随着长治-南阳-荆门特高压示范工程的投入运行,大区互联电网呈现了一些新的运行特点,如联络线上的不规则功率波动。这种功率波动不仅成为制约特高压联络线功率输送的重要因素,而且对大区互联电网的安全稳定运行将造成影响。目前,国内外对联络线功率输送稳定问题的研究主要集中在低频振荡机理和抑制方法两个方而,虽然取得了较为显著的成果,但对于联络线功率波动的随机特性尚未开展系统深入的研究。特别是对大区互联电网联络线功率波动的影响因素、波动幅值的估算方法、波动功率对联络线输电风险的影响以及波动功率抑制策略等研究还存在不足。这些问题是实现大区互联电网稳定运行亟需解决的关键问题。基于上述问题,本文以特高压联络线的功率波动为研究对象,推导了联络线功率波动的动态描述方程,研究了联络线的功率波动原理,提出了联络线功率波动的幅值估算方法,建立了功率波动对联络线输电运行风险影响的的评估框架,从减小互联区域电网频率偏差入手,提出了基于多区域自动发电协调控制的功率波动抑制方法。首先,通过对联络线传输功率方程全微分表达式的研究,揭示了联络线功率波动的影响因素主要来自于联络线两端母线的电压偏差和两端区域电网的频率偏差。仿真研究了两个影响因素对联络线功率波动的作用和内在联系,在此基础上,建立了联络线功率波动基于频率偏差的近似描述方程。同时基于功率扰动下的频率偏差变化过程,提出了功率波动的两阶段动态响应过程,负荷和风电两种功率波动源对联络线功率波动影响作用的仿真研究验证了两阶段响应过程的合理性。然后通过研究联络线两端区域负荷波动的概率分布,采用蒙特卡洛抽样试验方法,提出了基于概率统计的功率波动幅值估算方法,利用该方法可有效估算功率波动的均值和标准差。以此估算方法为基础,通过分别建立描述负荷和风电功率波动时序特征的随机波动模型,进一步提出了计及功率波动时序联系的功率波动幅值估算方法。仿真结果验证了功率波动幅值估算方法的可行性。接着基于风险评估理论,研究了联络线输电功率越限严重度的风险评价模型和指标,采用分割多目标风险分析方法解决传统平均风险分析方法对高风险-低概率和低风险-高概率事件无法有效区分的不足,建立了评估功率波动影响联络线输电功率越限程度的风险评估框架。最后,基于分布式模型预测控制理论,研究并提出了一种协调区域自动发电控制以抑制联络线功率波动的方法。该方法在建立区域互联系统的有功频率分布式预测控制模型的基础上,通过在预测控制周期内求解抑制联络线功率波动的纳什均衡控制解,以实现各区域自动发电控制的在线优化控制协调,利用模型预测控制的滚动优化达到对联络线功率波动的快速抑制。仿真结果不仅验证了该方法的有效性,而且对控制策略在模型误差和通信扰动两个方而的鲁棒适应性研究表明,该控制策略具有较好的控制鲁棒性。联络线上的功率波动是一种慢动态过程,是随机不平衡功率通过联络线在全互联系统中再分配的集中反映。对于特高压建设初期的弱联接互联系统,将不可避免的存在这种大幅度联络线随机功率波动现象。为保证互联电网的功率交换能力和系统的安全稳定运行,最有效的方法是构建坚强的电网结构。