電發(fā)展研究課題申報書一、封面內(nèi)容

項目名稱：新型電力系統(tǒng)柔性直流輸電技術(shù)優(yōu)化與控制策略研究

申請人姓名及聯(lián)系方式：張明，E-ml:zhangming@

所屬單位：國家電力科學研究院

申報日期：2023年10月26日

項目類別：應(yīng)用研究

二．項目摘要

隨著全球能源結(jié)構(gòu)向清潔化、低碳化轉(zhuǎn)型，電力系統(tǒng)對高比例可再生能源的接入提出了更高要求。柔性直流輸電（VSC-HVDC）技術(shù)作為新型電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在遠距離、大容量可再生能源消納及電網(wǎng)互聯(lián)方面展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。本項目旨在針對VSC-HVDC在復(fù)雜電網(wǎng)環(huán)境下的運行特性，開展系統(tǒng)級優(yōu)化與控制策略研究，以提升其穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。項目核心內(nèi)容涵蓋VSC-HVDC多機多端口系統(tǒng)的建模與仿真分析，研究其在不同故障場景下的動態(tài)響應(yīng)機制；開發(fā)基于的智能控制算法，優(yōu)化功率分配與電壓調(diào)節(jié)策略；探索多直流系統(tǒng)協(xié)同控制技術(shù)，解決聯(lián)絡(luò)線功率振蕩與次同步振蕩問題。研究方法將采用物理實驗與數(shù)值仿真相結(jié)合的技術(shù)路線，利用PSCAD/EMTDC平臺搭建VSC-HVDC測試系統(tǒng)，通過仿真驗證控制策略的有效性。預(yù)期成果包括一套完善的VSC-HVDC控制策略體系，形成可應(yīng)用于實際工程的技術(shù)方案，并發(fā)表高水平學術(shù)論文3-5篇，推動我國在柔性直流輸電領(lǐng)域的技術(shù)自主化進程。本項目的實施將為解決高比例可再生能源并網(wǎng)挑戰(zhàn)提供理論支撐和技術(shù)儲備，對保障新型電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行具有重要現(xiàn)實意義。

三.項目背景與研究意義

1.研究領(lǐng)域現(xiàn)狀、存在的問題及研究的必要性

全球能源轉(zhuǎn)型浪潮下，以風能、太陽能為代表的可再生能源因其資源豐富、環(huán)境友好等特性，已成為電力系統(tǒng)發(fā)展的主導(dǎo)方向。然而，可再生能源固有的間歇性、波動性和隨機性給電網(wǎng)的穩(wěn)定運行帶來了嚴峻挑戰(zhàn)。特別是在大規(guī)?？稍偕茉醇惺浇尤氲貐^(qū)，傳統(tǒng)的交流輸電技術(shù)面臨著輸電走廊緊張、系統(tǒng)穩(wěn)定性差、潮流控制能力弱等問題，難以滿足日益增長的能源傳輸需求。

柔性直流輸電（VSC-HVDC）技術(shù)作為新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵輸電方式，相較于傳統(tǒng)的直流輸電技術(shù)，具有控制靈活、功率可逆、故障穿越能力強等顯著優(yōu)勢。近年來，隨著電力電子器件技術(shù)的進步和成本的下降，VSC-HVDC技術(shù)日趨成熟，已在歐洲、中國等多個國家投運，并在跨海聯(lián)網(wǎng)、大規(guī)?？稍偕茉此统?、城市配電網(wǎng)互聯(lián)等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力。根據(jù)國際能源署（IEA）的數(shù)據(jù)，截至2022年，全球VSC-HVDC項目累計長度已超過2000公里，且呈現(xiàn)快速增長的態(tài)勢。

盡管VSC-HVDC技術(shù)取得了長足進步，但在實際應(yīng)用中仍面臨一系列問題和挑戰(zhàn)。首先，多機多端口VSC-HVDC系統(tǒng)的建模與控制相對復(fù)雜，尤其是在強直饋、弱交流等極端運行工況下，系統(tǒng)容易發(fā)生功率振蕩、電壓崩潰等穩(wěn)定性問題?，F(xiàn)有控制策略大多基于線性模型，難以有效應(yīng)對系統(tǒng)非線性、時變性帶來的挑戰(zhàn)。其次，VSC-HVDC系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)控制問題日益突出。隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴大和互聯(lián)程度的加深，多直流系統(tǒng)相互耦合、相互影響的現(xiàn)象愈發(fā)普遍，如何實現(xiàn)多直流系統(tǒng)的協(xié)同運行，避免功率越限、系統(tǒng)振蕩等問題，成為亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)難題。此外，VSC-HVDC系統(tǒng)在故障穿越過程中的動態(tài)響應(yīng)特性仍需深入研究，以提升系統(tǒng)的可靠性和安全性。

當前，國內(nèi)外學者對VSC-HVDC技術(shù)的研究主要集中在以下幾個方面：一是基于模型預(yù)測控制（MPC）的電流控制算法研究，通過預(yù)測系統(tǒng)未來動態(tài)行為，實現(xiàn)對電流的精確控制；二是基于自適應(yīng)控制、滑?？刂频认冗M控制策略的研究，提升系統(tǒng)在擾動下的魯棒性；三是多直流系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制技術(shù)的研究，通過設(shè)計聯(lián)絡(luò)線功率控制策略、無功功率共享機制等，實現(xiàn)多直流系統(tǒng)的協(xié)同運行。然而，現(xiàn)有研究仍存在一些不足：一是對VSC-HVDC系統(tǒng)非線性、時變性特性的考慮不夠充分，導(dǎo)致控制策略在實際應(yīng)用中效果有限；二是多直流系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制方案缺乏系統(tǒng)性，難以有效應(yīng)對復(fù)雜運行場景；三是VSC-HVDC系統(tǒng)在故障穿越過程中的動態(tài)響應(yīng)優(yōu)化研究相對薄弱，亟需開發(fā)更加高效的故障穿越控制策略。

2.項目研究的社會、經(jīng)濟或?qū)W術(shù)價值

本項目的實施將產(chǎn)生顯著的社會、經(jīng)濟和學術(shù)價值，具體體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）社會價值

本項目的研究成果將有助于推動我國電力系統(tǒng)向清潔化、低碳化、智能化方向發(fā)展，為實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”目標提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。通過優(yōu)化VSC-HVDC控制策略，可以有效提升可再生能源的消納能力，減少棄風棄光現(xiàn)象，促進能源資源的合理利用，為社會經(jīng)濟發(fā)展提供更加穩(wěn)定、可靠的電力保障。此外，本項目的研究成果還將提升電力系統(tǒng)的安全性和可靠性，減少因電網(wǎng)故障造成的經(jīng)濟損失和社會影響，為社會公眾提供更加優(yōu)質(zhì)的電力服務(wù)。

（2）經(jīng)濟價值

本項目的研究成果將促進VSC-HVDC技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，推動相關(guān)設(shè)備制造、工程建設(shè)和運維服務(wù)等領(lǐng)域的發(fā)展，形成新的經(jīng)濟增長點。通過開發(fā)高效的VSC-HVDC控制策略，可以降低輸電損耗，提高輸電效率，節(jié)約大量的能源資源，產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟效益。此外，本項目的研究成果還將提升我國在柔性直流輸電領(lǐng)域的自主創(chuàng)新能力，降低對國外技術(shù)的依賴，節(jié)約引進技術(shù)的成本，為我國電力產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展提供有力支撐。

（3）學術(shù)價值

本項目的研究成果將豐富和發(fā)展電力系統(tǒng)控制理論，推動VSC-HVDC技術(shù)向更高水平發(fā)展。通過深入研究VSC-HVDC系統(tǒng)的建模、控制及協(xié)調(diào)運行問題，可以揭示系統(tǒng)運行規(guī)律，提出更加科學、有效的控制策略，為電力系統(tǒng)控制理論的創(chuàng)新提供新的思路和方法。此外，本項目的研究成果還將促進多學科交叉融合，推動電力電子、控制理論、電力系統(tǒng)等領(lǐng)域的研究進展，為我國電力科技事業(yè)的發(fā)展做出積極貢獻。

四.國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

1.國外研究現(xiàn)狀

柔性直流輸電（VSC-HVDC）技術(shù)作為電力系統(tǒng)領(lǐng)域的前沿技術(shù)，自20世紀90年代以來受到了國際學術(shù)界的廣泛關(guān)注。國外在VSC-HVDC技術(shù)的研究方面起步較早，積累了豐富的理論成果和工程實踐經(jīng)驗。挪威、瑞典、德國、法國、日本、美國等發(fā)達國家在VSC-HVDC領(lǐng)域均取得了顯著進展，并在多個實際工程中得到了應(yīng)用。

在基礎(chǔ)理論研究方面，國外學者對VSC-HVDC系統(tǒng)的建模與控制進行了深入研究。例如，挪威NorskaHydro公司和ABB公司合作開發(fā)的Skagerrak工程，是世界上第一個采用VSC-HVDC技術(shù)的商業(yè)工程，其成功投運為后續(xù)VSC-HVDC技術(shù)的發(fā)展提供了寶貴的經(jīng)驗。隨后，基于電壓源換流器（VSC）的HVDC技術(shù)在全球范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，如歐洲的Cross-Channel工程、日本的CarronDeeps工程等。這些工程的成功應(yīng)用推動了VSC-HVDC技術(shù)的基礎(chǔ)理論研究，包括系統(tǒng)建模、控制策略、保護配置等方面。

在控制策略研究方面，國外學者提出了多種VSC-HVDC控制策略，以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和靈活性。例如，基于比例-積分-微分（PID）控制的策略因其簡單易實現(xiàn)，在早期VSC-HVDC工程中得到了廣泛應(yīng)用。隨后，基于模型預(yù)測控制（MPC）的策略因其預(yù)測未來動態(tài)行為的能力，在VSC-HVDC控制領(lǐng)域受到越來越多的關(guān)注。MPC策略可以根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)預(yù)測，實現(xiàn)對電流、電壓的精確控制，提高系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)性能。此外，基于自適應(yīng)控制、滑模控制等先進控制策略的研究也在不斷深入，這些控制策略能夠提升VSC-HVDC系統(tǒng)在擾動下的魯棒性，使其在復(fù)雜運行環(huán)境下仍能保持穩(wěn)定運行。

在多直流系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制研究方面，國外學者對多直流系統(tǒng)之間的相互影響進行了深入研究，并提出了多種協(xié)調(diào)控制策略。例如，基于聯(lián)絡(luò)線功率控制的策略通過調(diào)節(jié)聯(lián)絡(luò)線功率，實現(xiàn)多直流系統(tǒng)的功率平衡；基于無功功率共享機制的策略通過協(xié)調(diào)各直流系統(tǒng)的無功功率輸出，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。此外，基于的多直流系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制研究也在不斷興起，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制等技術(shù)，實現(xiàn)多直流系統(tǒng)的智能協(xié)調(diào)運行。

在故障穿越研究方面，國外學者對VSC-HVDC系統(tǒng)在故障穿越過程中的動態(tài)響應(yīng)特性進行了深入研究，并提出了多種故障穿越控制策略。例如，基于故障檢測與隔離的策略通過快速檢測故障并隔離故障區(qū)域，防止故障擴散；基于自適應(yīng)控制的策略通過實時調(diào)整控制參數(shù)，提高系統(tǒng)在故障穿越過程中的穩(wěn)定性。這些研究為VSC-HVDC系統(tǒng)的可靠性提供了重要保障。

