【正文】 (d) 在控制中心 ， 通過(guò)觀測(cè)解耦狀態(tài)可以辨識(shí)動(dòng)態(tài)事件及其在系統(tǒng)中的蔓延 。 根據(jù)觀測(cè)解耦狀態(tài)空間模型 ， Zaborszky等進(jìn)一步提出了用局部控制器來(lái)穩(wěn)定整個(gè)系統(tǒng)的控制策略 。 如 “ 范數(shù)減小控制 ” ， 即單調(diào)地減小觀測(cè)解耦狀態(tài)的每個(gè)分量的范數(shù) 。 或者通過(guò)計(jì)算故障期間的過(guò)剩動(dòng)能來(lái)確定制動(dòng)電阻等的控制量 [48，49]。 此外， Meisel等也采用了局部平衡狀態(tài)空間的修正方式，如 “ 改進(jìn)的戴維南平衡框架 ” 、 “ 改進(jìn)的局部平衡框架 ” 等。并在此基礎(chǔ)上，采用能量函數(shù)法或最優(yōu)目標(biāo)控制策略也可以通過(guò)局部測(cè)量驅(qū)動(dòng)電機(jī)到達(dá)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定平衡點(diǎn) [50， 51]。 基于辨識(shí)方法的低階模型 研究小干擾穩(wěn)定或低頻振蕩問(wèn)題 ， 通常采用線性化分析技術(shù) [52]。 首先需要建立線性化狀態(tài)空間模型 ， 然后進(jìn)行特征值分析和控制器的設(shè)計(jì) 。然而典型的電力系統(tǒng)的狀態(tài)方程的維數(shù)很高 ，需要專門的仿真工具計(jì)算和不斷地更新模型 。因此近年來(lái)應(yīng)用辨識(shí)方法導(dǎo)出線性化模型的研究受到重視 ， 并取得一系列的成果 [5362]。 這種方法是 利用非線性時(shí)域仿真或現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)直接導(dǎo)出簡(jiǎn)單的、精確的低階線性化模型 。所采用的辨識(shí)方法有： SteiglitzMc Bride算法[53]、特征系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)算法（ ERA） [54]和 Prony算法 [55]。 SteiglitzMc Bride算法是對(duì)傳遞函數(shù)系數(shù)的調(diào)整的迭化計(jì)算 。 ERA算法是通過(guò)系統(tǒng)的脈沖響應(yīng) ， 對(duì) Hankel矩陣進(jìn)行奇異值分解 。 Prong算法則是用指數(shù)項(xiàng)的加權(quán)和來(lái)擬合一個(gè)信號(hào) 。 在文獻(xiàn) [5658]中對(duì)這些算法的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了較詳細(xì)的闡述 。 文獻(xiàn) [59]進(jìn)一步對(duì)三種辨識(shí)方法的性能作了比較 ， 認(rèn)為 Prong和 ERA算法辨識(shí)的線性系統(tǒng)具有相似的特性 ， 并在辨識(shí)的機(jī)電振蕩鄰域內(nèi)逼近實(shí)際的系統(tǒng)；在較復(fù)雜的測(cè)試系統(tǒng)中 ，SteiglitzMC Bride算法的性能不如其它兩種算法 。 這些辨識(shí)模型的實(shí)際價(jià)值已在 PSS、FACTS等阻尼控制器設(shè)計(jì)中得到體現(xiàn) [6062]。 此外，文獻(xiàn) [63]也提出一種用多步遞歸最小二乘法辨識(shí)系統(tǒng)簡(jiǎn)單等值模型的方法，并用于采用勵(lì)磁和快關(guān)汽門的緊急控制 [64]。 緊急控制策略 最優(yōu)目標(biāo)策略（ OAS） Barnard 基于系統(tǒng)軌跡的概念提出的非線性系統(tǒng)的最優(yōu)目標(biāo)控制策略 [65， 66]是將狀態(tài)向量X（ t）驅(qū)動(dòng)到一個(gè)目標(biāo)狀態(tài) X0 （ t）。該目標(biāo)狀態(tài)可以是系統(tǒng)的平衡狀態(tài)或其它適當(dāng)選擇的目標(biāo)。控制策略是通過(guò)代數(shù)優(yōu)化方法，使導(dǎo)數(shù)狀態(tài)向量（ t）和參考向量 X（ t） X0 （ t） 之間的夾角最小，從而將當(dāng)前的狀態(tài) X（ t）驅(qū)動(dòng)到目標(biāo)狀態(tài) X0 （ t）。另一種目標(biāo)策略是使范數(shù)最小。這種控制策略還容許考慮控制極限的物理約束。 