大区电网的互联、直流输电工程的大量建设以及新能源发电在电网中的规模不断扩大,电网运行复杂程度增加,运行方式变化较大,通常的离线分析与控制策略已经难以满足需要,在线安全稳定分析与控制系统成为电网调度中心必备的工具。潜在故障的预防控制辅助决策是在线安全稳定分析与控制系统非常重要的功能,但鉴于复杂大电网高维、强时变、强非线性的本质,目前的决策算法鲁棒性和计算速度尚难以满足在线计算的要求。不宜以能否获得全局最优解作为考核计算方法有效性的准则,基于物理现象和控制机理,可以从搜索过程中每一次的仿真轨迹或模态分析中提取量化信息,计算控制性能指标,用于指导寻优计算过程中下一步的搜索方向以及各种计算任务在并行计算平台上的分配,从而尽快得到可行和尽量优化的调整方案,满足实际大电网对预防控制在线计算的要求。针对紧急状态显现后安全稳定紧急调控,基于广域测量系统(WAMS)的电网动态实时信息,可以提取反映电网紧急状态的特征量,给出定性的调控建议,但无法确定定量的紧急控制措施。要想抛开大量不切实际的假设来获得人工紧急调控的定量决策,必须通过基于系统模型的仿真计算获得,采用实测轨迹数据与在线预决策计算结合的理论及思路,可以为人工紧急调控提供辅助决策支持。本文针对暂态稳定预防控制、动态稳定预防控制以及多种安全稳定问题的综合辅助决策问题,在分析目前各类预防控制计算方法基础上提出满足复杂大电网在线分析控制适应性要求的计算方法。基于广域测量系统(WAMS)的电网动态实时信息和实测轨迹数据与数字仿真结合的思路,针对低频振荡和电压稳定的在线紧急控制问题,提出人工紧急调控决策支持的计算方法。(1)基于扩展等面积准则(EEAC)提供的安全稳定模式信息及其计算的机组参与因子,提出了暂态稳定预防控制的在线计算方法。按多个预想故障下系统稳定裕度加权并计及控制代价得到控制性能指标,排序后首尾配对依次参与控制,逐步调整直至所有故障下暂态功角稳定裕度均满足要求。在采用分布式并行计算技术的集群计算系统中,改进了基于扩展等面积准则的启发式算法,采用枚举并行的方式,将参与因子首尾配对后得到的可能调整方案同时下发至计算节点并行计算,最终在计算结果中选择满足要求的方案作为辅助决策措施,极大地提高了计算速度。(2)为了防止电力系统低频振荡发生,提出了小干扰动态稳定辅助决策和预想故障后的大干扰动态稳定辅助决策在线计算方法。根据状态估计结果和元件模型参数在线计算,将弱阻尼模式的阻尼提高至指定安全值；采取紧急降低关键发电机出力方式,并给出了协调控制多个弱阻尼模式的机组出力调整措施；基于并行计算策略可以同时满足控制措施的准确性和实时性要求。(3)大多数基于同步相量数据的静态电压失稳预测方法仅根据本地节点或支路的PMU量测值,通过对系统进行戴维南等值来计算判断电压失稳的指标,没有充分利用系统中大量的PMU信息,能否准确预警实际电网的电压失稳值得商榷。根据SCADA系统采集的电网实时运行状态,可以进行PV曲线计算和QV模态分析,计算电压稳定裕度和静态电压稳定辅助决策。为了提高预警的实时性,基于PV曲线和QV模态分析计算得到的关键节点临界电压和参与因子,求取以参与因子为权重的关键节点PMU电压量测值与临界电压的距离,得到实时的电压稳定裕度。当电压稳定裕度不满足要求时,根据预决策计算得到的将电压稳定裕度提高到不同档位值的控制措施,将裕度当前值和目标值之差与按档位划分的裕度值相匹配,给出提高电压稳定裕度的控制措施。(4)目前实际采用的PSS一般只考虑机端信号,对区域振荡模式的抑制作用有限。根据PMU实测的发电机功角、有功功率、厂站(母线)电压相角、线路有功功率和变压器有功功率等信息,在线监测电网低频振荡事件,识别振荡模式和强相关机组。将低频振荡在线分析和小干扰稳定性辅助决策相结合,提出了低频振荡实时控制的方法。高压直流输电由于具有快速响应的特性和强大的过载能力,可以被用于提高交直流混联系统的动态稳定性,分别从直流线路选择、功率支援时机、支援量三方面研究了采用直流功率支援抑制低频振荡的关键技术。在机端电压调整对低频振荡阻尼影响的理论分析基础上,提出采用广域信息的发电机电压控制抑制低频振荡方法。(5)目前互联大电网各类安全稳定问题相互交织,多种安全稳定隐患可能同时出现,需要在辅助决策计算中考虑多种安全稳定问题之间的协调优化。本文提出在线安全稳定综合辅助决策的计算方法,将各种安全稳定问题按重要和复杂程度进行排序,获得各问题的计算队列,确保优先给出对电网安全稳定运行影响程度高的安全稳定问题对应的辅助决策：采用安全稳定性指标对候选控制措施的灵敏度或参与因子信息作为安全稳定约束,避免各类辅助决策功能给出相互矛盾的控制措施；各辅助决策功能通过计及队列中之前的辅助决策措施,避免同时调整同一类控制措施；对于耦合关系不强的多类安全稳定问题,进一步采用分解协调的方法提高计算速度；采用递归迭代解决可能的控制措施冲突问题。基于实际大电网的算例仿真验证了以上算法的快速性和实用性。所得研究成果不仅具有理论上的意义,通过与工程现场的磨合,可望为电力系统的运行提供实用的在线安全稳定预防控制和紧急调控的决策支持工具。