摘要：现代电力系统中的各元件，如发电机与高压直流输电、柔性交流输电等电力电子装置，均安装有控制器，当进行区域控制或进行区域级仿真或分析时，需要含各元件控制器的完整区域模型。但完整区域模型非常复杂，因而迫切需要能对其合理简化，既能准确描述整个区域的主要动态特性，又能大大降低微分方程的阶数，降低模型的复杂性与非线性特性。而区域级模型简化的核心和重点又在于元件级模型的简化。该系列文章建立含控制器的元件完整结构化模型（微分-代数方程形式），并给出其简化方法。不同于传统的线性化等效或主导极点简化，提出的简化方法，在保证微分-代数系统性质、保留隐动态的前提下，大大降低微分方程阶数与复杂性，为实时控制提供合适的区域级（机电暂态）模型。该文给出元件完整与简化结构化模型的一般形式与规范化构造方法，建立含各种控制器（包括传统的解析与神经网络等非解析控制器）在内的同步发电机的完整结构化模型并做模型简化，简化模型与完整模型的仿真试验对比验证了简化方法的有效性。

关键词：结构化模型 简化模型 元件控制器 同步发电机 

单位：复杂工程系统测量与控制教育部重点实验室(东南大学自动化学院); 江苏省南京市210096