电力系统发展至今,电力网络已经变得十分复杂,系统失稳将对系统网络以及社会经济造成重大的影响,所以需要加深对电力系统稳定性的研究。在电力系统中对系统稳定性有影响的是负荷节点的电压稳定性和发电机节点的功角稳定性,而这两种稳定性之间存在复杂的耦合关系。所以分析电压稳定性与功角稳定性之间的耦合关系在研究电力系统的稳定性中具有重要意义。对于系统功角稳定性,研究了分析注入系统节点有功功率极值的复杂系统功角稳定性的分析方法,即相对综合等值方法。在电力系统中,当注入发电机节点的有功功率达到极限值时,发电机节点达到功角稳定极限状态,由此定义评价发电机节点功角稳定性的指标。基于相对综合等值的方法,从任意发电机节点看进去将复杂系统等值为单机无穷大系统,提出了发电机静态功角稳定性评价指标。基于本文的方法,能够将任意复杂系统简化为单机无穷大系统,以便分布式分析系统功角稳定性,其意义在于:1)可以从系统任意发电机节点来判断系统的功角稳定性;2)在稳定运行状态下,可以通过比较此功角稳定指标的大小来对各节点的功角稳定性进行排序。对于系统电压稳定性,通过模拟发电机支路的分析方法,将综合负荷等值为暂态电势不变的暂态阻抗模型,进一步将发电机节点功角稳定评价指标推广到负荷节点,提出了评价负荷节点电压稳定性的新指标。研究了基于相对综合等值的电压稳定新指标的特点,通过与阻抗模裕度电压稳定指标比较,基于相对综合等值的电压稳定新指标具有更好的线性性,能更精确地判断负荷节点的电压稳定极限功率,或者说电压稳定新指标与极限功率裕度具有更好的线性关系。仿真验证了基于相对综合等值的电压稳定新指标能准确判断系统的静态稳定极限状态。基于本文提出的电压稳定与功角稳定评价指标,通过分析负荷节点的功率变化对于发电机功角稳定性的影响,以及发电机功率变化对负荷节点电压稳定性的影响,研究了复杂系统电压稳定性与功角稳定性的耦合关系。仿真分析表明,电力系统功角稳定性与电压稳定性的耦合关系,与系统的结构、运行状态以及系统中负荷与发电机的分布特点等密切相关:1)距离平衡节点较远的发电机节点的功角稳定性更容易受系统电压稳定性的影响,而负荷节点的电压稳定性更容易受距离平衡节点较近的发电机节点功角稳定性的影响;2)发电机节点分布较为分散的系统中,功角稳定性占系统稳定运行的主导地位,而发电机节点与平衡节点分布较为集中的系统中,电压稳定性占系统稳定运行的主导地位。3)电压稳定对功角稳定的影响大时,功角稳定对电压稳定的影响不一定大,反之亦然。由此也证明两种稳定性其中之一在系统稳定运行时占主导地位的结论是正确的。本文的研究成果揭示了电力系统电压稳定与功角稳定的相互关系,对于提高系统的稳定性有一定的实际指导意义。