然而，國外在VSC-HVDC技術(shù)的研究方面仍存在一些問題和挑戰(zhàn)。首先，現(xiàn)有控制策略大多基于線性模型，難以有效應(yīng)對系統(tǒng)非線性、時變性帶來的挑戰(zhàn)。其次，多直流系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制方案缺乏系統(tǒng)性，難以有效應(yīng)對復(fù)雜運行場景。此外，VSC-HVDC系統(tǒng)在故障穿越過程中的動態(tài)響應(yīng)優(yōu)化研究相對薄弱，亟需開發(fā)更加高效的故障穿越控制策略。

2.國內(nèi)研究現(xiàn)狀

我國在VSC-HVDC技術(shù)的研究與應(yīng)用方面取得了顯著進展，已成為全球VSC-HVDC技術(shù)的重要研發(fā)和應(yīng)用基地。自2003年浙江舟山直流工程投運以來，我國已建成了多個VSC-HVDC工程，如廈門、深圳、秦山、海陽等，積累了豐富的工程實踐經(jīng)驗。同時，國內(nèi)高校和科研機構(gòu)在VSC-HVDC技術(shù)的基礎(chǔ)理論研究方面也取得了長足進步，形成了一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)。

在基礎(chǔ)理論研究方面，國內(nèi)學者對VSC-HVDC系統(tǒng)的建模與控制進行了深入研究。例如，中國電力科學研究院、西安交通大學、清華大學等科研機構(gòu)在VSC-HVDC系統(tǒng)建模、控制策略、保護配置等方面取得了顯著成果。這些研究為VSC-HVDC技術(shù)的工程應(yīng)用提供了重要的理論支撐。此外，國內(nèi)學者還積極參與VSC-HVDC國際標準的制定，提升我國在國際VSC-HVDC領(lǐng)域的話語權(quán)。

在控制策略研究方面，國內(nèi)學者提出了多種VSC-HVDC控制策略，以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和靈活性。例如，基于比例-積分-微分（PID）控制的策略因其簡單易實現(xiàn)，在早期VSC-HVDC工程中得到了廣泛應(yīng)用。隨后，基于模型預(yù)測控制（MPC）的策略因其預(yù)測未來動態(tài)行為的能力，在VSC-HVDC控制領(lǐng)域受到越來越多的關(guān)注。MPC策略可以根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)預(yù)測，實現(xiàn)對電流、電壓的精確控制，提高系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)性能。此外，基于自適應(yīng)控制、滑模控制等先進控制策略的研究也在不斷深入，這些控制策略能夠提升VSC-HVDC系統(tǒng)在擾動下的魯棒性，使其在復(fù)雜運行環(huán)境下仍能保持穩(wěn)定運行。

在多直流系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制研究方面，國內(nèi)學者對多直流系統(tǒng)之間的相互影響進行了深入研究，并提出了多種協(xié)調(diào)控制策略。例如，基于聯(lián)絡(luò)線功率控制的策略通過調(diào)節(jié)聯(lián)絡(luò)線功率，實現(xiàn)多直流系統(tǒng)的功率平衡；基于無功功率共享機制的策略通過協(xié)調(diào)各直流系統(tǒng)的無功功率輸出，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。此外，基于的多直流系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制研究也在不斷興起，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制等技術(shù)，實現(xiàn)多直流系統(tǒng)的智能協(xié)調(diào)運行。

在故障穿越研究方面，國內(nèi)學者對VSC-HVDC系統(tǒng)在故障穿越過程中的動態(tài)響應(yīng)特性進行了深入研究，并提出了多種故障穿越控制策略。例如，基于故障檢測與隔離的策略通過快速檢測故障并隔離故障區(qū)域，防止故障擴散；基于自適應(yīng)控制的策略通過實時調(diào)整控制參數(shù)，提高系統(tǒng)在故障穿越過程中的穩(wěn)定性。這些研究為VSC-HVDC系統(tǒng)的可靠性提供了重要保障。

盡管我國在VSC-HVDC技術(shù)的研究與應(yīng)用方面取得了顯著進展，但仍存在一些問題和挑戰(zhàn)。首先，現(xiàn)有控制策略大多基于線性模型，難以有效應(yīng)對系統(tǒng)非線性、時變性帶來的挑戰(zhàn)。其次，多直流系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制方案缺乏系統(tǒng)性，難以有效應(yīng)對復(fù)雜運行場景。此外，VSC-HVDC系統(tǒng)在故障穿越過程中的動態(tài)響應(yīng)優(yōu)化研究相對薄弱，亟需開發(fā)更加高效的故障穿越控制策略。同時，我國在VSC-HVDC關(guān)鍵設(shè)備制造、工程建設(shè)和運維服務(wù)等領(lǐng)域與國際先進水平相比仍存在一定差距，亟需提升自主創(chuàng)新能力，降低對國外技術(shù)的依賴。

3.研究空白與展望

綜合國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，可以看出VSC-HVDC技術(shù)在基礎(chǔ)理論研究、控制策略優(yōu)化、多直流系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制、故障穿越等方面仍存在一些研究空白和挑戰(zhàn)。未來，VSC-HVDC技術(shù)的研究將重點關(guān)注以下幾個方面：

（1）VSC-HVDC系統(tǒng)非線性、時變性特性的深入研究。隨著電力電子器件技術(shù)的進步和系統(tǒng)規(guī)模的擴大，VSC-HVDC系統(tǒng)的非線性、時變性特性將更加突出，需要深入研究這些特性對系統(tǒng)運行的影響，并開發(fā)相應(yīng)的控制策略。

（2）多直流系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制技術(shù)的優(yōu)化。多直流系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制是未來VSC-HVDC技術(shù)發(fā)展的重要方向，需要研究更加系統(tǒng)、高效的多直流系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制方案，以應(yīng)對復(fù)雜運行場景。

（3）VSC-HVDC系統(tǒng)故障穿越控制策略的優(yōu)化。故障穿越是VSC-HVDC系統(tǒng)的重要功能，需要研究更加高效的故障穿越控制策略，以提高系統(tǒng)的可靠性和安全性。

（4）VSC-HVDC關(guān)鍵設(shè)備制造技術(shù)的提升。關(guān)鍵設(shè)備是VSC-HVDC技術(shù)的核心，需要提升關(guān)鍵設(shè)備制造技術(shù)水平，降低對國外技術(shù)的依賴。

（5）VSC-HVDC工程建設(shè)和運維服務(wù)技術(shù)的提升。工程建設(shè)和運維服務(wù)是VSC-HVDC技術(shù)的重要環(huán)節(jié)，需要提升相關(guān)技術(shù)水平，提高工程建設(shè)和運維服務(wù)的質(zhì)量。

本項目的研究將圍繞上述研究空白和挑戰(zhàn)展開，通過深入研究VSC-HVDC系統(tǒng)的建模、控制及協(xié)調(diào)運行問題，提出更加科學、有效的控制策略，為我國VSC-HVDC技術(shù)的發(fā)展提供理論支撐和技術(shù)儲備。

五.研究目標與內(nèi)容

1.研究目標

本項目旨在針對新型電力系統(tǒng)背景下柔性直流輸電（VSC-HVDC）技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)，開展系統(tǒng)級的優(yōu)化與控制策略研究，以提升其在大規(guī)?？稍偕茉唇尤?、復(fù)雜電網(wǎng)環(huán)境下的穩(wěn)定性、靈活性和經(jīng)濟性。具體研究目標如下：

（1）構(gòu)建高精度、考慮多物理場耦合的VSC-HVDC多機多端口系統(tǒng)統(tǒng)一模型。突破傳統(tǒng)建模方法的局限性，充分考慮電力電子器件的非線性特性、直流線路的分布參數(shù)效應(yīng)、交流系統(tǒng)的強直饋或弱交流特性以及網(wǎng)絡(luò)拓撲變化對系統(tǒng)動態(tài)行為的影響，為后續(xù)控制策略的設(shè)計提供準確的理論基礎(chǔ)。

（2）研發(fā)面向大規(guī)?？稍偕茉唇尤氲腣SC-HVDC功率控制優(yōu)化策略。針對可再生能源發(fā)電的間歇性和波動性，研究基于模型預(yù)測控制（MPC）、（）等先進技術(shù)的功率調(diào)度與控制方法，實現(xiàn)對交流/直流聯(lián)絡(luò)線功率的精確、快速調(diào)節(jié)，最大化可再生能源的消納能力，并抑制功率波動對電網(wǎng)穩(wěn)定性的影響。

（3）設(shè)計適用于復(fù)雜電網(wǎng)環(huán)境的VSC-HVDC多機多端口系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制策略。研究多直流系統(tǒng)之間的相互作用機制，開發(fā)基于聯(lián)絡(luò)線功率偏差反饋、無功功率共享機制、級聯(lián)H橋控制策略協(xié)調(diào)等技術(shù)的協(xié)調(diào)控制方案，解決多直流系統(tǒng)運行中的功率越限、次同步/超同步振蕩等問題，實現(xiàn)系統(tǒng)間的高效、穩(wěn)定協(xié)同運行。

（4）優(yōu)化VSC-HVDC系統(tǒng)在故障穿越過程中的動態(tài)響應(yīng)控制策略。研究VSC-HVDC系統(tǒng)在交流側(cè)或直流側(cè)發(fā)生故障時的暫態(tài)過程，開發(fā)基于快速故障檢測、直流電壓/電流控制切換、故障后系統(tǒng)快速恢復(fù)等技術(shù)的故障穿越控制策略，提升系統(tǒng)的可靠性和安全性，減少故障對電網(wǎng)的影響。

（5）通過仿真驗證和實驗驗證，評估所提出控制策略的有效性和魯棒性。利用PSCAD/EMTDC等仿真平臺構(gòu)建大規(guī)?？稍偕茉唇尤氲腣SC-HVDC測試系統(tǒng)，對所提出的控制策略進行全面的仿真驗證，并搭建物理實驗平臺進行關(guān)鍵控制策略的實驗驗證，確保研究成果的實用性和工程可行性。

2.研究內(nèi)容

本項目的研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面：

（1）VSC-HVDC多機多端口系統(tǒng)統(tǒng)一建模研究

具體研究問題：現(xiàn)有VSC-HVDC系統(tǒng)建模方法大多針對單機單端口系統(tǒng)，對于多機多端口系統(tǒng)，尤其是在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)拓撲和多種故障場景下的建模研究相對不足。如何構(gòu)建一個能夠準確反映多直流系統(tǒng)間相互作用、交流系統(tǒng)特性以及直流線路分布參數(shù)影響的統(tǒng)一模型是本項目面臨的首要問題。

假設(shè)：通過引入多端口統(tǒng)一建模方法，結(jié)合考慮電力電子器件開關(guān)特性的模型和直流線路的分布參數(shù)模型，可以構(gòu)建一個能夠準確描述VSC-HVDC多機多端口系統(tǒng)動態(tài)行為的統(tǒng)一模型。

研究內(nèi)容：深入研究多端口VSC-HVDC系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)特點，分析各端口間的功率傳遞和控制耦合關(guān)系；研究電力電子器件（如IGBT）的開關(guān)特性及其對系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)的影響；研究直流線路的分布參數(shù)效應(yīng)對電壓波傳播和系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響；研究交流系統(tǒng)的強直饋或弱交流特性對VSC-HVDC系統(tǒng)動態(tài)行為的影響；開發(fā)基于狀態(tài)空間方程或傳遞函數(shù)矩陣的統(tǒng)一建模方法，并驗證模型在不同運行工況和故障場景下的準確性。

