随着直流输电技术的发展和交直流联网的逐步形成,准确的电力系统暂态稳定评估对大规模交直流系统安全运行提供了有力的保障。直接法作为暂态稳定分析的主要方法之一,将其应用于大规模的交直流混联电力系统的暂态稳定分析不仅能够快速定量判定系统暂态稳定性,还能够提供系统稳定裕度的信息,方便系统针对事故稳定程度的排序给出控制决策。然而,多区互联交直流系统规模的巨大增加了系统建模和能量函数计算的复杂程度;同时,直流系统暂态能量对系统响应轨迹的依赖性也给直流暂态能量的计算带来了挑战。为此,本文开展了如下研究工作:(1)推导了无损-结构保留模型下交流系统的能量函数。基于二阶发电机模型、恒功率负荷模型和交流系统网络模型,对无损-结构保留模型下的交流系统能量函数构建机理进行推导和梳理,为后文中交直流系统能量函数的构建提供理论依据;对交流系统能量函数沿系统故障后轨迹的非正定性质进行数值研究与分析。通过算例验证了该能量函数满足成为能量函数的条件,且能够有效地对交流系统暂态稳定性进行评估。(2)提出了一种基于直流端口能量对多区互联交直流系统暂态稳定的快速评估方法。基于端口能量法,将直流系统暂态能量用注入直流系统端口的能量表示,建立了直流系统的端口暂态能量函数。进一步,对于可解耦的多区互联交直流系统,构建了含直流端口能量各个区域系统的暂态能量函数,分别对各区域系统进行暂态稳定分析。算例分析表明,与时域仿真法相比本文方法对整个互联系统稳定性判定的准确度均在90%以上,具有较高的评估准确度;同时能够为各区域系统分别提供反映其稳定程度的信息。(3)提出了考虑系统响应轨迹的交直流电网暂态能量计算方法。通过对交直流混联系统等值模型仿真得到系统近似故障响应轨迹,根据直流端口电压、相角以及直流电流在系统轨迹上的取值确定直流端口等效功率,进而对直流端口功率进行积分计算直流系统能量函数值,提升了对交直流系统暂态能量计算的准确性。算例分析表明,在系统稳定和失稳情况下,本文方法相比梯形近似法和线性路径法能够得到更准确的计算结果,可用于对实际交直流混联电力系统的暂态稳定进行评估。本文所提出的基于直接法的交直流混联电力系统暂态稳定评估方法能够为大规模交直流系统暂态稳定性研究提供理论参考。