随着中国经济高质量发展、能源转型加速，特别是在中国提出的2030年前碳达峰目标和2060年前碳中和愿景下，中国综合能源服务发展面临新形势、新要求。首先从能源客户需求、能源技术、能源服务模式、能源服务业态、能源政策等维度，研判中国综合能源服务未来发展趋势；其次，对中国当前综合能源服务发展存在的关键问题进行分析，并从政府、行业、企业等不同层面提出相应措施建议，为中国综合能源服务高质量发展提供决策参考。

局部放电的检测和定位是变电站电力设备状态监测和诊断的重要手段。现有的基于时差法的特高频局部放电定位技术，由于高昂的设备成本限制了其应用范围。提出的基于广义回归神经网络和接收信号幅值强度（RSSI）指纹图的局部放电定位法，分为2个阶段。在算法的离线阶段，建立被测区域的RSSI指纹图；在线阶段，利用广义回归神经网络（GRNN）实现对局部放电源的定位。现场测试表明：提出的方法平均定位误差为0.51 m，定位误差小于1 m的累积概率为81.6%。和基于RSSI信号衰减模型定位法的克拉美罗下界（CRLB）最小均方误差相比，均方误差小于0.6 m²的GRNN定位误差累积概率为66.7%，要优于基于信号衰减模型定位方法的CRLB。该方法解决了传统方法定位精度低、成本高的缺点，具有较低的硬件成本和良好的环境适应性。

输电铁塔的局部螺栓连接结构在服役过程中，受到环境静/动载荷的作用，会发生预紧力减小或松动等故障，降低整体输电铁塔结构的承载能力。因此发展输电铁塔螺栓连接结构健康监测技术对电网输电塔线体系的安全可靠运行具有重要意义。对螺栓连接结构的典型结构健康监测技术研究进展进行综述，包括基于动力学理论、导波理论、声弹性效应和计算机视觉技术的结构健康监测技术，介绍这些技术的基本原理和发展现状，并在此基础上对输电铁塔螺栓连接结构健康监测技术进行总结和展望。

电力传感器作为能源互联网感知层的基本组成部分，其供电稳定性是广大从业者的关注重点。通过环境能量收集技术为传感器供电，可使传感器具有自供电特性以及长期免维护的优势，能量收集技术在电力传感领域的应用受到了越来越广泛关注。综述了环境能量收集技术在电力领域的应用现状以及温差、振动、风致振动等新型能量收集技术的特点。结合电力行业传感器应用需求，提出了环境能量收集技术在电力行业应用的发展趋势，总结为取能方式多样化、取能器件小型化和取能传感一体化等发展方向，并对应用发展面临的挑战进行了剖析，提出了取能技术应用面临的技术挑战、可靠性挑战和应用适配挑战。

为提高配电房的环境监控力度和运维管理水平，设计了一款能实时监测多种气体浓度和温湿度的多功能传感器。对传感器的原理、电路设计、软件设计和功能参数等进行了详细介绍。传感器以STM32L151RDT6微处理器为主控芯片，以先进光谱和电化学技术为原理对多种气体同时进行检测，使用基于ZigBee（一种短距离无线传输协议）的无线传输模块和485有线网络实现传感器与监控中心之间的数据传输和通信，通过上位机对配电房运行状态作出判断和预警。经过测试：设计的KIS-GTH5A型多功能传感器的气体检测精度在量程的±3%之内，温度和相对湿度检测精度分别在±0.5 ℃和±3%之内。具有性能高、体积小、功耗低等优点，符合配电房气体的浓度和温湿度的检测要求。

传统的开关柜局部放电模式识别方法缺乏一定的泛化性能且识别准确率低，难以在实际工程中应用。提出了一种基于残差卷积神经网络的开关柜局部放电模式识别方法，通过在网络中加入残差模块以解决随着网络层数加深导致准确度饱和后出现退化的问题，并综合利用开关柜局部放电数据的浅层与深层特征融合学习，实现模式识别。通过开关柜不同绝缘缺陷类别的局部放电模拟实验与配电站现场检测，构建了开关柜局部放电数据样本库，并进行了实验分析。实验结果表明：所提方法的识别正确率达96.06%，相比传统识别方法至少提高了20.22%，且随着训练集样本数量的增加，识别率有更大提升。综合使用特征层融合模块和残差模块，显著提升了模型的泛化性能，更适用于实际工程。

