本发明公开了一种电网多级调度协同的安全稳定在线预防控制优化决策方法，属于电力系统调度运行控制技术领域。本发明针对大电网中安全稳定问题相互交织，结合多级调控中心的运行控制模式，提出在各级各个调控中心分别基于包括本调控中心及其直接下级调控中心、直接上级调控中心及其直接下级调控中心在内的电网在线运行方式和预防控制候选措施，对其直接防御的故障集进行安全稳定在线评估；引入各级调控中心协同防御的影响因子，计算预防控制候选措施的控制性能综合指标，进行针对其直接防御的故障集的预防控制优化措施计算；对合并处理后的预防控制优化措施进行安全稳定校核，通过迭代，可实现多级调度协同的安全稳定在线预防控制优化决策。