【目的】 新能源渗透率的提高降低了系统的惯量，传统固定参数的柔直频率控制策略难以有效支撑系统频率稳定要求，尤其在新能源送端系统中，频率稳定性面临着更严峻的挑战。【方法】 为提升柔性直流输电系统对新能源送端系统的频率支撑性能，提出随电网频率和直流电压变化的自适应双下垂控制策略。首先，建立新能源柔性直流送出系统模型，分析扰动后的系统功率需求及频率控制方法。针对频率下垂控制，基于频率偏差采用logistic函数实现频率下垂系数的自适应设计，使系统能够根据频率偏差动态调整下垂系数，从而更加灵活地响应频率变化；针对直流电压下垂控制，利用虚拟惯量技术建立直流电压和有功功率之间的耦合关系，基于频率偏差和变化率设计自适应虚拟惯量系数，以增强系统对频率波动的抑制能力。最后基于PSCAD/EMTDC平台搭建了仿真模型，开展了与传统控制策略在不同场景下对比分析研究。【结果】仿真结果表明，在多种场景下所提策略均将最大频率偏差减少10%，同时对柔性直流输电系统的最大利用提升超过10%。【结论】与传统方法相比，所提策略可显著减少系统最大频率偏差，有效提升了柔性直流系统的频率支撑性能。

【目的】 随着新能源基地向深远海、沙戈荒等偏远地区拓展，构网型柔性直流输电技术是一种有效的新能源外送方案。为兼顾电能质量与故障限流，目前构网型控制多采用交流电压-交流电流的双闭环结构，这一控制结构依赖于交流滤波电容的电压-电流积分关系，以及并网电流的前馈来实现对交流电压的稳定控制。但柔性直流输电换流器多采用模块化多电平拓扑，交流侧无集中滤波电容，更无法获取交流侧电流前馈来与电网解耦，使得交流电压控制性能恶化。【方法】 为此，提出了一种基于新型双闭环控制策略，该策略不依赖交流电容，而是通过控制电网阻抗上的压降来调节并网点交流电压。【结果】基于PSCAD/EMTDC的仿真算例表明，在所提控制方式下，构网型柔直换流器在不同电网强度下均具备良好的运行稳定性与有功/无功动态控制性能。【结论】所提控制策略能够有效改善柔直换流器的交流电压-交流电流双闭环控制性能，提高构网型柔直换流器的运行稳定性与电网适应能力。

【目的】 随着新能源并网比例的增加，弱电网条件下的电力系统稳定性问题日益突出。静止无功补偿器（static var compensator，SVC）作为提升电力系统动态响应的重要设备，在弱电网中可能引发次超同步交互作用（sub- and super-synchronous interaction，S²SI），导致系统振荡。文章旨在研究弱电网下SVC引发的次超同步交互作用机理，并提出有效的振荡抑制策略。【方法】 首先，采用频率耦合阻抗建模方法（frequency coupled impedance model， FCIM）分析SVC与弱电网之间的频率耦合特性，揭示次同步和超同步频率间的强耦合关系。其次，基于阻抗交叉的稳定性判据，研究了控制器参数对振荡模式的影响，并提出了一种附加次同步阻尼控制策略（supplementary sub-synchronous damping controller， SSDC）。最后，通过PSCAD/EMTDC平台进行电磁暂态时域仿真，验证了理论分析的正确性和控制策略的有效性。【结果】研究表明，SVC在弱电网中会引发次超同步振荡，且振荡频率与控制器参数密切相关。通过优化控制器参数，可以有效抑制振荡现象。仿真结果表明，所提出的SSDC控制策略能够显著降低次超同步振荡的幅值，提升系统的稳定性。【结论】研究成果在频域阻抗层面揭示了SVC在弱电网中引发次超同步交互作用的机理，提出的控制策略在保障SVC调节速率的前提下提升了振荡抑制效果，具有重要的工程应用价值。

