现代电网发展迅猛,在满足经济社会电力需求的同时,其安全稳定运行也面临着重要挑战。直流输电系统、感应电动机负荷以及各类电力电子器件的广泛应用和接入使得系统面临着暂态电压稳定问题的威胁。动态无功补偿是解决暂态电压稳定问题的有效手段。然而考虑到其造价高昂,因此在规划阶段需要优化动态无功补偿装置的配置。本文围绕大电网的动态无功补偿配置问题展开研究,立足模型搭建和算法开发,分别提出了基于分区配置的两阶段优化方法和基于线性逼近的全优化方法。主要工作如下:1)基于节点的暂态电压行为特征定义了节点的暂态电压波动特征指标和危险性指标,前者用于描述节点电压动态行为,后者用于描述节点失稳风险。进一步基于节点的指标构造用于描述故障特征的故障特征向量和故障危险性向量。引入AP聚类算法,考虑故障特征的关联度进行故障聚类分析,并在新英格兰39节点系统上进行算例验证。最后提出了故障集规模较大的情况下抽取主要故障集的方法,为动态无功补偿等需要考虑大量故障的应用场景提供故障削减方法。2)以暂态电压控制为目的,提出了两种基于暂态电压信息的大电网分区方法。第一种方法建立了描述节点电压波动特征的向量型指标,基于向量的稀疏特征提出了评价相似度的DS和CS指标,采用AP聚类算法进行聚类。第二种方法则是基于大量的暂态仿真数据,采用数据挖掘的方式实现分区,其特征在于信息量丰富,在系统模型精确度较高时具有很强的适用性。同时比较了两种方法的异同,并和传统研究中基于稳态信息的分区方法进行比较,论证所提方法在面向暂态电压控制领域的适用性。3)提出了用于动态无功补偿规划的两阶段配置方法,基于电网分区结果实现分区选址,再进行容量优化。根据系统的暂态电压信息构建的指标能够描述系统节点在暂态电压行为上的相似性,因此基于此的分区结果和动态无功补偿配置所要实现的暂态电压控制的目的更加匹配。按照分区选址的原则,选择各分区内暂态电压控制能力最强的节点作为补偿点,并引入粒子群算法实现容量优化。所提方法有效降低问题的维度,减少计算量,方便应用到工程实践中,对于大系统具有很强的适用性。4)从另一角度提出了一种可同时进行选址和定容的动态无功补偿规划优化模型。首先基于暂态电压波动特征建立节点之间的电气联系,通过构造节点之间的相似度矩阵构造优化目标函数的二次罚项;进一步依据灵敏度分析的思路,基于动态无功补偿控制效果提出求解配置容量增量可行域的线性约束条件;最后利用迭代过程修正线性逼近带来的误差。所提优化模型克服了随机搜索算法带来的组合爆炸问题,它将微分代数方程进行线性转化从而实现可行域全空间搜索,提高寻优结果的最优性。同时也提出了相关加速搜索策略及线性规划松弛方法,并通过39节点系统和实际输电网算例验证模型的有效性。论文研究成果为评价暂态电压危险度以及动态无功补偿规划提供了有效的分析工具和理论指导。