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(國網(wǎng)四川省電力公司技能培訓(xùn)中心，四川 成都 611133)

0 引 言

自1976年美國西太平洋聯(lián)絡(luò)線成功采用直流附加控制阻尼互聯(lián)交流聯(lián)絡(luò)線功率振蕩以來，已經(jīng)過去了40年。利用高壓直流輸電(high voltage direct current, HVDC)系統(tǒng)特有的附加控制功能抑制交直流互聯(lián)系統(tǒng)的區(qū)間低頻振蕩在行業(yè)內(nèi)已經(jīng)形成了共識，但由于實際直流輸電工程的傳輸容量以及與之相連的交流系統(tǒng)強度和對附加控制器的控制功能要求等條件不盡相同，所以根據(jù)它們自身特點設(shè)計的附加控制器各不相同，或者說沒有一個通用的附加控制器設(shè)計方案[1]。

中國典型的應(yīng)用直流附加控制器的直流工程中，三峽—常州直流工程中的附加控制作為功率緊急支援使用；貴州—廣州Ⅰ&Ⅱ和天生橋—廣州直流工程中的附加控制作為功率調(diào)制使用；葛洲壩—南橋直流工程中的附加控制作為無功調(diào)制使用；高嶺背靠背直流工程中的附加控制則作為抑制次同步振蕩使用。

附加控制器的設(shè)計理論從最初的基于比例積分(proportional integration，PI)到基于非線性控制理論，再發(fā)展到基于人工智能控制理論。其中的基于非線性控制理論的附加控制器相比于傳統(tǒng)的PI控制器更能夠反映電力系統(tǒng)實際運行的特性。所以非線性控制理論中的變結(jié)構(gòu)理論、自適應(yīng)控制理論、魯棒控制理論等在附加控制器設(shè)計中越來越受到重視。同時，在同一個交直流互聯(lián)系統(tǒng)中，由于安裝了不同的附加控制器，各控制器之間通常會有一定的耦合，所以要想讓這些附加控制器能夠發(fā)揮各自的功能而又能將相互間的影響降到最低，相互間的協(xié)調(diào)控制必不可少。因此下面還研究了直流附加控制器與勵磁調(diào)節(jié)器、電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(power system stabilizer, PSS)、靈活交流輸電系統(tǒng)(flexible AC transmission system, FACTS)之間的協(xié)調(diào)控制。最后對附加控制器的前景進行了展望。

1 交直流互聯(lián)系統(tǒng)的拓撲模型

通常附加控制器的輸入信號采用與直流系統(tǒng)相連的交流系統(tǒng)的信號，比如電流、電壓、頻率等，具體選擇哪個信號由控制目標(biāo)和系統(tǒng)的特性來決定。然后將這些反應(yīng)系統(tǒng)異常的信號按照一定的控制理論處理后再作為直流系統(tǒng)的輸入量，進而調(diào)節(jié)直流系統(tǒng)的輸出量[2]。

典型的交直流互聯(lián)系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 交直流互聯(lián)輸電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

其中：兩個不同容量的電力系統(tǒng)分別用等值發(fā)電機1和2區(qū)分，等值發(fā)電機1和2的負荷用PL1與PL2表示；交流系統(tǒng)傳輸功率由Pac表示，直流系統(tǒng)傳輸?shù)墓β视蒔dc表示；Pe1表示等值發(fā)電機1的電磁功率，Pe2表示等值發(fā)電機2的電磁功率；E1、E2分別是等值發(fā)電機1和2的機端電壓。

2 附加控制器對低頻振蕩的阻尼分析

根據(jù)文獻[3]，對于圖1的交直流互聯(lián)系統(tǒng)的等值發(fā)電機1，它的轉(zhuǎn)子運動方程式為

(1)

式中：P0為原動機輸入的機械功率；H為等值發(fā)電機1的轉(zhuǎn)動慣量；δ12為兩臺等值發(fā)電機間的功角差。

當(dāng)與直流系統(tǒng)互聯(lián)的交流系統(tǒng)發(fā)生擾動時，先假設(shè)發(fā)電機1輸入機械功率不發(fā)生變化，則它的小擾動運動方程式為：

(2)

Pe1=Pdc+Pac+PL1

(3)

(4)

式中，X為等值發(fā)電機1號和2號之間的等值電抗。將式(4)帶入(3)可得

(5)

