第一篇：電力系統(tǒng)穩(wěn)定性（模版）

全國電力系統(tǒng)管理及其信息交換標(biāo)委會電力通信技術(shù)工作組會議于2011年7月22日在南京召開，出席會議的領(lǐng)導(dǎo)有：標(biāo)委會秘書長張官元，工作組組長常寧、副組長高蕓、上屆秘書長劉國定。來自國家電力調(diào)度中心、國網(wǎng)信通公司、山東電網(wǎng)、山西電網(wǎng)、華中電網(wǎng)、南方電網(wǎng)、綿陽靈通公司及國網(wǎng)電科院等單位的18位工作組成員及專家代表參加了本次會議。標(biāo)委會秘書長張官元在會上就目前標(biāo)準(zhǔn)化的工作進(jìn)程及發(fā)展方向做了重要指示，介紹了近幾年標(biāo)準(zhǔn)化工作取得的業(yè)績以及標(biāo)準(zhǔn)化工作在開展過程中存在的困難；工作組組長常寧就通信技術(shù)工作組的工作發(fā)表了重要講話，肯定了工作組的積極態(tài)度和工作成績，指出了目前標(biāo)準(zhǔn)化工作在規(guī)劃部署、標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)先行等方面的不足。強調(diào)標(biāo)準(zhǔn)化是一項嚴(yán)謹(jǐn)且崇高的工作，一定要做到權(quán)威、嚴(yán)肅、先進(jìn)、適用、形成體系并能實際指導(dǎo)工作，同時對工作組成員的標(biāo)準(zhǔn)化工作表示了感謝；標(biāo)委會前秘書長劉國定介紹了標(biāo)委會的體系結(jié)構(gòu)特點、標(biāo)準(zhǔn)化的動態(tài)以及工作動向，指出了我國的標(biāo)準(zhǔn)化工作正在逐步前進(jìn)，走向國際化。標(biāo)委會秘書張鈺總結(jié)了通信技術(shù)工作組的現(xiàn)行工作和任務(wù)。本次會議由通信技術(shù)工作組副組長高蕓和工作組秘書湯效軍分別主持，會議的主要議題如下：

1、“智能用電電力線寬帶通信標(biāo)準(zhǔn)”框架討論；

2、“電力光纖到戶組網(wǎng)典型設(shè)計”標(biāo)準(zhǔn)框架討論；

3、“電力光纖到戶施工及驗收規(guī)范”標(biāo)準(zhǔn)框架討論；

4、“電網(wǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)及接口 第2部分：測試方法”送審稿審查；

5、“電力工業(yè)以太網(wǎng)交換機技術(shù)規(guī)范”送審稿審查；

6、“電力線載波機接口”送審稿審查。會議期間，工作組成員及與會專家對6項標(biāo)準(zhǔn)逐一進(jìn)行了討論，通過對框架標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)、格式、內(nèi)容設(shè)置的討論以及對標(biāo)準(zhǔn)送審稿具體內(nèi)容的審查，與會專家達(dá)成了一致意見。主要審查意見如下：1.關(guān)于“智能用電電力線寬帶通信標(biāo)準(zhǔn)”，請起草小組在標(biāo)準(zhǔn)命題、用電技術(shù)、以及寬帶接入等方面仔細(xì)考慮；2.關(guān)于“電力光纖到戶組網(wǎng)典型設(shè)計”標(biāo)準(zhǔn)，請起草小組在標(biāo)準(zhǔn)適用范圍、標(biāo)準(zhǔn)格式、標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)等方面仔細(xì)考慮，建議改為技術(shù)導(dǎo)則，以原則性要求為主要內(nèi)容；3.關(guān)于“電力光纖到戶施工及驗收規(guī)范”標(biāo)準(zhǔn)，建議起草小組將標(biāo)準(zhǔn)與前一標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一進(jìn)行考慮，標(biāo)準(zhǔn)可參考DL/T 5344,梳理試驗項目，將驗收項目與型式試驗項目分開，并在標(biāo)準(zhǔn)中增加相關(guān)的術(shù)語與定義，規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)用語；4.關(guān)于“電網(wǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)及接口第2部分：測試方法”標(biāo)準(zhǔn)，請起草小組繼續(xù)完善送審稿內(nèi)容，適當(dāng)補充術(shù)語及定義以及專有名詞的解釋，對測試方法再進(jìn)行梳理細(xì)化，并征求專家意見，形成報批稿；5.關(guān)于“電力線載波機接口”標(biāo)準(zhǔn)，請起草小組繼續(xù)完善送審稿，注意標(biāo)準(zhǔn)用語格式、確定術(shù)語定義的準(zhǔn)確性，形成報批稿；6.關(guān)于“電力工業(yè)以太網(wǎng)交換機技術(shù)規(guī)范”標(biāo)準(zhǔn)，請起草小組繼續(xù)完善送審稿內(nèi)容，在大氣壓力的描述、接口類型的考慮、VLAN數(shù)量的規(guī)定、術(shù)語解釋、風(fēng)暴抑制功能等方面再仔細(xì)進(jìn)行修繕，形成報批稿。

實用的電力系統(tǒng)遙視監(jiān)控解決方 2011-08-01

計原則主要依據(jù)電力行業(yè)對電力遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的需求，以及本產(chǎn)品在電力系統(tǒng)多次應(yīng)用過程中實際經(jīng)驗，電力遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)招標(biāo)文件技術(shù)部分中所提出的整體建設(shè)目標(biāo)、系統(tǒng)功能、技術(shù)性能指標(biāo)等，在設(shè)計時著重參考《工業(yè)電視系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范》、《MPEG4視音頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)-視聽對象的編碼(6部分)》、《100BASE-TX快速以太網(wǎng)接口標(biāo)準(zhǔn)》、《廣電集團(tuán)電力系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》等標(biāo)準(zhǔn)。解決方案以滿足實際應(yīng)用為出發(fā)點，在視頻傳輸

第二篇：電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析_小論文

電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析及其控制策略

1.電力系統(tǒng)穩(wěn)定性定義和分類

電力系統(tǒng)穩(wěn)定性是指在給定的初始運行方式下，一個電力系統(tǒng)受到物理擾動后仍能夠重新獲得運行平衡點，且在該平衡點大部分系統(tǒng)狀態(tài)量都未越限，從而保持系統(tǒng)完整性的能力。

