现代电力系统已经发展成为大容量、高电压的互联系统,促进了国民经济的发展和提高了社会生活的水平。然而大规模电力系统的复杂性和不确定性也影响着系统的安全性,因此,采用有效的方法评估系统的安全性,并制定相应的控制策略,对系统的安全经济运行具有重要意义。基于风险理论的安全评估方法和相应的控制策略,综合考虑了故障概率和故障严重度对系统的影响,与传统方法相比,更利于实现系统安全性和经济性的平衡。本文基于风险理论,构建了相应的电力系统风险指标,并基于风险约束建立了优化控制模型,主要工作如下:(1)首先建立了大风天气条件下输电线路故障模型,综合考虑了偶然故障和老化失效故障的影响,采用蒙特卡洛法求解该模型,计算得到大风天气条件下输电线路的故障概率。然后在直流潮流中,结合输电线路的故障概率和故障严重度,构建了支路过载风险指标,并建立了基于支路过载风险约束的预防控制模型,在预防控制模型中利用支路开断分布因子来减少模型的优化变量和约束的个数,提高模型求解速度。(2)构建了电力系统稳态风险指标并引入协调系数,建立了基于稳态风险约束的预防控制和紧急控制协调优化模型。通过引入tanh型连续且处处可导的函数来逼近模型中连续但非处处可导的函数,将协调优化模型转化为适宜于梯度法求解的双层优化模型。第一层优化中,调整协调系数的大小可以改变第二层优化中稳态风险约束的限值,达到调节控制总成本的目的;第二层优化中,在满足稳态风险约束的条件下,目的是使预防控制成本与紧急控制总期望成本之和最小。针对协调优化模型的特点,论文提出了黄金分割法与内点法相结合的求解方法。(3)构建了电力系统暂态风险指标并引入协调系数,建立了基于暂态风险约束的预防控制和紧急控制协调优化模型,此协调优化模型仍是一个双层优化模型。在第一层优化中,调整协调系数的大小可以改变第二层优化中暂态风险约束的限值,达到调节控制总成本的目的;第二层优化中,在满足系统暂态风险约束的条件下,目的是使预防控制成本与紧急控制总期望成本之和最小。