基于奇异值分解方法的FACTS交互影响分析

针对电力系统中多台灵活交流输电装置（FACTS）控制器之间可能存在的交互影响问题，以可控串联补偿器（TCSC）和静止无功补偿器（SVC）2种FACTS控制器为研究对象，提出了一种基于奇异值分解（SVD）的交互影响分析方法，定量分析了新英格兰10机39节点电力系统中同时装设TCSC和SVC时，2台FACTS装置之间可能存在的交互影响问题及电气参数对交互作用的影响。时域仿真结果验证了所提出的方法的有效性，表明电气距离的改变对TCSC与SVC间的交互作用有着较强的影响，增加电气距离，交互影响变弱，缩短电气距离则会加重两者之间的交互影响。     

基于极大极小值原理的UPFC控制器设计

统一潮流控制器（UPFC）是一个多功能柔性交流输电系统（FACTS）装置，而电力系统的运行条件经常变化，如何协调设计UPFC的多控制通道并确保电力系统大范围稳定是一个难点。文中以特征值尽可能位于远离虚轴的左半平面为目标函数，将阻尼控制器的参数优化问题转化为一个极大极小值优化问题，并通过一种两种群遗传算法加以求解，以适应电力系统运行条件的大范围变化。与传统的控制器设计方法相比较，文中所提出的方法具有设计简便、智能化程度高、控制器适应性好的优点。以新英格兰测试系统为例，设计了UPFC控制器以抑制系统中可能发生的低频振荡。时域仿真结果表明基于极大极小值原理设计的UPFC控制器能适应宽广运行条件的变化，确保系统的大范围稳定。     

FACTS暂态稳定控制的系统模型的研究

多机系统所特有的多摆失步和多模振荡现象是实际电力系统暂稳研究中的重要问题。目前以单机-无穷大系统为模型所设计的FACTS控制器，因系统模型的局限性不能很好地解决上述问题，文中提出了4机系统模型作为FACTS暂稳控制研究的基本模型。以可控串联补偿（TCSC）为例，进行了PI控制在单机-无穷大系统和4机系统上的性能比较，说明了提出4机系统模型的必要性。通过在4机系统上进行迭代学习控制（ILC）的研究，并在17机系统上进行校核，验证了该模型的正确性和典型性。     

计及广域测量系统时滞影响的TCSC控制器设计

在广域电力系统的环境下，基于相量测量单元技术的广域测量系统将引入不可忽略的时滞，这将对基于广域测量系统测量信号的广域控制器带来影响，从而对电力系统的动态特性产生重大的影响。分析了广域测量系统的通信延迟时间对可控串联电容补偿器（TCSC）非线性控制器稳定特性的影响，基于线性矩阵不等式理论设计了TCSC控制器以提高电力系统对时滞的不敏感性，线性和非线性时域仿真结果验证了所设计的TCSC控制器的有效性。     

采用遗传-模拟退火算法优化设计SVC次同步阻尼控制器

针对锦界电厂串补输电工程的多模态次同步谐振（SSR）问题,在基波电纳次同步调制机理基础上,优化设计静止无功补偿器（SVC）次同步阻尼控制器（SSDC）。首先建立适应SSR分析与控制设计、包含SVC的多机系统线性化模型,其次提出了基于独立模态控制思路的控制器结构,然后将控制参数设计问题规范为一个约束型非线性规划问题,进而采用遗传-模拟退火（GASA）算法求解得到控制参数,最后采用特征值分析和时域仿真验证了控制系统的有效性。结果表明:SVC-SSDC能大幅提高机组扭振的模态阻尼,有效抑制SSR,从而保证了机组和电网的安全稳定运行。     

基于计算智能的多个阻尼控制器协调设计

对电力系统中多个FACTS阻尼控制器之间以及与电力系统稳定器之间的协调设计进行研究，提出序优化和遗传算法相结合的智能计算方法解决阻尼控制器参数的鲁棒最优整定。根据矩阵的迹和其特征值的关系提出一种易于计算的近似目标函数，利用序优化方法评估对比各个解之间的优劣。遗传算法中个体的适应度由序优化方法排序确定，并给出线性排序选择算子，可以大大加速评估和选择的过程，减少计算量，提高效率。给出了基于智能计算方法协调设计多个阻尼控制器的流程。对新英格兰系统的仿真结果验证了设计方法的有效性。     

FACTS控制技术综述——模型，目标与策略

对FACTS的概念和作用进行了概述，分析了FACTS建模的一般方法和FACTS控制器设计的一些 特点，从控制目标与控制策略的角度总结了当前国内外的最新研究成果，对几种主要FACTS 控制器的作用及其控制效果进行了比较，指出实现电力系统的多目标协调控制是今后FACTS 控制器设计的主要目标。     

SVC和TCSC提高电压稳定性作用的动态分析

采用小扰动分析法和非线性动态方法中的分岔等概念对SVC和TCSC提高电压稳定性的作用进行了全面的分析。研究了由SVC和动态负荷相互作用引起的Hopf分岔现象，并对SVC和TCSC时间常数的选择进行了讨论。分析表明，在简单系统中,TCSC比SVC更能有效地提高系统的电压稳定性；TCSC时间常数的变化比SVC 时间常数的变化对电压稳定功率极限影响小；装设SVC和TCSC后可以显著地增大系统的电压稳定功率极限。在考虑SVC或TCSC动态的情况下，PV曲线鼻尖点并不一定是系统失稳点。     

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。     

APF和SVC联合运行的稳定控制

研究了有源电力滤波器（APF）和静止无功补偿器（SVC）联合运行中的互相影响问题，指出在两者同时运行的情况下SVC控制器的设计要考虑到APF的影响，否则系统可能会不稳定。通过分析APF对SVC的影响途径，指出APF采用通常的I_p-I_q检测方法时，与SVC的耦合程度大；而采用“补偿特定次数谐波”方法时，与SVC的耦合程度小，此时APF是否投入对系统的稳定性基本没有影响，因此提高了系统可靠性。     

