1、隨著電力市場的發(fā)展和電網(wǎng)規(guī)模的不斷增大，如何針對不斷增加和快速變化的能源需求，有效的從全局控制角度對系統(tǒng)控制配置進(jìn)行優(yōu)化協(xié)調(diào)已成為一個(gè)十分重要但又難以解決的課題。大電網(wǎng)數(shù)學(xué)模型由一組高階微分代數(shù)方程(DAE)描述，本文結(jié)合非線性系統(tǒng)分岔理論，最優(yōu)化理論以及電力系統(tǒng)時(shí)域仿真方法解決電力系統(tǒng)小擾動(dòng)和大擾動(dòng)穩(wěn)定的最優(yōu)控制問題，對振蕩失穩(wěn)和單調(diào)失穩(wěn)兩種失穩(wěn)形式提出了不同的控制方案。主要研究內(nèi)容如下： (1) 電力系統(tǒng)模型及分析方法的研究

2、。給出了發(fā)電機(jī)、AVR、．PSS、負(fù)荷以及所用FACTS裝置的動(dòng)、靜態(tài)模型，介紹了電力系統(tǒng)中可能發(fā)生的各種靜態(tài)分岔和動(dòng)態(tài)分岔與它們帶來的穩(wěn)定問題。比較了基于潮流的分析結(jié)果和準(zhǔn)靜態(tài)分析結(jié)果的差別，提出了采用“分岔分析(Bifurcation Analysis)+時(shí)域仿真(Time Domain Simulation)-BA+TDS”的電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析的系統(tǒng)化方法。 (2) 基于多參數(shù)分岔分析的控制參數(shù)分類。以AVR和SVC為例，研

3、究了這兩個(gè)裝置的各種控制參數(shù)對系統(tǒng)各種分岔以及失穩(wěn)形式的影響。提出了控制參數(shù)分類的思想，把系統(tǒng)中的控制參數(shù)分為鞍結(jié)分岔控制參數(shù)和Hopf分岔控制參數(shù)，提供了對不同失穩(wěn)形式進(jìn)行控制時(shí)的可控參數(shù)選擇方案。 (3)比較了計(jì)算分岔點(diǎn)的三種方法：連續(xù)法、直接法和最優(yōu)化方法，討論了三種方法的適用范疇，比較了它們在求解效率、解質(zhì)量等方面的差異；拓展了最優(yōu)化方法計(jì)算分岔點(diǎn)的范圍，對于重負(fù)荷電力系統(tǒng)或故障后系統(tǒng)運(yùn)行點(diǎn)可能超出分岔邊界的情況，可以準(zhǔn)

4、確求得此時(shí)的分岔指標(biāo)。 (4) 對小擾動(dòng)穩(wěn)定控制的概念和研究現(xiàn)狀進(jìn)行討論，指出了該問題的研究瓶頸，結(jié)合小擾動(dòng)參數(shù)穩(wěn)定域的概念，把小擾動(dòng)穩(wěn)定控制描述為“保證系統(tǒng)不可控分岔參數(shù)μ≥μ<,ref>，在系統(tǒng)小擾動(dòng)參數(shù)穩(wěn)定域內(nèi)尋找最優(yōu)的可控參數(shù)組合以保證系統(tǒng)的控制代價(jià)最小”這樣一個(gè)最優(yōu)分岔控制問題，澄清了描述該類問題時(shí)的概念混亂；建立了最優(yōu)鞍結(jié)分岔控制和最優(yōu)Hopf分岔控制的數(shù)學(xué)模型，模型包含各種不等約束，從數(shù)學(xué)上嚴(yán)格保證了電力系統(tǒng)安全性