为了实现对电力设备绝缘劣化的全面监测和敞开式变电站的故障预警，提出了一种基于接收信号强度和高斯过程分类的变电站空间局部放电源定位方法。相较于现有的特高频时差法，提出的方法只需要特高频信号幅值强度的测量值，而不是对特高频信号进行高速同步采样，极大地降低了装置成本及改善了使用便捷性。同时，为了减轻特高频信号传输建模受到多路径效应和阴影效应的影响，提出了采用高斯过程分类算法用来学习不同传输路径下特高频信号特征，以生成决策区域来识别正确的接收信号强度数值，从而提高定位精度。现场试验结果表明，提出的空间局部放电源定位方法的平均误差为2.51 m，满足识别变电站内可能存在绝缘劣化的电力设备以达到故障预警的目的。

针对断路器伴随振动信号分析故障的特征提取费时、实时性差无法用于在线监测问题，提出一种基于快速提取区间特征的断路器储能状态辨识方法。首先由峭度-小波模极大值检测断路器储能状态起始点，将振动信号通过KS检验标记包络幅值差异明显区间，然后提取信号包络和作为特征向量，采用ReliefF-SFS方法对特征进行筛选降维得到最优特征子集。最后通过模糊C均值聚类（KFCM）对特征进行预分类获得风险最小的最优超平面，由支持向量机（SVM）建立训练模型进行状态辨识。实验结果表明：所提出振动信号区间特征快速提取的储能状态辨识方法，在保证准确率的前提下，提取特征仅需0.2 s，在断路器状态监测领域具有重要的应用价值。

利用梯级水电的快速调节能力和抽蓄机组发电/抽水工况灵活转换的特性，在补偿风/光出力的波动性和不可控性的基础上，建立源端风-光-水-蓄系统互补模型，以增强发电系统的调节能力。同时，在计入现货电价、考虑负荷时间和空间可转移特性的基础上，建立负荷侧模型并在考虑源端风/光出力随机性、系统网络约束基础上，提出基于系统经济性、系统状态均匀度和负荷跟踪等多项系统指标的源-网-荷互动策略。在上述研究基础上，进一步建立互补发电系统多目标容量配置模型。最后通过算例仿真，并利用专业优化软件LINGO进行求解，得到不同规划年和场景下的源端互补系统配置容量，验证了所提方法对系统指标提升的有效性。

随着分布式光伏的普及，具有负荷电源双重属性的产消者大量出现。在电力现货市场的环境下，首先，基于Stackelberg模型分析产消者以及售电商在价格型需求响应中的决策机理，提出基于卷积神经网络（convolutional neural networks, CNN）的产消群决策行为预测模型，实现对产消群负荷调整及反弹量的精准预测。然后，充分考虑负荷反弹现象对于价格型需求响应的影响，提出考虑负荷反弹的滚动优化策略，提升售电商收益的同时，降低产消群负荷不平衡量，并促进分布式光伏的就地消纳。仿真实验表明，所提产消者决策行为预测模型的预测准确度在99%以上，且考虑了负荷反弹现象的滚动优化策略能够将产消群可再生能源就地消纳率提升5%以上，同时，相较于分时电价以及不考虑负荷反弹的实时电价，售电商的收益分别提升了118.8%和15.1%。

提出一种考虑新能源资源互补特性及预测出力特性、基于跨区特高压直流联络线的全局备用容量优化技术。首先，分析中国新能源资源的相关及互补特性，研究不同区域整体资源互补运行的可行性；然后，提出基于新能源预测统计特性的系统实时备用容量优化方法，建立基于时序生产模拟方法的跨区域全局备用容量优化技术；最后，以“三北”地区为例，开展考虑区域资源互补特性的全局备用容量优化案例分析。算例结果表明：所提方法优化了常规火电机组的开机方式，可实现系统实时备用的合理优化、促进新能源消纳、提升电网整体运行效益的目标。

随着两部制电价带来的机遇和储能本身技术经济性的不断提升，用户配置储能系统可获得巨大的经济效益。为挖掘储能系统收益潜力，在用户负荷最大需量下界分析计算的基础上，提出了一种考虑最优收益的储能系统优化运行模型。该模型以储能配置后的负荷最大需量和充放电功率为变量，综合考虑储能系统运行和寿命约束、变量自身约束等，并通过所提出的辅助变量，将非线性优化运行模型转化为线性模型，降低了求解难度。最后应用该模型方法，对北京和上海2个典型地区的储能系统收益进行了分析。