UPFC潮流控制与优化的研究

FACTS对电力系统暂态的控制作用已被广泛认可，但对稳态方面的作用仍需要进一步的研究。文中基于功率注入法，建立了统一潮流控制器（UPFC）的稳态模型，分析了UPFC的潮流控制特性，同时通过三维立体图像形象地显示出UPFC的控制范围。基于该模型，UPFC的潮流控制研究可转化为一个优化问题的求解。通过求解最优潮流问题可得到UPFC所在支路的传输功率、系统发电费用和系统网损。IEEE-14和IEEE-30节点系统的优化结果表明：UPFC对系统局部范围内的潮流有相当大的调节作用，但对于系统范围内的经济性目标却作用有限。这说明UPFC稳态控制能力依赖于系统的运行目标，因此UPFC在稳态下的最佳控制策略应该是与相应运行方式相结合的区域目标下的优化控制。该结论对UPFC的选址也有一定的参考价值。     

TCSC的继电保护数字仿真研究

从研究TCSC的继电保护系统的要求出发，探讨如何建立详细而真实的数字仿真系统。文中首先简要介绍了TCSC的主电路和机电暂态分析的常规控制器，由此引出TCSC的运行对继电保护的影响。在此基础上，重点分析了继电保护对数字仿真的要求，以及TCSC继电保护系统各部分数字模型的技术要点。提出了建立反馈型数字仿真模型的具体方法。最后给出了具体的仿真方案和计算实例。     

基于暂态稳定控制的TCSC装置特性研究

应用数字仿真（EMTDC/PSCAD）和动态模拟实验（15 kvar物理模型）对比研究了超高 压可控串联补偿（TCSC）与电力系统暂态稳定控制有关的一些重要的动态特性。通过数字和 物理 仿真分析了不同同步信号（电容电压同步和线路电流同步）、不同控制模式（阻抗开环和阻 抗闭环控制）对TCSC装置动态品质的影响；提出并实现了TCSC装置硬件阻断（block）与旁 路（bypass）工作模式。提出了TCSC在容性与感性区间内实用的平稳转换两步骤方法，以及 避免故障下TCSC失控和减小电容器直流分量的控制策略。     

可控串联补偿抑制次同步谐振的机理

通过对实际多机电力系统的数字仿真研究，发现了可控串联补偿（TCSC）能抑制次同步谐振（SSR）的发生。进一步研究表明，TCSC在次同步频率下可能呈现感性，从而破坏了产生SSR的条件。     

SVC与STATCOM联合运行协调控制设计与仿真

针对静止无功补偿器（SVC）装置无法抑制电压闪变的缺点，提出了一种新型SVC与静止同步补偿器（STATCOM）构成的混杂装置以及基于模糊预测的联合运行方案，即利用小容量STATCOM抑制闪变配合大容量SVC补偿无功。对于抑制电压不平衡问题，探索了SVC分相控制的实现方法和效果。对含有混杂装置的单机无穷大系统的仿真结果验证了协调控制策略的有效性以及不平衡控制方法的正确性。     

南方电网多直流调制控制的交互影响与协调

受限于现有的小扰动分析软件无法对高压直流输电系统（HVDC）控制回路建模，直流控制器的分析和设计严重依赖于时域仿真，无法获得对于控制器性能的机理性认识。文中利用NETOMAC仿真软件中NEVA的自定义控制器功能，定义了新的HVDC控制回路模型。利用根轨迹技术，分析了2008年度南方电网3回直流调制采用广域信号反馈控制时各自的不同性能，发现了由于HVDC调制引发的模态谐振现象，这种现象的存在使得直流调制控制的阻尼效果被削弱。最后，提出一种利用多直流协调控制消除模态谐振的方案，并通过NETOMAC的时域仿真加以验证。     

计及FACTS装置的最大输电能力研究

输电能力是所有电力市场的参与者进行交易活动所必需的重要信息。文中提出了一种考虑常见FACTS装置（如UPFC，TCPS，TCSC等）的最大输电能力计算模型，在模型中考虑了电压水平、线路和设备过负荷等静态安全性约束条件，以及由于潮流方程解的鞍点分叉导致的电压稳定性约束条件。在算法上选用逐次线性化优化方法，并对每一个线性化子问题采用新算法——预测校正原始对偶对数障碍内点法求解。算例计算结果不仅说明了不同的FACTS装置和安装位置对电网的输电能力有不同程度的影响，同时也表明了文中的模型和算法是有效的，具有一定的应用价值。     

FACTS的PCH模型与自适应L增益控制(二)应用篇

采用预置反馈方法，首先推导了TCSC与STATCOM的PCH（端口受控哈密顿）模型，接着基于受控哈密顿（Hamiltonian）系统理论，采用自适应L₂增益控制设计方法分别设计了单机电力系统中相应的自适应L₂增益控制器。仿真结果表明，通过与传统PID控制器以及不同的干扰抑制比相比较，所设计的控制器具有较强的鲁棒性。     

FACTS的PCH模型与自适应L2增益控制(二)应用篇

采用预置反馈方法，首先推导了TCSC与STATCOM的PCH（端口受控哈密顿）模型，接着基于受控哈密顿（Hamiltonian）系统理论，采用自适应L₂增益控制设计方法分别设计了单机电力系统中相应的自适应L₂增益控制器。仿真结果表明，通过与传统PID控制器以及不同的干扰抑制比相比较，所设计的控制器具有较强的鲁棒性。     

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。