可控串联补偿（TCSC）作为目前世界上应用最广泛、最成功的串联型灵活交流输电（FACTS）技术，为大容量、远距离输电提供了一种解决方案。控制策略研究是TCSC技术研究的一个重要方面，其性能将直接影响TCSC装置在电力系统中各项功能的实现。准确的阻抗特性成为TCSC动态特性分析和控制策略研究的依据和关键。阻抗双解现象的出现，使TCSC阻抗特性更为复杂，对控制系统也提出更高的要求。本项目以此为线索，深入地研究阻抗双解现象发生的机理以及对TCSC运行特性的影响，并依此制定相应的分层控制策略。将晶闸管导通特性等效为恒电阻加恒压降，考虑晶闸管导通特性和电抗器支路等效电阻的影响，改进可控串补的数学模型。数字仿真和动模实验验证了TCSC阻抗双解现象的存在，并以相量图结合仿真实验结果分析阻抗双解现象的产生机理，指出造成TCSC阻抗双解现象的根本原因是晶闸管的导通受阻，其受阻程度由电抗器支路的电流和等效品质因数2个因素决定。研究发现阻抗双解现象会使TCSC传统控制方法失效，需改进相应的控制策略来保证TCSC的正确可靠运行。在分析品质因数对硬件旁路切换影响的基础上，改进TCSC主回路接线方式的方法以利于实现模式切换。采用晶闸管条件触发的方法实现由容性运行模式到Bypass的切换，采用分级梯度实现从Bypass到容性微调模式的切换。数字仿真和动模实验结果表明，改进模式切换控制策略能使切换过程平稳迅速，且动态特性良好。在分析PID控制鲁棒性不好的基础上，借鉴生物免疫系统的免疫响应调节机制，提出基于免疫反馈的TCSC变参数PID阻抗控制方法。数字仿真和动模实验结果表明，该阻抗控制方法响应速度快，并能快速消除偏差，具有良好的动态和静态性能。变结构控制具有可使系统降阶设计、对系统参数变化不敏感以及具有较强的抗干扰能力等优点。基于模糊逻辑的TCSC变结构控制器，用较平滑的智能控制取代跳变控制，避免了切换执行机构的滞后，使变结构控制器具有很好的实际应用价值，有效地解决抖振问题与系统鲁棒性之间的矛盾，动模实验结果证明所设计的控制器能有效改善系统的暂态响应。项目研究成果可为TCSC装置的工程开发、设计和优化运行提供理论依据和技术支持，提高TCSC装置的安全可靠运行水平，为支撑我国坚强智能电网建设和低碳经济发展提供新的动力。