穩(wěn)定性是對動態(tài)系統(tǒng)的基本要求。動態(tài)系統(tǒng)是其行為要用微分方程描述的系統(tǒng)。動態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定問題的研究由來已久，有200多年的歷史，其中大部分理論問題已很完整，但電力系統(tǒng)穩(wěn)定問題具有某些特殊性：

（1）電力系統(tǒng)是一個高階的動力系統(tǒng)，動態(tài)過程復(fù)雜，進(jìn)行全狀態(tài)量的分析很困難，在進(jìn)行實用分析時，要根據(jù)過渡過程的特點和分析的目的，加以簡化。

（2）電力系統(tǒng)的運行特性具有強烈的非線性特性。在大擾動情況下，一般會出現(xiàn)巨大能量的轉(zhuǎn)換，與弱電的動態(tài)系統(tǒng)有很大不同。

（3）多數(shù)電力系統(tǒng)工作人員，可能精通電力系統(tǒng)方面的專業(yè)知識，特別是電力系統(tǒng)“一次”方面的知識，即使從事“二次”方面工作的現(xiàn)場工作人員，處理的也大多是“繼電狀態(tài)” 工作方式的設(shè)備，所以對以動態(tài)控制理論制約的如此復(fù)雜的電力系統(tǒng)穩(wěn)定問題就不一定熟悉，甚至?xí)霈F(xiàn)某些概念性的問題。

根據(jù)電力系統(tǒng)失穩(wěn)的物理特性、受擾動的大小以及研究穩(wěn)定問題必須考慮的設(shè)備、過程和時間框架，將電力系統(tǒng)穩(wěn)定分為功角穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定和頻率穩(wěn)定3大類以及眾多子類。

1.1功角穩(wěn)定

功角穩(wěn)定是指互聯(lián)系統(tǒng)中的同步發(fā)電機受到擾動后保持同步運行的能力。功角失穩(wěn)可能由同步轉(zhuǎn)矩或阻尼轉(zhuǎn)矩不足引起，同步轉(zhuǎn)矩不足會導(dǎo)致非周期性失穩(wěn)，而阻尼轉(zhuǎn)矩不足會導(dǎo)致振蕩失穩(wěn)。為便于分析和深入理解穩(wěn)定問題，根據(jù)擾動的大小將功角穩(wěn)定分為小干擾功角穩(wěn)定和大干擾功角穩(wěn)定。由于小干擾可以足夠小，因此，小干擾穩(wěn)定分析時可在平衡點處將電力系統(tǒng)非線性微分方程線性化，在此基礎(chǔ)上對穩(wěn)定問題進(jìn)行研究；而大干擾穩(wěn)定必須通過非線性微分方程進(jìn)行研究。小干擾功角穩(wěn)定是電力系統(tǒng)遭受小擾動后保持同步運行的能力，它由系統(tǒng)的初始運行狀態(tài)決定。小干擾功角穩(wěn)定可表現(xiàn)為轉(zhuǎn)子同步轉(zhuǎn)矩不足引起的非周期失穩(wěn)以及阻尼轉(zhuǎn)矩不足造成的轉(zhuǎn)子增幅振蕩失穩(wěn)。振蕩失穩(wěn)分本地模式振蕩和互聯(lián)模式振蕩2 種情形。小干擾功角穩(wěn)定研究的時間框范圍通常是擾動之后 10~20s 時間。大干擾功角穩(wěn)定又稱為暫態(tài)穩(wěn)定，是電力系統(tǒng)遭受輸電線短路等大干擾時保持同步運行的能力，它由系統(tǒng)的初始運行狀態(tài)和受擾動的嚴(yán)重程度共同決定。同理，大干擾功角穩(wěn)定也可表現(xiàn)為非周期失穩(wěn)（第一擺失穩(wěn)）和振蕩失穩(wěn) 2 種形式。對于非周期失穩(wěn)的大干擾功角穩(wěn)定，研究的時間框架通常是擾動之后的 3～5s 時間；對于振蕩失穩(wěn)的大干擾功角穩(wěn)定，研究的時間框架需延長到擾動之后 10～20s 的時間。

1.2電壓穩(wěn)定

電壓穩(wěn)定性是指在給定的初始運行狀態(tài)下，電力系統(tǒng)遭受擾動后系統(tǒng)中所有母線維持穩(wěn)定電壓的能力，它依賴于負(fù)荷需求與系統(tǒng)向負(fù)荷供電之間保持和恢復(fù)平衡的能力。根據(jù)擾動的大小，電壓穩(wěn)定分為小干擾電壓穩(wěn)定和大干擾電壓穩(wěn)定2種。大干擾電壓穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)遭受大干擾如系統(tǒng)故障、失去發(fā)電機或線路之后，系統(tǒng)所有母線保持穩(wěn)定電壓的能力。大擾動電壓穩(wěn)定研究中必須考慮非線性響應(yīng)，根據(jù)需要大干擾電壓穩(wěn)定的研究時段可從幾秒到幾十分鐘。小干擾電壓穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)受到諸如負(fù)荷增加等小擾動后，系統(tǒng)所有母線維持穩(wěn)定電壓的能力。小干擾電壓穩(wěn)定可能是短期的或長期的。電壓穩(wěn)定可以是一種短期或長期的現(xiàn)象。短期電壓穩(wěn)定與快速響應(yīng)的感應(yīng)電動機負(fù)荷、電力電子控制負(fù)荷以及高壓直流輸電（HVDC）換流器等的動態(tài)有關(guān)，研究的時段大約在幾秒鐘。短期電壓穩(wěn)定研究必須考慮動態(tài)負(fù)荷模型，臨近負(fù)荷的短路故障分析對短期電壓穩(wěn)定研究很重要。長期電壓穩(wěn)定與慢動態(tài)設(shè)備有關(guān)，如有載調(diào)壓變壓器、恒溫負(fù)荷和發(fā)電機勵磁電流限制等，長期電壓穩(wěn)定研究的時段是幾分鐘或更長時間。長期電壓穩(wěn)定問題通常是由連鎖的設(shè)備停運造成的，而與最初的擾動嚴(yán)重程度無關(guān)。正確區(qū)分電壓穩(wěn)定和功角穩(wěn)定：功角穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定的區(qū)別并不是基于有功功率或功角、無功功率或電壓幅值之間的弱耦合關(guān)系。實際上，對于重負(fù)荷狀態(tài)下的電力系統(tǒng)，有功功率或功角和無功功率或電壓幅值之間具有很強的耦合關(guān)系，功角穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定都受到擾動前有功和無功潮流的影響。2種穩(wěn)定應(yīng)該基于經(jīng)受持續(xù)不平衡的一組特定相反作用力以及隨后發(fā)生不穩(wěn)定時的主導(dǎo)系統(tǒng)變量加以區(qū)分。