当前配网面临着大规模分布式电源及多类型储能分散接入的情形，为配网系统的优化管控带来了极大的复杂性。基于分层优化、分区协同的思想，提出了一种区域内自治、区域间协调的配网分层优化体系，以达到大规模分布式电源并网后系统优化运行的目的。在优化调度层中，以各区域与主网交换功率的可调度性为目标建立动态数学模型，通过区域间协同优化实现大规模分布式电源友好并网，得到区域的整点功率交换指令。在区域内控制层中，考虑到不同分布式电源调节能力的差异性，结合储能系统基于模糊策略响应并修正上一级的整点指令，并给出各区域5 min超短期调度指令。在设备级控制中，基于PWM变流器对各储能系统进行实时控制以响应上一级的指令。最后基于算例仿真计算对所提方案进行了验证。

当前全球能源转型正处于加速推进时期，各国转型进程呈现出一定的差异化特征。基于对能源转型发展方向的剖析，提出涵盖能源结构、能源效率、能源安全、能源价格4个维度的能源转型评价指标体系。在此基础上，对中国、美国、德国、法国、日本、韩国等主要国家能源转型情况进行对比分析，进而提出对中国能源转型的结论与启示。

为充分发挥华东电网在中国统一电力市场体系中的作用，推动长三角电力资源一体化，分析了华东电网在中国统一电力市场体系中的定位和作用。指出华东电网省间市场是全国省间市场不可缺少的组成部分和电力行业落实长三角一体化战略的重要载体。华东电网省间市场的运营将为中国统一电力市场体系建设积累宝贵经验。最后，给出了中国统一电力市场体系下华东电网省间市场建设的路径图。

针对基于配电网的分布式光伏发电系统发电性能开展仿真研究。分析了分布式光伏发电系统拓扑结构，根据光伏系统关键部件运行机理，建立了光伏组件、光伏逆变器运行模型，根据光伏组件I-V特性，建立光伏组件阴影遮挡模型。结合现场实际测试，确定光伏系统各环节运行模型参数，通过分布式光伏系统各环节结构以及光伏部件，对分布式光伏系统发电性能进行评估。

高温反偏测试（high temperature reverse bias，HTRB）作为功率器件可靠性测试的重要环节，其测试装置的精度和功能决定了对被测器件老化程度判定的准确性。针对高压大功率器件对测试装置空间、精度以及可靠性的需求，自主研制出了电压等级6 kV、环境温度180 ℃的高温反偏测试装置。此外，该测试装置还集成了温度-漏电流关系曲线自动测量及失效期数据高频采集等功能，更为准确灵活地监测被测器件的状态，进行可靠性评估与失效分析。为验证该测试装置的各项功能及可靠性，使用该装置对商业IGBT器件进行了测试，初步测试结果表明：温度与漏电流呈指数关系，集射极漏电流随着老化的进行逐渐增大。该装置符合高压大功率半导体器件对高温反偏测试的需求且适用于不同封装的IGBT器件。

首先基于线路绝缘电阻测量进行故障检测和诊断——识别故障类型和故障相，然后针对发生率最高的单相接地故障，提出基于回路直流电阻测量的离线故障定位方法。定位前先对线路直流电阻和大地回路电阻进行测量，随后考虑接地电阻影响，分别利用故障相构建两回独立电压方程组，通过求解方程组计算故障距离。基于PSCAD/EMTDC搭建仿真模型进行验证，证明了方法正确性，同时将该方法在现场进行了应用，证明了方法的有效性，对于及时清除新建和大修线路的故障并保证线路的及时投运有重要作用。

机器人在巡检过程中采集到的红外图像很难反映设备目标的纹理信息。人工方法或传统机器学习方法不能精准识别和分类电力设备缺陷，同时其他环境因素容易导致误判。采用CenterNet结合结构化定位的算法模型，通过对现场红外图像数据样本收集、训练及验证算法模型的计算，实现从复杂的红外图像中以较高的准确率将不同变电站设备及其部件识别定位出来。根据设备部件表面温度范围值和识别定位出的变电站设备类型，结合相关温度规范实现电力设备红外图像缺陷检测。实验结果表明，该方法提高了电力设备红外图像缺陷检测的检测精度，为电力设备红外图像智能检测提供了新的思路。

