模式分析方法在电力系统许多方面取得了较好的应用效果,但在暂态稳定性评估方面,近几年的应用进展不大,其原因在于电力网络结构变化具有不连续性和多样性.传统的电力系统暂态稳定性模式分析在对网络结构变化处理的方法上存在适应性较差的弱点,这种情况制约了模式分析方法在电力系统暂态稳定性评估中的进一步应用.该文针对此问题,从与网络节点注入量无关的实型电气量中选择特征作为突破口,借此建立能够反映网络多种操作情况的结构模式,并将它们应用到电力系统暂态稳定性评估中.首先,该文提出了能够考虑电力网络各种操作情况的结构模式建立方法.以网络故障后的系统结构状态为研究对象,选择网络部分节点对间的π型等值电路的阻抗元素作为网络结构模式的初始特征.在全面考察各种故障类型和构造具有代表性的网络故障样本集的基础上,基于可分性原则和弱相关性原则进行结构特征的筛选与校验,建立了电力网络结构模式.该模式以实型向量形式表示,能间接反映不同的网络拓扑变化.它与节点注入模式相互独立,便于两者直接组合形成统一的综合模式,为后文进行暂态稳定性评估奠定了基础.其次,该文将建立的电力网络结构模式应用于电力系统暂态功角快速预测中.预测分节点注入模式固定和可变两种情况.在节点注入模式固定时,只有网络结构模式发生变化,借助于多层前馈人工神经网络和BP算法实现网络结构模式输入与输出向量的匹配关系,以完成对暂态功角的预测.在节点注入模式可变时,论文先对节点注入模式特征进行选择,将它们与己建立的网络结构模式特征直接组合以形成综合模式向量,实现了对系统注入量和结构量的综合模式化定义;然后,借助多层前馈人工神经网络和BP算法对系统暂态功角进行预测.两种情况下的算例分析结果显示了方法的可行性.最后,该文在快速预测系统暂态功角方法的基础上,将相对摇摆角最大的两台机组之间的所有电气元件进行π型等值,从而获得了一种等值的两机系统.基于等值的两机系统,建立了相应的衡量暂态稳定裕度的能量指标,为暂态功角预测结果提供了一种定量分析其稳定裕度的方法.