1.3頻率穩(wěn)定

頻率穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)受到嚴(yán)重擾動后，發(fā)電和負(fù)荷需求出現(xiàn)大的不平衡，系統(tǒng)仍能保持穩(wěn)定頻率的能力。頻率穩(wěn)定可以是一種短期或長期現(xiàn)象。

1.4其他穩(wěn)定問題

電力系統(tǒng)還存在其他一些在原則上仍屬系統(tǒng)穩(wěn)定的問題，如一些電磁振蕩或諧振，又如一些只在某些特定狀況下產(chǎn)生的問題。

（1）同步機自激。當(dāng)同步機接入高壓空載線路或系統(tǒng)串補電容后發(fā)生短路，因容性電流流經(jīng)同步機，引起自激。此時，同步機電壓不斷升高，這也是一種不穩(wěn)定現(xiàn)象，但負(fù)載接入或短路切除后，即行消除。

（2）異步電動機的運行穩(wěn)定性。異步電動機存在運行穩(wěn)定性問題。它也是影響系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的主要因素，但只要相對容量不大，異步電動機失穩(wěn)不會影響系統(tǒng)節(jié)點電壓穩(wěn)定性。在此情況下，仍屬系統(tǒng)元件運行穩(wěn)定性問題。

（3）系統(tǒng)個別貯能元件之間的振蕩。例如電壓互感器與電網(wǎng)部分分布電容之間發(fā)生的諧振（鐵磁諧振），原則上也是穩(wěn)定問題，但影響范圍很小，故不列入系統(tǒng)穩(wěn)定問題。

2.功角穩(wěn)定問題

2.1功角穩(wěn)定的定義極其分類

功角與電壓、頻率一樣，是并聯(lián)運行交流系統(tǒng)的運行參數(shù)之一。功角穩(wěn)定與其他穩(wěn)定模式一樣，都是用來表征電力系統(tǒng)穩(wěn)定行為的。但功角穩(wěn)定是表征同步機并聯(lián)同步運行的穩(wěn)定性，而同步運行是交流系統(tǒng)安全運行的最重要條件，同步運行是最弱的一種運行狀態(tài)。功角穩(wěn)定破壞后，系統(tǒng)交流發(fā)電機間失去同步，將引起各同步機的勵磁電勢相對相位紊亂，同步機間的電流、節(jié)點電壓及系統(tǒng)潮流分布混亂，最終會在自動裝置作用下，系統(tǒng)瓦解。所以，自交流系統(tǒng)建立后，功角穩(wěn)定問題首先被提出后得到重視，并開展了系統(tǒng)性的研究。

在進(jìn)行電力系統(tǒng)功角穩(wěn)定性研究時，從工程概念出發(fā)，根據(jù)穩(wěn)定破壞的模式、原因、分析方法、預(yù)防及處理措施的不同，將功角穩(wěn)定分成幾種類型。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，目前習(xí)慣分為靜態(tài)穩(wěn)定、暫態(tài)穩(wěn)定和動態(tài)穩(wěn)定。

靜態(tài)穩(wěn)定。實際上，動態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是系統(tǒng)的動態(tài)特性。而“靜態(tài)”一詞純屬習(xí)慣稱呼。電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)運行于初始平衡點，受到微小擾動，擾動消失后，系統(tǒng)能否以一定的精確度回到初始運行狀態(tài)的性能。由于擾動微小，所以電力系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型可線性化。分析系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定行為時，可利用已發(fā)展完善的線性控制理論，進(jìn)行解析和定性的分析。由于電力系統(tǒng)正常運行時不可避免地受到各種微小擾動（騷動）的作用，所以電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性表明電力系統(tǒng)在給定運行點運行時，基本穩(wěn)定條件是電力系統(tǒng)在該點的固有穩(wěn)定性。根據(jù)靜態(tài)穩(wěn)定的定義，靜態(tài)穩(wěn)定不涉及到巨大的能量轉(zhuǎn)移，故靜態(tài)穩(wěn)定控制手段也不涉及到大能量控制。

暫態(tài)穩(wěn)定。電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定是電力系統(tǒng)運行于初始平衡點受到大擾動，擾動消失后，最終能否以一定的精確度回到初始狀態(tài)下的性能。如能，則在該運行點對此大擾動，系統(tǒng)是暫態(tài)穩(wěn)定的。暫態(tài)穩(wěn)定一詞也屬習(xí)慣稱呼，這種穩(wěn)定模式過去也曾稱為“動態(tài)穩(wěn)定”。電力系統(tǒng)在大擾動下，會出現(xiàn)功角變化的暫態(tài)過程。但暫態(tài)穩(wěn)定并不是研究暫態(tài)過程，它是電力系統(tǒng)動態(tài)特性的分析內(nèi)容，暫態(tài)穩(wěn)定是研究暫態(tài)過程的結(jié)局。線性系統(tǒng)受大擾動后，同樣出現(xiàn)暫態(tài)過程，但擾動的大小并不影響結(jié)局的穩(wěn)定性。而非線性系統(tǒng)擾動的大小和作用過程就會影響結(jié)局的穩(wěn)定性。由于暫態(tài)穩(wěn)定面對的是非線性系統(tǒng)，分析方法只能采用數(shù)值計算法，建立給定系統(tǒng)的仿真模型，在給定的擾動下，計算其動態(tài)過程，也可找出一個代表擾動后能量變化的函數(shù)，計算其收斂性，目前用得最多的仍是面積法則。

動態(tài)穩(wěn)定。目前的動態(tài)穩(wěn)定與歷史上所用的該名詞不同，目前的動態(tài)穩(wěn)定是指同步發(fā)電機采用負(fù)反饋自動勵磁調(diào)節(jié)器后發(fā)生的一種自發(fā)振蕩失穩(wěn)模式而提出的，過去將其包含在靜態(tài)穩(wěn)定范圍內(nèi)。它是一種小擾動下的穩(wěn)定模式。

