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随着电力市场化改革,电力系统的规模逐渐扩大,负荷频率控制(Load Frequency Control,LFC)需要在非专用通信网络中进行大数据量的广域信息交换,但是同时也带来时滞的问题。这些时间延迟造成原来LFC器的控制效果降低,甚至会使得控制器失灵,造成系统不稳定,破坏了电网的安全运行。论文研究了时滞对LFC系统的影响,具有重要的理论和实际意义。面对计及时滞对LFC影响的电力系统,论文开展了小干扰稳定性分析的研究,提出了基于解算子隐式龙格-库塔离散化(Solution Operator Discretization with Implicit Runge-Kutta,SOD-IRK)的特征值计算方法和基于矩阵束的时滞稳定裕度计算方法,并将这两种方法应用于时滞LFC系统,分析了时滞对LFC系统小干扰稳定性的影响。主要的研究工作和取得的成果如下:(1)针对传统和市场化两种环境下的时滞LFC系统建立了小干扰稳定性分析的数学模型,并分析了特性,包括系统矩阵的稀疏性以及LFC系统的本质特性。通过分析可知,系统的时滞状态矩阵是高度稀疏的。传统环境和市场环境下的多区域LFC系统状态空间模型的形式相同,因而具有相同的特征方程,由此可以说明市场环境下LFC系统的各种用电合同对LFC系统的稳定性没有影响。(2)提出一种基于SOD-IRK的时滞LFC系统特征值计算方法,该方法沿用谱离散化特征分析法的设计框架,采用了稀疏特征值计算和牛顿校验两种关键技术,能够通过一次计算得到系统的关键特征值。对于传统环境下单区域和多区域、市场环境下的多区域LFC系统以及华东电网LFC系统,分别计算其特征分布,分析了时滞对LFC系统稳定性能的影响。(3)提出一种基于矩阵束的均匀时滞LFC系统时滞稳定裕度的精确计算方法。通过构造一个矩阵束并求解其广义特征值及其对应的系统特征值,可判断系统的稳定性类型。若系统为时滞依赖稳定,需进一步计算系统的精确时滞极限值。为了将此方法应用于大规模时滞电力系统,对该方法进行了可扩展性分析。最后,在单区域LFC系统上验证了此方法的有效性和计算结果的准确性,对多区域LFC系统,计算了时滞LFC系统的时滞稳定裕度值。论文提出的基于SOD-IRK的时滞系统特征值计算方法能够通过一次计算得到系统的精确特征值。基于矩阵束的时滞稳定裕度计算方法可计算均匀时滞系统的时滞稳定裕度精确值,但由于“维数灾”问题的存在,若要将其应用于大规模时滞电力系统还有待进一步研究。