在“西电东送”的大背景下,随着电力负荷增加,电力网络的输送压力随之加重,且受端负荷成分复杂,对电力系统的暂态电压稳定性造成不利影响;当系统中多个晶闸管换流器型高压直流工程投入运行时,由于逆变站需要大量无功的特性,将更加恶化系统的暂态电压稳定性。因此,暂态电压稳定性仍是业界重要研究方向之一。当前,对电力系统暂态电压稳定性的研究还是主要基于时域仿真的方法,得到各电气量随时间变化的轨迹,从而判断系统的稳定性。这种方法耗时长,且无法给出系统的稳定裕度。本文将关注另外一种方法,即能量函数法。能量函数法是基于李雅普诺夫稳定性理论发展起来的方法,虽然该方法在准确度、模型的适应性方面有待提高;然而,作为时域仿真法的重要补充,该方法通过判定故障后系统的初始运行点是否在稳定域内,从而判定系统的稳定性,是求取电力系统局部稳定域边界的重要方法之一,可以用于电力系统的在线安全分析。如何融合新元件以及对暂态电压稳定分析的适用性,是能量函数法当前的研究热点。本文首先基于能量守恒定律,通过利用基尔霍夫电流定律,对系统的电流平衡方程沿着系统轨迹进行积分,推导得到了含发电机三阶模型、电动机简化一阶模型的能量函数,并且在三机九节点系统上验证了该能量函数的有效性;然后将此法扩展至交直流系统,将该直流模型视为动态负荷,并采用拉格朗日中值定理对直流部分的能量函数项进行处理,从而得到一种数值型的交直流系统能量函数。针对暂态电压稳定性分析目标,本文还采用一种启发式的方法,通过确定主导负荷母线,并且对负荷母线外的系统进行戴维南等值,通过基于滑差的转矩方程获得主导不稳定平衡点中滑差的初值,其余的值用故障后稳定平衡点替代,再采用延拓法获得主导不稳定平衡点。结合能量函数及所获得的主导不稳定平衡点,就可以得到维持系统暂态电压稳定的临界切除时间。本文的方法在电力系统开源仿真软件PSAT上进行算例验证。此外,由于基于电力系统开源仿真软件PSAT中的直流模型无法满足研究需要,根据主流直流工程系统的控制模式,对PSAT原代码进行改进,加入了逆变侧的定熄弧角控制,从而提高了直流的仿真精度,使直流的动态行为更加真实。