随着国内外新能源发电技术的发展,部分地区新能源发电量已占当地总发电量的50%以上,中国崇明岛的新能源使用率甚至达到了100%?大多数新能源通过逆变器与电力系统连接,逆变器与同步发电机相比具有低惯量,低阻尼等特点?当新能源的渗透率达到一定比例时,系统会带有逆变器的特征,低阻尼?低惯性特性使其鲁棒性变差,特别是对频率的支撑能力显著变低;在该环境下外界发生扰动时,系统的响应速度过快,频率波动较大,同时新能源的间歇性与随机性增大了出现扰动的可能,这将对系统频率稳定造成威胁?现代机组具有灵活改变惯量的能力,通过引入虚拟同步控制技术使该问题获得缓解,增强系统鲁棒性,但依旧缺少定量刻画,评估系统惯量对稳定性能的影响。本文首先建立了小干扰下包含虚拟惯量参数的电力系统二阶数学模型,通常在电力系统规划过程均采用二阶模型,由于惯性环节仅影响电力系统的机械部分,所以在探究其对电力系统的影响时,采用二阶模型即可。基于该模型运用二范数化李雅普诺夫直接法对系统频率稳定性进行定量刻画,从波动能量的角度辨析系统的稳定程度,以二范化的李雅普诺夫函数为目标函数,寻求在不同阻尼、干扰系数的情况下,在特定点进行惯量配置时,该系统的频率稳定性。通过仿真发现在系统中保持相同的干扰阻尼比,会更有效的利用惯量来提高系统的稳定性,在不同结构探究系统结构与惯量系数对系统频率稳定性的影响,利用三区域互联电力系统进行仿真,分析各区域处于不同惯量系数下网状与链状结构的振荡特性,同时利用二范数化李雅普诺夫直接法对不同惯量参数下的两种结构模型发生低频振荡时的动态稳定性能进行评价,得到不同结构的振荡特性,仿真结果揭示出在环形网络中,虚拟惯量能够更好的发挥作用,在各区域惯量发生改变时呈现出整体平滑过渡的特点。为提高惯量优化计算效率寻找合适的计算优化方法,目前主要的采用各类智能算法来解决优化问题,传统数值类型的智能算法如遗传、粒子群等算法均存在易陷入局部最优的缺陷,为解决数值方法带来的问题及探究新领域算法,提出利用一种基于Voronoi图的重心插值优化方法,该方法优点在于Voronoi图的自动分割功能,将新分割节点进行分类,分别设定为暂定最优节点,过渡节点,有效区域点。同时将以上三节点作为新增样本点,此时利用重心插值法能够根据样本节点值,估计出非样本点的解,在样本点较少的情况下能够较为精准的估计未知节点。该混合方法同时具有收敛速度快,结果精确度高,自动调节搜索范围大小,不易陷入局部最优解等优势。同时为日后可能出现的惯量规划问题提供有效的思路。