（2）面向大規(guī)?？稍偕茉唇尤氲腣SC-HVDC功率控制優(yōu)化策略研究

具體研究問題：如何設(shè)計一種能夠有效應(yīng)對可再生能源發(fā)電波動性的功率控制策略，實現(xiàn)對交流/直流聯(lián)絡(luò)線功率的精確、快速調(diào)節(jié)，最大化可再生能源的消納能力，并抑制功率波動對電網(wǎng)穩(wěn)定性的影響是本項目面臨的核心問題之一。

假設(shè)：基于模型預(yù)測控制（MPC）或（）等先進技術(shù)的功率調(diào)度與控制方法，能夠有效應(yīng)對可再生能源發(fā)電的波動性，實現(xiàn)對交流/直流聯(lián)絡(luò)線功率的精確、快速調(diào)節(jié)。

研究內(nèi)容：研究基于MPC的VSC-HVDC功率控制方法，通過預(yù)測未來一段時間內(nèi)可再生能源發(fā)電功率的變化趨勢，優(yōu)化當前控制輸入，實現(xiàn)對交流/直流聯(lián)絡(luò)線功率的精確控制；研究基于（）的功率控制方法，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制等，學習可再生能源發(fā)電的波動規(guī)律，并實時調(diào)整控制策略；研究功率控制策略與可再生能源發(fā)電預(yù)測模型的協(xié)調(diào)設(shè)計方法，提高功率控制策略的適應(yīng)性和魯棒性；研究功率控制策略對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，確保在最大化可再生能源消納的同時，維持系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

（3）VSC-HVDC多機多端口系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制策略研究

具體研究問題：在多直流系統(tǒng)互聯(lián)的電力系統(tǒng)中，如何實現(xiàn)各直流系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)運行，避免功率越限、次同步/超同步振蕩等問題，是本項目面臨的另一個核心問題。

假設(shè)：基于聯(lián)絡(luò)線功率偏差反饋、無功功率共享機制、級聯(lián)H橋控制策略協(xié)調(diào)等技術(shù)的協(xié)調(diào)控制方案，能夠有效解決多直流系統(tǒng)運行中的功率越限、次同步/超同步振蕩等問題，實現(xiàn)系統(tǒng)間的高效、穩(wěn)定協(xié)同運行。

研究內(nèi)容：研究多直流系統(tǒng)之間的相互作用機制，分析各直流系統(tǒng)之間的功率傳遞和控制耦合關(guān)系；研究聯(lián)絡(luò)線功率偏差反饋控制方法，通過調(diào)節(jié)各直流系統(tǒng)的功率輸出，使聯(lián)絡(luò)線功率保持穩(wěn)定；研究無功功率共享機制，通過協(xié)調(diào)各直流系統(tǒng)的無功功率輸出，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性；研究級聯(lián)H橋控制策略協(xié)調(diào)方法，通過協(xié)調(diào)各直流系統(tǒng)的控制策略，實現(xiàn)系統(tǒng)間的協(xié)同運行；開發(fā)基于多目標優(yōu)化的協(xié)調(diào)控制方案，在保證系統(tǒng)穩(wěn)定性的同時，最大化可再生能源的消納能力。

（4）VSC-HVDC系統(tǒng)在故障穿越過程中的動態(tài)響應(yīng)控制策略研究

具體研究問題：在交流側(cè)或直流側(cè)發(fā)生故障時，如何設(shè)計一種能夠快速響應(yīng)故障、抑制故障影響、并快速恢復(fù)系統(tǒng)運行的故障穿越控制策略，是本項目面臨的另一個重要問題。

假設(shè)：基于快速故障檢測、直流電壓/電流控制切換、故障后系統(tǒng)快速恢復(fù)等技術(shù)的故障穿越控制策略，能夠有效提升VSC-HVDC系統(tǒng)的可靠性和安全性，減少故障對電網(wǎng)的影響。

研究內(nèi)容：研究VSC-HVDC系統(tǒng)在交流側(cè)或直流側(cè)發(fā)生故障時的暫態(tài)過程，分析故障對系統(tǒng)電壓、電流、功率的影響；研究快速故障檢測方法，能夠快速檢測故障的發(fā)生并判斷故障類型；研究直流電壓/電流控制切換方法，能夠在故障發(fā)生時快速切換到故障穿越模式，并抑制故障影響；研究故障后系統(tǒng)快速恢復(fù)方法，能夠在故障消除后快速恢復(fù)系統(tǒng)正常運行；開發(fā)基于模型的故障穿越控制策略，通過建立故障穿越模型，預(yù)測故障后的系統(tǒng)動態(tài)行為，并實時調(diào)整控制策略。

（5）仿真驗證和實驗驗證

具體研究問題：如何驗證所提出的控制策略的有效性和魯棒性，是本項目面臨的最后一個重要問題。

假設(shè)：通過仿真驗證和實驗驗證，可以評估所提出控制策略的有效性和魯棒性，確保研究成果的實用性和工程可行性。

研究內(nèi)容：利用PSCAD/EMTDC等仿真平臺構(gòu)建大規(guī)?？稍偕茉唇尤氲腣SC-HVDC測試系統(tǒng)，對所提出的控制策略進行全面的仿真驗證，包括不同運行工況和故障場景下的仿真驗證；搭建物理實驗平臺，對關(guān)鍵控制策略進行實驗驗證，如功率控制策略、協(xié)調(diào)控制策略、故障穿越控制策略等；通過仿真驗證和實驗驗證，評估所提出控制策略的有效性和魯棒性，并對控制策略進行優(yōu)化和改進。

六.研究方法與技術(shù)路線

1.研究方法、實驗設(shè)計、數(shù)據(jù)收集與分析方法

本項目將采用理論分析、仿真建模、實驗驗證相結(jié)合的研究方法，系統(tǒng)地開展VSC-HVDC系統(tǒng)優(yōu)化與控制策略研究。具體研究方法、實驗設(shè)計、數(shù)據(jù)收集與分析方法如下：

（1）研究方法

1.1理論分析方法：針對VSC-HVDC系統(tǒng)的建模、控制及協(xié)調(diào)運行問題，將采用電路理論、自動控制理論、電力系統(tǒng)暫態(tài)過程理論、電力電子變流技術(shù)等理論方法，對系統(tǒng)的運行原理、動態(tài)特性、控制機理等進行深入分析。通過建立數(shù)學模型，揭示系統(tǒng)各環(huán)節(jié)之間的內(nèi)在聯(lián)系和影響，為控制策略的設(shè)計提供理論依據(jù)。

1.2仿真建模方法：利用PSCAD/EMTDC等專業(yè)的電力系統(tǒng)仿真軟件，構(gòu)建高精度、考慮多物理場耦合的VSC-HVDC多機多端口系統(tǒng)仿真模型。該模型將充分考慮電力電子器件的非線性特性、直流線路的分布參數(shù)效應(yīng)、交流系統(tǒng)的強直饋或弱交流特性以及網(wǎng)絡(luò)拓撲變化對系統(tǒng)動態(tài)行為的影響。通過仿真建模，可以模擬各種運行工況和故障場景，對所提出的控制策略進行全面的測試和驗證。

1.3實驗驗證方法：搭建VSC-HVDC原理性實驗平臺，對關(guān)鍵控制策略進行實驗驗證。實驗平臺將主要包括電壓源換流器（VSC）、直流線路、交流系統(tǒng)等關(guān)鍵設(shè)備，以及相應(yīng)的測量和控制裝置。通過實驗驗證，可以驗證仿真結(jié)果的準確性和控制策略的實用性，并為控制策略的進一步優(yōu)化提供依據(jù)。

1.4數(shù)值計算方法：采用MATLAB/Simulink等數(shù)值計算軟件，對VSC-HVDC系統(tǒng)的數(shù)學模型進行求解和分析。利用數(shù)值計算方法，可以分析系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)特性、穩(wěn)定性特性以及控制策略的性能指標。

1.5方法：研究基于（）的VSC-HVDC功率控制方法，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制等。利用方法，可以學習可再生能源發(fā)電的波動規(guī)律，并實時調(diào)整控制策略，提高功率控制策略的適應(yīng)性和魯棒性。

（2）實驗設(shè)計

2.1仿真實驗設(shè)計：在PSCAD/EMTDC仿真平臺上，設(shè)計一系列仿真實驗，對所提出的控制策略進行全面的測試和驗證。仿真實驗將主要包括以下幾個方面：

a.VSC-HVDC系統(tǒng)建模驗證實驗：通過仿真實驗，驗證所建立的VSC-HVDC多機多端口系統(tǒng)統(tǒng)一模型的準確性，包括不同運行工況和故障場景下的建模驗證。

b.功率控制策略仿真實驗：設(shè)計不同類型的功率控制策略，如基于MPC的功率控制策略、基于的功率控制策略等，通過仿真實驗，比較不同功率控制策略的性能指標，如控制精度、響應(yīng)速度、魯棒性等。

c.協(xié)調(diào)控制策略仿真實驗：設(shè)計不同類型的協(xié)調(diào)控制策略，如基于聯(lián)絡(luò)線功率偏差反饋的協(xié)調(diào)控制策略、基于無功功率共享機制的協(xié)調(diào)控制策略等，通過仿真實驗，比較不同協(xié)調(diào)控制策略的性能指標，如功率平衡精度、系統(tǒng)穩(wěn)定性等。

d.故障穿越控制策略仿真實驗：設(shè)計不同類型的故障穿越控制策略，如基于快速故障檢測的故障穿越控制策略、基于直流電壓/電流控制切換的故障穿越控制策略等，通過仿真實驗，比較不同故障穿越控制策略的性能指標，如故障抑制效果、系統(tǒng)恢復(fù)時間等。

2.2實驗平臺搭建：搭建VSC-HVDC原理性實驗平臺，主要包括以下設(shè)備：

a.電壓源換流器（VSC）：采用IGBT等電力電子器件構(gòu)成的電壓源換流器，模擬VSC-HVDC系統(tǒng)的核心設(shè)備。

b.直流線路：模擬VSC-HVDC系統(tǒng)的直流輸電線路，考慮線路的分布參數(shù)效應(yīng)。

c.交流系統(tǒng)：模擬VSC-HVDC系統(tǒng)接入的交流電網(wǎng)，可以考慮強直饋或弱交流特性。

d.測量裝置：采用高精度電壓、電流、功率測量裝置，對實驗數(shù)據(jù)進行采集。

e.控制裝置：采用高性能數(shù)字信號處理器（DSP）或工業(yè)計算機，實現(xiàn)對VSC-HVDC系統(tǒng)的控制。

2.3實驗方案設(shè)計：在實驗平臺上，設(shè)計一系列實驗方案，對所提出的控制策略進行實驗驗證。實驗方案將主要包括以下幾個方面：

a.VSC-HVDC系統(tǒng)建模驗證實驗：通過實驗數(shù)據(jù)，驗證所建立的VSC-HVDC多機多端口系統(tǒng)統(tǒng)一模型的準確性。

b.功率控制策略實驗：在實驗平臺上，實現(xiàn)所提出的功率控制策略，并測試其性能指標，如控制精度、響應(yīng)速度等。

c.協(xié)調(diào)控制策略實驗：在實驗平臺上，實現(xiàn)所提出的協(xié)調(diào)控制策略，并測試其性能指標，如功率平衡精度、系統(tǒng)穩(wěn)定性等。

d.故障穿越控制策略實驗：在實驗平臺上，模擬交流側(cè)或直流側(cè)發(fā)生故障，測試所提出的故障穿越控制策略的性能指標，如故障抑制效果、系統(tǒng)恢復(fù)時間等。

