论文介绍了电力系统稳定研究的发展历程和发电机稳定研究的背景及意义。针对发电机模型及参考系、功角稳定裕度的实用化分析、汽轮发电机组调速侧稳定控制及低频振荡的抑制等问题开展研究,取得了一些研究成果。论文选题具有理论意义和实际应用价值。目前,功角稳定控制中的发电机模型一般还是基于恒速旋转的x y坐标系,并近似以x轴为同步轴。在系统受到较大扰动并过渡到新的稳定状态后,即使系统频率变化不大,但发电机转子角(相对于x轴)会随时间积分而不断变化,使转子角偏差控制目标无法确定。此外,功率方程由于采用了转子相对角(相对其它转子),将负荷用恒阻抗元件代替,基于线性网络叠加而得,故较为复杂且与实际系统误差较大。考虑到扰动后转子的惯性,忽略电网(包括定子绕组)暂态,则机端电压矢量是与电网状态准同步的。仿真也表明,扰动后其变化远远快于转子角变化。故选择机端电压矢量作为转子准同步参考轴,建立了基于单机二系坐标的发电机模型。分析表明,在大、小扰动情况下该模型都适用,且保留功角作为稳定判据的特性,能方便地适用于现实的功角稳定控制。针对静态功角稳定分析及稳定裕度评估问题,分析发现传统的功角稳定性分析方法或者依赖于系统状态量的强制性解耦,或者依赖于系统的精确模型和参数,在非线性的电力系统状态变化后容易失效。借鉴运动力学空间中静态稳定的物理概念,将电力系统全映射到弹性力学空间,以便直观地理解多机系统的局部稳定与全系统稳定的关系。基于该映射,将发电机与系统解耦并进行了静态功角稳定性分析。利用广域测量系统对节点状态量的实时测量,可得到实用化的稳定判据和稳定裕度指标。数字电液调速系统投运后,一次调频的实际效果有时并不理想,主要问题是一次调频能力不足和出现振荡。通过对实际功频调节控制的理论分析发现,在电网侧发生突变扰动时,功率输出控制环节的动态调节过程表现为前馈开环控制特点,使一次调频初期出现“反调”,并引发过程振荡；而静态调节或以给定值主导调节时,则主要表现为闭环反馈控制特点,使一次调频静态调节能力下降,并使区域系统频率稳定性降低。仿真结果证明了定性分析和定量分析结果的正确性。振荡源和振荡起因问题是目前共振型低频振荡研究的主要问题。分析发现,当电网侧发生振荡功率扰动时,实际的汽轮发电机组功频控制方式会使机械功率阻尼降低。当扰动频率接近共振频率时,会引发机械功率共振。基于典型参数模型的仿真研究除证实了上述分析的正确性外,还表明若系统中某些机组共振频率相近,在小扰动下引起的振荡可能在机组间耦合放大；功率限幅环节,会使非等幅振荡变成等幅、变频的低频振荡模式。针对发电机稳定控制的阻尼方式,研究分析发现,现有控制阻尼是一种被动意义上的阻尼。它与转速偏差同相位,并不减小不平衡力矩,若扰动能量不耗尽,则不能消除振荡。因此,为抑制强迫性振荡,提出了一种减小不平衡力矩的主动阻尼方式,并比较了两种阻尼控制的效果。理论分析表明附加主动阻尼控制后的转速和转子角振幅都较小。基于这两种阻尼原理进行了调速侧电力系统稳定器的设计。仿真结果表明,基于主动阻尼的控制器对电网侧扰动引起的共振型低频振荡有更好的抑制效果。提出了一种新的用于电力系统低频振荡模式识别的改进Prony算法。将待求振荡幅值作为权值,基于神经网络训练,避免了实际计算中矩阵病态导致不可逆,或通过矩阵求逆计算幅值和相位时精度不高的问题；克服了传统Prony算法抗干扰较差的问题。仿真结果表明,该改进算法能有效地去除干扰,可靠、准确地识别主导模式,且计算量少。在振荡信号中含有噪声以及采样点数多的情况,该算法具有较大的优势。