OAS的優(yōu)點(diǎn)是能得到封閉形式的最優(yōu)解，形成閉環(huán)自適應(yīng)反饋控制，可以應(yīng)用于一般的非線性系統(tǒng) 。 文獻(xiàn) [50， 51， 6769]在觀測(cè)解耦狀態(tài)空間模型或改進(jìn)的局部平衡框架的基礎(chǔ)上，應(yīng)用 OAS進(jìn)行多機(jī)系統(tǒng)的緊急控制，而只需要局部測(cè)量數(shù)據(jù)?？刂剖侄慰梢圆捎脛?lì)磁、快關(guān)汽門、制動(dòng)電阻和串聯(lián)電容器等。文獻(xiàn) [51]還提出了多機(jī)系統(tǒng)的分層控制結(jié)構(gòu)，當(dāng)?shù)乜刂破鞑捎?OAS，而區(qū)域協(xié)調(diào)控制器接收來(lái)自各個(gè)當(dāng)?shù)乜刂破鞯男畔?，確定希望的控制功率，并根據(jù)某種優(yōu)化策略對(duì)現(xiàn)有控制手段進(jìn)行配置并實(shí)現(xiàn)控制。文獻(xiàn) [68， 69]根據(jù)第一搖擺穩(wěn)定性和多擺穩(wěn)定性的不同特點(diǎn)，制訂不同的控制目標(biāo)，而將 OAS擴(kuò)展最優(yōu)變化目標(biāo)策略（ OVAS），用來(lái)解決多機(jī)系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性和再同步控制問(wèn)題。 微分幾何控制 傳統(tǒng)的將非線性系統(tǒng)線性化方法都是采用在運(yùn)行點(diǎn)附近的局部線性化方法，不適合于大干擾情況。使所設(shè)計(jì)的控制器對(duì)各種工況不具備魯棒性，而大范圍精確線性化的微分幾何控制則克服了這一缺點(diǎn)。從實(shí)用觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)， 微分幾何控制的核心是反饋精確線性化，它通過(guò)局部微分同胚變換，對(duì)仿射型非線性系統(tǒng)在滿足可控性、矢量場(chǎng)生成、對(duì)合性和凸性四個(gè)條件下，將非線性系統(tǒng)化為線性控制問(wèn)題 [70]。 盧強(qiáng)等首次將微分幾何控制用于電力系統(tǒng)中[71]。 隨后 ， 許多學(xué)者對(duì)電力系統(tǒng)微分幾何控制進(jìn)行了大量的研究 ， 并取得了許多有意義的成果 ， 已將這種控制方法用于發(fā)電機(jī)勵(lì)磁 、 快關(guān)汽門 、 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器 、 交直流聯(lián)合輸電系統(tǒng) 、 靜止無(wú)功發(fā)生器 、 可控串補(bǔ) 、 移相器 、 統(tǒng)一潮流控制器等靈活交流輸電系統(tǒng)裝置的控制[7276]。 文獻(xiàn) [77]較全面地總結(jié)了電力系統(tǒng)微分幾何控制的基本方法及其在電力系統(tǒng)中多方面的應(yīng)用與控制器的設(shè)計(jì)方法 。 特別指出的是 ， 微分幾何控制與解耦控制有著極為重要的聯(lián)系 。 文獻(xiàn) [75， 76]基于微分幾何控制理論或直接反饋線性化設(shè)計(jì)了多機(jī)系統(tǒng)的分散最優(yōu)勵(lì)磁控制器 ， 只需要當(dāng)?shù)匦畔⒕湍軐?shí)現(xiàn) ， 其控制規(guī)律與系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)無(wú)關(guān) ， 且適用于大范圍運(yùn)行和大干擾情況 。 文獻(xiàn) [78， 79]基于直接反饋線性方法用便于測(cè)量的狀態(tài)向量 [Vt ， Pe ]代替?zhèn)鹘y(tǒng)的狀態(tài)向量[δ ， Pe ]，不僅是提高了系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性，還兼顧了系統(tǒng)的電壓控制 魯棒控制和結(jié)構(gòu)奇異值分析（ ?分析） 經(jīng)典控制理論并不要求被控制對(duì)象的精確數(shù)學(xué)模型，主要設(shè)計(jì)方法是基于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得的被控制對(duì)象的頻率特性曲線來(lái)設(shè)定串并聯(lián)補(bǔ)償器的參數(shù)，然后通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)反復(fù)調(diào)試使系統(tǒng)滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)。