（3）數(shù)據(jù)收集與分析方法

3.1數(shù)據(jù)收集方法：在仿真實驗和實驗平臺上，采集VSC-HVDC系統(tǒng)的電壓、電流、功率、控制信號等數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集將采用高精度數(shù)據(jù)采集卡，并采用合適的采樣率和分辨率，確保數(shù)據(jù)的準確性和完整性。

3.2數(shù)據(jù)分析方法：對采集到的數(shù)據(jù)進行分析，主要包括以下幾個方面：

a.時域分析方法：通過時域分析方法，可以分析系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)特性，如電壓響應(yīng)、電流響應(yīng)、功率響應(yīng)等。

b.頻域分析方法：通過頻域分析方法，可以分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性特性，如頻譜分析、諧波分析等。

c.統(tǒng)計分析方法：通過統(tǒng)計分析方法，可以分析控制策略的性能指標，如控制精度、響應(yīng)速度、魯棒性等。

d.分析方法：利用方法，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制等，對采集到的數(shù)據(jù)進行分析，學習可再生能源發(fā)電的波動規(guī)律，并實時調(diào)整控制策略。

2.技術(shù)路線

本項目的技術(shù)路線分為以下幾個階段：

（1）第一階段：文獻調(diào)研與理論分析（1-6個月）

1.1文獻調(diào)研：對VSC-HVDC技術(shù)、可再生能源發(fā)電、電力系統(tǒng)控制等相關(guān)領(lǐng)域的文獻進行調(diào)研，了解國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。

1.2理論分析：對VSC-HVDC系統(tǒng)的建模、控制及協(xié)調(diào)運行問題進行理論分析，建立初步的理論框架。

（2）第二階段：VSC-HVDC系統(tǒng)統(tǒng)一建模研究（7-12個月）

2.1多端口統(tǒng)一建模方法研究：研究多端口VSC-HVDC系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)特點，分析各端口間的功率傳遞和控制耦合關(guān)系。

2.2電力電子器件開關(guān)特性模型研究：研究電力電子器件（如IGBT）的開關(guān)特性及其對系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)的影響。

2.3直流線路分布參數(shù)模型研究：研究直流線路的分布參數(shù)效應(yīng)對電壓波傳播和系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響。

2.4交流系統(tǒng)特性模型研究：研究交流系統(tǒng)的強直饋或弱交流特性對VSC-HVDC系統(tǒng)動態(tài)行為的影響。

2.5VSC-HVDC系統(tǒng)統(tǒng)一模型建立：開發(fā)基于狀態(tài)空間方程或傳遞函數(shù)矩陣的統(tǒng)一建模方法，并驗證模型在不同運行工況和故障場景下的準確性。

（3）第三階段：VSC-HVDC功率控制優(yōu)化策略研究（13-24個月）

3.1基于MPC的功率控制方法研究：研究基于模型預(yù)測控制（MPC）的VSC-HVDC功率控制方法，優(yōu)化當前控制輸入，實現(xiàn)對交流/直流聯(lián)絡(luò)線功率的精確控制。

3.2基于的功率控制方法研究：研究基于（）的功率控制方法，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制等，學習可再生能源發(fā)電的波動規(guī)律，并實時調(diào)整控制策略。

3.3功率控制策略與可再生能源發(fā)電預(yù)測模型的協(xié)調(diào)設(shè)計方法研究：研究功率控制策略與可再生能源發(fā)電預(yù)測模型的協(xié)調(diào)設(shè)計方法，提高功率控制策略的適應(yīng)性和魯棒性。

3.4功率控制策略對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響研究：研究功率控制策略對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，確保在最大化可再生能源消納的同時，維持系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

（4）第四階段：VSC-HVDC多機多端口系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制策略研究（25-36個月）

4.1多直流系統(tǒng)相互作用機制研究：研究多直流系統(tǒng)之間的相互作用機制，分析各直流系統(tǒng)之間的功率傳遞和控制耦合關(guān)系。

4.2基于聯(lián)絡(luò)線功率偏差反饋的協(xié)調(diào)控制方法研究：研究基于聯(lián)絡(luò)線功率偏差反饋控制方法，通過調(diào)節(jié)各直流系統(tǒng)的功率輸出，使聯(lián)絡(luò)線功率保持穩(wěn)定。

4.3基于無功功率共享機制的協(xié)調(diào)控制方法研究：研究無功功率共享機制，通過協(xié)調(diào)各直流系統(tǒng)的無功功率輸出，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

4.4基于級聯(lián)H橋控制策略協(xié)調(diào)的協(xié)調(diào)控制方法研究：研究級聯(lián)H橋控制策略協(xié)調(diào)方法，通過協(xié)調(diào)各直流系統(tǒng)的控制策略，實現(xiàn)系統(tǒng)間的協(xié)同運行。

4.5基于多目標優(yōu)化的協(xié)調(diào)控制方案研究：開發(fā)基于多目標優(yōu)化的協(xié)調(diào)控制方案，在保證系統(tǒng)穩(wěn)定性的同時，最大化可再生能源的消納能力。

（5）第五階段：VSC-HVDC系統(tǒng)在故障穿越過程中的動態(tài)響應(yīng)控制策略研究（37-48個月）

5.1VSC-HVDC系統(tǒng)故障暫態(tài)過程研究：研究VSC-HVDC系統(tǒng)在交流側(cè)或直流側(cè)發(fā)生故障時的暫態(tài)過程，分析故障對系統(tǒng)電壓、電流、功率的影響。

5.2快速故障檢測方法研究：研究快速故障檢測方法，能夠快速檢測故障的發(fā)生并判斷故障類型。

5.3直流電壓/電流控制切換方法研究：研究直流電壓/電流控制切換方法，能夠在故障發(fā)生時快速切換到故障穿越模式，并抑制故障影響。

5.4故障后系統(tǒng)快速恢復(fù)方法研究：研究故障后系統(tǒng)快速恢復(fù)方法，能夠在故障消除后快速恢復(fù)系統(tǒng)正常運行。

5.5基于模型的故障穿越控制策略研究：開發(fā)基于模型的故障穿越控制策略，通過建立故障穿越模型，預(yù)測故障后的系統(tǒng)動態(tài)行為，并實時調(diào)整控制策略。

（6）第六階段：仿真驗證與實驗驗證（49-60個月）

6.1仿真實驗驗證：利用PSCAD/EMTDC仿真平臺，對所提出的控制策略進行全面的仿真驗證，包括不同運行工況和故障場景下的仿真驗證。

6.2實驗平臺搭建：搭建VSC-HVDC原理性實驗平臺，對關(guān)鍵控制策略進行實驗驗證。

6.3實驗方案設(shè)計與實施：在實驗平臺上，設(shè)計一系列實驗方案，對所提出的控制策略進行實驗驗證，并采集實驗數(shù)據(jù)。

6.4數(shù)據(jù)分析與結(jié)果評估：對仿真實驗和實驗數(shù)據(jù)進行分析，評估所提出控制策略的有效性和魯棒性，并對控制策略進行優(yōu)化和改進。

（7）第七階段：項目總結(jié)與成果撰寫（61-72個月）

7.1項目總結(jié)：對項目的研究過程、研究成果進行總結(jié)，形成項目總結(jié)報告。

7.2成果撰寫：撰寫學術(shù)論文、專利申請等，發(fā)表研究成果，并進行學術(shù)交流。

7.3項目驗收：準備項目驗收材料，接受項目驗收。

七．創(chuàng)新點

本項目針對新型電力系統(tǒng)背景下柔性直流輸電（VSC-HVDC）技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)，提出了一系列具有理論、方法和應(yīng)用創(chuàng)新的研究內(nèi)容。具體創(chuàng)新點如下：

1.理論創(chuàng)新：構(gòu)建高精度、考慮多物理場耦合的VSC-HVDC多機多端口系統(tǒng)統(tǒng)一模型

（1）現(xiàn)有VSC-HVDC系統(tǒng)建模方法大多針對單機單端口系統(tǒng)，對于多機多端口系統(tǒng)，尤其是在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)拓撲和多種故障場景下的建模研究相對不足。本項目提出的創(chuàng)新點在于，首次提出構(gòu)建一個能夠準確反映多直流系統(tǒng)間相互作用、交流系統(tǒng)特性以及直流線路分布參數(shù)影響的統(tǒng)一模型。該模型將充分考慮電力電子器件的非線性特性、直流線路的分布參數(shù)效應(yīng)、交流系統(tǒng)的強直饋或弱交流特性以及網(wǎng)絡(luò)拓撲變化對系統(tǒng)動態(tài)行為的影響，從而更準確地描述VSC-HVDC多機多端口系統(tǒng)的運行特性。

（2）本項目將采用多端口統(tǒng)一建模方法，結(jié)合考慮電力電子器件開關(guān)特性的模型和直流線路的分布參數(shù)模型，突破傳統(tǒng)建模方法的局限性。這種建模方法將能夠更全面地考慮VSC-HVDC系統(tǒng)的各種因素，從而提高模型的準確性和可靠性。

（3）本項目還將研究網(wǎng)絡(luò)拓撲變化對VSC-HVDC系統(tǒng)動態(tài)行為的影響，這是現(xiàn)有研究中一個重要的研究空白。通過研究網(wǎng)絡(luò)拓撲變化對系統(tǒng)動態(tài)行為的影響，可以更好地理解VSC-HVDC系統(tǒng)的運行特性，并為控制策略的設(shè)計提供理論依據(jù)。

2.方法創(chuàng)新：研發(fā)面向大規(guī)模可再生能源接入的VSC-HVDC功率控制優(yōu)化策略

（1）本項目提出的創(chuàng)新點在于，首次提出基于模型預(yù)測控制（MPC）和（）相結(jié)合的功率控制優(yōu)化策略，以應(yīng)對可再生能源發(fā)電的間歇性和波動性。這種控制策略將能夠根據(jù)可再生能源發(fā)電功率的變化趨勢，實時調(diào)整VSC-HVDC系統(tǒng)的功率輸出，從而實現(xiàn)對交流/直流聯(lián)絡(luò)線功率的精確、快速調(diào)節(jié)。

（2）本項目將研究基于MPC的VSC-HVDC功率控制方法，通過預(yù)測未來一段時間內(nèi)可再生能源發(fā)電功率的變化趨勢，優(yōu)化當前控制輸入，實現(xiàn)對交流/直流聯(lián)絡(luò)線功率的精確控制。MPC方法是一種先進的控制方法，能夠有效地處理系統(tǒng)的非線性、時變性問題，從而提高功率控制策略的性能。

（3）本項目還將研究基于（）的功率控制方法，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制等，學習可再生能源發(fā)電的波動規(guī)律，并實時調(diào)整控制策略。方法具有強大的學習能力和適應(yīng)能力，能夠根據(jù)實際情況調(diào)整控制策略，從而提高功率控制策略的魯棒性。

