的电力零售主体价值实现体系可以指导聚合商及电力零售主体合理运营，推动电力零售市场建设。

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分布式发电交易是区块链技术的一个典型应用场景，缺乏合适的共识机制是制约其应用落地的重要原因之一。主流区块链共识机制算力消耗大、共识速度慢。针对该问题，设计了一种适用于分布式光伏交易的区块链共识机制。首先通过对比得出DPOS（delegated proof of stake）共识机制比较适合分布式光伏交易。然后，研究不同类型分布式光伏发电的交易周期，结合DPOS共识机制，考虑节点的交易频次、容量、质量、信用损耗、信用增益5个因素，提出一种基于节点信用值的共识方法。最后，通过10节点的算例表明交易周期短、容量大、偏差小的节点成为整个系统代理节点的概率较大，同时节点的信用损耗和增益也对结果有一定影响。

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清洁替代和电能替代逐渐成为世界能源电力发展的趋势，欧洲在推动“两个代替”方面走在世界前列。在该趋势下，对未来欧洲电网的跨国互联需求和潜在互联项目进行分析及评估。首先，考虑欧洲“两个替代”程度日益深化，从电力需求和电力装机预测2个方面，构建未来欧洲可能出现的大规模清洁能源情景，并对该情景下的2种极限装机方案进行对比分析；其次，考虑输电通道边际收益，通过基于Zonal模型的输电需求分析，得出1种可行的欧洲跨国输电通道加强方案及装机方案；最后，计及未来欧洲新增输电需求，利用基于TOPSIS技术的输电项目成本效益评估方法，对未来各输电通道具有开发潜力的输电项目进行评估。所用方法与得出结果可为后续跨国跨洲输电需求分析及项目评估提供参考。

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区域电网的黑启动能力是电力系统安全运行的重要保障之一。随着风电和光伏发电在系统中占比越来越高，特别对于风电装机占比高但水电少、甚至无水电的地区，风电结合储能能否作为黑启动电源受到研究者关注。结合黑启动方案规范，设计了基于多储能系统的风电场黑启动方案，提出风-储联合系统黑启动过程的4个主要阶段，并提出以持续有效出力概率计算风电汇集地区全年能满足黑启动的时段占比，衡量地区风电黑启动成功概率。最后基于PSCAD对简化的风-储联合系统仿真储能自启动、风电场启动及火电机组辅机启动3个过程，初步从暂态层面验证了风-储联合系统黑启动的可行性。

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