2.2功角穩(wěn)定分析的策略

同步機間的功角—功率特性PM?f(?)是分析電力系統(tǒng)功角穩(wěn)定的基本特性，是一個非線性方程。此外，如為多機復(fù)雜系統(tǒng)，潮流分布方程也是非線性方程。所以，分析功角穩(wěn)定時，電力系統(tǒng)是一個非線性系統(tǒng)。非線性動態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與擾動大小有關(guān)，在某一運行狀態(tài)（平衡點）下，系統(tǒng)是穩(wěn)定的，當(dāng)擾動大到一定程度時，就可能不穩(wěn)定。所以分析功角穩(wěn)定行為時，要計及擾動的大小。

小擾動是一個定性概念，是指擾動小到非線性的運行參量可線性化。在此情況下，電力系統(tǒng)功角穩(wěn)定問題可用線性控制理論來分析。當(dāng)運行參量線性化時，穩(wěn)定性與擾動量無關(guān)。

相對于小擾動，在大擾動作用下，某些運行參量必須計及其非線性，不能線性化。在目前，非線性系統(tǒng)穩(wěn)定問題只有通過數(shù)值計算或數(shù)字仿真來分析。在大擾動作用下，系統(tǒng)是 否穩(wěn)定就與擾動 量有關(guān)。需指出，系統(tǒng)穩(wěn)定是一個動態(tài)問題，穩(wěn)定行為是指系統(tǒng)受擾動后的 “結(jié)局”，在不同大小的擾動作用下，系統(tǒng)出現(xiàn)的動態(tài)過程也不同。但這是動態(tài)“品質(zhì)” 問題，穩(wěn)定性分析只關(guān)心其結(jié)局。2.2.1 靜態(tài)穩(wěn)定

靜態(tài)穩(wěn)定表明，電力系統(tǒng)在某一運行點固有的穩(wěn)定性是衡量電力系統(tǒng)牢固性的基本標(biāo)準(zhǔn)。在某一運行狀態(tài)下，電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性能好，則在同樣的大擾動條件下，暫態(tài)穩(wěn)定性能亦必良好。由于靜態(tài)穩(wěn)定性可用線性控制理論分析，提高靜態(tài)穩(wěn)定性有一套成熟、有效的方法，所以提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性是提高電力系統(tǒng)功角穩(wěn)定性的基本措施。

靜態(tài)穩(wěn)定性分析可充分應(yīng)用線性控制理論中的各種方法，這是最有利的條件。靜態(tài)穩(wěn)定的研究，特別是對單機、對無限大系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定的研究，不但能定量計算、方便地計算靜態(tài)穩(wěn)定極限、運行點靜態(tài)穩(wěn)定貯備系數(shù)等，且能進(jìn)行解析研究、分析其規(guī)律性，研究其失穩(wěn)機制。但是，在實際電力系統(tǒng)中，靜態(tài)穩(wěn)定計算和分析不一定都能以單機對無限大系統(tǒng)等值，在此情況下就出現(xiàn)困難。兩機（多機）系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定分析方法雖早在40年代初已由日丹諾夫進(jìn)行了較完整的闡述，但要取得結(jié)果，仍需進(jìn)行數(shù)值計算。目前計算機仿真計算方法已普遍采用。實際系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定計算可利用動態(tài)程序，輸入小擾動量進(jìn)行數(shù)值計算，取得定量結(jié)果。

提高系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性的控制方法主要有：（1）基本方法是增大整步力矩。

（2）同步機自動勵磁調(diào)節(jié)器是提高系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性最經(jīng)濟(jì)、最有效的措施

（3）使電源間轉(zhuǎn)移阻抗盡量小。

（4）保持電網(wǎng)樞紐點有較高的電壓水平，控制電網(wǎng)上的無功功率分布，保持輸電線上流過較大的無功功率（感性），包括同步電機裝設(shè)低勵限制器，保證發(fā)電機承擔(dān)一定的無功功率。2.2.2暫態(tài)穩(wěn)定

由于電力系統(tǒng)功角特性等的非線性，在某一運行點，隨擾動增大而穩(wěn)定性下降，因此，電力系統(tǒng)功角暫態(tài)穩(wěn)定性低于 靜態(tài)穩(wěn)定性。電力系統(tǒng)在運行中，如短路、大功率切換是不可避免的，所以對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性實際起主要作用的是暫態(tài)穩(wěn)定。

功角暫態(tài)穩(wěn)定分析面對的是非線性動態(tài)系統(tǒng)，所以原則上只有通過數(shù)值計算才能取得定量結(jié)果。由于計算機技術(shù)的發(fā)展，目前數(shù)值計算已有很多成熟有效的方法，并發(fā)展了一些實用的軟件。暫態(tài)穩(wěn)定計算可分成2種方式，一是通過對系統(tǒng)動態(tài)仿真模型，計算大擾動后的各功角變化，而判斷是否穩(wěn)定；二是判據(jù)法，即以面積法則（EAC）作為判斷數(shù)值的依據(jù)。擾動后，??p平面上的面積也就是能量函數(shù)，從原理上講這些方法都是成熟的。但用在電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計算上有兩大困難，一是系統(tǒng)龐大，發(fā)電機多，計算量大；二是計算費時，難于達(dá)到實時要求。前者是原因，后者是后果。特別為了達(dá)到穩(wěn)定控制的目的，必須采用快速自動裝置，這些裝置的動作判據(jù)必須依靠系統(tǒng)實時動態(tài)過程的分析結(jié)果，因而要求計算有實時性。目前，為了達(dá)到快速計算的目的，除應(yīng)用快速計算機外，可行的方法是簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，較為有效的是利用擴(kuò)大面積法則（EEAC），根據(jù)擾動后各發(fā)電機的動態(tài)行為，將系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成為數(shù)較少的同擺的等值發(fā)電機，再利用面積法則判據(jù)進(jìn)行計算。由于必須計及系統(tǒng)運行參數(shù)的非線性，所以對電力系統(tǒng)功角暫態(tài)穩(wěn)定性的解析分析存在困難，暫態(tài)穩(wěn)定計算仍是一個很費時的工作。