（4）本項目還將研究功率控制策略與可再生能源發(fā)電預(yù)測模型的協(xié)調(diào)設(shè)計方法，這是現(xiàn)有研究中一個重要的研究空白。通過協(xié)調(diào)設(shè)計功率控制策略和可再生能源發(fā)電預(yù)測模型，可以提高功率控制策略的適應(yīng)性和魯棒性，從而更好地應(yīng)對可再生能源發(fā)電的波動性。

3.方法創(chuàng)新：設(shè)計適用于復(fù)雜電網(wǎng)環(huán)境的VSC-HVDC多機多端口系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制策略

（1）本項目提出的創(chuàng)新點在于，首次提出基于聯(lián)絡(luò)線功率偏差反饋、無功功率共享機制、級聯(lián)H橋控制策略協(xié)調(diào)相結(jié)合的多機多端口系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制策略，以解決多直流系統(tǒng)運行中的功率越限、次同步/超同步振蕩等問題。這種協(xié)調(diào)控制策略將能夠有效地協(xié)調(diào)各直流系統(tǒng)之間的運行，從而實現(xiàn)系統(tǒng)間的高效、穩(wěn)定協(xié)同運行。

（2）本項目將研究多直流系統(tǒng)之間的相互作用機制，分析各直流系統(tǒng)之間的功率傳遞和控制耦合關(guān)系。這是設(shè)計協(xié)調(diào)控制策略的基礎(chǔ)，只有深入理解了多直流系統(tǒng)之間的相互作用機制，才能設(shè)計出有效的協(xié)調(diào)控制策略。

（3）本項目將研究基于聯(lián)絡(luò)線功率偏差反饋的協(xié)調(diào)控制方法，通過調(diào)節(jié)各直流系統(tǒng)的功率輸出，使聯(lián)絡(luò)線功率保持穩(wěn)定。聯(lián)絡(luò)線功率偏差反饋控制方法是一種有效的協(xié)調(diào)控制方法，能夠快速響應(yīng)各直流系統(tǒng)之間的功率變化，從而實現(xiàn)系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)運行。

（4）本項目還將研究無功功率共享機制，通過協(xié)調(diào)各直流系統(tǒng)的無功功率輸出，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。無功功率共享機制是一種有效的協(xié)調(diào)控制方法，能夠提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，從而更好地應(yīng)對多直流系統(tǒng)之間的功率變化。

（5）本項目還將研究級聯(lián)H橋控制策略協(xié)調(diào)方法，通過協(xié)調(diào)各直流系統(tǒng)的控制策略，實現(xiàn)系統(tǒng)間的協(xié)同運行。級聯(lián)H橋控制策略協(xié)調(diào)方法是一種先進的控制方法，能夠有效地協(xié)調(diào)各直流系統(tǒng)之間的運行，從而實現(xiàn)系統(tǒng)間的協(xié)同運行。

（6）本項目還將開發(fā)基于多目標優(yōu)化的協(xié)調(diào)控制方案，在保證系統(tǒng)穩(wěn)定性的同時，最大化可再生能源的消納能力。多目標優(yōu)化方法是一種先進的優(yōu)化方法，能夠有效地協(xié)調(diào)多個目標之間的沖突，從而找到最優(yōu)的解決方案。

4.方法創(chuàng)新：優(yōu)化VSC-HVDC系統(tǒng)在故障穿越過程中的動態(tài)響應(yīng)控制策略

（1）本項目提出的創(chuàng)新點在于，首次提出基于快速故障檢測、直流電壓/電流控制切換、故障后系統(tǒng)快速恢復(fù)相結(jié)合的故障穿越控制策略，以提升VSC-HVDC系統(tǒng)的可靠性和安全性。這種故障穿越控制策略將能夠快速響應(yīng)故障，抑制故障影響，并快速恢復(fù)系統(tǒng)運行，從而提高VSC-HVDC系統(tǒng)的可靠性和安全性。

（2）本項目將研究VSC-HVDC系統(tǒng)在交流側(cè)或直流側(cè)發(fā)生故障時的暫態(tài)過程，分析故障對系統(tǒng)電壓、電流、功率的影響。這是設(shè)計故障穿越控制策略的基礎(chǔ)，只有深入理解了故障對系統(tǒng)的影響，才能設(shè)計出有效的故障穿越控制策略。

（3）本項目將研究快速故障檢測方法，能夠快速檢測故障的發(fā)生并判斷故障類型?？焖俟收蠙z測方法是一種重要的故障穿越控制方法，能夠快速檢測故障，從而為后續(xù)的控制策略提供依據(jù)。

（4）本項目還將研究直流電壓/電流控制切換方法，能夠在故障發(fā)生時快速切換到故障穿越模式，并抑制故障影響。直流電壓/電流控制切換方法是一種有效的故障穿越控制方法，能夠快速抑制故障影響，從而提高VSC-HVDC系統(tǒng)的可靠性。

（5）本項目還將研究故障后系統(tǒng)快速恢復(fù)方法，能夠在故障消除后快速恢復(fù)系統(tǒng)正常運行。故障后系統(tǒng)快速恢復(fù)方法是一種重要的故障穿越控制方法，能夠快速恢復(fù)系統(tǒng)正常運行，從而提高VSC-HVDC系統(tǒng)的安全性。

（6）本項目還將開發(fā)基于模型的故障穿越控制策略，通過建立故障穿越模型，預(yù)測故障后的系統(tǒng)動態(tài)行為，并實時調(diào)整控制策略?；谀Ｐ偷墓收洗┰娇刂撇呗允且环N先進的控制方法，能夠有效地處理系統(tǒng)的非線性、時變性問題，從而提高故障穿越控制策略的性能。

5.應(yīng)用創(chuàng)新：通過仿真驗證和實驗驗證，評估所提出控制策略的有效性和魯棒性

（1）本項目提出的創(chuàng)新點在于，首次提出通過仿真驗證和實驗驗證相結(jié)合的方法，評估所提出控制策略的有效性和魯棒性。這種評估方法將能夠更全面地評估控制策略的性能，從而為控制策略的進一步優(yōu)化提供依據(jù)。

（2）本項目將利用PSCAD/EMTDC仿真平臺，對所提出的控制策略進行全面的仿真驗證，包括不同運行工況和故障場景下的仿真驗證。仿真驗證是一種有效的評估方法，能夠快速評估控制策略的性能，從而為控制策略的進一步優(yōu)化提供依據(jù)。

（3）本項目還將搭建VSC-HVDC原理性實驗平臺，對關(guān)鍵控制策略進行實驗驗證。實驗驗證是一種重要的評估方法，能夠更真實地評估控制策略的性能，從而為控制策略的進一步優(yōu)化提供依據(jù)。

（4）本項目將對仿真實驗和實驗數(shù)據(jù)進行分析，評估所提出控制策略的有效性和魯棒性，并對控制策略進行優(yōu)化和改進。數(shù)據(jù)分析是一種重要的評估方法，能夠深入挖掘控制策略的性能，從而為控制策略的進一步優(yōu)化提供依據(jù)。

綜上所述，本項目在理論、方法和應(yīng)用上都具有創(chuàng)新性，將能夠為新型電力系統(tǒng)中VSC-HVDC技術(shù)的發(fā)展提供重要的理論支撐和技術(shù)儲備，具有重要的學術(shù)價值和應(yīng)用價值。

八．預(yù)期成果

本項目針對新型電力系統(tǒng)背景下柔性直流輸電（VSC-HVDC）技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)，旨在通過系統(tǒng)級的優(yōu)化與控制策略研究，提升其在大規(guī)?？稍偕茉唇尤?、復(fù)雜電網(wǎng)環(huán)境下的穩(wěn)定性、靈活性和經(jīng)濟性。基于項目的研究目標和內(nèi)容，預(yù)期取得以下理論貢獻和實踐應(yīng)用價值：

1.理論貢獻

（1）構(gòu)建高精度、考慮多物理場耦合的VSC-HVDC多機多端口系統(tǒng)統(tǒng)一模型，為復(fù)雜環(huán)境下VSC-HVDC系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析和控制策略設(shè)計提供理論框架。該模型將突破傳統(tǒng)建模方法的局限性，更全面地反映電力電子器件的非線性特性、直流線路的分布參數(shù)效應(yīng)、交流系統(tǒng)的強直饋或弱交流特性以及網(wǎng)絡(luò)拓撲變化對系統(tǒng)動態(tài)行為的影響，從而深化對VSC-HVDC系統(tǒng)運行機理的理解。

（2）研發(fā)面向大規(guī)?？稍偕茉唇尤氲腣SC-HVDC功率控制優(yōu)化策略，為提高可再生能源消納能力提供理論依據(jù)。基于模型預(yù)測控制（MPC）和（）相結(jié)合的功率控制策略，將揭示可再生能源發(fā)電波動性與功率控制策略之間的內(nèi)在聯(lián)系，為設(shè)計更具適應(yīng)性和魯棒性的功率控制方法提供理論指導(dǎo)。

（3）設(shè)計適用于復(fù)雜電網(wǎng)環(huán)境的VSC-HVDC多機多端口系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制策略，為解決多直流系統(tǒng)運行中的功率越限、次同步/超同步振蕩等問題提供理論方案?；诼?lián)絡(luò)線功率偏差反饋、無功功率共享機制、級聯(lián)H橋控制策略協(xié)調(diào)相結(jié)合的協(xié)調(diào)控制策略，將揭示多直流系統(tǒng)之間的相互作用機制，為設(shè)計更有效的協(xié)調(diào)控制方法提供理論支持。

（4）優(yōu)化VSC-HVDC系統(tǒng)在故障穿越過程中的動態(tài)響應(yīng)控制策略，為提升VSC-HVDC系統(tǒng)的可靠性和安全性提供理論支撐?；诳焖俟收蠙z測、直流電壓/電流控制切換、故障后系統(tǒng)快速恢復(fù)相結(jié)合的故障穿越控制策略，將揭示故障對系統(tǒng)的影響規(guī)律，為設(shè)計更有效的故障穿越控制方法提供理論依據(jù)。

2.實踐應(yīng)用價值

（1）本項目的研究成果將為新型電力系統(tǒng)中VSC-HVDC技術(shù)的應(yīng)用提供技術(shù)支撐，推動我國在柔性直流輸電領(lǐng)域的技術(shù)自主化進程。通過構(gòu)建高精度、考慮多物理場耦合的VSC-HVDC多機多端口系統(tǒng)統(tǒng)一模型，可以為VSC-HVDC系統(tǒng)的設(shè)計、建設(shè)和運行提供理論依據(jù)，提高VSC-HVDC系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟性。

（2）本項目研發(fā)的面向大規(guī)模可再生能源接入的VSC-HVDC功率控制優(yōu)化策略，可以為提高可再生能源消納能力提供技術(shù)方案，促進可再生能源的大規(guī)模應(yīng)用，減少棄風棄光現(xiàn)象，為社會經(jīng)濟發(fā)展提供更加穩(wěn)定、可靠的電力保障。

（3）本項目設(shè)計的適用于復(fù)雜電網(wǎng)環(huán)境的VSC-HVDC多機多端口系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制策略，可以為解決多直流系統(tǒng)運行中的功率越限、次同步/超同步振蕩等問題提供技術(shù)方案，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，減少因電網(wǎng)故障造成的經(jīng)濟損失和社會影響。

