电网互联是现代电力系统的发展方向之一。电网互联虽然有利于大范围内的资源优化,但是随着互联规模的逐渐增大,也给电网的稳定控制等方面带来新的挑战,一旦发生失稳事故造成的经济损失和影响范围会更大,尤其是互联电网的受端侧。近些年频繁发生的负荷中心区域网络的电压失稳造成大停电事故以及电压暂降引起的大范围负荷断电,引起电力界对电压安全稳定与控制问题的更加关注。如何根据电力系统电压稳定的本质和控制方法的研究进展,提出更完善的、自适应性更强的、包含电压稳定防御系统的电网安全稳定统一防御体系,是目前迫切需要解决的科学问题。论文立足于解决大规模电网的电压稳定预防控制在线决策及多防线协调控制决策等问题,针对电压稳定性评估局部指标、控制参数对稳定裕度的灵敏度分析方法、预防控制模型、D-STATCOM优化配置以及电压稳定预防控制与紧急控制的协调控制模型展开了更深入的研究。论文取得的创新研究成果主要体现在以下几个方面:1、提出了计及负荷静态特性的阻抗模裕度局部指标根据非解析动态分析方法定义的动态阻抗,建立非线性实变电力系统的综合等值电路,结合电力系统达到极大传输功率的判据,提出了负荷阻抗模裕度局部指标。并在恒功率负荷特性的分析原理上,将综合静态负荷(ZIP)的恒阻抗负荷和恒电流负荷直接折算到综合动态等值阻抗和等值电源中,计及了负荷特性对该指标的影响。该指标利用节点电压与注入该节点电流的关系曲线综合描述了电力系统非线性,不仅能够准确地评估负荷节点电压稳定性的水平,而且大大降低了网络解算量,具有突出的在线应用优点。2、提出了阻抗模裕度指标对控制变量的灵敏度分析方法通过节点电压和注入电流对系统任一控制变量的一次导数建立了它们之间的灵敏度关系。并在此基础上,以实时预测的下一时刻系统功率变化量作为输入信号持续激励的条件,解得节点电压和注入电流对控制变量和节点功率变化量的二阶偏导数来修正节点电压和注入电流对控制变量的灵敏度,再根据阻抗模裕度指标中动态阻抗和负荷阻抗与节点的电压和注入电流之间的运算关系,进一步建立阻抗模裕度指标对控制变量的灵敏度计算方法。该方法利用局部实时信息计算灵敏度,避免了求解潮流极限点和该处潮流雅可比矩阵零特征值的左特征向量,在精度有保证的情况下加快了控制灵敏度计算速度,将更利于实现快速的有效稳定控制方案的决策。3、提出了一种基于序列线性规划的电压稳定预防控制方法利用阻抗模裕度指标及其对控制变量的灵敏度计算速度快的特点,建立了改进型的两阶段故障筛选和参与控制集筛选方法,并进一步以此为基础,融合控制变量的有效控制空间以及负荷裕度快速预测结果的辅助约束,提出了一种基于序列线性规划的电压稳定预防控制方法。该方法中改进的故障和控制集筛选方法可以缩小故障和控制集的搜索范围,大大缩减了系统电压稳定分析的时间。并考虑了电力系统的非线性,由线性规划模型求解出来的控制方案实施在原系统未必能达到控制目标,通过上次控制后状态为下次控制决策的初态,以序列线性规划方式递归计算来不断校正,直至达到控制目标,保证了控制的准确度。此外,负荷裕度快速预测值作为优化模型的辅助约束条件,克服了局部指标与在稳定域上的线性性差问题,保障了控制优化决策的有效性。4、提出了一种电压稳定薄弱区域辨识与D-STATCOM优化配置的新方法根据实时状态的节点阻抗模裕度指标和反映各个分区电网综合特性的权重系数,确定区域电网的电压稳定性辨识指标,以该指标的排序结果快速的辨识电网的电压不稳定无功薄弱区域。然后以薄弱区域为研究对象,考虑了薄弱区域内事故发生的不确定性,通过蒙特卡罗方法建立了电压暂降的随机概率模型。在此基础上,提出了以最小的投资得到最大的电压暂降损失预防效果为目标的优化配置方法。提出的方法直接以降低电压稳定薄弱区域的电压暂降损失为目标,因此方法的实用性更强。此外,该方法克服了多目标优化方法的劣势,更合理的利用FACTS装置改善智能电网的稳定性和增加自愈控制的手段,提高系统本身的预防电压失稳事故的能力。5、提出了一种基于电压风险的预防与紧急协调控制的决策方法针对确定性安全稳定控制方法的结论一般偏保守的问题,论文引入风险理论,考虑了系统运行的不确定性,提出了一种基于电压风险的预防与紧急协调控制的决策方法。该方法将预防控制和紧急控制对系统安全经济运行的影响以风险指标的形式经济量化,从而建立单一的以控制风险收益最大化为目标的协调控制模型,通过“积极约束松弛法”的优化搜索算法获得最优控制策略。搜索中将预防控制的故障集中严重系数最小的故障松弛到紧急控制的故障集,重新确定控制措施集合和风险指标,并通过风险总收益的搜索判据,确定给定工况下协调控制的控制措施集合。新方法实现了电力系统安全性和经济性的综合平衡的多防线协调控制决策,更能满足电力企业在市场经济环境下的需求,符合现代电力系统的安全稳定控制要求。