由式(5)可知ΔPe1與δ12、發(fā)電機1的電勢E1和直流傳輸功率Pdc均有關(guān)系，恰當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)E1和Pdc均能改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性。當(dāng)忽略等值發(fā)電機的自動勵磁調(diào)節(jié)作用時，假設(shè)直流傳輸功率Pdc按δ12和它的導(dǎo)數(shù)進行變化，如果不考慮Pdc調(diào)節(jié)的時間常數(shù)，則ΔPe1可由式(6)表示：

(6)

(7)

式(7)對應(yīng)的狀態(tài)方程為

(8)

A矩陣如下所示：

它的特征值為

(9)

由此可知，直流功率Pdc按δ12的偏差變化可改善等效的同步功率系數(shù)，按導(dǎo)數(shù)變化可以增加系統(tǒng)阻尼，合理地調(diào)節(jié)參數(shù)K1和K2，可以適當(dāng)?shù)馗纳平涣飨到y(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性，以上就是附加控制器的基本原理。

直流附加控制器的原理是在基本控制器的主控制級的功率給定值Pref0中加入功率調(diào)制信號Pmod，從而使參考值獲得一個新的整定值Pref，如圖2所示。

圖2 附加控制器的主控制原理

直流附加控制又稱直流調(diào)制，按照功能來分主要包括功率調(diào)制、頻率調(diào)制、無功調(diào)制等。其中功率調(diào)制分為大方式調(diào)制和小方式調(diào)制，而頻率調(diào)制分為單側(cè)頻率調(diào)制和雙側(cè)頻率調(diào)制，以雙側(cè)頻率調(diào)制為例說明直流調(diào)制的基本原理。包含附加控制器的HVDC輸電系統(tǒng)總體原理控制框圖如圖3所示，其中虛線框部分是雙側(cè)頻率調(diào)制的附加控制器。

圖3 總體原理控制框

3 直流附加控制器

3.1 比例積分/比例微積分控制器

比例積分(proportional integration，PI)/比例積微分(proportion integration differentiation，PID)控制器的輸入信號通過微分、濾波、放大、限幅等環(huán)節(jié)后輸出，直接控制傳輸功率的變化，其原理圖如圖4和圖5所示。

圖4 PI型附加控制器

圖5 PID型附加控制器

文獻[4]基于PID原理設(shè)計出具有功率調(diào)制功能的附加控制器，并且在4機2區(qū)域的模型中仿真驗證了該功能。文獻[5]先通過Prony算法在線辨識出天廣交直流互聯(lián)系統(tǒng)等值線性模型的各項參數(shù)，然后在整流側(cè)加入附加控制器，對于區(qū)域間低頻振蕩進行抑制。文獻[6-8]分別設(shè)計了采用雙側(cè)頻率調(diào)制的PI/PID附加控制器，分別對貴廣和天廣直流輸電線路的暫態(tài)特性進行了研究，仿真結(jié)果表明只要控制器參數(shù)選擇恰當(dāng)，附加控制器對多饋入的區(qū)間低頻振蕩均有良好的抑制效果。

文獻[9]基于Mulit-Agent協(xié)調(diào)控制理論，對多饋入交直流互聯(lián)系統(tǒng)采用PI附加控制器實現(xiàn)了直流功率調(diào)制的功能。文獻[10-11]在PI/PID附加控制器基礎(chǔ)上，先通過狀態(tài)反饋線性化方法將該系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為線性控制系統(tǒng)，然后利用最優(yōu)控制理論設(shè)計出線性二次型最優(yōu)控制規(guī)律，最后將該控制規(guī)律應(yīng)用到附加控制器設(shè)計之中，仿真結(jié)果驗證了該控制器性能優(yōu)于傳統(tǒng)PI控制器。

然而，傳統(tǒng)的PI/PID附加控制器的核心思想是通過對控制系統(tǒng)的狀態(tài)方程進行線性化處理。由前一節(jié)的推導(dǎo)可知，只有通過設(shè)置合理的參數(shù)才能使附加控制器產(chǎn)生相應(yīng)的控制功能。然而實際電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和運行條件會不斷變化，附加控制器的這些參數(shù)只能依靠大量仿真和實踐經(jīng)驗來決定。所以基于該理論設(shè)計的附加控制器的自適應(yīng)性和魯棒性較差，很難適應(yīng)未來越來越復(fù)雜的交直流互聯(lián)系統(tǒng)，因此得考慮非線性附加控制器。