而以 LQG最優(yōu)控制理論為代表的現(xiàn)代控制理論，則完全依賴于描述被控對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的數(shù)學(xué)模型。魯棒控制在設(shè)計(jì)過(guò)程中考慮了數(shù)學(xué)模型所具有的不確定誤差，假設(shè)模型頻率特性與實(shí)際被控對(duì)象的頻率特性，或者模型參數(shù)與實(shí)際對(duì)象的參數(shù)具有一定范圍內(nèi)的偏差，然后用解析的手段設(shè)計(jì)控制器使得系統(tǒng)對(duì)這一誤差范圍內(nèi)的所有被控對(duì)象均能滿足理想的性能要求。 電力系統(tǒng)是非線性的和時(shí)變的系統(tǒng) ， 因此自八十年代以來(lái) ， 許多學(xué)者將魯棒控制應(yīng)用于電力系統(tǒng)的控制中 ，文獻(xiàn) [8082]在設(shè)計(jì) PSS、 FACTS阻尼控制器時(shí)考慮了不確定性擾動(dòng) 。 文獻(xiàn) [83， 84]則同時(shí)考慮了參數(shù)不確性和結(jié)構(gòu)不確性 。 但是，在結(jié)構(gòu)不確定的情況下， H?魯棒控制器的性能是保守的。結(jié)構(gòu)奇異值分析（ ?分析）考慮了模型的不確定性 [85]。文獻(xiàn) [86]利用 ?分析對(duì)電力系統(tǒng)在給定范圍的運(yùn)行條件下的魯棒穩(wěn)定性和魯棒性能進(jìn)行了分析，并且給出了魯棒控制器的設(shè)計(jì)框架。文獻(xiàn) [87]進(jìn)一步利用當(dāng)?shù)販y(cè)量的軸速度信號(hào)作為當(dāng)?shù)胤€(wěn)定控制信號(hào)，采用結(jié)構(gòu)奇異值的綜合方法來(lái)設(shè)計(jì)分散控制器。此外，通常計(jì)算控制系統(tǒng)的魯棒穩(wěn)定性，需要進(jìn)行大量的數(shù)字仿真，而且不能給出與不穩(wěn)定性的距離或風(fēng)險(xiǎn)程度的明確指示。文獻(xiàn) [88]利用 ?分析提出了一種魯棒穩(wěn)定性的計(jì)算方法。這種方法可以計(jì)算任何控制系統(tǒng)的穩(wěn)定魯棒性的邊界函數(shù)，從而可以確定一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)在給定條件下是否穩(wěn)定 3 結(jié)論和討論 為了保證現(xiàn)代電力系統(tǒng)的整體可靠性 ， 其安全穩(wěn)定控制應(yīng)包括：中央和分層協(xié)調(diào)的自動(dòng)緊急預(yù)防控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) ， 在線穩(wěn)定性分析和緊急事故后控制的新方法 。 實(shí)現(xiàn)中央緊急控制系統(tǒng)預(yù)先需要兩個(gè)條件：提供控制設(shè)備所需數(shù)據(jù)；開(kāi)發(fā)控制方法和算法。這要求電力系統(tǒng)達(dá)到高度自動(dòng)化水平，具有能量管理系統(tǒng)的主要功能，如數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)估計(jì)和信號(hào)處理。因此自然地可以將緊急預(yù)防自動(dòng)控制系統(tǒng)作為 EMS系統(tǒng)的一部分，而且是重要的一部分。 關(guān)于預(yù)防緊急控制方法和算法并不完善 。 雖然已開(kāi)發(fā)了若干種方法 ， 然而自適應(yīng)在線穩(wěn)定分析仍然是個(gè)問(wèn)題 。 電力系統(tǒng)是非線性時(shí)變大系統(tǒng) ， 基于線性化模型的傳統(tǒng)或經(jīng)典的控制器設(shè)計(jì)方法顯然滿足不了緊急控制的要求 。 此外中央緊急控制系統(tǒng)覆蓋若干個(gè)電網(wǎng) ， 控制設(shè)施多種多樣 ， 如何進(jìn)行分層控制或分散協(xié)調(diào)控制 ，還有許多課題值得研究 。 此外，計(jì)算機(jī)技術(shù)、 FACTS設(shè)備、基于 GPS的相量測(cè)量的新通信技術(shù)的迅速發(fā)展 [89]都給緊急控制提供了更加迅速、有效的手段，形成新一代的中央緊急控制系統(tǒng)是完全可能的。