为了减小现代大规模互联电网中出现的区间低频振荡对其稳定性造成的不利影响,基于广域测量系统(Wide-Area Measurement System,WAMS)的广域控制系统(Wide-Area Control System,WACS)被应用于电力系统中。由于WACS中存在的信号采集、处理、传输和控制时滞,传统的电力系统变为时滞信息物理融合电力系统(Delayed Cyber-Physical Power System,DCPPS)。WACS 中的时滞会降低其中的广域阻尼控制器(Wide-Area Damping Controller,WADC)对系统区间低频振荡模式的控制性能,严重时甚至导致系统失稳。因此,为了避免DCPPS的不稳定运行方式,保障供电可靠性,研究准确高效分析DCPPS小干扰稳定性的方法十分必要。此外,为了抑制DCPPS中的时滞造成的WADC控制性能恶化,可以通过设计合理的时滞补偿器对时滞进行补偿。本文的第二章和第三章分别基于时滞微分方程(Delayed Differential Equation,DDE)描述的 DCPPS 模型和时滞微分代数方程(Delayed Differential-Algebraic Equation,DDAE)描述的 DCPPS 模型,围绕解算子离散化(Solution Operator Discretization,SOD),开展了 DCPPS特征值计算方法研究。本文的第四章将DCPPS中的时滞考虑为满足多种正态分布的随机时滞,针对时滞造成的控制信号相位滞后,开展了自适应时滞补偿器设计研究。主要的研究工作和取得的成果如下:(1)提出 了基于 DDE 模型的部分 SOD-PS-II(Partial SOD with Pseudo-Spectral Differencing,PSOD-PS-Ⅱ)特征值计算方法。首先,利用部分伪谱离散化方案得到基于DDE模型的解算子部分伪谱差分离散化矩阵。然后,利用IRA算法和Kronecker积的性质,稀疏计算经旋转-放大预处理的解算子部分伪谱差分离散化矩阵的模值最大的部分特征值,并将其转化为DCPPS的特征值。其中,利用稀疏三角分解计算矩阵逆-向量乘积。最后,在四机两区系统和山东电网上验证了基于DDE模型的PSOD-PS-Ⅱ方法的准确性和计算效率。(2)提出了基于DDAE模型的PSOD-PS-Ⅱ的特征值计算方法。首先,利用部分伪谱离散化方案得到基于DDAE模型的解算子部分伪谱差分离散化矩阵。然后,利用IRA算法和Kronecker积的性质,稀疏计算经旋转-放大预处理的解算子部分伪谱差分离散化矩阵的模值最大的部分特征值,并将其转化为DCPPS的特征值。其中,利用稀疏三角分解计算矩阵逆-向量乘积。最后,在四机两区系统和山东电网上验证了基于DDAE模型的PSOD-PS-Ⅱ方法的准确性和计算效率。(3)设计了一种自适应时滞补偿器,其能在一定程度上改善DCPPS中的时滞造成的WADC控制性能降低。首先,利用PSOD-PS-Ⅱ方法以及基于摄动理论的特征值追踪技术验证了时滞补偿器能够提高DCPPS低频振荡模式的阻尼比。然后,考虑满足几种正态分布的随机时滞,给定随机时滞的上界和下界,并将其等分为若干个子区间,利用各个时滞子区间的中间值及某个振荡模式的角频率设计相应的固定时滞补偿器。接着,设计一种时滞补偿器切换策略,根据在线测量的时滞位于的时滞子区间,自动并及时地切换固定时滞补偿器,实现对随机时滞的有效补偿。最后,在四机两区系统和山东电网上验证了设计的自适应时滞补偿器对于抑制时滞造成的WADC控制性能下降的有效性。本文提出的基于DDE模型的PSOD-PS-Ⅱ方法能够高效地计算得到DCPPS的精确特征值,并显著提高了 SOD-PS-Ⅱ方法的计算效率。基于DDAE模型的PSOD-PS-Ⅱ方法解决了基于DDE模型的PSOD-PS-Ⅱ方法在计算以代数变量为DCPPS反馈信号的系统特征值时计算效率低的问题。本文设计的自适应时滞补偿器能够在一定程度上降低时滞对WADC控制性能造成的不利影响。