南方电网是我国第一个交直流混合电网,并正在发展为全世界最大的多直流馈入、跨区域、远距离、大容量、超高压互联电网。高压直流输电在远距离、大容量输电和大区电网互联方面具有独特优势,其输电功率调节迅速灵活,可望对大规模交直流电力系统的稳定性产生深刻的影响,多直流落点的形成进一步增强了直流控制的影响程度和控制层面。进行高压直流系统的紧急功率支援和直流调制研究可以在几乎不增加系统投资的情况下,有效改善交直流电力系统的稳定性,是保证系统安全稳定运行的一项十分有价值的工作,也是我国电力系统由区域电网发展为大规模互联电网的迫切需要。 本研究以南方电网为对象,在归纳出大规模交直流电力系统直流控制的几个关键问题的基础上,对交直流电力系统的稳定性和协调控制进行了系统全面的研究。 主要研究内容包括： (1)建立了基于PSCAD/EMTDC的交直流系统模型。模型能够真实的反映交直流系统的稳态和动态性能,能够精确模拟直流系统在故障期间和恢复期间的详细过程。通过对发电机、负荷和直流系统的初始化分析,解决了电磁暂态仿真中系统稳定运行点的问题。 (2)以贵广Ⅰ回直流、贵广Ⅱ回直流和天广直流为研究对象,对含有多馈入直流输电系统的交直流混合电网中,紧急功率支援问题进行了深入探讨。研究了南方电网2008年丰大运行方式下,直流系统紧急功率支援的施加地点对系统暂态稳定性的影响,总结出紧急提升直流功率的一些策略。 (3)在分析南方电网低频振荡模式和控制器反馈信号选择的基础上,依据工程实际参数对不同的阻尼控制器进行分析,提出一种直流系统阻尼控制器的协调控制方案。提出了西电东送交流通道经受大扰动后同时启动直流系统的紧急功率提升和阻尼调制策略。 本研究围绕大规模交直流电力系统的稳定性问题,从模型选取、直流常规控制到协调控制,逐层深入,为大规模、多区域、交直流互联电网的稳定性控制提供了行之有效的解决方案,所进行的系统而深入的研究工作具有良好的理论意义和实用价值。