【目的】 构建新能源外送系统是缓解资源空间分布不均的重要手段，但高比例新能源接入对外送基地电力系统频率安全与控制提出了严峻挑战。【方法】 为此，针对高比例新能源送端系统的频率稳定性和安全性，提出了一种面向异质多源协同的频率控制及参数优化方法。首先，在异质多源送端系统的主动频率支撑方面，基于系统参数与安全性指标的耦合模型进行参数优化。其次，综合考虑系统频率偏差、发电成本和排放成本，设计了多目标模型预测的自动发电控制方法，实现调频指令的合理分配，降低系统综合成本并提升新能源利用率。【结果】理论分析与仿真结果表明，所提方法能够有效将系统频率响应指标稳定在安全范围内。此外，相较于传统频率控制方法，所提策略在频率偏差抑制、动态响应速度及经济性方面均表现出显著优势。【结论】所提出的协同控制及参数优化方法为新能源高渗透率外送系统的频率稳定控制提供了创新性解决方案。该方法在保障系统安全运行的同时，兼顾了经济性与调频性能，为新能源送端系统的设计与优化提供了理论支撑。

【目的】 为解决直流闭锁、大机组跳闸等导致的电网大功率缺额后缺少稳态自动、协同防控手段，对抽水蓄能、电化学储能等快速响应资源的调用依赖人工调度的问题，保障电网频率安全和区域控制偏差，降低切负荷风险，提出了一种含多馈入直流的受端电网大功率缺额智能处理方法。【方法】 该方法可自动判断电网是否发生缺额故障，计算生成总调节需求，按照资源优先级、工况优先级、机组优先级顺序，综合考虑控制对象特性、各类安全约束对调节需求进行自动分配，按照资源可用容量统计、缺额启动判断、调节需求分配、抽水蓄能和储能控制、安全约束、控制恢复各环节计算策略，生成并下发控制指令，远程自动调用多类快速调节资源，快速平抑电网稳态功率缺额。【结果】基于该方法研制了国内首套电网大功率缺额智能处理系统，并应用于某大型直流受端省级电网，控制效果、控制可靠性满足实际使用需求。【结论】电网稳态大功率缺额处置由人工电话调度全面转变为系统自动智能处理，决策时间由分钟级缩短至秒级，故障处置效率大幅提升，高效保障电网频率和联络线功率安全。经实际电网运行检验，基于所提方法所开发的控制系统实用性强、可靠性高，具有推广应用价值。

【目的】 基于虚拟同步发电机（virtual synchronous generator，VSG）控制的构网型（grid-forming，GFM）储能变流器能够有效为系统提供电压和频率支撑，但目前研究较少考虑新能源装置接入弱电网场景下VSG储能变流器的支撑能力。【方法】 以光伏系统和VSG储能系统为基础，分析其与弱电网之间的稳定性规律。首先建立了弱电网下光伏系统和VSG储能系统的小信号模型；其次采用特征值分析法，详细分析了系统中光伏出力变化、短路比（short circuit ratio，SCR）变化对系统特征值的影响；然后，通过研究振荡模态和参与因子，找出其中影响系统稳定性的高灵敏度控制参数；接着，在临界稳定状态下通过研究主导模态的根轨迹，提出改善系统稳定性的控制参数调整方法。最后，在MATLAB/Simulink构建的时域仿真模型验证了理论分析的有效性。【结果】仿真结果表明，在光伏出力波动（0.5~2.0 p.u.）和电网短路比变化（SCR为0.6~2.0）的多种工况下，所建小信号模型能准确识别出对系统稳定性具有显著影响的控制参数。通过实施所提参数调整方案，系统光伏输出从1.2 p.u.增加到2.0 p.u.，SCR=0.6时依然保持稳定。【结论】光伏系统出力变化时，VSG储能系统内外环q轴PI参数和光伏系统内外环q轴PI参数具有高灵敏度；SCR变化时，VSG储能系统内外环q轴PI参数具有高灵敏度，通过对不同灵敏度的控制参数进行有序调整，提高系统的静态稳定性，为高比例新能源电网的稳定性提升提供了有效解决方案。