中文摘要：

大规模互联电力系统容易发生低频机电振荡，而且与系统的运行方式紧密相关。PSS、HVDC或FACTS都可以有效地抑制系统中出现的低频振荡。首先研究基于分散控制和同时镇定等理论的新型控制器结构，使之对电力系统低频振荡的抑制更有效；然后利用模态分析结果所包含的信息将电力系统的多种运行方式聚类为少数几种有代表性的运行方式，使得适应多运行方式低频振荡控制器的设计更为简单。建立抑制复杂电力系统低频振荡的全系统控制器的最优配置和参数协调的数学模型，从而使得在所有控制器的联合作用下对所有运行方式的所有振荡模态在总体上有最佳的抑制效果，用改进的现代全局优化方法求解此类带约束的非光滑优化问题。研究大规模系统微分和代数方程组成的稀疏增广矩阵按实部递减而不是按模递减的特征子集求解方法，并用稀疏技术加以实现，从理论上保证不遗漏任何关键的特征值，实现对大规模系统的振荡分析，并大幅度提高计算效率

结论摘要：

提出了按阻尼比递增顺序计算大规模电力系统关键特征子集的思想，提出了用Jacobi-Davidson方法和Arnoldi方法有效地求取关键特征子集的算法，并提出了基于电力系统增广状态矩阵进行特征求解的一种稀疏实现方法，为电力系统低频振荡分析和控制打下了良好基础。建立了多运行方式下低频振荡控制器参数协调的模型，使控制器对所有振荡模态在总体上有最佳的抑制效果；提出了用演化策略和信赖域法进行参数优化的两种算法；用聚类方法将电力系统的多个运行方式划分为少数几个中心类，基于此进行控制器参数优化可大大减小问题的计算规模。研究了并设计了适应两种运行方式的电力系统分散同时镇定控制器。与传统结构固定的电力系统稳定器不同，它是一般的动态补偿器，能够对低频振荡有更好的抑制效果。基于Youla参数化方法和线性矩阵不等式方法设计了两类同时镇定控制器。