复杂网络经过多年的研究在理论和应用上已取得重要进展。运用复杂网络理论研究网络化带来的问题,揭示其背后隐含的规律,可帮助人们更好的认知实际网络的特性,从而趋利避害更好的应用网络。电力网络作为一个典型的复杂网络,其安全稳定运行关乎国计民生。电力需求的急剧增加不仅给节约能源、环境保护带来巨大的压力,还给未来电力系统的运行提出了特别的挑战。如何解决能源、环境及电力网络的安全问题是电力科研工作者所面临的一个巨大挑战。利用复杂网络理论分析电力系统的安全性,可揭示电网内在特性和演变规律,为预防电网连锁崩溃的发生以及为未来电力系统的改造和建设提供参考依据。本文结合当前复杂网络理论在电力网络中的研究现状和电网的动力学特性,就电网的同步和稳定性问题展开研究工作,具体包括以下几个方面：1、研究电力网络动力学行为与耦合强度间的关系。将IEEE14系统的节点看作二阶Kuramoto相位振子,令系统保持功率平衡,观察不同耦合强度K下系统的运行状态,获得系统开始同步的耦合强度K。。研究表明,当耦合强度超过某一临界值K≥K。时,系统中的所有节点以相同的频率Ω运行,电网工作在同步状态,耦合强度越大,网络的同步能力越好。2、研究扰动对电网稳定性的影响以及电网失同步波的传播过程。对IEEE14节点系统施加功率扰动,研究受扰动后的系统保持同步运行、恢复稳定状态的能力,分析最小失同步扰动强度△pmin与扰动持续时间△t、耦合强度K之间的关系。研究表明,当耦合强度K和扰动持续时间△t一定时,电网在扰动关闭后能否恢复同步状态取决于扰动强度,当扰动强度△p>△pmin时,电网失同步。在扰动持续时间△t一定取值范围内,△t越短,电网可承受的最小失同步扰动强度△pmin越大,同时研究发现,最小失同步扰动强度△pmin与耦合强度K呈线性关系,K越大,△Pmin越大。接着通过对IEEE14节点和IEEE118节点系统中的单个节点施加扰动,获得了各节点的最小失同步扰动强度(△pi)min。研究发现,单个节点的最小失同步扰动强度(△pi)min与节点度相关,度越大,其所能承受的最小扰动强度也越大,说明度大的节点,其抗扰能力较强。通过对IEEE118节点系统的单个节点施加扰动,观察节点遭受扰动后系统级联失稳的过程。仿真实验表明,受扰动节点首先发生失稳,继而“拖动”其邻居节点偏离稳定状态,最后扩散至整个系统。3、研究一个新增发电机节点的入网方式对电网同步性能的影响。分别在IEEE14节点、IEEE57节点和IEEE118节点系统中新增一个发电机节点,该节点分别通过原系统中的一个发电机节点或一个负荷节点接入电网,计算原系统和两种不同接入方式下的新系统的相关系数,并通过平均序参数r∞比较它们的同步性能。基于三个电力系统的实验结果,可以得到结论：新增发电机节点直接与负荷节点连接的网络的同步能力优于将新增发电机节点直接与发电机节点相连的网络的同步能力。4、研究分布式发电站入网对电网同步能力及抗扰性的影响。分别向IEEE57节点和IEEE162节点系统增加不同数量的分布式电源,研究不同数量的分布式发电站入网后系统的同步性能变化以及对功率扰动的承受能力。通过大量的仿真实验表明,分布式系统入网不仅能降低同步门限Kc,提高网络的自组织同步能力,而且增强了系统的抗干扰能力。