我国已跨入复杂交直流混合大系统发展阶段。HVDC由于其独特的优点,在远距离输电和大型互联电网中起着十分重要的作用,但HVDC也对大型互联系统的运行提出了新的挑战。复杂交直流混合系统中,如何协调系统运行的安全性和经济性的研究迫在眉睫。电力系统区域间可用输电能力(ATC)这一经济技术指标,在维持系统的安全稳定运行、输电阻塞的管理、引导市场交易进行等方面具有特别重要的意义。因此,交直流混合输电系统区域间ATC的评估已成为电力市场环境下一项十分重要而又有许多问题亟待解决的研究课题。为此,本文紧紧围绕着这一中心课题,对其静态及动态约束下混合系统区域间ATC的相关问题展开了详细分析和深入研究。首先,针对现有混合系统潮流计算方法存在的可改进空间,改进了交直流混合系统潮流计算方法。考虑在换流器不同控制方式下交直流系统的相互影响,提出一种能够满足换流器控制方式转换策略的潮流计算方法。以交替迭代法为基础,对交流系统雅可比矩阵的特殊节点元素进行有效修正；结合换流器控制方式转换策略合理选取换流器关键状态变量,并将控制角余弦值和变压器分接头变比乘积作为一个状态变量处理,有效地避免了迭代过程中控制角余弦值和变压器分接头越限情况发生。改进的交替迭代法数学概念清晰、易于实现、可移植性强,提高了交直流系统潮流计算的鲁棒性。针对现有电压稳定性指标的局限性,本文以局部电压指标(L指标)为基础,结合实际输电网线路电抗远大于电阻、母线电压相位小的特点,提出一种可适应大规模电网快速计算的简化L指标(Lsimple指标)及分析母线间电压稳定关联信息的L-Q灵敏度分析方法。借助Lsimple指标的全微分方程分析系统参数变化对电压稳定影响作用的基础之上,定义电力系统的Lsimple-Q灵敏度,并阐明了其物理意义；简化L指标与Lsimple-Q灵敏度相结合,可提供系统电压稳定在线监控的多元信息,有利于系统运行人员全面掌握系统电压运行状态,采取合理措施改善系统电压稳定性,具有一定的工程实用价值。结合改进的交替迭代法和Lsimple指标,基于计及常规静态安全约束的ATC优化模型,充分考虑了HVDC系统的特点,并将Lsimple指标加入不等式约束,构建了基于OPF法的混合系统ATC计算模型。采用非线性原-对偶内点法对优化模型进行求解,分析了L指标约束值的变化对混合系统ATC和电压稳定性的影响,指出了对于一确定的交直流混合系统具有相同ATC优化结果的条件下,具有Lsimple指标约束的ATC模型电压稳定性优于无Lsimple指标约束的ATC模型。针对目前动态等值方法的不足,对同调等值方法做了改进,定义发电机的动态响应因子,并以动态响应因子为权系数推导并定义了大区互联电网机组动态稳定性指标,应用该指标可定量评价振荡后区域内各发电机的动态稳定性。借助于机组动态稳定性指标对区域互联系统进行同调等值计算,在有效地提高等值精度的前提下,减少了计算量。将大区互联电网机组动态稳定性指标用于电力系统同调等值能够有效跟踪系统运行方式变化,准确识别惯量中心主导机群,更符合电力系统动态等值中的发电机聚合思想,为提高非线性直流附加功率控制效果提供了有力的理论支持。针对HVDC的附加功率调制可改善交流系统的动态稳定性这一特性,提出一种新的非线性直流附加功率调制控制策略。采用改进的同调等值方法对各系统区域内发电机组进行等值,并根据等值后交直流系统的特点,将交直流系统的微分反馈线性化模型扩展为微分代数反馈线性化模型,有效计及了电力系统强非线性代数方程的影响,采用线性最优理论进行模型求解；为克服系统全状态反馈条件难以实现的不足,采用等值系统主导机群的状态变量作为调制输入信号,在保证控制效果的前提下,降低了控制策略实现的难度。本文的直流附加功率调制控制策略与传统的线性化的控制策略相比,更加有效地改善了交直流混合系统的动态稳定性。本文最后,针对系统区域间传输功率显著影响互联系统的动态稳定性,可能引发系统区域间低频振荡,从而限制ATC这一问题,构建了计及系统动态稳定约束的交直流系统区域间ATC评估模型。将阻尼比作为衡量系统的动态稳定性的指标加入ATC优化模型,并采用连续潮流法进行模型求解；模型通过直流附加功率调制策略,有效地改善系统动态特性的同时显著提高了系统的区域间ATC,在提高并满足了系统稳定性要求的前提下又兼顾了经济性的需要。计及系统动态稳定约束的交直流系统ATC计算模型,为混合系统区域间ATC的研究开辟了新的途径。