针对复杂的电力系统,其传统的动态特性分析的方法主要是利用电力系统的详细模型进行仿真或线性化分析,但分析的准确性依赖于所采用的模型和参数的准确性。在运行工况复杂多变的实际电网中,电网的详细模型无法随着实际工况的改变而实时更新,基于详细模型的分析结果可能和实际电网的实际运行状态差别很大,这必将直接影响到动态特性分析计算的准确性。而广域量测系统(Wide-Area Measurement System, WAMS)的大量同步相量测量单元(Phasor Measurement Unit, PMU)实测数据可反映电力系统的实际动态特性,因此,通过辨识技术建立可以直接反映系统实际运行特性的数学模型对电力系统的稳定性分析和控制具有重要意义。论文所有研究均以可获得的量测数据为基础,针对动态响应缺失问题,建立了量测点之间的动态响应模型；针对区域间振荡问题,建立了系统的等值模型,设计了广域阻尼控制器并在实际硬件平台上实现了在线控制。论文主要由以下几部分组成：(1)因为论文的大部分研究均采用线性建模分析的方法,所以首先利用线性系统理论研究了实际大电网的线性特性,采用扰动后的动态响应数据,分别对美国东部互联电网(Estern Interconnection, El)和中国华北-华中互联电网的线性特性进行了研究并给出了定性和定量的结论。(2)建立了相同类型不同地点的量测信号之间的动态响应估计模型,提出了两种建模信号量测点选择的方法：第一种方法是线性相关性指标的方法,并结合量测点的实际地理位置提出了可以形象展示量测点动态响应相关性的相关性地图的概念,文中对美国的EI电网进行了详细研究并建立了美国EI电网的相关性地图,划分了动态响应强相关区域；第二种方法为基于非线性的几何模板匹配的聚类方法对所有量测信号进行分群。采用文中提出的这两种建模信号量测点的选择方法可以降低建模的复杂度和提高估计的准确度。针对所提出的方法,均采用仿真数据和实测数据验证了其正确性和有效性。(3)论文设计了基于广域量测的电力系统区域间振荡自适应阻尼控制系统并在实际硬件平台上对所提方法进行了验证。基于量测建立可以表征系统主导振荡特性的多输入多输出传递函数模型,提出了基于量测的广域阻尼控制的控制回路选择方法,针对主导振荡模式将多输入多输出模型转化为可以表征主导振荡模式的单输入单输出的控制模型,并将单输入单输出模型应用到在线控制中,设计了可以在线更新控制器参数并且在当地补偿时滞的自适应广域阻尼控制系统,并在实际的四机两区硬件测试系统平台上实现了多种扰动类型下的自适应广域阻尼控制。