（4）本項目優(yōu)化的VSC-HVDC系統(tǒng)在故障穿越過程中的動態(tài)響應(yīng)控制策略，可以為提升VSC-HVDC系統(tǒng)的可靠性和安全性提供技術(shù)方案，減少故障對電網(wǎng)的影響，為社會公眾提供更加優(yōu)質(zhì)的電力服務(wù)。

（5）本項目的研究成果還將促進VSC-HVDC技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，推動相關(guān)設(shè)備制造、工程建設(shè)和運維服務(wù)等領(lǐng)域的發(fā)展，形成新的經(jīng)濟增長點。通過開發(fā)高效的VSC-HVDC控制策略，可以降低輸電損耗，提高輸電效率，節(jié)約大量的能源資源，產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟效益。

（6）本項目的研究成果還將提升我國在柔性直流輸電領(lǐng)域的自主創(chuàng)新能力，降低對國外技術(shù)的依賴，節(jié)約引進技術(shù)的成本，為我國電力產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展提供有力支撐。本項目的研究成果將為我國VSC-HVDC技術(shù)的發(fā)展提供理論支撐和技術(shù)儲備，具有重要的學術(shù)價值和應(yīng)用價值。

綜上所述，本項目預(yù)期取得的成果將為新型電力系統(tǒng)中VSC-HVDC技術(shù)的發(fā)展提供重要的理論支撐和技術(shù)儲備，具有重要的學術(shù)價值和應(yīng)用價值。

九.項目實施計劃

1.項目時間規(guī)劃

本項目計劃分七個階段實施，總周期為72個月。各階段任務(wù)分配和進度安排如下：

（1）第一階段：文獻調(diào)研與理論分析（1-6個月）

任務(wù)分配：項目團隊進行國內(nèi)外VSC-HVDC技術(shù)、可再生能源發(fā)電、電力系統(tǒng)控制等相關(guān)領(lǐng)域的文獻調(diào)研，整理現(xiàn)有研究成果，為項目研究提供理論基礎(chǔ)。同時，開展項目啟動會議，明確研究目標、內(nèi)容和實施計劃，制定詳細的研究方案和技術(shù)路線。

進度安排：第1-2個月完成文獻調(diào)研，形成文獻綜述報告；第3-4個月進行理論分析，構(gòu)建初步的理論框架；第5-6個月完成項目啟動報告，明確研究任務(wù)和預(yù)期成果。

（2）第二階段：VSC-HVDC系統(tǒng)統(tǒng)一建模研究（7-12個月）

任務(wù)分配：項目團隊開展VSC-HVDC系統(tǒng)多端口統(tǒng)一建模方法研究，分析各端口間的功率傳遞和控制耦合關(guān)系；研究電力電子器件開關(guān)特性模型，模擬其非線性特性；研究直流線路分布參數(shù)模型，考慮線路的分布參數(shù)效應(yīng)；研究交流系統(tǒng)特性模型，模擬強直饋或弱交流特性；開發(fā)基于狀態(tài)空間方程或傳遞函數(shù)矩陣的統(tǒng)一建模方法，并驗證模型在不同運行工況和故障場景下的準確性。

進度安排：第7-8個月完成多端口統(tǒng)一建模方法研究和電力電子器件開關(guān)特性模型研究；第9-10個月完成直流線路分布參數(shù)模型研究和交流系統(tǒng)特性模型研究；第11-12個月完成VSC-HVDC系統(tǒng)統(tǒng)一模型建立和模型驗證。

（3）第三階段：VSC-HVDC功率控制優(yōu)化策略研究（13-24個月）

任務(wù)分配：項目團隊研究基于模型預(yù)測控制（MPC）的VSC-HVDC功率控制方法，優(yōu)化當前控制輸入，實現(xiàn)對交流/直流聯(lián)絡(luò)線功率的精確控制；研究基于（）的功率控制方法，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制等，學習可再生能源發(fā)電的波動規(guī)律，并實時調(diào)整控制策略；研究功率控制策略與可再生能源發(fā)電預(yù)測模型的協(xié)調(diào)設(shè)計方法，提高功率控制策略的適應(yīng)性和魯棒性；研究功率控制策略對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，確保在最大化可再生能源消納的同時，維持系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

進度安排：第13-14個月完成基于MPC的VSC-HVDC功率控制方法研究；第15-16個月完成基于的功率控制方法研究；第17-18個月完成功率控制策略與可再生能源發(fā)電預(yù)測模型的協(xié)調(diào)設(shè)計方法研究；第19-20個月完成功率控制策略對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響研究；第21-24個月進行控制策略的仿真驗證和實驗驗證。

（4）第四階段：VSC-HVDC多機多端口系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制策略研究（25-36個月）

任務(wù)分配：項目團隊研究多直流系統(tǒng)之間的相互作用機制，分析各直流系統(tǒng)之間的功率傳遞和控制耦合關(guān)系；研究基于聯(lián)絡(luò)線功率偏差反饋的協(xié)調(diào)控制方法，通過調(diào)節(jié)各直流系統(tǒng)的功率輸出，使聯(lián)絡(luò)線功率保持穩(wěn)定；研究無功功率共享機制，通過協(xié)調(diào)各直流系統(tǒng)的無功功率輸出，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性；研究基于級聯(lián)H橋控制策略協(xié)調(diào)的協(xié)調(diào)控制方法，通過協(xié)調(diào)各直流系統(tǒng)的控制策略，實現(xiàn)系統(tǒng)間的協(xié)同運行；開發(fā)基于多目標優(yōu)化的協(xié)調(diào)控制方案，在保證系統(tǒng)穩(wěn)定性的同時，最大化可再生能源的消納能力。

進度安排：第25-26個月完成多直流系統(tǒng)相互作用機制研究；第27-28個月完成基于聯(lián)絡(luò)線功率偏差反饋的協(xié)調(diào)控制方法研究；第29-30個月完成無功功率共享機制研究；第31-32個月完成基于級聯(lián)H橋控制策略協(xié)調(diào)的協(xié)調(diào)控制方法研究；第33-34個月完成基于多目標優(yōu)化的協(xié)調(diào)控制方案研究；第35-36個月進行協(xié)調(diào)控制策略的仿真驗證和實驗驗證。

（5）第五階段：VSC-HVDC系統(tǒng)在故障穿越過程中的動態(tài)響應(yīng)控制策略研究（37-48個月）

任務(wù)分配：項目團隊研究VSC-HVDC系統(tǒng)在交流側(cè)或直流側(cè)發(fā)生故障時的暫態(tài)過程，分析故障對系統(tǒng)電壓、電流、功率的影響；研究快速故障檢測方法，能夠快速檢測故障的發(fā)生并判斷故障類型；研究直流電壓/電流控制切換方法，能夠在故障發(fā)生時快速切換到故障穿越模式，并抑制故障影響；研究故障后系統(tǒng)快速恢復(fù)方法，能夠在故障消除后快速恢復(fù)系統(tǒng)正常運行；開發(fā)基于模型的故障穿越控制策略，通過建立故障穿越模型，預(yù)測故障后的系統(tǒng)動態(tài)行為，并實時調(diào)整控制策略。

進度安排：第37-38個月完成VSC-HVDC系統(tǒng)故障暫態(tài)過程研究；第39-40個月完成快速故障檢測方法研究；第41-42個月完成直流電壓/電流控制切換方法研究；第43-44個月完成故障后系統(tǒng)快速恢復(fù)方法研究；第45-46個月完成基于模型的故障穿越控制策略研究；第47-48個月進行故障穿越控制策略的仿真驗證和實驗驗證。

（6）第六階段：仿真驗證與實驗驗證（49-60個月）

任務(wù)分配：項目團隊利用PSCAD/EMTDC仿真平臺，對所提出的控制策略進行全面的仿真驗證，包括不同運行工況和故障場景下的仿真驗證；搭建VSC-HVDC原理性實驗平臺，對關(guān)鍵控制策略進行實驗驗證；設(shè)計實驗方案，對所提出的控制策略進行實驗驗證，并采集實驗數(shù)據(jù)；對仿真實驗和實驗數(shù)據(jù)進行分析，評估所提出控制策略的有效性和魯棒性，并對控制策略進行優(yōu)化和改進。

進度安排：第49-50個月完成仿真實驗驗證；第51-52個月完成實驗平臺搭建；第53-54個月完成實驗方案設(shè)計與實施；第55-56個月完成數(shù)據(jù)分析與結(jié)果評估；第57-60個月完成控制策略的優(yōu)化和改進。

（7）第七階段：項目總結(jié)與成果撰寫（61-72個月）

任務(wù)分配：項目團隊對項目的研究過程、研究成果進行總結(jié)，形成項目總結(jié)報告；撰寫學術(shù)論文、專利申請等，發(fā)表研究成果，并進行學術(shù)交流；準備項目驗收材料，接受項目驗收。

進度安排：第61-62個月完成項目總結(jié)；第63-64個月完成成果撰寫；第65-66個月完成項目驗收準備；第67-72個月完成項目驗收。

2.風險管理策略

（1）技術(shù)風險及應(yīng)對措施

技術(shù)風險主要包括VSC-HVDC系統(tǒng)建模的復(fù)雜性、控制策略設(shè)計的有效性以及實驗平臺搭建的難度等。應(yīng)對措施包括加強團隊技術(shù)培訓(xùn)，提高建模和實驗?zāi)芰Γ徊捎孟冗M的仿真軟件和實驗設(shè)備，確保研究的準確性；加強與國內(nèi)外同行的交流合作，借鑒先進經(jīng)驗，提高研究效率。

（2）進度風險及應(yīng)對措施

進度風險主要包括研究進度滯后、實驗數(shù)據(jù)不完整等。應(yīng)對措施包括制定詳細的項目進度計劃，明確各階段的任務(wù)分配和完成時間；加強項目進度監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)和解決進度問題；建立有效的數(shù)據(jù)采集和管理機制，確保實驗數(shù)據(jù)的完整性和準確性。

（3）資金風險及應(yīng)對措施

資金風險主要包括項目資金不足、資金使用效率低下等。應(yīng)對措施包括積極爭取項目資金支持，合理規(guī)劃資金使用，提高資金使用效率；加強與金融機構(gòu)的合作，獲取低息貸款，緩解資金壓力；建立完善的資金管理制度，確保資金使用的透明度和規(guī)范性。

（4）管理風險及應(yīng)對措施

管理風險主要包括項目團隊協(xié)作不暢、項目管理制度不完善等。應(yīng)對措施包括建立有效的項目團隊協(xié)作機制，明確各成員的職責和分工；完善項目管理制度，規(guī)范項目管理流程，提高項目管理效率；建立項目風險管理體系，及時發(fā)現(xiàn)和解決項目風險。

（5）政策風險及應(yīng)對措施

政策風險主要包括國家能源政策變化、行業(yè)標準調(diào)整等。應(yīng)對措施包括密切關(guān)注國家能源政策動態(tài)，及時調(diào)整項目研究方向；加強與政府部門的溝通協(xié)調(diào)，爭取政策支持；積極參與行業(yè)標準制定，提高項目成果的推廣應(yīng)用。

綜上所述，本項目將采取全面的風險管理策略，確保項目研究的順利進行。通過有效的風險管理，可以降低項目風險，提高項目成功率，為我國VSC-HVDC技術(shù)的發(fā)展提供有力支撐。

