随着现代大型电力系统朝着超高压、远距离、交直流混合输电方向的发展,大规模的负荷集中区域--受端电网面临的电压稳定问题日益突出。电力市场环境下,电力系统运行条件不确定性大大增加,使得其运行点比以往更接近稳定极限,从而更容易诱发电压崩溃事件的发生。因此,如何开发出有效、快速、实用的电压稳定评估与控制的模型和方法就具有重要的意义。本文基于当前电压稳定评估和安全控制的研究成果,提出了基于非线性互补约束的静态电压稳定评估方法；针对大受端电网的快速故障评估策略,多故障预防控制模型和综合控制模型及算法：分析了短期电压稳定评估及控制措施。具体工作如下： (1)研究了基于非线性互补约束模型的静态电压稳定分析方法。系统地分析了含互补约束模型的非线性规划模型结构及算法,提出了加速收敛因子方法加快算法的收敛性。为了避免频繁的节点类型转换,提出了用于描述潮流计算中PV-PQ节点转换逻辑的光滑互补约束模型。基于互补约束的连续潮流模型引入了新的步长控制策略和连续参数选择方法,提高了预估的效率并有效地识别出临界点类型和关键约束转换节点。建立了描述动态元件限制作用特性的非线性互补模型,并引入到计算电压稳定临界点的非线性规划模型,通过临界点的互补约束严格性条件和拉格朗日乘子提供了判断临界点类型的有效方法。 (2)研究了基于故障后稳定边界快速评估的电压稳定在线安全分析方法。基于阻尼牛顿法提供的稳定边界信息,提出的负荷参数更新策略从故障前的临界点快速追踪到故障后稳定临界点,并能考虑系统的非线性因素、静态安全约束和故障后注入空间的变化；提出了故障排序指标并详细分析其对各种故障的有效性；针对严重故障提出了解决策略,保证了对严重故障的估计精度和速度,从而满足在线稳定分析的要求。 (3)深入研究了大受端电网的多故障电压稳定预防控制模型及实现方法。提出了改进多中心校正内点法,保证了对各种实际系统在恶劣条件下的收敛性能。预防控制模型以最小控制代价为目标,考虑故障后的稳定裕度要求和联络线热稳定约束,并通过引入关键故障集减小模型规模；分析了内点算法求解的改进数据结构,提出了将基态和故障条件下状态矩阵分解的解耦算法,有效地提高了计算的速度。 (4)研究了两种电压稳定的综合协调控制模型。基于对电压灵敏度的分析,构造低压校正与电压稳定的综合控制模型,对电压校正和提高稳定裕度的控制措施进行综合排序,并构造优化控制子问题。提出了电压稳定的多故障综合费用模型并采用粒子群算法求解,以控制的综合费用成本最小为目标,考虑了故障发生的概率因素和控制运行费用,将预防控制与紧急控制措施协调优化保证系统的电压稳定。 (5)研究了大受端电网的短期电压稳定性及预防措施。提出了针对短期电压稳定的薄弱区域确定方法；基于对实际南方电网的动态仿真,分析了受端电网发生短期电压稳定的机理；研究了负荷模型参数对短期电压稳定性的影响；提出了根据薄弱区域确定动态无功支撑方案的方法。 本文的研究工作受国家自然科学基金重点项目(50337010)和广东省自然科学基金项目(06025630)资助。