近年来,随着复杂网络研究在众多不同学科中的渗透,应用复杂网络的理论和方法来研究网络时代的复杂性科学问题成为了新的研究热点。电力网络是最大的复杂网络之一,其高效可靠运行是人们正常生产生活的基础。运用复杂网络理论对电力网络的拓扑结构和节点动力学特性进行分析,可以帮助我们更好地理解电网的运行机制和结构缺陷,从而在实际电网中,采取针对性的措施,预防级联故障的发生,保证电网的稳定运行。本文基于复杂网络理论在电力网络中的研究成果,结合电力网络的拓扑结构和动力学特性,对电力网络的关键环节识别和簇网络的稳定性问题展开研究工作,主要完成了以下几个方面的研究工作:1、借鉴理论模型中的多属性决策思想,同时考虑节点的动力学指标,提出了基于拓扑和动力学的电力网路关键节点识别方法。首先根据网络的拓扑结构,分别计算出网络中每个节点的度中心性DC(i)和接近中心性CC(i);然后考虑网络的动力学特性,利用电力网络的类Kuramoto模型,分别计算出网络中各节点失效后,最大连通子网的临界同步耦合强度Kc,以及各节点受扰后,失同步波扩散至整个系统中的时间T;最后对这四种评价指标进行综合考量,得到电力网络中各个节点的重要度。通过分别移除各个节点后,对形成的最大连通子网的抗扰能力的比较分析,验证了本文提出的综合方法对电力网络中的关键节点进行评估的有效性。2、根据线路断开前后,电力网络的凝聚度的变化量,提出了基于网络凝聚度的电力网络关键线路评价方法。网络的凝聚度由两个要素决定:一个是网络中各节点间的连通能力,另外一个是网络中节点的数目N,节点间的连通能力可以用所有节点对之间距离的平均值来衡量。分别断开各条线路,依次计算出电力网络中各线路的重要度。将本研究的计算结果与文献中已有的关键线路评价方案的结果进行对比,并在拓扑结构和动力学角度上进行仿真验证,结果均说明了本研究提出的关键线路的衡量方法是合理且有效的。3、研究分析了由电力网络组成的簇网络的同步和稳定性。在IEEE测试网络上进行仿真实验,通过逐步增加簇间连接数L,观察簇网络的稳态序参数r∞、临界同步耦合强度Kc、可承受的最大扰动强度△Pax等参数的变化,来研究簇间连接数对簇网络同步性能的影响。研究结果表明,簇间连接数L越大,整个簇网络的同步性能越好,相应的临界同步耦合强度Kc越小,同时簇网络系统可承受的最大扰动强度APmax也越大。此外还将由电力网络组成的簇网络系统与单一电力网络系统进行了比较分析,结果表明,将结构相同的子网络连接起来,可以得到一个比单一子网络同步能力更强、同步阈值更小、抗扰能力更强的簇网络,而由结构不同的子网连接成的簇网络,其同步能力和抗扰能力均比单一大子网的强、比单一小子网的弱,其同步阈值比单一大子网的小,比单一小子网的大。