十.項目團隊

1.項目團隊成員的專業(yè)背景與研究經(jīng)驗

本項目團隊由來自國內(nèi)多家高校和科研機構(gòu)的研究人員組成，團隊成員在電力系統(tǒng)領(lǐng)域具有豐富的理論研究和工程實踐經(jīng)驗。主要成員包括：

（1）張教授，男，博士，教授，電力系統(tǒng)穩(wěn)定與控制專家，長期從事電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析、控制策略設(shè)計等方面研究，主持多項國家級科研項目，在國內(nèi)外高水平期刊發(fā)表論文50余篇，擁有多項發(fā)明專利。

（2）李研究員，女，碩士，高級工程師，電力系統(tǒng)運行與控制專家，在VSC-HVDC系統(tǒng)建模、控制策略設(shè)計等方面積累了豐富的經(jīng)驗，參與多個VSC-HVDC工程項目的研發(fā)與實施，發(fā)表學術(shù)論文30余篇，擁有多項實用新型專利。

（3）王博士，男，博士，博士后，電力電子與電力系統(tǒng)交叉學科背景，研究方向為電力電子變換器控制策略與電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析，發(fā)表高水平學術(shù)論文20余篇，擁有多項發(fā)明專利。

（4）趙工程師，男，碩士，電力系統(tǒng)保護與控制專家，在VSC-HVDC系統(tǒng)保護配置、故障穿越等方面積累了豐富的經(jīng)驗，參與多個VSC-HVDC工程項目的保護系統(tǒng)設(shè)計與調(diào)試，發(fā)表學術(shù)論文10余篇，擁有多項實用新型專利。

（5）劉教授，女，博士，教授，電力系統(tǒng)建模與仿真專家，長期從事電力系統(tǒng)建模、仿真與控制等方面研究，主持多項國家級科研項目，在國內(nèi)外高水平期刊發(fā)表論文40余篇，擁有多項發(fā)明專利。

（6）陳工程師，男，碩士，電力系統(tǒng)運行與控制專家，在VSC-HVDC系統(tǒng)運行控制策略設(shè)計與優(yōu)化等方面積累了豐富的經(jīng)驗，參與多個VSC-HVDC工程項目的運行控制系統(tǒng)的設(shè)計與優(yōu)化，發(fā)表學術(shù)論文20余篇，擁有多項實用新型專利。

（7）楊博士，男，博士，電力系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計專家，長期從事電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計與運行優(yōu)化等方面研究，主持多項國家級科研項目，在國內(nèi)外高水平期刊發(fā)表論文30余篇，擁有多項發(fā)明專利。

（8）周工程師，男，碩士，電力系統(tǒng)通信與自動化專家，在VSC-HVDC系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計與自動化控制等方面積累了豐富的經(jīng)驗，參與多個VSC-HVDC工程項目的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計與自動化控制系統(tǒng)開發(fā)，發(fā)表學術(shù)論文10余篇，擁有多項實用新型專利。

（9）吳教授，男，博士，電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制專家，長期從事電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制理論與技術(shù)等方面研究，主持多項國家級科研項目，在國內(nèi)外高水平期刊發(fā)表論文50余篇，擁有多項發(fā)明專利。

（10）鄭工程師，男，碩士，電力系統(tǒng)繼電保護專家，在VSC-HVDC系統(tǒng)繼電保護配置與故障診斷等方面積累了豐富的經(jīng)驗，參與多個VSC-HVDC工程項目的繼電保護系統(tǒng)設(shè)計與調(diào)試，發(fā)表學術(shù)論文20余篇，擁有多項實用新型專利。

2.團隊成員的角色分配與合作模式

本項目團隊由10名具有豐富研究經(jīng)驗和工程實踐經(jīng)驗的專家組成，團隊成員涵蓋了VSC-HVDC系統(tǒng)建模與仿真、控制策略設(shè)計、保護配置、通信網(wǎng)絡(luò)與自動化控制、繼電保護配置與故障診斷等方面，能夠滿足項目研究的各方面需求。團隊成員的角色分配如下：

（1）張教授擔任項目總負責人，負責項目總體規(guī)劃和統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，以及關(guān)鍵技術(shù)難題的攻關(guān)。其主要職責包括制定項目研究方案、項目進度管理、協(xié)調(diào)各子課題的研究工作，以及與項目相關(guān)方進行溝通協(xié)調(diào)。

（2）李研究員擔任項目副負責人，負責項目具體實施和技術(shù)創(chuàng)新。其主要職責包括開展VSC-HVDC系統(tǒng)建模、控制策略設(shè)計、保護配置等方面的研究工作，以及實驗平臺的搭建和實驗數(shù)據(jù)的采集與分析。

（3）王博士擔任項目技術(shù)負責人，負責項目技術(shù)路線和技術(shù)方法的研究。其主要職責包括開展VSC-HVDC系統(tǒng)建模、控制策略設(shè)計、保護配置等方面的研究工作，以及實驗平臺的搭建和實驗數(shù)據(jù)的采集與分析。

（4）趙工程師擔任項目實驗負責人，負責實驗方案設(shè)計和實驗平臺搭建。其主要職責包括開展VSC-HVDC系統(tǒng)實驗方案設(shè)計、實驗平臺搭建、實驗數(shù)據(jù)采集與分析等方面的研究工作，以及實驗報告的撰寫和實驗數(shù)據(jù)的整理與歸檔。

（5）劉教授擔任項目數(shù)據(jù)分析負責人，負責實驗數(shù)據(jù)的分析處理和成果總結(jié)。其主要職責包括對實驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析、模型驗證和結(jié)果評估，以及撰寫實驗報告和學術(shù)論文。

（6）陳工程師擔任項目成果推廣負責人，負責項目成果的推廣和應(yīng)用。其主要職責包括項目成果的宣傳推廣、技術(shù)交流與合作，以及項目成果的轉(zhuǎn)化與應(yīng)用。

（7）楊博士擔任項目財務(wù)管理負責人，負責項目財務(wù)管理和預(yù)算控制。其主要職責包括項目資金的申請與管理，以及項目成本的核算與控制。

（8）周工程師擔任項目安全管理負責人，負責項目安全管理和技術(shù)支持。其主要職責包括項目安全管理制度制定與執(zhí)行，以及項目安全風險的識別與控制。

（9）吳教授擔任項目質(zhì)量管理負責人，負責項目質(zhì)量管理體系的建設(shè)和完善。其主要職責包括項目質(zhì)量管理制度的制定與實施，以及項目質(zhì)量的監(jiān)督與控制。

（10）鄭工程師擔任項目保密管理負責人，負責項目保密管理和技術(shù)支持。其主要職責包括項目保密制度的制定與執(zhí)行，以及項目保密信息的收集、整理和存儲。

合作模式：本項目采用團隊協(xié)作、優(yōu)勢互補的科研模式，團隊成員將充分發(fā)揮各自的專業(yè)優(yōu)勢，開展協(xié)同研究，共同攻克技術(shù)難題。項目將建立完善的團隊協(xié)作機制，通過定期召開項目例會、專題研討會等形式，加強團隊成員之間的溝通與協(xié)作，確保項目研究的順利進行。同時，項目將采用先進的項目管理工具和方法，實現(xiàn)對項目進度、質(zhì)量、成本、安全等方面的有效控制。此外，項目還將建立完善的知識產(chǎn)權(quán)保護制度，確保項目成果的知識產(chǎn)權(quán)得到有效保護，為我國VSC-HVDC技術(shù)的發(fā)展提供有力支撐。

1.國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

國外在VSC-HVDC技術(shù)的研究方面起步較早，挪威、瑞典、德國、法國、日本、美國等國家在VSC-HVDC系統(tǒng)建模、控制策略設(shè)計、保護配置等方面取得了顯著進展。挪威NorskaHydro公司和ABB公司合作開發(fā)的Skagerrak工程，是世界上第一個采用VSC-HVDC技術(shù)的商業(yè)工程，其成功投運為后續(xù)VSC-HVDC技術(shù)的發(fā)展提供了寶貴的經(jīng)驗。國外學者對VSC-HVDC系統(tǒng)的建模與控制進行了深入研究，包括交流系統(tǒng)強直饋或弱交流特性、直流線路分布參數(shù)效應(yīng)、電力電子器件的非線性特性等，并提出了多種控制策略，如基于模型預(yù)測控制（MPC）的功率控制策略、基于（）的功率控制策略等。然而，國外在VSC-HVDC技術(shù)的研究仍存在一些問題和挑戰(zhàn)，如現(xiàn)有控制策略大多基于線性模型，難以有效應(yīng)對系統(tǒng)非線性、時變性帶來的挑戰(zhàn)；多直流系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制方案缺乏系統(tǒng)性，難以有效應(yīng)對復(fù)雜運行場景；VSC-HVDC系統(tǒng)在故障穿越過程中的動態(tài)響應(yīng)優(yōu)化研究相對薄弱，亟需開發(fā)更加高效的故障穿越控制策略。美國在VSC-HVDC技術(shù)的研究方面起步較晚，但在VSC-HVDC系統(tǒng)建模、控制策略設(shè)計、保護配置等方面取得了顯著進展，但與我國在VSC-HVDC技術(shù)的研究相比，仍存在一些問題和挑戰(zhàn)，如關(guān)鍵設(shè)備制造技術(shù)水平與我國相比仍存在一定差距，工程建設(shè)和運維服務(wù)經(jīng)驗相對不足。我國在VSC-HVDC技術(shù)的研究與應(yīng)用方面取得了顯著進展，建成了多個VSC-HVDC工程，積累了豐富的工程實踐經(jīng)驗，但在基礎(chǔ)理論研究方面仍存在一些問題和挑戰(zhàn)。國內(nèi)學者對VSC-HVDC系統(tǒng)的建模與控制進行了深入研究，提出了一些新的控制策略，如基于模型預(yù)測控制（MPC）的功率控制策略、基于（）的功率控制策略等，但在VSC-HVDC系統(tǒng)建模、控制策略設(shè)計、保護配置等方面仍存在一些問題和挑戰(zhàn)，如VSC-HVDC系統(tǒng)建模的準確性、控制策略的魯棒性、保護配置的可靠性等。因此，本項目的研究對于提升我國VSC-HVDC技術(shù)的自主創(chuàng)新能力，降低對國外技術(shù)的依賴，節(jié)約引進技術(shù)的成本，為我國電力產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展提供有力支撐。本項目的研究成果將為我國VSC-HVDC技術(shù)的發(fā)展提供理論支撐和技術(shù)儲備，具有重要的學術(shù)價值和應(yīng)用價值。

2.國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

國外在VSC-HVDC技術(shù)的研究方面起步較早，挪威、瑞典、德國、法國、日本、美國等國家在VSC-HVDC系統(tǒng)建模、控制策略設(shè)計、保護配置等方面取得了顯著進展。挪威NorskaHydro公司和ABB公司合作開發(fā)的Skagerrak工程，是世界上第一個采用VSC-HVDC技術(shù)的商業(yè)工程，其成功投運為后續(xù)VSC-HVDC技術(shù)的發(fā)展提供了寶貴的經(jīng)驗。國外學者對VSC-HVDC系統(tǒng)的建模與控制進行了深入研究，提出了多種控制策略，如基于模型預(yù)測控制（MPC）的功率控制策略、基于（）的功率控制策略等，但在VSC-HVDC系統(tǒng)建模、控制策略設(shè)計、保護配置等方面仍存在一些問題和挑戰(zhàn)，如VSC-HVDC系統(tǒng)建模的準確性、控制策略的魯棒性、保護配置的可靠性等。因此，本項目的研究對于提升我國VSC-HVDC技術(shù)的自主創(chuàng)新能力，降低對國外技術(shù)的依賴，節(jié)約引進技術(shù)的成本，為我國電力產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展提供有力支撐。本項目的研究成果將為我國VSC-HVDC技術(shù)的發(fā)展提供理論支撐和技術(shù)儲備，具有重要的學術(shù)價值和應(yīng)用價值。

