面对日益严重的能源危机和环保问题,大力推进节能减排政策和新能源战略具有重要意义。我国能源结构正在变化,新能源在能源消耗中所占的比例呈逐年增大的趋势。由于风电和光伏等新能源发电系统具有与常规同步机不同的动态特性,当其大规模并网后会对电力系统电压稳定性产生影响。因此有必要研究不同扰动下新能源并网电力系统电压稳定条件。在此背景下,本文针对高比例新能源电力系统的电压稳定问题,做了如下研究工作:(1)阐述新能源并网后电力系统电压稳定理论。介绍包括静态电压稳定分析法、动态电压稳定分析法和非线性动力学分析法在内的传统电压稳定分析方法,并讨论风电和光伏发电系统并网对这些方法的创新。基于风电和光伏发电等效模型和机组分群等值思想,建立新能源替换常规机组的电力系统简化模型。描述电力系统动态特性,引入电压稳定理论,将网络方程解的情况作为系统电压稳定情况的判据。(2)以电压稳定判据为理论基础,结合电力系统物理意义和矩阵变换知识,对系统的网络方程进行数学变换和公式推导,得到系统在大扰动下电压稳定的临界条件。进一步通过分析网络方程参数在复平面中的位置情况,对所得临界条件进行了解释。在DIgSILENT/PowerFactory中对WSCC 3机9节点算例和新英格兰10机39节点算例进行仿真,验证结论由单台新能源机组替换常规机组的情况延伸至多台新能源机组替换常规机组情况的适用性,仿真结果证实理论推导结论是正确和可靠的。(3)利用P-V曲线分析法,对电力系统运行方程进行数学变换和理论推导,得到系统在小扰动下电压稳定的临界条件。在DIgSILENT/PowerFactory中的算例证明了所得结论的正确性。