随着我国电力系统规模的不断扩大,区域间的低频振荡影响着电力系统的稳定运行,制约着电网的传输能力,甚至有可能导致电力系统失稳。广域测量技术的发展,使得采用广域信号设计广域阻尼控制器应运而生,相比传统基于本地信号的电力系统稳定器,广域阻尼控制器采用远方机组的反馈信号进行阻尼控制,因此更能有效抑制区间低频振荡。实际上,大多数物理系统中都存在饱和现象,它将全局渐进稳定转化为局部渐进稳定,是控制系统中比较常见的控制约束。如果不考虑饱和问题设计控制器,则会导致执行器的输出与控制器的输出存在差异,进而影响控制系统的动态性能,对电力系统而言,控制器的饱和不仅对电力系统的暂态稳定产生不良影响,还有可能对电力系统产生干扰,影响其静态稳定。因此设计抗饱和补偿器以补偿控制器的饱和环节对维持控制器的性能具有重要的意义,它可以保证控制器即使在发生饱和时,也能够保证系统的稳定。本文围绕电力系统广域阻尼控制器的饱和问题进行了研究,主要研究工作如下:首先建立了电力系统非线性模型然后将其进行线性化,得到系统的线性化状态空间方程,在此基础上考虑饱和环节,建立了考虑饱和影响的电力系统模型。基于留数矩阵法,确定了广域阻尼控制器的安装位置以及选取了合适的广域信号。选取合适的权函数对被控电力系统进行整形,使得整形后系统的开环增益满足期望值,基于鲁棒控制器理论设计广域H∞控制器,提高电力系统阻尼,提升电力系统稳定性能。针对回路成形权函数选取困难的问题,本文采用智能优化算法对权函数进行优化。在传统粒子群优化算法的基础上,为了提高局部和全局的搜索能力,引入了模拟退火算法的操作以及遗传算法的交叉变异操作,进而提出了一种改进粒子群算法,以整形后所期望的系统性能为目标函数,对权函数的参数进行优化设计,通过仿真证明采用本文方法选取的权函数相比传统的权函数选取方法,更能满足期望的性能要求,所设计的控制器具有最优的控制效果,能显著提高系统阻尼。针对控制器的饱和环节,本文基于Lyapunov稳定理论,采用“两步法”设计抗饱和补偿器。在理想情况下设计的线性控制器的基础上,增加了一个抗饱和环节,设计抗饱和补偿器并以控制器发生饱和后的实际输出信号与没有发生饱和时的理想输出信号之间的误差为补偿器的输入,来补偿饱和环节对控制器性能造成的影响。仿真结果表明所涉及的抗饱和补偿器可以有效补偿饱和环节,使得控制器的控制性能与理想控制器性能相差不大,有效提高控制器的控制性能。