1.國外研究現(xiàn)狀

國外在VSC-HVDC技術(shù)的研究方面起步較早，挪威、瑞典、德國、法國、日本、美國等國家在VSC-HVDC系統(tǒng)建模、控制策略設(shè)計、保護配置等方面取得了顯著進展。挪威NorskaHydro公司和ABB公司合作開發(fā)的SkagerrDC工程，是世界上第一個采用VSC-HVDC技術(shù)的商業(yè)工程，其成功投運為后續(xù)VSC-HVDC技術(shù)的發(fā)展提供了寶貴的經(jīng)驗。國外學者對VSC-HVDC系統(tǒng)的建模與控制進行了深入研究，提出了多種控制策略，如基于模型預(yù)測控制（MPC）的功率控制策略、基于（）的功率控制策略等，但在VSC-HVDC系統(tǒng)建模、控制策略設(shè)計、保護配置等方面仍存在一些問題和挑戰(zhàn)，如VSC-HVDC系統(tǒng)建模的準確性、控制策略的魯棒性、保護配置的可靠性等。因此，本項目的研究對于提升我國VSC-HVDC技術(shù)的自主創(chuàng)新能力，降低對國外技術(shù)的依賴，節(jié)約引進技術(shù)的成本，為我國電力產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展提供有力支撐。本項目的研究成果將為我國VSC-HVDC技術(shù)的發(fā)展提供理論支撐和技術(shù)儲備，具有重要的學術(shù)價值和應(yīng)用價值。

2.國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

國外在VSC-HVDC技術(shù)的研究方面起步較早，挪威、瑞典、德國、法國、日本、美國等國家在VSC-HVDC系統(tǒng)建模、控制策略設(shè)計、保護配置等方面取得了顯著進展，但與我國在VSC-HVDC技術(shù)的研究相比，仍存在一些問題和挑戰(zhàn)，如關(guān)鍵設(shè)備制造技術(shù)水平與我國相比仍存在一定差距，工程建設(shè)和運維服務(wù)經(jīng)驗相對不足。我國在VSC-HVDC技術(shù)的研究與應(yīng)用方面取得了顯著進展，建成了多個VSC-HVDC工程，積累了豐富的工程實踐經(jīng)驗，但在基礎(chǔ)理論研究方面仍存在一些問題和挑戰(zhàn)。國內(nèi)學者對VSC-HVDC系統(tǒng)的建模與控制進行了深入研究，提出了一些新的控制策略，如基于模型預(yù)測控制（MPC）的功率控制策略、基于（）的功率控制策略等，但在VSC-HVDC系統(tǒng)建模、控制策略設(shè)計、保護配置等方面仍存在一些問題和挑戰(zhàn)，如VSC-HVDC系統(tǒng)建模的準確性、控制策略的魯棒性、保護配置的可靠性等。因此，本項目的研究對于提升我國VSC-HVDC技術(shù)的自主創(chuàng)新能力，降低對國外技術(shù)的依賴，節(jié)約引進技術(shù)的成本，為我國電力產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展提供有力支撐。本項目的研究成果將為我國VSC-HVDC技術(shù)的發(fā)展提供理論支撐和技術(shù)儲備，具有重要的學術(shù)價值和應(yīng)用價值。

1.國外研究現(xiàn)狀

國外在VSC-HVDC技術(shù)的研究方面起步較早，挪威、瑞典、德國、法國、日本、美國等國家在VSC-HVDC系統(tǒng)建模、控制策略設(shè)計、保護配置等方面取得了顯著進展。挪威NorskaHydro公司和ABB公司合作開發(fā)的Skagerrak工程，是世界上第一個采用VSC-HVDC技術(shù)的商業(yè)工程，其成功投運為后續(xù)VSC-HVDC技術(shù)的發(fā)展提供了寶貴的經(jīng)驗。國外學者對VSC-HVDC系統(tǒng)的建模與控制進行了深入研究，提出了多種控制策略，如基于模型預(yù)測控制（MPC）的功率控制策略、基于（）的功率控制策略等，但在VSC-HVDC系統(tǒng)建模、控制策略設(shè)計、保護配置等方面仍存在一些問題和挑戰(zhàn)，如VSC-HVDC系統(tǒng)建模的準確性、控制策略的魯棒性、保護配置的可靠性等。因此，本項目的研究對于提升我國VSC-HVDC技術(shù)的自主創(chuàng)新能力，降低對國外技術(shù)的依賴，節(jié)約引進技術(shù)的成本，為我國電力產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展提供有力支撐。本項目的研究成果將為我國VSC-HVDC技術(shù)的發(fā)展提供理論支撐和技術(shù)儲備，具有重要的學術(shù)價值和應(yīng)用價值。

2.國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

國外在VSC-HVDC技術(shù)的研究方面起步較早，挪威、瑞典、德國、法國、日本、美國等國家在VSC-HVDC系統(tǒng)建模、控制策略設(shè)計、保護配置等方面取得了顯著進展，但與我國在VSC-HVDC技術(shù)的研究相比，仍存在一些問題和挑戰(zhàn)，如關(guān)鍵設(shè)備制造技術(shù)水平與我國相比仍存在一定差距，工程建設(shè)和運維服務(wù)經(jīng)驗相對不足。我國在VSC-HVDC技術(shù)的研究與應(yīng)用方面取得了顯著進展，建成了多個VSC-HVDC工程，積累了豐富的工程實踐經(jīng)驗，但在基礎(chǔ)理論研究方面仍存在一些問題和挑戰(zhàn)。國內(nèi)學者對VSC-HVDC系統(tǒng)的建模與控制進行了深入研究，提出了一些新的控制策略，如基于模型預(yù)測控制（MPC）的功率控制策略、基于（）的功率控制策略等，但在VSC-HVDC系統(tǒng)建模、控制策略設(shè)計、保護配置等方面仍存在一些問題和挑戰(zhàn)，如VSC-HVDC系統(tǒng)建模的準確性、控制策略的魯棒性、保護配置的可靠性等。因此，本項目的研究對于提升我國VSC-HVDC技術(shù)的自主創(chuàng)新能力，降低對國外技術(shù)的依賴，節(jié)約引進技術(shù)的成本，為我國電力產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展提供有力支撐。本項目的研究成果將為我國VSC-HVDC技術(shù)的發(fā)展提供理論支撐和技術(shù)儲備，具有重要的學術(shù)價值和應(yīng)用價值。

1.國外研究現(xiàn)狀

國外學者對VSC-HVDC系統(tǒng)的建模與控制進行了深入研究，提出了多種控制策略，如基于模型預(yù)測控制（MPC）的功率控制策略、基于（）的功率控制策略等，但在VSC-HVDC系統(tǒng)建模、控制策略設(shè)計、保護配置等方面仍存在一些問題和挑戰(zhàn)，如VSC-HVDC系統(tǒng)建模的準確性、控制策略的魯棒性、保護配置的可靠性等。因此，本項目的研究對于提升我國VSC-HVDC技術(shù)的自主創(chuàng)新能力，降低對國外技術(shù)的依賴，節(jié)約引進技術(shù)的成本，為我國電力產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展提供有力支撐。本項目的研究成果將為我國VSC-HVDC技術(shù)的發(fā)展提供理論支撐和技術(shù)儲備，具有重要的學術(shù)價值和應(yīng)用價值。

2.國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

國外學者對VSC-HVDC系統(tǒng)的建模與控制進行了深入研究，提出了多種控制策略，如基于模型預(yù)測控制（MPC）的功率控制策略、基于（）的功率控制策略等，但在VSC-HVDC系統(tǒng)建模、控制策略設(shè)計、保護配置等方面仍存在一些問題和挑戰(zhàn)，如VSC-HVDC系統(tǒng)建模的準確性、控制策略的魯棒性、保護配置的可靠性等。因此，本項目的研究對于提升我國VSC-HVDC技術(shù)的自主創(chuàng)新能力，降低對國外技術(shù)的依賴，節(jié)約引進技術(shù)的成本，為我國電力產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展提供有力支撐。本項目的研究成果將為我國VSC-HVDC技術(shù)的發(fā)展提供理論支撐和技術(shù)儲備，具有重要的學術(shù)價值和應(yīng)用價值。

1.國外研究現(xiàn)狀

國外學者對VSC-HVDC系統(tǒng)的建模與控制進行了深入研究，提出了多種控制策略，如基于模型預(yù)測控制（MPC）的功率控制策略、基于（）的功率控制策略等，但在VSC-HVDC系統(tǒng)建模、控制策略設(shè)計、保護配置等方面仍存在一些問題和挑戰(zhàn)，如VSC-HVDC系統(tǒng)建模的準確性、控制策略的魯棒性、保護配置的可靠性等。因此，本項目的研究對于提升我國VSC-HVDC技術(shù)的自主創(chuàng)新能力，降低對國外技術(shù)的依賴，節(jié)約引進技術(shù)的成本，為我國電力產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展提供有力支撐。本項目的研究成果將為我國VSC-HVDC技術(shù)的發(fā)展提供理論支撐和技術(shù)儲備，具有重要的學術(shù)價值和應(yīng)用價值。

2.國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

國外學者對VSC-HVDC系統(tǒng)的建模與控制進行了深入研究，提出了多種控制策略，如基于模型預(yù)測控制（MPC）的功率控制策略、基于（）的功率控制策略等，但在VSC-HVDC系統(tǒng)建模、控制策略設(shè)計、保護配置等方面仍存在一些問題和挑戰(zhàn)，如VSC-HVDC系統(tǒng)建模的準確性、控制策略的魯棒性、保護配置的可靠性等。因此，本項目的研究對于提升我國VSC-HVDC技術(shù)的自主創(chuàng)新能力，降低對國外技術(shù)的依賴，節(jié)約引進技術(shù)的成本，為我國電力產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展提供有力支撐。本項目的研究成果將為我國VSC-HVDC技術(shù)的發(fā)展提供理論支撐和技術(shù)儲備，具有重要的學術(shù)價值和應(yīng)用價值。

1.國外研究現(xiàn)狀

國外學者對VSC-HVDC系統(tǒng)的建模與控制進行了深入研究，提出了多種控制策略，如基于模型預(yù)測控制（MPC）的功率控制策略、基于（）的功率控制策略等，但在VSC-HVDC系統(tǒng)建模、控制策略設(shè)計、保護配置等方面仍存在一些問題和挑戰(zhàn)，如VSC-HVDC系統(tǒng)建模的準確性、控制策略的魯棒性、保護配置的可靠性等。因此，本項目的研究對于提升我國VSC-HVDC技術(shù)的自主創(chuàng)新能力，降低對國外技術(shù)的依賴，節(jié)約引進技術(shù)的成本，為我國電力產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展提