HVDC模糊协调阻尼控制器的设计

分析了区间振荡和暂态能量函数的关系，通过削减系统的区间振荡暂态能量为控制目标来制定阻尼控制策略，设计了高压直流（HVDC）模糊逻辑协调控制器，以提高交直流并联电力系统动态稳定性水平。该控制方案不需要精确的模型参数，充分考虑HVDC系统整流侧直流电流调制和该侧发电机的励磁控制特性，通过模糊规则去协调两个控制系统，实现对系统低频振荡的有效抑制。仿真结果表明，该控制器能有效提高交直流并联系统的动态稳定性水平。     

含HVDC的电力系统次同步振荡参数稳定域的可视化分析

采用特征值分析法研究交直流电力系统中HVDC换流器控制对次同步振荡(SSO)模态阻尼的影响。利用MATLAB的数值计算和数据可视化能力，计算并在三维空间绘制了SSO模态阻尼相对于整流器控制参数平面的轨迹曲面，并提出一种可视化描述SSO参数稳定域的巧妙方法。发现各SSO模态都有一条最佳的模态阻尼脊线，阻尼不是分别随整流控制器增益和时间常数单调变化的。因此，减小时间常数和提高增益可以从参数不稳定域到达参数稳定域或者远离参数不稳定域，有利于提高鲁棒稳定性，但并不总是有利于改善SSO模态阻尼。     

广域阻尼控制延迟特性分析及其多项式拟合补偿

基于广域测量系统（WAMS）的互联电网区间阻尼控制能够有效抑制区间低频振荡,提高互联系统的传输容量。采用远方反馈信号的广域阻尼控制系统需要解决的工程问题之一是研究数据传输过程中引入的延迟对控制性能的影响及其补偿方法。文中根据我国部分WAMS工程的通信延迟实测数据分析了WAMS延迟的特点，并针对广域阻尼控制设计了基于多项式拟合的预测方法补偿滞后的远方反馈信号。以一个典型的2区域4机系统为例研究了不同延迟条件对阻尼控制的影响和补偿效果。仿真表明：所提出的延迟补偿方法能够在一定延迟范围内有效地维持采用远方反馈信号的广域阻尼控制效果，为其工程应用奠定了基础。     

多馈入直流输电系统小信号调制器的协调优化整定

分析了多馈入交直流并联输电系统中各直流系统之间可能存在的不良相互作用。提出了对各直流小信号调制器参数进行协调整定的必要性，并将参数的协调整定问题归结为控制器结构已知但有若干未定参数可供优化的数学规划问题，所选的目标函数是与各交流联络线的有功功率和各发电机的功角相关的。基于NETOMAC软件平台，采用程序自带的非线性优化模块，可同时对这些参数进行优化，这种参数整定方法本身已考虑了交直流电力系统固有的非线性特性而不必显式导出整个系统的数学模型，因而不需要进行网络简化或线性化近似，这种方法对大规模交直流电力系统的控制器参数整定具有独到的优势。构造了一个含有两个区域间低频振荡模式的双馈入交直流输电系统，并对该系统的各直流小信号调制器参数进行了协调优化整定，仿真结果表明，经过协调优化后得到的直流小信号调制器能提高整个交直流系统的阻尼性能，并具有良好的鲁棒性。     

天广交直流系统并联运行的稳定控制

研究了天广交直流系统并联运行的系统稳定性，介绍了天广直流系统的稳定控制功能以及天广交直流系统并联运行的紧急控制措施。研究表明天广交直流系统并联运行具有较大的输电能力和较好的稳定性。将直流系统自身的稳定控制功能和辅助的交流系统安全稳定装置适当地结合起来使用，可以有效地控制和减小系统单一元件或多元件故障对系统的冲击，改善交直流并联系统运行的稳定性。     

基于广域信息的电力系统阻尼控制器反馈信号选择

广域阻尼控制器（WADC）是抑制电力系统区间低频振荡模式的一种新技术，区别于传统的本地控制器设计，存在大量的不同种类反馈信号之间如何选择的问题。文中提出以WADC单位控制输出量获得最大阻尼为目标，基于线性系统的理论推导得到了用于WADC广域反馈信号选择的主模比指标，并且给出了基于Prony辨识的可用于复杂系统中的主模比计算方法。在2006年南方电网交直流混联系统中，通过特征值分析和时域仿真验证了最大主模比指标的有效性。     

