现代大型互联电力系统的规划和运行实践中，研究电力系统暂态稳定性的最常用的工具是基于数值积分技术的时域仿真法。但仿真法存在计算耗时且无法提供系统稳定性的定量指标的缺点，因此迫切需要开发比它更为有效的工具来研究暂态稳定问题，在满足一定精度的前提下允许进行快速的稳定性分析，可望达到实时稳定性分析与控制的目标。根据复杂电力系统这个特定研究对象的特点，本文提出分两个步骤来处理其暂态稳定问题，把动态等值方法和基于李雅普诺夫稳定性理论的能量函数法相结合，以求获得具有在线应用价值的电力系统稳定分析工具。本文第一章首先综述了上述两方面的研究现状，结合实际需要提出了自己的技术设想，简要介绍了全文所完成的创新性工作。 大型互联电力系统的一个显著特点是系统的规模十分庞大，即便是对离线环境下所进行的详细模型的暂态稳定分析也构成巨大的压力，这主要是由于系统仿真计算中为保证计算精度，广泛使用隐式积分法，涉及长时间的高阶微分方程组和代数方程组的求解，存储空间需求大，计算速度很慢。为了减轻计算工作量，可以通过动态等值的方法降低互联系统的规模，即对非线性系统模型进行降阶。历史上形成了同调等值法和模态等值法两种动态等值方法。同调等值法是对电力系统的简化模型进行近似数值仿真，根据发电机转子角的变化曲线进行同调性识别，把离故障较远的各同调机群分别进行等值，整个网络简化为等值网络；模态等值法是在某一稳态运行点附近把系统模型进行线性化，对线性化模型作模态分析，接着或者直接使用模态分解形式的系统模型或者使用模态压缩形式的系统模型进行稳定性分析。这两种方法中无论是简化模型的近似数值仿真还是线性化模型的模态分析，都需要较多的计算时间，故都只适合于离线稳定分析。考虑到在仿真计算中观察到故障时系统动态行为常常呈现出区域性，本文提出了在区域同调性假设前提下对互联系统进行分区动态等值的设想，首先在故障前稳态运行点基础上，按照线性电网络理论确定外部子系统的等值子网络的支路参数，外部区域中的同调发电机用等值子网络中的等值发电机代替，等值发电机的参数通过系统辨识的方法求得。具体方法是，对等值发电机使用较详细的五阶模型，以外部子系统边界节点上注入电流的量测量为其输入，边界节点的「匕压为其输出建立外部子系统辨识模型，给定输入量，以输出量的量测值与模型计算值之差的平方和为目标函数建立非线性最小二乘模型。因为五阶等值机模型中部分参数之间在数量上存在一定大小关系，加之所有参数也应在确定的范围内取值，故需引入一些线性不等式约束。所得到的辨识模型是一个典型的带不等式约束的非线性最小二乘优化问题，可使用基于信赖域的逐步二次规划方法求解。为此，本文把轨迹灵敏度分析技术运用于非线性最小二乘辨识中，通过非线性最优化确定等值发电机的参数，并给出了相应的算法。本文第二章和第四章分别就IEEE10机39节点试验系统和一个实际大系统进行了仿真计算，结果证明，本文所建立的等值模型在基本再现原系统动态特性和改进计算效率中的有效性。由于暂态稳定研究中电力系统模型的本质一}卜线性，当存在多个外部子系统时，逐一为每个外部子系统建立等值模型、然后把它们的集合作为原系统的外部等值的做法并不适用，本文根据辨识算法的模型对此进行了分析说明，指出了联立求解参数辨识问题的必要性。 l[l，少，系统的暂态礼:定分析本质上属于非线性动力学系统德定性的研究范畴.传统上常使用数值仿真的方法并根据工程经验来走性判断其稳定性。但因为1力具法只:’}乙以变量随时闪变化的曲线形式反映系统动态行为，供系统分析人员直观判别系统的稳定性，不能给出稳定性的定量指标，目前较多地采用基于李雅普诺夫稳定性理论的能量函数法这个工具进行分析。本文从非线性动力系统的数学模型及平衡点、稳定性、渐近稳定性、稳定域等基本概念出发，简要回顾了李雅普诺夫稳定性的有关理论，指出了非线性系统稳定域的简单构造方法，介绍了在李雅普诺夫稳定性理论框架下电力系统暂态稳定问题的数学描述，给出了针对多机电力系统暂态稳定问题的直接分析方法的主要步骤。能量函数法应用到电力系统的稳定性分析领域己逾四十载，先后发展了最近不稳定平衡点法(最近UEP)、主导不稳定平衡点法(主导UEP)、势能边界法(PEBS)和BCU方法。长期以来能量函数法在分析电力系统稳定性时呈现出保守性，这既是因为作为其理论依据的李雅普诺夫稳定性定理只是非线性系统稳定的充分条件，又是由临界能量计算不当所造成的。对于简单模型的最近UEP方法存在的保守性问题，指出了理论方面的原因以及改进的途径，指出根据主导UEP计算临界能量是合理估计稳定域的必由之路.，因为PEBS方法从几何角度构造了近l1似的稳定边界，不需要计算故障后系统的主导UEP，而这恰是直接法稳定分析中十分耗时的一个步骤。从在线应用的实际出发，本文尝试使用电力系统结构保留模型的势能边界法(PEBS)进行直接稳定分析，该模型中包含了计及暂态电势变化的三阶发电机模型和