随着经济社会的快速发展,对电力系统的供电可靠性提出了更为苛刻的要求。但随着电网的大规模互联,在提高系统可靠性与经济性的同时,也使得电网的动态行为更加复杂,局部电网的某些故障也可能波及相邻区域电网,引发连锁故障,进而导致停电事故甚至是电网的崩溃。因此,对连锁故障的预警及预防控制具有重要的研究价值,是避免因连锁故障而导致的停电事故的关键。本文首先梳理了主要面向电网规划的可靠性分析和如何建模的连锁故障相关研究成果,并借鉴国内外学者对历史大停电事故的统计分析结论,总结归纳出电网连锁故障发展及传播的规律,而且基于自组织临界理论和仿真分析结果给出了连锁故障产生机理的解释。在此基础上,本文提出了以连锁故障传播序列的预测为主的大电网连锁故障预警方法。该方法基于直流灵敏度法辨识当前电网的连锁故障关键线路,并以此为首故障,考虑过负荷、继电保护隐藏故障和电网元件间的关联程度三方面因素,基于最优综合评价模型法甄别后续故障元件,以形成可能的故障传播序列。另外,论文针对连锁故障传播序列和电压分布两类预警信息,基于可视化技术,提出了相应的可视化显示方案,使预警结果更加形象化、直观化和清晰化。从实用化的角度出发,连锁故障的相关研究还应落实到对连锁故障的预防控制层面上。因此,本文针对电力系统因元件退出运行而引发的连锁过载效应以及系统有功潮流分布不均匀等不利状况,提出了连锁故障的预防控制策略。该策略基于灵敏度分析法和反向等量配对原则制定发电机有功出力的调整方案,以此来达到改善系统潮流分布、延缓系统向自组织临界态的过渡过程的目的,并最终降低连锁故障发生的可能性。最后,本文以IEEE30节点系统为计算分析的算例,对本文所提出的连锁故障预警及预防控制方法的正确性和有效性进行了验证。