随着电网互联程度的增加和电力市场的出现,电力系统的运行环境变得更加复杂,其安全稳定运行受到越来越大的挑战。如何利用先进控制手段提高电力系统在紧急状态下的安全稳定性,成为亟待解决的挑战性研究课题。本文利用切换系统理论、耗散Hamilton系统理论和优化控制方法,对电力系统在紧急状态下的动态切换建模、切换控制及切机切负荷优化算法进行了研究。具体内容包括:　　 1.基于电力系统的结构特征和运行特点,根据切换系统理论建立了多机电力系统的切换非线性控制数学模型。通过引入预置状态反馈完成了切换动态系统的耗散Hamilton实现。利用耗散Hamilton实现的特殊结构形式,设计了切换励磁控制器。　　 2.通过将各切换子系统的Hamilton函数视为多Lyapunov函数,证明了当驻留时间大于零时在任意切换路径下闭环系统的稳定性。仿真结果表明当发生切机切负荷操作时,该切换控制器能有效提高系统的暂态稳定性。　　 3.研究了多机电力系统在紧急状态下的最优切机切负荷比例问题。建立了含有切机切负荷比例的电力系统切换优化模型,根据最优控制理论选取了Hamilton能量函数。基于发电机组输出功率与负荷功率之间的功率不平衡程度,提出了最优切机切负荷算法并进行了仿真验证。