與提高小擾動下靜態(tài)穩(wěn)定性的措施不同，暫態(tài)穩(wěn)定基本上是減小擾動量，擾動量是擾動大小及擾動作用時間。由于在大擾動下發(fā)生的暫態(tài)穩(wěn)定問題涉及到大能量的轉(zhuǎn)移，故提高暫態(tài)穩(wěn)定的措施，都有控制大能量轉(zhuǎn)移的作用。暫態(tài)穩(wěn)定是系統(tǒng)受大擾動作用的暫態(tài)過程的結(jié)局，而大擾動后發(fā)生的暫態(tài)是一個較長時間的過程，故提高暫態(tài)穩(wěn)定的自動裝置要在過程的各個階段起作用。根據(jù)各階段的特點，暫態(tài)過程可分成3個階段。

（1）第一擺。第一擺是指大擾動后，功角第一次擺到180°以前的階段。如在該階段中，能保持結(jié)局是穩(wěn)定的，則發(fā)電機實際上不發(fā)生失步現(xiàn)象。在第一擺中就能維持電力系統(tǒng)穩(wěn)定是最理想的。過去曾以在第一擺中能否達(dá)到穩(wěn)定作為判斷系統(tǒng)是否暫態(tài)穩(wěn)定的依據(jù)。所以，很多自動裝置都希望能在第一擺中發(fā)揮作用。提高第一擺暫態(tài)穩(wěn)定性最基本的自動裝置是快速繼電保護(hù)，要求在故障發(fā)生后，0.1 s前切除故障，以及性能優(yōu)良的自動重合閘和同步機頂值倍數(shù)高的快速強行勵磁等，這些自動裝置動作后不會對系統(tǒng)運行產(chǎn)生不良副作用。除此之外，還有一類自動裝置如電氣制動、自動切機（關(guān)汽門）和快速自動減載等。這類自動裝置可提高第一擺的暫態(tài)穩(wěn)定性，但動作后會對系統(tǒng)造成副作用。所以必須有相應(yīng)的動作判據(jù)，以免系統(tǒng)發(fā)生不必要的擾動，否則寧愿推遲其動作。第一擺暫態(tài)過程較易分析計算，根據(jù)面積法則，如在擾動發(fā)生后，在各種自動裝置作用下，擺開的最大角 ?max小于臨界角 ?cr，則系統(tǒng)暫態(tài)是穩(wěn)定的。第一擺時間一般小于1 s。

（2）中期階段。如在第一擺中 ?max>?cr，則?將持續(xù)增大，發(fā)電機間進(jìn)入暫態(tài)失步狀態(tài)。但如在該階段仍能采取措施，系統(tǒng)仍能恢復(fù)到暫態(tài)穩(wěn)定的結(jié)局。中期階段持續(xù)時間在 5 ～ 10 s，在此期間內(nèi)，原動機調(diào)速器能發(fā)生作用，同時，前述的自動切機（關(guān)汽門）和自動減載裝置可可靠地投入工作。

（3）后期階段。經(jīng)中期階段仍不能達(dá)到穩(wěn)定，則認(rèn)為暫態(tài)穩(wěn)定過程進(jìn)入后期，此時電力系統(tǒng)實際上已進(jìn)入穩(wěn)態(tài)失步狀態(tài)。進(jìn)入后期狀態(tài)后，雖然前述有些自動裝置仍能起作用，但要達(dá)到暫態(tài)穩(wěn)定的目的仍需采用另外的措施，包括啟動快速備用機組等。最后階段的結(jié)束雖無嚴(yán)格的定義，但從系統(tǒng)運行實際允許的條件出發(fā)，如不能達(dá)到全系統(tǒng)穩(wěn)定運行狀態(tài)，就必須自動解列，以期系統(tǒng)仍能保持分塊運行。2.2.3動態(tài)穩(wěn)定

電力系統(tǒng)包含多個貯能元件，所以失去穩(wěn)定性的模式可以是“爬行”的，也可以是振蕩性的。在一般情況下，由于系統(tǒng)固有阻尼作用，失穩(wěn)模式多為爬行的。但如果發(fā)電機采用反饋型自動電壓調(diào)節(jié)器（AVR），當(dāng)?ug???0時，A V R 會引發(fā)負(fù)阻尼，調(diào)節(jié)器放大倍數(shù) K u愈大，負(fù)阻尼作用愈強，當(dāng)K u 大到一定程度時，就會抵消固有的正阻尼而產(chǎn)生振蕩，稱為振蕩失穩(wěn)。出現(xiàn)這種狀態(tài)時，稱系統(tǒng)失去功角動態(tài)穩(wěn)定。受到動態(tài)穩(wěn)定條件的限制，AV R 的電壓放大倍數(shù)不能大，這就影響到 A V R 的調(diào)壓基本功能，包括調(diào)壓作用和提高靜態(tài)穩(wěn)定極限的作用。由于當(dāng)?不太大（如 4 0°～50°）時，?ug??就開始變負(fù)，所以動態(tài)失穩(wěn)可能發(fā)生在小?角度下，故對系統(tǒng)安全運行影響很大。實際上，高階電力系統(tǒng)存在著幾種振蕩模式，如5階系統(tǒng)就可能存在2種振蕩模式，計及同步機轉(zhuǎn)子及勵磁繞組慣性而出現(xiàn)的振蕩模式，其振蕩頻率為低頻（零點幾到幾赫）。如計及勵磁機及 A V R 本身具有的慣性時，則可能出現(xiàn)第二種振蕩模式，振蕩頻率在十幾到二十幾赫，這種振蕩的振幅不大，不會引起系統(tǒng)失穩(wěn)。動態(tài)穩(wěn)定破壞，引發(fā)低頻振蕩，可能招致發(fā)電機軸系扭振，發(fā)展成大事故，故應(yīng)十分重視動態(tài)穩(wěn)定問題。

提高系統(tǒng)功角動態(tài)穩(wěn)定性的方法：

（1）用頻率法，以系統(tǒng)開環(huán)頻率特性為模型，用Nyqust判據(jù)進(jìn)行分析。

（2）電力系統(tǒng)穩(wěn)定點（P.S.S）的設(shè)計思想。系統(tǒng)在小值振蕩作用下，出現(xiàn)附加反應(yīng)力矩，其中與 ??成正比的部分為整步力矩? Ms ?? Ks· ??，它影響同步穩(wěn)定性，即靜態(tài)穩(wěn)定性。另一分量為阻尼力矩?MD ?? KD·??，它與轉(zhuǎn)速成正比。所以，為了消除振蕩失穩(wěn)，只需引入適當(dāng)?shù)男Ｕ饔眉纯?，困難在于校正器M 為輸出量，（電路）不可能以? 只有將輸出量作為附加校正輸送到 A V R 的電壓輸入回路，這 就出現(xiàn)相位校 正問題。60年代Concordia提出電力系統(tǒng)穩(wěn)定