3.2 非線性變結(jié)構(gòu)控制器

變結(jié)構(gòu)控制，又稱滑動模態(tài)控制，它是一種控制系統(tǒng)的設(shè)計方法，該理論最突出的特點是對加給系統(tǒng)的攝動和干擾有良好的自適應(yīng)性和魯棒性。該理論是通過控制作用使系統(tǒng)狀態(tài)軌跡線運動到適當(dāng)選取的切換流形，然后沿此切換流形漸近運動到平衡點。當(dāng)系統(tǒng)一旦進入滑動模態(tài)運動，在一定條件下就對外界干擾及參數(shù)攝動具有不變性。

文獻[10，12]在文獻[13]只在基本控制器采用該理論設(shè)計的基礎(chǔ)上，對附加控制器也采用變結(jié)構(gòu)控制理論并取得了很好的控制效果。文獻[14]在文獻[12]的基礎(chǔ)上，采用直接反饋線性化，先將原先的狀態(tài)方程變成線性方程，然后通過滑動模態(tài)控制理論計算出相應(yīng)的控制規(guī)律。

文獻[15-16]則基于微分幾何方法設(shè)計了變結(jié)構(gòu)附加控制器。先采取狀態(tài)反饋精確線性化理論，將原系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成高度能控的線性系統(tǒng)，再利用變結(jié)構(gòu)理論推導(dǎo)出對應(yīng)的控制器。

3.3 非線性自適應(yīng)控制器

自適應(yīng)控制系統(tǒng)的設(shè)計思想大體可分為兩種類型：一種是改變可調(diào)系統(tǒng)的參數(shù)，使閉環(huán)系統(tǒng)的零極點分布始終合乎規(guī)定，該方法稱為零極點補償法或零極點分步法；另一種是改變可調(diào)系統(tǒng)的參數(shù)，使參考模型和可調(diào)系統(tǒng)輸出間的差值最小，這就是通常所說的參考模型自適應(yīng)控制系統(tǒng)。自適應(yīng)控制系統(tǒng)能夠根據(jù)運行條件修改增益，因此能夠克服固定增益無法滿足運行條件改變這一固有缺陷，因此具有很大的發(fā)展空間。

文獻[17-18]應(yīng)用該控制思想，利用遞推法推導(dǎo)出了能夠適合附加控制器設(shè)計的非線性控制規(guī)律，這種方法由于包含對系統(tǒng)等效阻尼系數(shù)的動態(tài)估計，因此對抑制區(qū)域間低頻振蕩有很強的自適應(yīng)性。

文獻[19]將文獻[20]中的自適應(yīng)控制引入到附加控制器設(shè)計上，在文獻[17-18]的基礎(chǔ)上采用廣域測量系統(tǒng)采集的全局信號作為附加控制器的輸入，通過推導(dǎo)出自適應(yīng)控制規(guī)律而設(shè)計出相應(yīng)的附加控制器，在4機2區(qū)域中取得了很好的抑制區(qū)間低頻振蕩的效果。

文獻[21]首次將自校正控制技術(shù)運用于附加控制器設(shè)計之中。先對發(fā)電機和勵磁系統(tǒng)均采用三階模型，而直流系統(tǒng)則采用準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)模型，在此基礎(chǔ)上，通過在線辨識獲得所需控制規(guī)律的參數(shù)，然后基于廣義最小方差控制和自適應(yīng)控制理論設(shè)計了附加控制器，其控制效果在4機2區(qū)域中得到了很好的展現(xiàn)。文獻[22]在文獻[17-18]的基礎(chǔ)上將反步法應(yīng)用于多饋入的交直流互聯(lián)系統(tǒng)的附加控制器的設(shè)計中，在IEEE 39節(jié)點模型中驗證了它的控制功能。

3.4 魯棒控制器

所謂魯棒控制即在建立數(shù)學(xué)模型和設(shè)計控制器的過程中考慮不確定因素的影響，控制器的設(shè)計基于不確定性的信息但又能滿足某一期望指標(biāo)的控制方法。

