中文摘要：

与交流系统相比，高压直流（HVDC）输电系统有更多的动态元件与非线性环节，电压稳定问题更为复杂。本课题结合分岔理论在电压稳定研究领域的最新进展，对HVDC输电系统的电压稳定进行研究，首先针对不同类型分岔，建立不同复杂程度的交直流输电系统的微分代数模型，针对现有分岔追踪算法在高维系统应用的困难，将传统的延拓法与试验函数法相结合，完成对静态、动态分岔的统一追踪与识别，通过单参数分岔与多参数分岔研究，分析HVDC系统电压崩溃与各种分岔的关系，揭示电压失稳机理；其次，应用向量场正规形理论分析HVDC系统电压稳定、功角稳定主导模态在分岔点附近的非线性特性及非线性相关作用，确定系统电压稳定与功角稳定之间的影响程度与关键参数；最后，提出相应的电压稳定指标与功角稳定指标，并基于粒子群优化算法，对HVDC系统进行多目标优化控制策略进行研究，解决以往HVDC控制在改善电压稳定与功角稳定的矛盾性。

结论摘要：

随着我国电力系统规模及容量的扩大，远距离、大容量输送电能以及大区电网互联已成为我国电力系统发展的趋势。高压直流（High Voltage Direct Current，缩写为 HVDC）输电技术以其大容量远距离输电、交流系统之间的异步互联、传输功率快速可控等优点在我国得到了广泛应用。特别是交直流互联电力系统，HVDC的存在将对系统的功角稳定、电压稳定带来深刻的影响，传统上的HVDC附加阻尼控制或电压稳定控制没有考虑AC/DC系统的强非线性，且二者的控制目标存在一定矛盾之处。本项目针对HVDC系统以及交直流混合电力系统，提出应用正规形理论与分岔理论研究系统的非线性功角稳定与电压稳定问题，重点研究交直流输电系统的非线性相关作用，并提出相应的多目标控制策略方法来改善系统的阻尼与电压稳定特性。主要成果及创新点如下？1、基于向量场的正规形理论，在深入研究模式非线性相关作用及其与关键模式阻尼之间的关系的基础上，提出非线性灵敏度指标，并通过线性、非线性灵敏度以及非线性相关指标分析来调整控制器参数，确定阻尼控制器参数的调整策略。 2、 应用分岔理论并结合特征根法与根轨迹法分析了HVDC系统的动态电压稳定性，指出了传统静态分析方法的不足，总结了动态分析与静态分析两者之间的联系，分析了影响HVDC 稳定的因素，提出了改进电压稳定性的控制方式。？3、创造性地将分岔理论应用到交直流互联电力系统，通过多参数分岔方法分析了交直流输电系统的电压稳定性，重点研究了直流控制策略对鞍结点分岔与Hopf分岔的影响。？4、针对AC/DC 系统功角稳定与电压稳定之间的矛盾性，在传统的阻尼控制基础上,考虑了Hopf分岔影响，进行阻尼控制与Hopf分岔控制的多目标综合控制策略研究，并使用基于Pareto排序的进化策略作为算法,对控制参数进行了优化设计。？5、以华东电网及接入华东电网的MHVDC为对象，研究了多馈入交直流电网动态等值的原则与方法，提出了以母线残压为指标来划分等值区域同时考虑了节点与短路点、电源间的电气距离的原则，并给出了等值为负荷、等值为发电机与负荷的工程实用化方法。 主要研究成果如下 1、申请专利两项，以及一项软件著作权； 2、发表论文共计28篇，其中EI、ISTP检索论文14篇； 3、出版著作2本； 4、培养研究生5名。