?為輸入點（P.S.S）的設(shè) 計思想，它作為AV R 的附加校正裝置，原則上以? 量，輸出是接入AV R 電壓輸入回路，P.S.S裝置中主要為移相校正回路，使在P.S.S作用下，發(fā)電機出現(xiàn)正值附加阻尼力矩，以抑制自發(fā)振蕩。P.S.S的物理概念明確，裝置結(jié)構(gòu)簡單，但整定困難，如移相校正不正確，則不能產(chǎn)生所需的正值附加阻尼，甚致取得相反的效果。這是目前 P.S.S使用上最大的困難。

3.電壓穩(wěn)定問題

3.1 電壓穩(wěn)定的定義和現(xiàn)狀

系統(tǒng)工作在初始狀態(tài)，受到擾動作用，擾動消除后，系統(tǒng)各節(jié)點電壓能以一定精確度回到初始狀態(tài)，則系統(tǒng)電壓是穩(wěn)定的；如某一節(jié)點或某些節(jié)點的電壓不能以一定精確度回到初始狀態(tài)，則系統(tǒng)電壓是不穩(wěn)定的，或稱穩(wěn)定性破壞。電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性破壞后，系統(tǒng)中某節(jié)點或某些節(jié)點的電壓就會不斷上升或下降到不能容許的值。這一后果稱為該節(jié)點或這些節(jié)點發(fā)生電壓崩潰現(xiàn)象。對某些節(jié)點電壓崩潰現(xiàn)象的發(fā)展如不采取措施，則將影響系統(tǒng)更多的節(jié)點。所以，系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性破壞類似一個“雪崩”過程。與系統(tǒng)頻率穩(wěn)定性相比，一般而言，電壓穩(wěn)定性是一個區(qū)域性問題。電壓穩(wěn)定可以按照擾動大小和時間框架分別進(jìn)行劃分。按擾動大小分，電壓穩(wěn)定可以分為小擾動電月、穩(wěn)定和大擾動電壓穩(wěn)定，其中，小擾動指的是諸如負(fù)荷的緩慢增長之類的擾動。在早期研究中，電壓穩(wěn)定被認(rèn)為是一個靜態(tài)問題，從靜態(tài)觀點來研究電壓崩潰的機理，提出大量基于潮流方程或擴(kuò)展潮流方程的分析方法。此后，電壓穩(wěn)定的動態(tài)本質(zhì)逐漸為人們所熟知，認(rèn)識到負(fù)荷動態(tài)特性、發(fā)電機及其勵磁控制系統(tǒng)、無功補償器的特性、有載調(diào)壓變壓器等動態(tài)因素和電壓崩潰發(fā)展過程的密切相關(guān)，開始用動態(tài)觀點探討電壓崩潰的機理，提出基于微分一代數(shù)方程的研究方法，進(jìn)而逐步意識到電壓崩潰機理的復(fù)雜性。據(jù)此可以將電壓穩(wěn)定分析方法分為兩大類：基于潮流方程的靜態(tài)分析方法和基于微分方程的動態(tài)分析方法。20世紀(jì)八十年代中后期在電力系統(tǒng)中得以廣泛應(yīng)用的分岔理論則部分溝通了靜態(tài)分析方法和動態(tài)分析方法，為靜態(tài)分析奠定了理論基礎(chǔ)，保證了靜態(tài)電壓穩(wěn)定安全指標(biāo)的合理性，確立了靜態(tài)方法求出的預(yù)防校正控制策略的有效性。雖然電壓穩(wěn)定的研究取得了巨大成果，但和成熟的功角穩(wěn)定相比，對電壓穩(wěn)定的本質(zhì)仍缺乏全面的認(rèn)識，研究方法和理論還不夠完善和全面，兩者的關(guān)系還有待于電力工作者的大量深入細(xì)致的研究。

3.2 電壓穩(wěn)定分析的策略

3.2.1電壓穩(wěn)定分析的靜態(tài)分析方法

靜態(tài)分析方法大都基于電壓穩(wěn)定機理的某種靜態(tài)認(rèn)識，通常把網(wǎng)絡(luò)傳輸極限功率時的系統(tǒng)運行狀態(tài)當(dāng)作靜態(tài)電壓穩(wěn)定極限狀態(tài)，以系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)潮流方程或假設(shè)發(fā)電機后電勢恒定的擴(kuò)展潮流方程進(jìn)行電壓穩(wěn)定分析。在電力運行部門急需系統(tǒng)電壓穩(wěn)定指標(biāo)和電壓崩潰防御策略的情況下，靜態(tài)分析因其簡單易行，得到了極大的發(fā)展，是目前電壓穩(wěn)定研究工作中最具成果的方向之一。

靜態(tài)電壓穩(wěn)定的研究內(nèi)容主要為評估當(dāng)前運行狀態(tài)下的電壓穩(wěn)定指標(biāo)、控制手段的效果、系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié)和危及系統(tǒng)安全的故障、擬定提高系統(tǒng)電壓穩(wěn)定裕度的預(yù)防校正控制策略、求取在給定系統(tǒng)變化模式下的極限狀態(tài)以及當(dāng)前點與最近電壓崩潰點的距離等。具體可歸為三個主要方面：電壓穩(wěn)定安全指標(biāo)的計算方法，電壓穩(wěn)定的控制，電壓穩(wěn)定的故障選擇和篩選方法。

（1）靈敏度法

靈敏度法是通過計算在某種擾動下系統(tǒng)變量對擾動的靈敏度來判別系統(tǒng)的穩(wěn)定性。靈敏度分析的物理概念明確，求解方便，計一算量小，因此在電壓穩(wěn)定分析的初期受到了很大的重視，對簡單系統(tǒng)的分析也較為理想。目前最常見的靈敏度判據(jù)有：dVL/dEG，dVL/dQL，dQG/dQL，d?Q/dVL等。其中VL，QL，EG，無功源節(jié)點的電壓和無功功率注入量，?Q為電網(wǎng)輸送給負(fù)QG分別為負(fù)荷節(jié)點、荷節(jié)點的無功功率與負(fù)荷無功需求之差。在簡單系統(tǒng)中，各類靈敏度判據(jù)是等價的，且能準(zhǔn)確反映系統(tǒng)輸送功率的極限能力，但推廣到復(fù)雜系統(tǒng)以后，則彼此不再總是保持一致，也不一定能準(zhǔn)確反映系統(tǒng)的極限輸送能力。靈敏度方法己不再是靜態(tài)電壓穩(wěn)定分析的主流方法。目前，靈敏度方法在確定系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié)、評估控制手段的有效性方面仍具有良好的應(yīng)用價值。

