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2.5多电力电子装置与系统的协调控制运行
已经看到，新一代电网在电源侧有规模化新能源的大量并网发电，在输电侧通过FACTS技术提高功率的柔性调节和多条直流输电形成多端的LCC-HVDC与VSC-HVDC的混合组网方式；在配网侧越来越多的分布式新能源将通过并网逆变器接入系统。电力系统逐渐形成发-输-配各环节电力电子化的趋势。面对电网的重大变化与需求，一次侧功率的合理优化调配和二次侧多控制回路的相互协调控制将成为这一复杂系统需要研究和突破的关键技术。
3多源多变换复杂交直流系统中的基础问题研究
3.1电力电子装置和系统的强非线性特性研究
1）强非线性特性问题突出
引起系统时变非线性特性的原因有3种[23]：1不同拓扑结构间的切换。系统中功率开关元件导通与关断状态的组合对应于不同阶段，而各阶段的本征是电路拓扑结构的切换变化，它是系统具有非线性特性的主要原因；2占空比控制。在闭环控制方法中，功率开关元件导通与关断的占空比与状态变量的瞬时值相关，因而会导致系统具有时变非线性特性；3寄生非线性。主要包括开关元件非线性v-i特性、非线性电感和电容以及元件之间的电磁耦合特性等。
在这种强非线性条件下，广泛应用于传统电力系统的李亚普诺夫(Lyapunov)稳定性分析方法在电力电子化电力系统中的适用性有待进一步深入研究和论证。
2）非线性（非正弦函数）条件下的功率理论及其应用研究
以平均功率进行控制，基本能满足当前的功率/能量控制需求，其与外部系统接口表现为连续的电气参量，但其物理解释并不明确；描述非线性条件下的广义功率理论尚未统一，电能消耗与计量的功率流与物理机制需要重新认识。
随着分布式电源和柔性电力技术的发展、智能电网概念的提出，电源特性、电网络结构和负荷类型正在发生着巨大变化，电能的经济高效利用，电能质量的监测评估与控制显得尤为重要。
而这些工作的顺利开展无疑需要对已有功率定义的再认识，需要建立完备的功率理论新体系作为基础支撑。特别在非正弦和三相不平衡条件下，传统功率定义将失去其普适性，并随电气系统非线性化日趋严重，这一问题更加突出，已经给电能计量、功率因数校正、设备定容、谐波与无功补偿等方面带来了许多困扰。
3）多物理量、多时间尺度下的电磁现象与过程分析方法与建模研究
由于快速、可靠、可频繁动作的大功率开关器件取代了传统的机械开关，现代电力系统具有如下变化：1可控性强，可方便地实现灵活控制；2使得电力系统中出现了快速的动态过程，超出了传统的准稳态假定；3电力电子开关的存在及频繁动作，决定了系统具有变拓扑结构的特性，同时也给电力系统引入了离散事件，使得电力系统中同时包含了连续事件和离散事件，系统的分析复杂化。因而，分别使用相互独立的电磁暂态仿真程序和机电暂态仿真程序，已难以适应现代电力系统对仿真的需求。
国内外学者尝试结合机电暂态、电磁暂态两种仿真方法，希望在仿真规模、计算速度、仿真精确度多个目标间寻求一平衡点。但混合仿真的思想本身即存在不可逾越的误差，如交互误差、模型误差、接口误差等，寻求多尺度下统一的建模方法可能是另一种演进途径。
笔者认为，采用动态相量法，不仅可仿真分析普通的电力系统动态特性，还能分析存在FACTS或HVDC装置的电力系统动态特性，既能分析设备或系统的快速电磁暂态过程，又能分析其机电暂态过程，仿真步长介于两类暂态过程之间，取值灵活，适用于分析快速动态过程。
典型的电力电子系统通常是由电力电子器件构成的功率回路、控制回路和被控制对象3部分组成。形成这样一个复杂的非线性数模混合系统，会给设计和参数整定带来巨大的困难。因此，以往采用的离线数字仿真中的“控制器”与实际控制器间存在差别，包括采样误差、通信延时、程序执行延时等因素往往不能得到正确的反映，仿真可信度受到影响，因此，离线数字仿真只能应用在初始阶段。
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