电力系统结构复杂,非线性强,建模难度大。国家大力推进“三型两网”的建设,电网技术的快速发展对系统稳定性提出了更高的要求。在电力系统实际运行中,系统外部总是存在干扰,系统在干扰作用下也会产生响应。可在实测响应中提取相关信息,实现系统稳定性在线评估。本文研究了基于局部测量技术的电力系统稳定性在线评估的分析方法。研究多机系统潮流分析法与小干扰法的特点与联系。为探寻潮流方程分析法对静态稳定性评估的影响,以2机电力系统为例,分别采用小干扰法和潮流法分析了复杂系统的稳定性条件,指出了潮流法产生误差的原因是过于乐观的假设了平衡节点的转动惯量为无穷大。本文详细说明了潮流模型中对平衡节点、电源节点、负荷节点和网络损耗的近似假设产生的误差分别对静态稳定性分析结果产生的影响,指出了基于潮流法的电压稳定评估方法可能产生误差的原因及改进方向。说明了基于随机响应的潮流法的在线应用,能够得到小干扰法的精度,且克服了小干扰法必须依靠精确数学模型,计算工作量大的困难。提出了非线性电路电压稳定性判据。为实现局部测量对系统的静态稳定性评估,通过分析潮流方程,证明了电压稳定性判据与雅可比矩阵奇异等价。根据判据提出了负荷阻抗模裕度指标,用负荷节点静态负荷阻抗和动态等值阻抗的差值来反应运行点到极限点的距离。本文分析了戴维南等值方法存在的问题,即电力系统戴维南等值阻抗辨识的唯一性必须依赖广域相量测量技术,以及戴维南等值参数评价电压稳定性的方法不适用于系统内部扰动的情形。提出了基于随机响应的PV节点功角稳定有功-无功微增率指标。为获得更为精确可靠且不依赖模型的系统稳定性在线评估方法,用无功功率控制变量关于有功功率扰动变量激励的动态响应来定量评估节点的稳定裕度。本文说明了有功-无功微增率指标电力系统规划设计与运行调度中的指导意义,并提出了等有功-无功微增率准则。通过IEEE39系统仿真结果验证了有功-无功微增率指标的正确性和有效性。有功-无功微增率指标在负荷节点的推广形式,将是电压稳定性在线评估的重要指标。