大规模互联电网的出现加快了我国现代化电力系统的建设步伐,为我国电力工业的发展做出重大贡献。与此同时,现代化电力系统的维度以及安全和稳定运行的控制难度也在增加。虽然基于相量测量单元的广域测量技术为现代化电力系统的安全和稳定运行提供了信息保障,但是广域测量技术在使用开放式通信网络进行信息传输时,不可避免的会出现传输时滞。时滞的出现往往会恶化电力系统的运行性能,有时还会危及整个系统的安全和稳定。所以,具有时滞影响的高维电力系统稳定性分析和控制问题成为重要的课题。本文基于时滞系统和采样控制系统的研究方法,对时滞电力系统的稳定及其负荷频率控制问题进行了研究,研究成果如下:(1)基于模型重构的时滞电力系统的稳定及负荷频率控制分析方法针对现有时滞电力系统的稳定及负荷频率控制分析方法存在计算复杂度过高的问题,本文通过模型重构技术对时滞电力系统的稳定分析及负荷频率控制模型进行降维处理,以达到降低计算复杂度的目的。由于电力系统的状态矩阵多为稀疏矩阵,并且时滞状态的个数远小于电力系统中所有状态的个数,所以涉及时滞状态的矩阵维度远小于整个电力系统状态的矩阵维度。模型重构技术的重点在于分离系统中的时滞相关项和时滞无关项,由此构造新的系统方程。因此,构造的新系统方程的维度也远小于降维之前的系统维度。基于新的系统方程,通过结合Lyapunov理论和自由矩阵积分不等式方法获得以线性矩阵不等式描述的时滞电力系统稳定条件。所得到的稳定条件,计算复杂度大幅下降,为分析高维时滞电力系统的稳定性及负荷频率控制提供了有效手段。(2)基于改进自由矩阵积分不等式的时变时滞电力系统的稳定及负荷频率控制分析方法针对现有时变时滞电力系统的稳定及负荷频率控制分析方法存在使用过多状态变量导致线性矩阵不等式维度和计算复杂度过高的问题,本文基于Lyapunov直接法,提出一种基于改进自由矩阵积分不等式的时滞电力系统的稳定及负荷频率控制分析方法,得到了线性时变时滞相关稳定判据。为了得到线性时变时滞相关的稳定判据,现有基于二阶BesselLegendre积分不等式的稳定分析方法需要引入额外的状态变量,包括积分上下限含有时变时滞的一阶和二阶的状态积分变量。因此,得到的稳定判据存在过多状态变量导致的线性矩阵不等式维度和计算复杂度过高的问题。本文提出基于改进自由矩阵积分不等式的稳定分析方法,该方法的使用可以有效避免额外状态变量的引入,因此,稳定判据中变量更少,线性矩阵不等式的维度和以及计算复杂度也更小。相比于现有的文章,本文的分析方法不仅具有更低的计算复杂度,而且具有更低的保守性。因此,在分析高维时滞电力系统的稳定性及负荷频率控制时,本文的分析方法更为有效。(3)基于采样控制系统的分析和设计及其在负荷频率控制中的应用针对现有基于Lyapunov直接法的采样控制系统稳定性分析和控制器设计方法存在保守性过高的问题,本文提出新的双边闭环型Lyapunov泛函,结合自由矩阵积分不等式方法获得具有更低保守性的负荷频率控制的稳定性分析和控制器设计的方法。由于新的双边闭环型Lyapunov泛函具有更少的约束条件,以及自由矩阵积分不等式方法(相比于其他积分不等式方法)具有更低的保守性,因此提出的分析方法具有更低的保守性。在现有的具有通信时滞的采样控制系统的稳定判据中,时滞的出现总是会造成系统的运行性能下降,有时甚至会使系统失稳,具体来说就是时滞的出现会使得保持系统稳定的最大采样周期减小。然而,本文的研究证明,对于某些具有定常通信时滞的采样控制系统而言,时滞产生的影响是积极正面的,比如增大保持系统稳定的最大采样周期和加快系统的收敛速度。对于采样控制系统而言,时滞的积极影响具有十分重要的实际意义和进一步研究的价值。