电力系统低频振荡严重时会危害到系统的安全稳定运行,是一个长期未得到有效解决的、复杂的工程科学问题。电力系统低频振荡分析与控制的方法,目前主要有两种:阻尼转矩分析法和模态分析法。阻尼转矩分析法具有物理概念清晰、应用简单、效果显著的特点。在阻尼转矩分析方法基础上提出的、用于稳定器设计的相位补偿法,简单实用,一直被广泛应用于电力系统工程实践中。但是,阻尼转矩分析及相位补偿法仅适用于简单的单机无穷大电力系统,在大规模多机电力系统中的推广应用一直并不成功。模态分析法数学推理严谨、易于编程,是目前在大规模多机电力系统中应用最广泛的方法。但是,模态分析法主要依赖于数值计算结果,难以用于理论分析;使用时必须建立电力系统的全系统模型。　　 阻尼转矩分析法关注的是发电机转子运动获得的阻尼转矩。当将阻尼转矩分析推广到多机电力系统的时候,由于需要涉及到所有的发电机,从而使得分析变得十分复杂。本论文利用线性化P-δ曲线和等而积法则,采用对阻尼转矩分析进行图形解释的形式,成功地将电力系统低频振荡分析的对象转移到了线路功率振荡的阻尼上。该方法推广应用到多机电力系统时,由于分析的对象仍然是线路功率振荡的阻尼,与系统中的发电机数量无关。所以,图形解释法应用于多机电力系统时,物理概念清晰,使用简单方便,优于阻尼转矩分析法。在图形解释法的基础上,本论文提出了一种在多机电力系统中设计稳定器的就地补偿法。运用该方法设计稳定器时,只需要建立附加稳定器的电力装置的一种局部线性化模型,而不需要建立多机电力系统的全系统线性化模型,这也正是该方法的最大特点。　　 论文中应用图形解释法开展的工作,涵盖了四种基于电压源转换器接入电力系统的电力装置。它们分别是:(1)基于电压源转换器并联接入电力系统的静态同步无功补偿器;(2)基于电压源转换器并联接入电力系统的电池储能系统;(3)基于电压源转换器并联接入电力系统的光伏发电厂和燃料电池电厂。针对这些电力装置,应用图形解释这一新方法,论文展开了一系列的理论分析和研究工作,获得了多个具有一般性指导意义的创新性结果:　　 (1)基于静态同步无功补偿器的阻尼控制的有效性与线路负荷水平有关,线路重负荷运行时,阻尼控制更加有效。　　 (2)对电池储能系统的阻尼控制而言,当它是通过电压源转换器输出端的交流电压相角控制实现时,阻尼控制对线路负荷水平的变化具有较好的鲁棒性。　　 (3)基于电压源转换器接入电力系统的清洁能源发电厂(光伏发电厂和燃料电池电厂)会影响电力系统低频振荡的阻尼,而且其影响可正可负,它与清洁能源电厂运行的工况密切相关。所以就与电力系统低频振荡相关的系统稳定性而言,清洁能源电厂并网运行存在稳定运行极限。