电力工业是国民经济和社会发展的基础产业。电力系统运行的安全性与稳定性直接关系到工业生产和日常生活的正常进行,其运行的经济性将影响社会经济效益。随着科学技术的进步,现代电力系统正朝着大容量、超高压、广域连接的方向发展,其组成结构也日趋复杂,对电力系统的安全、稳定、经济产生重大的影响。本文研究了电力系统的功角与电压励磁控制器的设计与分布式发电中负荷分配优化问题。主要工作如下:首先,本文研究了单机无穷大电力系统的暂态及电压稳定问题。区别于过去暂态稳定控制与电压稳定控制分开进行的作法,本文提出一种单机无穷大电力系统综合励磁控制策略设计方法,通过调节的励磁控制输入达到对输出功角和终端电压的同时控制。基于以上考虑,我们将功角和终端电压同时作为反馈状态量,运用直接反馈线性化方法,对整个单机无穷大电力系统进行建模,获得了更加完善的单机无穷大电力系统控制模型。在此模型基础上我们考虑了执行器故障对单机无穷大电力系统稳定控制的影响,研究了执行器故障下的功角与终端电压稳定控制器设计方法,运用稳定性理论验证了该方法的有效性,并给出了计算机仿真。其次,本文研究了针对分布式发电中经济负荷优化分配问题。经济负荷优化分配是在满足电力需求与供给平衡下,优化分配发电机的负荷,使得总发电成本最优化、用电收益最大化的过程。区别于传统的动态规划方法,本文提出了分布式发电一致性优化分配算法,该算法将增量成本作为一致性变量,电网电力的供需差作为反馈变量,通过保证增量成本的一致来完成电网供需平衡下的负荷优化分配。我们通过分析该算法比例增益参数取值与一致收敛性关系,得到了算法收敛到最优解的充分条件,最后通过计算机仿真验证了该算法的有效性。