一种交直流潮流PQ解耦算法

本文根据直流系统特点和快速PQ解耦特点，提出的交直流潮流算法不仅具有简捷、可靠的特色，而且易于考虑换流器和直流系统的众多约束，它克服了以往联立求解法和交替求解法的缺点。通过反映交流子系统与直流子系统之间耦合性质的关系方法，对换流器各种不同控制形式及直流系统各种不同运行方式，能够准确而简捷地考虑直流系统变量对交流系统潮流方程的影响。文中研究了采取不同修正方案修正B”对交直流潮流收敛性的影响，并给出了本文方法同以往一些交直流潮流算法的对比。计算结果表明：本文方法比以往的算法快速而且对各种不同控制形式和运行方式有较强的适应性。     

基于阻尼转矩分析法的储能系统抑制系统低频振荡

对储能系统提高系统低频振荡稳定的机理进行研究。将阻尼转矩分析（DTA）方法扩展至包含储能元件的复杂多机系统,研究了储能元件阻尼转矩的产生、传递、分配及影响模态阻尼的机理,在此基础上提出了基于DTA的储能系统安装定位、附加稳定控制通道选择及稳定器参数配置的整定方法。计算结果和仿真表明,通过DTA方法能正确揭示储能系统抑制低频振荡的机理,同时也验证了储能系统整定方法的可行性。最后给出了该方法在实际大规模电网中应用的实例。     

交直流并联系统的换流母线电压稳定性分析

随着中国交直流互联电网的发展,迫切需要研究换流母线的电压稳定问题。文中首先给出了交直流并联系统的简单模型,在此基础上介绍了并联交流系统强度指标以及负荷裕度曲线和电压稳定临界曲线。然后以两区域四机交直流混合系统为例,根据负荷导纳模型算法准确求取节点的功率裕度,采用上述2种曲线分析方法详细讨论并联交流系统强度和受端系统等值阻抗对逆变站换流母线电压稳定性的影响。最后对比分析了不同直流系统稳态控制方式下换流母线的负荷裕度,研究结果表明受端为弱交流系统时,采用整流侧定电流 — 逆变侧定电压的控制方式将有利于提高系统稳定性。     

基于LMI方法的VSC-HVDC多重模型阻尼控制器设计

电压源换流器式高压直流输电（VSC-HVDC）具有快速功率调整特性，结合相应附加小信号阻尼控制策略可以提高系统的低频阻尼能力。基于线性矩阵不等式（LMI）的优化方法为电力系统阻尼控制提供了新的设计途径。文中采用2步LMI优化方法，在建立系统多个运行点小信号模型基础上分别设计单一模型和多重模型运行点阻尼控制器，以改善系统阻尼特性。在PSASP中对 3机系统的时域仿真分析表明，基于多重模型的阻尼控制器具有较强的适应性，可在大范围运行条件下向系统提供足够的阻尼。     

南方交直流混合电网区域振荡的协调控制策略

针对南方电网弱阻尼区域振荡模式的抑制问题，在分析了电力系统稳定器(PSS)、直流阻尼调制的控制机理及其控制效果的基础上，考虑到南方电网近距离直流多落点的特点，提出了一种PSS和直流阻尼调制的协调控制策略。在该策略中，结合模式可控性指标首先进行相关控制点的PSS参数优化以抑制直流调制不敏感的模式，在前一层优化的前提下再进行直流阻尼调制控制器的参数优化。这样既能保证二者的协调控制，又能有效地控制优化进程和降低计算量。最后通过仿真计算验证了协调控制策略的合理性和有效性。此工作可为研究近距离直流多落点交直流混合电网的低频振荡抑制问题提供新思路。     

交直流混合电网中直流50 Hz和100 Hz保护研究

对于远距离、大容量、交直流并联运行电网,交直流控制保护的配合对电网的安全稳定有着重要的影响。直流基频和2次谐波保护是交直流系统间相互配合的基本保护功能。利用EMTDC仿真软件和实时数字仿真（RTDS）对交直流混合运行电网中直流系统50 Hz和100 Hz保护整定原则进行了深入研究,提出了与交流系统故障清除时间和直流主设备承受能力相配合的100 Hz保护整定原则,并给出了基于EMTDC仿真的定量计算方法。该整定原则已应用于南方电网的天广、高肇和兴安直流输电系统,解决了南方电网中存在的交直流保护不配合的关键问题。     

基于储能型稳控装置的电力系统阻尼特性分析

飞轮储能式柔性功率调节器（FPC）是一种以储能原理为基础的电力系统稳定控制装置。基于由一台同步发电机和一台FPC组成的双机无穷大系统模型，利用特征值分析法研究了FPC对电力系统阻尼特性的改善作用，并分别讨论了FPC功率调节响应速度和FPC可调功率对系统阻尼特性的影响。计算和仿真结果表明，FPC能够增加电力系统的总阻尼资源并优化阻尼分配，特别是FPC的动态有功功率调节能显著改善系统的阻尼特性并提高系统抑制低频振荡的能力。     

