基于广域测量信息的电力系统阻尼控制，为克服传统电力系统稳定器（PSS）的不足，解决我国大区电网互联后出现的（超）低频功率振荡提供了新的手段。广域信息在通信和处理过程中，存在不可忽略的时滞，从而使得电力系统成为一个典型的时滞系统。时滞是导致系统控制律失效、运行状况恶化和系统失稳的一种重要诱因。目前，虽然在考虑时滞影响的广域阻尼控制方面开展了大量研究，但理论基础依然薄弱。本项目拟开展大规模电力系统的时滞稳定性的稀疏特征值方法研究，高效求解系统的时滞关键特征值、时滞稳定裕度（域），求取考虑时滞影响的关键特征值对时滞/运行参数/元件参数的灵敏度，提出计及时滞的广域信号/控制器安装地点选择方法，提出单个控制设备多控制通道之间和多个控制设备之间交互影响的量化评估新方法，初步建立含时滞环节的大规模电力系统时滞稳定性特征值分析的理论框架，为考虑时滞影响的广域阻尼控制器设计提供理论支持。

本项目开展了大规模电力系统的时滞稳定性的稀疏特征值方法等方面的研究。取得的主要研究成果包括： 1. 利用Pade近似有理多项式来逼近时滞环节，本项目提出了一种计算大规模时滞电力系统部分特征值的方法。该方法使得沿用常规电力系统小干扰稳定性的特征值分析方法理论和框架，分析时滞电力系统的小干扰稳定性和设计广域阻尼控制器成为可能；完善和丰富了基于特征值的小干扰稳定性分析理论。 2. 为了充分理解和揭示强模式谐振条件下，一个模式作为周期性扰动作用于另一个模式而引起系统强迫功率振荡的机理，提出了模式匹配方法、谐振点查找和谐振模式对辨识技术，并提出了基于响应成分和振荡特征的低频振荡类型判别方法。 3. 针对电力系统恢复过程中环网并列问题，提出了合闸角调控的一般性原则。同时以恢复负荷和增加发电机有功出力为控制手段，提出了基于混合整数规划模型的最优调控方法和基于两阶段解耦的优化调控方法。在较短时间内达到环网并列条件的同时，也实现了对部分重要负荷的恢复，这显然能够提高恢复效率，加快恢复进程，减小停电损失。 2100433B

滞后对控制系统的品质有很不利的影响，由于滞后的存在，往往会导致扰动无法及早察觉，控制作用无法及时奏效，造成控制效果不好甚至无法控制。因此针对滞后现象设计的控制系统一直是控制科学中十分关注的问题。

时滞控制系统采样控制

采样控制是一种定周期的断续控制方式，即控制器以一定时间间隔采样一次被控参数，与设定值比较后经控制规则产生控制信号，只要该时间间隔大于纯滞后时间，就可以逐渐修正控制系统的不稳定状态。

该方法牺牲了控制速度，采取等待的方式避免控制器因为纯滞后产生过反应、过操作。这是一种比较简单粗糙的解决方案，对于精度和速度要求不高的系统较为适用。

时滞控制系统史密斯预估补偿控制

为了改善大滞后系统的品质，1957年O.J.M.Smith提出了一种以过程模型为基础的大滞后预估补偿控制方法，故称为Smith预估补偿控制。

该方法按照对象特性，设计一种模型加入到反馈控制系统，估计出对象在扰动作用下的动态响应，提早进行补偿，使控制器提前动作，从而降低超调量，加速调节过程。2100433B

偏微分方程控制理论是现代分布参数控制理论研究的热门课题。由于物理和技术上的原因，人们往往将控制器和传感器设置在系统的边界上。时滞的出现可能产生很坏的影响，如破坏系统的稳定性，让控制器的设计和系统分析变得复杂。具有时滞和边界控制的无穷维线性系统的相关性质目前还没有系统的研究。同样，考虑时滞的边界输出反馈控制器的设计问题的文献也很有限。本项目拟采用正则线性系统的扰动理论，研究具有时滞边界输出线性系统的适定性和正则性、以及反馈系统的稳定性问题，得到一些必要和充分性条件，并把所得结论用于解决具有无界出生过程的种群动力系统的适定性和渐近性问题以及考虑怀孕死亡和空间扩散的种群动力系统；在抽象框架下设计出时滞输出反馈控制系统的基于观测器和预估器的同位和非同位控制器，并把所得到的结果用于解决高维波动方程、薛定谔方程等方程的控制器设计问题。

偏微分方程控制理论是现代分布参数控制理论研究的热门课题。由于物理和技术上的原因，人们往往将控制器和传感器设置在系统的边界上。时滞的出现可能产生很坏的影响，如破坏系统的稳定性，让控制器的设计和系统分析变得复杂。本项目的目标是处理具有时滞和边界控制的无穷维线性系统的相关性质以及考虑时滞的边界输出反馈控制器的设计问题。具体地，我们采用正则线性系统的扰动理论，研究具有时滞边界输出线性系统的适定性和正则性、以及反馈系统的稳定性问题，得到了一些必要和充分性条件；利用所得的结论，我们解决了带无界出生过程的种群动力系统的适定性和渐近性这一公开问题；进一步得到了考虑怀孕死亡和空间扩散的种群动力系统适定性和渐近性问题；在抽象框架下设计了时滞输出反馈控制系统的基于观测器和预估器的同位和非同位控制器，证明了其合理性(适定性)，由此解决了高维波动方程、薛定谔方程方程的时滞控制器设计问题。已经发表了SCI学术论文10篇、EI会议论文1篇。 2100433B