绝缘子是输电线路重要的组成部件，带有缺陷的绝缘子会对线路造成隐患，通过图像检测技术可以提高绝缘子缺陷检测的效率，大大减小维护成本。但现有的绝缘子缺陷检测技术有精度不高和检测时间过长等缺点，针对这一问题，提出了基于EfficientDet和双目摄像头的绝缘子缺陷检测方法，首先通过双目摄像头设计了一种数据集采集的方法，解决了目前开源数据集不充分的问题；其次通过前置一个带标签的分类先行算法解决了EfficientDet占用资源过多的问题；最后将提出的算法与3种传统绝缘子缺陷检测算法进行比较，发现提出算法的mAP（平均精度均值）为50.04，优于其他3种算法，绝缘子识别定位准确率达95%以上，缺陷识别定位准确率达90%以上，具有较好的效率与实用性。

热电联产因其节能减排作用成为综合能源系统的重要组成部分，对于热电联合系统经济环境调度问题，采用基于帕累托支配的改进MOBCC算法求解，改进MOBCC算法在收敛性、解集的多样性和时间效率上具有优越的性能。采用基于约束违反指数的约束处理方法处理约束条件，并采用基于目标满意度与目标权重之间关系的多目标决策方法选择最优折衷解。算例分析表明，热电联合系统经济环境调度能够通过设置目标权重兼顾热电联合系统运行的经济目标和环境目标，实现热电联合系统的优化运行，同时验证了改进MOBCC算法的有效性。

电力行业各环节的技术经济特性是电力体制改革的重要依据，随着配电环节技术的发展以及智能配电技术的应用，配电网的技术特性发生了较大改变。为探究技术发展对配电网自然属性的影响，深入研究了配电网的自然垄断属性，包括成本次可加性、规模经济属性以及范围经济属性。在此基础上，分析配电网智能化及自动化技术对配电网规模经济性和范围经济性的影响。为电网环节改革措施的制定以及增量配电改革的方向提供决策参考。

为支撑京津冀及周边地区燃煤电厂煤场无组织颗粒物深度治理工作，以2017年为基准年、以总悬浮颗粒物（TSP）为指标分析了燃煤电厂煤场无组织颗粒物时空变化特征，基于相关政策设计了防风抑尘网改造和全封闭改造两个控制情景并分别分析了其控制效果。结果表明：2017年京津冀及周边地区城市燃煤电厂煤场无组织颗粒物排放量为3 044.41 t，冬春季（1—5月）是开展煤场无组织颗粒物排放治理的关键期。煤场全封闭改造可减排98.33%的煤场无组织颗粒物。从局地环境质量改善角度考虑，燃煤电厂煤场无组织颗粒物治理较有色烟羽改造更具性价比。建议重视区域内燃煤电厂煤场无组织颗粒物排放控制工作，抓住治理关键期，有序、分步开展煤场全封闭改造。

为探究采用不同原理的颗粒物采样器在燃煤电厂超低排放设施PM₁₀及PM_2.5检测中的结果差异，基于颗粒物采样实验验证模拟系统及全自动滤膜批量称重系统，在0~6 mg/m³质量浓度环境下，对旋风分离器和虚拟冲击器的采样结果的相关性、稳定性进行测试比对，并验证分析了湿度对两种采样方式的影响。结果表明，旋风分离器和虚拟冲击器两种采样方式测试结果呈高度相关，干燥环境下旋风分离器稳定性和重复性优于虚拟冲击器，但湿度对旋风分离器的影响作用强于虚拟冲击器，在燃煤电厂超低排放PM₁₀及PM_2.5采样时，应根据环境差异合理选择采样方式。

选取3种资源回用钛基载体和1种新鲜钛基载体，采用激光粒度分析仪、X射线荧光（XRF）光谱分析仪、电感耦合等离子（ICP）光谱发生仪、BET测试法、压汞仪等方式进行检测分析，研究回用钛基载体与新鲜钛基载体的差异。进一步以这些回用钛基载体及新鲜钛基载体为原料，通过活性组分负载与挤出成型的方式制备得到成品催化剂，并对成品催化剂的主要成分与微量元素含量、比表面积、机械强度、脱硝效率和活性进行检测。结果显示，与新鲜钛基载体相比，资源回用钛基载体的粒径分布较差，比表面积较低，比孔容低，含有更高的有毒元素，对相应的催化剂成品造成影响，最终导致催化剂脱硝效率和活性较低。