文獻[23]在交直流互聯(lián)系統(tǒng)的模型中首次引入微分幾何方法，提出換流器可以采用非線性附加控制器的設(shè)計方法，對于以后的附加控制器的設(shè)計起到了開拓作用。但是在研究交直流互聯(lián)系統(tǒng)穩(wěn)定控制時，沒有考慮直流線路的動態(tài)特性，而把對直流功率的調(diào)節(jié)視為一階慣性環(huán)節(jié)來設(shè)計控制率，或者說是設(shè)計過程中忽略了系統(tǒng)的不確定性。

所以文獻[24-25]在文獻[23]的基礎(chǔ)上，考慮了交直流互聯(lián)系統(tǒng)各部分的動態(tài)特性，同時直流系統(tǒng)采用改進的響應(yīng)模型，推導(dǎo)出一個五階非仿射非線性數(shù)學(xué)模型，再對模型進行反饋線性化，設(shè)計出具有一定魯棒性的附加控制器。文獻[26]則采用微分幾何理論先將實際系統(tǒng)進行精確線性化處理，再將魯棒H∞理論應(yīng)用于該線性化系統(tǒng)，從而設(shè)計出具有較強魯棒性的附加控制器。

文獻[27-28]基于直接反饋線性化方法和H∞控制理論推導(dǎo)出交直流互聯(lián)系統(tǒng)的狀態(tài)方程，其中的未知量反饋系數(shù)則通過MATLAB工具箱求解，在控制規(guī)律基礎(chǔ)上再設(shè)計出相應(yīng)的具有一定魯棒性和適應(yīng)性的控制器。文獻[29]在微分幾何方法和H∞控制理論的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出了一種適合交直流互聯(lián)系統(tǒng)的非線性魯棒控制器的規(guī)律。

文獻[30-31]則基于Lyapunov函數(shù)直接推導(dǎo)出反映交直流互聯(lián)系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)控制規(guī)律，所設(shè)計的附加控制器除了采用常規(guī)的角速度差作為輸入信號外，還增加了功角差和功率偏差兩個輸入信號，仿真證明了該控制器對于抑制區(qū)間低頻振蕩效果優(yōu)于傳統(tǒng)的PI控制器。

3.5 智能控制器

智能控制主要包括分級遞階智能控制、專家控制、模糊控制以及基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等。以應(yīng)用較多的模糊控制為例說明，模糊控制是以模糊集合論、模糊語言變量以及模糊邏輯推理為基礎(chǔ)的一種計算機數(shù)字控制理論。模糊控制在復(fù)雜系統(tǒng)的建模和控制方面有著諸多優(yōu)勢，比如不需要知道被控對象的精確模型，易于實現(xiàn)對具有不確定性的對象和具有強非線性的對象進行控制，對被控對象特性參數(shù)的變化具有較強的魯棒性，對控制系統(tǒng)受到的干擾具有較強的抑制能力等。

文獻[32]通過將模糊控制理論與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法結(jié)合在一起，設(shè)計出模糊神經(jīng)附加控制器用以阻尼區(qū)間低頻振蕩。而文獻[3，33-36]則將PID控制和模糊控制兩者的優(yōu)點結(jié)合起來，設(shè)計出基于模糊自適應(yīng)的PID附加控制器，仿真表明該附加控制器對于阻尼互聯(lián)交流系統(tǒng)的低頻振蕩效果明顯。文獻[37]在模糊邏輯控制器基礎(chǔ)上，將Bang-bang控制思想和能量函數(shù)法應(yīng)用在附加控制器的設(shè)計之中，仿真驗證了該套理論的正確性。

3.6 其他控制器

主要有從降低系統(tǒng)振蕩能量角度方面考慮而設(shè)計出的附加控制器。文獻[38-39]采用廣域測量系統(tǒng)和相量量測單元技術(shù)對全局信號進行采集，再通過對系統(tǒng)進行等值，然后從廣義哈密爾頓系統(tǒng)理論能夠描述系統(tǒng)的能量特性這一點出發(fā)，同時考慮到交直流互聯(lián)系統(tǒng)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)和耗散特性， 最終設(shè)計出能夠提高交流系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的附加控制器。

4 附加控制器與其他控制器的協(xié)調(diào)控制

4.1 附加控制器與勵磁調(diào)節(jié)器的協(xié)調(diào)控制

文獻[40]基于暫態(tài)能量下降法和模糊邏輯控制理論，設(shè)計出基于整流側(cè)觸發(fā)角控制和發(fā)電機勵磁控制的模糊協(xié)調(diào)阻尼控制器，在4機2區(qū)域和8機36母線測試系統(tǒng)中驗證它的良好功能。文獻[41]先通過耦合發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)與HVDC控制系統(tǒng)，再利用多指標(biāo)非線性控制理論尋找到兩個系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制的規(guī)律，進而設(shè)計出相應(yīng)的協(xié)調(diào)控制器，并在仿真中驗證了該理論的可行性。

