脆弱性作为电网的本质属性,是电网性能评估的重要内容,可对输电网络扩展规划方案的制定提供重要指导信息。输电网络扩展规划作为降低电网脆弱性的根本措施,具有重要研究价值。本文基于源流路径电气剖分方法进行电网脆弱性评估,进而依据电网脆弱性评估结果为输电网络扩展规划确定待选线路集,建立动态多目标输电网络扩展规划模型,运用遗传算法、蒙特卡罗模拟方法、物理规划方法建立电网脆弱性评估-电网扩展规划-规划方案评价的论文框架。　　结合网络结构及系统运行状态评估电网脆弱性,对于有针对性地预警和保护电网脆弱环节,具有重要实用价值。论文提出了一种利用源流路径电气剖分信息进行电网脆弱性评估的方法。源流路径电气剖分信息基于网络结构和系统运行状态求得,所得剖分路径参数既隐含了相对静态不变的网络结构,又能反映系统运行状态,具有符合电力网络基本电气规律的特性。方法利用电气剖分信息定义电网脆弱性指标,根据指标辨识网络脆弱环节,并定量评估电网的脆弱性。　　基于源流路径电气剖分方法的脆弱性评估为输电网络扩展规划提供了网络中需重点加强的脆弱环节的电气特性信息。论文提出了一种基于电网脆弱性评估结果进行输电网络扩展规划的方法。基于源流路径电气剖分方法得到的脆弱性评估结果为电网扩展规划提供一组待选线路集,减少了可能的备选集范围。根据负荷增长的需要以及资金的时间价值,考察支路脆弱性与负荷增长之间的动态关联机制,发现对负荷增长敏感的脆弱环节,确定待选线路优先规划顺序。在电网投资不足的情况下,优先投资改造和强化负荷变化敏感的电网脆弱环节,利用有限的资金获得电网投资延缓效益,从而构造结构合理的电网。在资金充足的条件下,输电网络扩展规划应具有适度超前性。兼顾各阶段电网脆弱性指标时序控制,确保电网投资以及系统性能在扩展规划各阶段处于合理的水平,建立了以投资成本和电网脆弱性为目标的多阶段输电网络扩展规划模型。　　输电网络扩展规划面临各种不确定性因素的影响,增加了规划方案决策的风险。论文以电网脆弱性评估和确定性条件下的输电网络扩展规划待选线路集内容为基础,进一步研究电网脆弱性风险。基于源流路径电气剖分方法的电网脆弱性评估可定量描述风险的严重程度,电网脆弱环节及脆弱度在各种可能的系统状态下的分布变化情况可体现风险的概率特征,基于蒙特卡罗仿真方法对未来发电出力与负荷增长不确定性因素影响的系统状态进行抽样,从而建立支路脆弱性风险指标样本集,为输电网络扩展规划提供一组考虑不确定性因素影响的更加科学、全面的待选线路集信息。提出了支路脆弱性风险指标和电网脆弱性风险指标,基于电网脆弱性风险评估进行不确定性条件下的输电网络扩展规划,建立了以投资成本和电网脆弱性风险为目标的多阶段输电网络扩展规划模型。　　现实的电网扩展规划通常对于资金投入与电网性能均存在一定的优化要求。为充分体现决策者的主观偏好,使电网经济性与电网脆弱性得到有效的均衡,得到满意的扩展规划方案,本文提出了基于物理规划的输电网络扩展规划方案评价方法,考虑电网经济性以及电网脆弱性目标函数,建立物理规划模型。从而反映决策者的偏好满意度,综合衡量电网扩展规划投资经济代价与电网整体脆弱性的协调关系。　　本文工作得到国家自然科学基金项目(项目编号:50477008)和国家高新技术研究发展计划(863计划)项目(项目编号:2011AA05A105)的资助。