直流广域自适应阻尼控制器设计与RTDS实验

传统的阻尼控制器较难适应系统结构与运行方式的变化，导致电网的低频振荡现象仍然时有发生。设计了一种基于广域动态信息的自寻优自适应阻尼控制器。该控制器使用改进的Prony算法，在线分析得到系统弱阻尼区间振荡模式的阻尼比，并据此通过自寻优的方法调整控制器的参数。该方法避免了现有自适应阻尼控制方法中存在的系统降阶模型辨识的困难，其控制效果通过在南方电网直流调制中的仿真应用得到了验证。进一步，实现了该直流自适应阻尼控制器的软硬件系统，并在基于实时数字仿真器（RTDS）与广域测量系统物理装置的实验平台上进行了测试。闭环控制实验结果说明了此自适应策略的有效性及广域阻尼控制的可行性。     

交、直流联合系统数字模拟方法的探讨

为了分析交直流联合系统的潮流分布和暂态稳定，本文提出一种在原有交流系统潮流和暂态 稳定程序的基础上，嵌入直流系统子程序的通用办法。并介绍了这种直流子程序的基本原理 、数学模型、调节控制环节以及交直流系统程序之间的接口方法。采用这一方法编制的程序 经试算已初步获得应用。     

基于系统辨识的广域时滞鲁棒阻尼控制

针对电力系统区间低频振荡问题，提出了一种利用广域测量信号的电力系统阻尼控制器的设计方法。该方法采用广域测量系统（WAMS）提供的准实时测量数据，通过Prony传递函数辨识法和纯时滞环节Pade逼近法建立时滞电力系统模型;然后基于混合灵敏度 H ∞ 控制理论和极点配置方法设计阻尼控制器，使闭环系统在满足 H ∞ 性能指标的前提下极点分布于合适的区间，从而获得所需的系统动态性能。4机2区域电力系统和新英格兰测试系统仿真实例表明，采用广域测量反馈信号的阻尼控制器能够显著提高系统区间低频振荡的阻尼，并且具有时滞不敏感性。     

地震作用下双槽渡槽半主动变阻尼控制分析

渡槽结构的抗震安全性一直是需要关注的问题，通过采用变阻尼控制装置对大型双槽渡槽开 展地震横向振动半主动控制方法研究，探讨双槽渡槽结构的二次型最优算法的半主动控制效果。采用 离散化方法，将被控双槽结构离散为多自由度体系梁段单元，然后建立双槽渡槽结构－变阻尼系统力学 模型并建立运动微分方程，进而结合工程实例并借助ＭＡＴＬＡＢ软件，对比分析半主动控制与主动控制 策略的控制效果。研究表明半主动变阻尼控制装置可以降低渡槽结构横向地震响应，半主动变阻尼控 制的墩底弯矩和剪力较主动控制明显减小。     

南方电网交直流混合输电系统动态潮流仿真计算

针对调度员培训系统的仿真要求，根据直流系统分层的特点建立了系统和极两层对象，在直流系统这一层次上建立了其接线方式的描述，用以控制直流系统电气方程的建立。可以实现对直流系统不同运行接线方式的模拟以及分层控制的模拟，基于动态潮流的原理对直流系统进行建模，考虑了高压直流的频率特性，实现了基于动态潮流技术的交直流联合系统的仿真，为调度人员提供了逼真的交直流联合输电系统的培训环境。     

特高压交直流系统的可用输电能力计算

随着我国特高压建设的快速发展,特高压交直流系统可用输电能力的计算成为需要研究的新课题.文中提出了特高压交直流系统可用输电能力计算的新方法,建立了一个蚁群的优化模型.对我国第一个特高压交直流混合系统的可用输电能力进行的分析研究表明:特高压交直流输电工程投产后,将大大提高我国南方电网的可用输电能力.     

用于安全稳定控制的高压直流极闭锁判据

交直流并联运行电网中直流极闭锁后引起的安全稳定问题十分突出，如何正确判别直流极闭锁是安全稳定控制系统研究中的重要课题。采用数值仿真方法分析了直流极闭锁对电力系统稳定的影响，指出稳定控制装置必须正确、快速地判出不同形式的直流极闭锁。通过研究直流极闭锁的电气量特征以及直流控制保护系统的动作行为，提出了可靠的直流极闭锁综合判据，并进行了详细的阐述。通过介绍中国南方交直流混联电网安全稳定控制系统核心部分———高肇直流输电安全稳定控制系统，进一步论述了研究直流极闭锁判据及直流极闭锁后稳定控制的重要性。