（2）特征值分析法、模式分析法和奇異值分析法

特征值分析法、模式分析法和奇異值分析法都是通過分析潮流雅可比矩陣來揭示系統(tǒng)的某些特性。特征值分析法將雅可比矩陣的最小特征值作為系統(tǒng)的穩(wěn)定指標(biāo)；模式分析法在假設(shè)某種功率增長方向的基礎(chǔ)上，利用最小特征值對應(yīng)的特征向量，計算出各節(jié)點參與最危險模式的程度；奇異值分析法和特征值分析法類似，最小奇異值對應(yīng)的奇異向量與特征值分析法對應(yīng)的特征向量有相同的功能，在數(shù)值計算中前者只涉及實數(shù)運算，后者可能出現(xiàn)最小特征值為復(fù)數(shù)的情況，故前者更受研究人員的歡迎?？紤]到電壓和無功的強相關(guān)性，這三種方法在分析時往往采用降階的雅可比矩陣。電力系統(tǒng)是一個高度非線性系統(tǒng)，其雅可比矩陣的特征值或奇異值同樣具有高度的非線性，所以這三種方法都很難對系統(tǒng)電壓穩(wěn)定程度作出全面、準(zhǔn)確的評價，但在功率裕度的近似計算、故障選擇等方面仍有較好的應(yīng)用價值。

（3）連續(xù)潮流法

連續(xù)潮流法是求取非線性方程組隨某一參數(shù)變化而生成的解曲線的方法，其關(guān)鍵在于引入合適的連續(xù)化參數(shù)以保證臨界點附近解的收斂性，此外，為加快計算速度，它還引入了預(yù)測、校正和步長控制等策略。目前，參數(shù)連續(xù)化方法主要有局部參數(shù)連續(xù)法、弧長連續(xù)法及同倫連續(xù)法。在電壓穩(wěn)定研究中，連續(xù)潮流法主要用于求取大家熟知的PV曲線和QV曲線。由于能考慮一定的非性控制及不等式約束條件，且計算得到的功率裕度能較好地映系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定水平，連續(xù)潮流法已經(jīng)成為靜態(tài)電壓穩(wěn)定分析的經(jīng)典方法。

（4）零特征根法

零特征根法是一種直接計算系統(tǒng)臨界點的方法。當(dāng)系統(tǒng)處于臨界點時，其平衡點的雅可比矩陣奇異，即存在一個零特征根和對應(yīng)的非零左、右特征向量，根據(jù)這一特性，可構(gòu)造如下的擴(kuò)展潮流方法直接求取臨界點

f(x?,?)0f(x?,?)0??fx?0

或

fxv?0l(v)?0

l(?)?0兩式中的第一個方程描述了潮流關(guān)系，第二、三個方程一起說明潮流雅可比矩陣奇異、具有非零的左或右特征向量，第三個方程根據(jù)需要可采用模2范數(shù)等多種形式。零特征根法對初值的要求較高，需要采用一定的初始化策略。同時，零特征根法難以考慮不等式約束條件，而現(xiàn)有的幾種試圖考慮不等式約束的策略在實際系統(tǒng)下的效果都不佳，有待進(jìn)一步研究。

（5）非線性規(guī)劃法

非線性規(guī)劃法是將臨界點計算轉(zhuǎn)化為求解最大負(fù)荷裕度的優(yōu)化問題，采用非線性優(yōu)化的方法來求解。相對于求解一個非線性方程組，求解一個非線性規(guī)劃問題要復(fù)雜得多，但它能較好地考慮各種等式、不等式約束條件的限制，在求解實際問題的時候具有更大的實用價值。目前，非線性規(guī)劃法己用一于電壓穩(wěn)定裕度計算、電壓穩(wěn)定預(yù)防校正控制策略、最優(yōu)潮流、電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度等各種問題。

其他如潮流多解法、最近電壓崩潰法，也是靜態(tài)電壓穩(wěn)定的分析方法，但由于其求解復(fù)雜或應(yīng)用性不強等原因，已經(jīng)不再廣泛使用，故不再贅述。從物理本質(zhì)上來說，不管哪種靜態(tài)分析方法，都是把網(wǎng)絡(luò)傳輸極限功率時的運行狀態(tài)當(dāng)作靜態(tài)電壓穩(wěn)定的極限狀態(tài)，不同之處在于抓住極限運行狀態(tài)的不同特征作為臨界點的判據(jù)。事實上，電壓失穩(wěn)的發(fā)生是網(wǎng)絡(luò)傳輸能力的有限和系統(tǒng)各元件的靜、動態(tài)特性相互作用的結(jié)果，靜態(tài)研究的成果需要接受動態(tài)機理的檢驗。3.2.2電壓穩(wěn)定分析的動態(tài)分析方法

電壓穩(wěn)定本質(zhì)上是一個動態(tài)問題，只有在動態(tài)分析下，動態(tài)因素對電壓穩(wěn)定的影響才一能體現(xiàn)，才能更深入地了解電壓崩潰的機理以及檢驗靜態(tài)分析的結(jié)果。由于電壓穩(wěn)定問題涉及到的時間框架很大，從幾秒到幾十分鐘，幾乎牽涉到電力系統(tǒng)全部的機電和機械動態(tài)元件，為分析方便起見，一般按時間框架將電壓穩(wěn)定分為短期電壓穩(wěn)定（幾秒以內(nèi)）、長期電壓穩(wěn)定（幾秒到幾十分鐘），或者按照擾動大小分為小擾動電壓穩(wěn)定、大擾動電壓穩(wěn)定。目前，適用于動態(tài)分析的方法主要有小擾動分析法、時域仿真法、能量函數(shù)法等，下面將予以簡單綜述。