文獻[42]則基于系統(tǒng)慣量中心和廣域測量系統(tǒng)，對發(fā)電機勵磁控制和直流附加控制器同時采用非線性魯棒控制，還對兩種控制進行了協(xié)調(diào)，其控制效果優(yōu)于通用勵磁控制器和傳統(tǒng)附加控制器的組合。文獻[43]在多饋入交直流互聯(lián)系統(tǒng)中，通過先將控制系統(tǒng)分為交直流協(xié)調(diào)層和直流協(xié)調(diào)層，其中的交直流協(xié)調(diào)層主要負責(zé)直流附加控制器與其接近的發(fā)電機勵磁控制之間的協(xié)調(diào)。由于在推導(dǎo)交流協(xié)調(diào)控制規(guī)律時應(yīng)用了最優(yōu)變目標(biāo)控制理論，使得該協(xié)調(diào)控制規(guī)律具有一定的跟蹤能力和自適應(yīng)功能，仿真驗證效果較好。文獻[44]也在多饋入交直流互聯(lián)系統(tǒng)中，設(shè)計了基于模糊控制理論的發(fā)電機勵磁附加控制器和直流調(diào)制附加控制器，對兩個控制器的參數(shù)采用了遺傳算法和序優(yōu)化遺傳算法，通過對比仿真效果后，得出采用序優(yōu)化遺傳算法進行的參數(shù)協(xié)調(diào)優(yōu)化方法的魯棒性較一般的遺傳算法要好很多。

4.2 附加控制器與電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的協(xié)調(diào)控制

電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(PSS)和直流附加控制均通過借阻尼抑制交流系統(tǒng)的低頻振蕩，即兩種控制是通過減弱與它們之間的弱相關(guān)的振蕩模式的阻尼，來增強與它們之間強相關(guān)振蕩模式的阻尼。PSS與直流附加控制均是通過改變增益進而達到重新分配系統(tǒng)的阻尼的目的。在此基礎(chǔ)上，PSS和直流附加控制必須協(xié)調(diào)控制，才可能確定在增強系統(tǒng)中重要振蕩模式或阻尼較弱的振蕩模式的阻尼時效果一致[45-46]。

文獻[47-48]采用PSS對本地低頻振蕩進行抑制，而直流附加控制對區(qū)域間低頻振蕩進行抑制的方法，同時在參與因子的基礎(chǔ)上利用遺傳算法對兩者的控制參數(shù)進行了逐個優(yōu)化，仿真證明了該思想的可行性。

文獻[49]提出利用控制敏感因子作為選擇附加控制器安裝具體地點和選擇輸入信號的指標(biāo)，通過該指標(biāo)找到了PSS控制器和附加控制器的協(xié)調(diào)控制策略，仿真證明了該理論的正確性。文獻[50]通過多次使用Prony算法對交直流互聯(lián)系統(tǒng)的PSS控制器和附加控制器的參數(shù)進行協(xié)調(diào)優(yōu)化，最終獲得能夠抑制區(qū)間低頻振蕩的最優(yōu)參數(shù)。而文獻[51]則在辨識系統(tǒng)振蕩頻率和阻尼比的方法上采用了改進矩陣束算法，其基本原理與文獻[50]一樣。

文獻[52]基于參與因子和分散控制器參數(shù)設(shè)計的思想，設(shè)計出一種針對PSS控制器和附加控制器的協(xié)調(diào)控制方法。文獻[53]在先對PSS控制器的參數(shù)進行了優(yōu)化以便抑制本地模式的低頻振蕩，在此基礎(chǔ)上，再對直流附加控制器的參數(shù)進行了優(yōu)化以便抑制區(qū)間模式的低頻振蕩，仿真效果證明了該理論在南方電網(wǎng)的多饋入交直流互聯(lián)系統(tǒng)的可行性。

