近些年来,电力系统的多时间尺度特性越来越受到关注。为了适应日益复杂的电力系统,需要将时间尺度特性融入传统的直接法分析中。本文研究的就是基于双时间尺度的直接法,即将一类电力系统的双时间尺度特性与直接法相结合,并对该方法在多机系统中暂态稳定分析的有效性进行研究。首先,简要介绍直接法的研究动态,并阐述了直接法分析中常用的主导不稳定平衡点法的理论基础。从稳定域概念到能量函数理论,引出了主导不稳定平衡点法的实质,即以主导不稳定平衡点的等能量面去近似稳定边界。另外还介绍了如何利用稳定边界追踪技术比较准确地寻找主导不稳定平衡点。其次,详细叙述了基于双时间尺度的直接法基础理论,并介绍了如何利用快慢子系统的主导不稳定平衡点求取原系统的主导不稳定平衡点。在理论的基础上,提出了双时间尺度直接法暂态稳定分析的详细步骤。然后,根据双时间尺度特性构建了基于发电机三阶模型和网络结构保留模型的能量函数,包括快、慢子系统的能量函数。最后,以Kundur四机系统、IEEE14节点系统和新英格兰10机系统作为算例系统,设置故障场景进行仿真,并将仿真结果与传统主导不稳定平衡点法以及时域仿真法进行比较。计算结果表明,双时间尺度直接法用于多机系统暂态稳定分析是可行有效的,与理论分析一致,计算精度与传统主导不稳定平衡点法相当,但相对于时域仿真法仍具有保守性。