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过电压防护是保障电力系统安全稳定运行的一项重要课题。近年来，随着电力网络的日益扩大以及操作环境的日益灵活，操作或故障引起的铁磁谐振越来越频繁地发生在变电站内。由于谐振过电压持续时间长、振荡幅值高，且现有谐振防护措施存在一定局限性，谐振过电压给电力系统的安全运行带来极大的威胁。同时，随着经济社会的快速发展以及通讯、信息等技术的广泛应用，智能化已成为我国电网发展的一个新趋势，它要求电网具备故障诊断、故障隔离和自我恢复的能力，以确保电网的可靠性、安全性以及电能质量。因此，综合应用传感器技术与信息技术，以系统状态分析和辅助决策为出发点，设计开发能够保障谐振故障在线自愈的铁磁谐振主动控制装置具有重要的安全意义和应用价值。 相较于中性点绝缘系统，中性点直接接地系统电压等级更高，谐振事故造成的危害也更大。本文首先基于中性点直接接地系统激发铁磁谐振的工况，建立了表征谐振系统的动力学方程模型，应用混沌理论中相平面轨迹、Poincare截面等分析工具对方程解序列所反映的谐振系统动力学模式进行了辨识，初步研究了电压互感器损耗、断路器均压电容、系统对地电容等系统参数对谐振动力学特性的影响，并仿真分析了避雷器、二次消谐装置等常用阻尼设备消谐效果的局限性，为谐振主动控制策略的研究奠定了理论及方法基础。 考虑现有消谐设备谐振防护效果的局限性，本文主要开展了铁磁谐振主动控制方法的研究。由于实际电网可用于状态分析和辅助决策的信息有限，本文的主动控制方案研究均基于可常态监测的电压时间序列展开。第三章综合运用相空间重构理论、最小支持向量机(LS-SVM)建模理论和预测控制理论，基于单一电压时间序列开展了谐振系统数据建模以及预测控制算法研究。首先，采用相空间重构技术，将一维电压时间序列重构为多维向量，在此基础上，运用 LS-SVM建模理论，研究了在线辨识谐振系统局部模型的方法，最后基于所建模型的预测功能设计了铁磁谐振的预测控制算法，通过叠加脉冲电压控制量实现了谐振电压与目标电压的准确同步。 基于单一时间序列的动力系统控制，除了可在数据建模基础上结合适当控制算法实现，还可通过无模型控制实现。第四章引入无模型控制理论中的迭代学习控制法，研究了利用门极可关断晶闸管(GTO)将二次阻尼脉冲投入，并基于电压监测序列迭代调整阻尼投入占空比的谐振主动控制方法，该方法克服了第三章预测控制方案中PT电压难以直接控制的弊端。首先，仿真研究并理论分析了脉冲阻尼策略中可变因子（阻值大小、投入频率、投入占空比）对谐振抑制效果的影响，拟定了合适的阻值及投入频率。然后选定阻尼投入占空比为控制输入，分别设计了以电压准确同步额定水平为控制目标和以恢复原系统无谐振运行状态为控制目标的迭代控制方案。最后，仿真验证了上述两种脉冲阻尼迭代控制方案的谐振控制效果，并简要设计了一类新型二次消谐装置的整体结构。 本文所设计的两类铁磁谐振主动控制方法均基于可实时监测的电压时间序列确定控制量，摆脱了传统主动控制算法对谐振系统动力学方程模型即谐振系统结构、参数信息的依赖。其中，脉冲阻尼迭代控制法以阻尼投入占空比为控制输入实现了谐振电压的间接控制，进一步提高了主动控制方法工程运用的可行性，为符合智能电网“自愈”要求的铁磁谐振主动控制装置研究提供了理论依据。