4.3 附加控制器與靈活交流輸電系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制

文獻[54]提出了一種基于廣域測量系統(tǒng)的靈活交流輸電系統(tǒng)(FACTS)與HVDC魯棒協(xié)調(diào)控制策略。具體是先通過選擇合適的廣域控制信號，結(jié)合HVDC附加控制器和FACTS廣域控制器的控制功能，再通過采用H2/H∞控制理論的多目標(biāo)綜合策略設(shè)計出具有一定魯棒性的附加控制器和FACTS廣域控制器，仿真驗證了該理論的正確性。

1)附加控制器與靜止無功補償器協(xié)調(diào)控制

文獻[55] 基于狀態(tài)反饋精確線性化和最優(yōu)變目標(biāo)控制理論推導(dǎo)出了能夠協(xié)調(diào)靜止無功補償器(static var compensator, SVC)和直流附加控制器的控制策略，并且設(shè)計出相應(yīng)的控制器，對單機無窮大系統(tǒng)和3機2區(qū)域系統(tǒng)進行了仿真，結(jié)果表明該控制策略能夠?qū)崿F(xiàn)SVC與附加控制器的多目標(biāo)協(xié)調(diào)控制。

文獻[56]基于微分幾何理論與變結(jié)構(gòu)控制理論，先通過建立交直流互聯(lián)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，再利用精確線性化控制理論以及設(shè)計出相應(yīng)的滑?？刂破?，由于該套協(xié)調(diào)控制策略考慮了SVC和附加控制器的非線性特性，故仿真結(jié)果表明該套策略能夠較好地抑制區(qū)間低頻振蕩，提高交直流互聯(lián)系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。

2)附加控制器與可控串聯(lián)補償器的協(xié)調(diào)控制

文獻[39]在交直流互聯(lián)系統(tǒng)中加裝了可控串聯(lián)補償器(thyristor controlled series compensator, TCSC)，所以首先推導(dǎo)出含TCSC的交直流互聯(lián)系統(tǒng)的模型，然后將廣義哈密爾頓系統(tǒng)控制方法引入到TCSC與直流附加控制器的協(xié)調(diào)控制中，仿真驗證了該套協(xié)調(diào)控制策略比只有附加控制器的抑制區(qū)間低頻振蕩的效果要好。

5 結(jié) 語

雖然最新的《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制導(dǎo)則》在預(yù)防性控制和第2道防線上增加了直流系統(tǒng)參與電網(wǎng)穩(wěn)定與控制的功能，并且對直流附加控制在電力系統(tǒng)安全3道防御體系中發(fā)揮的具體作用、影響及其在電網(wǎng)安全防御體系中定位有明確而清晰的闡述，但是直流附加控制器目前的實際應(yīng)用還是以歐美等發(fā)達國家應(yīng)用案例較多。國內(nèi)運行的直流輸電工程雖然大部分都具有直流調(diào)制功能，但除了個別直流工程有實際使用之外，其余大部分都處于閑置狀態(tài)，因此比較缺乏直流調(diào)制工程實踐經(jīng)驗[57]。

考慮中國目前的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)以及未來的規(guī)劃，西南水電已經(jīng)形成多條直流輸電線路與交流線路的混合對外輸電系統(tǒng)，這客觀上要求利用附加控制器來解決交流輸電線路的低頻振蕩和故障過負荷問題；青藏直流輸電系統(tǒng)也需要附加控制器來解決兩端電網(wǎng)的頻率穩(wěn)定問題，華東多饋入系統(tǒng)更需要附加控制器來改善受端電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定問題；西北風(fēng)電的外送計劃還是需要附加控制器的功率/頻率調(diào)制功能來抑制風(fēng)電波動對送端系統(tǒng)頻率穩(wěn)定的影響。

中國電力按照西電東送、南北互供、全國聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展方針特別是近年來興建了一批特高壓直流輸電工程，預(yù)計到2020年將會有超過20條超特高壓直流線路投入投運，屆時中國電網(wǎng)將成為世界上規(guī)模最大、電網(wǎng)最復(fù)雜的超特高壓交直流互聯(lián)輸電系統(tǒng)。而隨著交直流互聯(lián)的電網(wǎng)規(guī)模逐年擴大，這客觀上也要求直流系統(tǒng)能夠在電力系統(tǒng)的穩(wěn)定與控制中發(fā)揮更大的作用。積極開發(fā)和挖掘直流附加控制器的功能必然能夠在維護交直流互聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定控制方面發(fā)揮巨大的作用，所以直流附加控制器的應(yīng)用前景十分廣闊。