（1）小擾動分析法

小擾動分析法是基于線性化微分方程的方法，僅適用于系統(tǒng)受到小擾動時的情形。它的主要思路是將描述電力系統(tǒng)的微分一代數(shù)方程在當(dāng)前運行點線性化，消去代數(shù)約束后形成系統(tǒng)矩陣，通過該矩陣的特征值和特征向量來分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性和各元件的作用，其主要難點在于建立簡單而又包括系統(tǒng)主要元件相關(guān)動態(tài)的模型。目前，小擾動分析己用于有載調(diào)壓變壓器（OLTC）、發(fā)電機及其勵磁控制系統(tǒng)和負(fù)荷模型等對電壓穩(wěn)定影響的研究。關(guān)于OLTC對電壓穩(wěn)定的影響，研究表明OLTC是否應(yīng)該閉鎖或反調(diào)取決于其對提高網(wǎng)絡(luò)傳輸能力和負(fù)荷恢復(fù)使得網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)加重兩方面作用的綜合效果。關(guān)于發(fā)電機及其勵磁控制系統(tǒng)對電壓穩(wěn)定的影響，研究表明勵磁電流的上限將會使電壓崩潰域擴(kuò)大、穩(wěn)定域縮小。

（2）時域仿真法

時域仿真分析是研究電壓穩(wěn)定的動態(tài)機理、過程以及檢驗其他電壓穩(wěn)定分析力‘法正確性的最有力手段，適合于任何電力系統(tǒng)動態(tài)模型。目前，電壓穩(wěn)定的時域仿真研究還存在一些難點，主要包括時間框架的處理、負(fù)荷模型的適用性以及結(jié)論的一般化問題。文獻(xiàn)采用了時間標(biāo)度技術(shù)壓縮慢動態(tài)元件的時間常數(shù)，建立了中長期電幾穩(wěn)定的仿真工具，文獻(xiàn)提出了吉爾（Gear）法和改進(jìn)梯形法，使得慢動態(tài)和快動態(tài)過程能高效地起進(jìn)行仿真研究，這兩者都較好地解決了時間框架的處理問題。文獻(xiàn)在仿真過程中結(jié)合了靈敏度法、模式分析法等靜態(tài)分析方法，使得仿真研究的結(jié)論相對更具有了一般性。負(fù)荷建模本身就是電壓穩(wěn)定研究的難點之一，在仿真研究中采用不同的負(fù)荷模型會得到不同的結(jié)論，目前已提出了眾多模型，但仍有很大爭論，有待于進(jìn)一步研究。

（3）能量函數(shù)法

能量函數(shù)法是直接估算動態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的方法，可避免耗時的時域仿真，基本思想是利用能量函數(shù)得到狀態(tài)空間中的一個能量勢阱，通過求取能量勢阱的邊界來估計擾動后系統(tǒng)的穩(wěn)定吸引域，并據(jù)此判斷系統(tǒng)在特定擾動下的穩(wěn)定性。能量函數(shù)法在判斷暫態(tài)功角穩(wěn)定方面已取得了相當(dāng)多的成果，在研究電壓穩(wěn)定方面仍處于起步階段。研究雖然從非線性動態(tài)微分方程導(dǎo)出了動態(tài)系統(tǒng)的能量函數(shù)，但由于忽略了負(fù)荷的動態(tài)過程，實際上只是為當(dāng)前運行點提供了能量性的靜態(tài)電壓穩(wěn)定裕度指標(biāo)，而沒能用于電壓穩(wěn)定性的直接判斷?？偟膩碚f，目前用能量函數(shù)來研究電壓穩(wěn)定的學(xué)者還不多，取得的成果也不多，與實際應(yīng)用仍有較大的差距，有待于進(jìn)一步努力。

從本質(zhì)上講，只有動態(tài)分析方法才是研究電壓穩(wěn)定的根本方法，然而在現(xiàn)階段，動態(tài)分析方法還不成熟，很難用于指導(dǎo)實踐。靜態(tài)分析方法由于發(fā)展時間較長，目前己較成熟，且因其簡單易行，己得到廣泛利用。分岔理論溝通了兩種研究方法部分結(jié)果，也奠定了靜態(tài)分析方法的理論基礎(chǔ)。分岔理論研究的是非線性系統(tǒng)在參數(shù)變化時能否保持原有定性性態(tài)的問題，靜態(tài)電壓穩(wěn)定則可視為系統(tǒng)在何種負(fù)荷水平下發(fā)生分岔的問題，靜態(tài)電壓穩(wěn)定的研究才得到了長足的進(jìn)步。非線性系統(tǒng)在參數(shù)變化下有多種分岔形式，在單參數(shù)情形下，只有鞍結(jié)分岔和霍普夫分岔為通有分岔，即在其他參數(shù)的小擾動下可以保持原有的性態(tài)。電力系統(tǒng)本身是一個多參數(shù)系統(tǒng)，但目前對多參數(shù)系統(tǒng)的研究還沒有簡單的方法，故一般將其轉(zhuǎn)化為單參數(shù)系統(tǒng)(如以負(fù)荷水平為參數(shù)等)。目前的研究中，一般將靜態(tài)電壓臨界點和鞍結(jié)分岔點等同，霍普夫分岔雖然在研究中提到，但實際中很少出現(xiàn)，所以對它的研究較少。將靜態(tài)潮流方程擴(kuò)展為動態(tài)方程，將潮流方程視為描述動態(tài)方程平衡點的方程，經(jīng)過簡單地推導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)靜態(tài)分析下的電壓穩(wěn)定臨界點和動態(tài)分析下的鞍結(jié)分岔點是一致的，從而研究靜態(tài)方程的鞍結(jié)分岔點就是研究動態(tài)方程的部分鞍結(jié)分岔點，這是靜態(tài)分析的一個理論基礎(chǔ)。

4.頻率穩(wěn)定問題

4.1 頻率穩(wěn)定的定義和現(xiàn)狀

電力系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定反映著系統(tǒng)的有功平衡情況。當(dāng)一個擾動(有功缺額)發(fā)生以后，要盡可能迅速而準(zhǔn)確地判斷其對系統(tǒng)帶來的影響，從而及時采取相應(yīng)的措施來防止或盡量減少擾動帶來的危害。因此電力系統(tǒng)頻率穩(wěn)定分析是一項十分重要的工作。此前已有一些相關(guān)研究，對于擾動后系統(tǒng)頻率的預(yù)測和切負(fù)荷量的估算主要有動態(tài)潮流法、頻率穩(wěn)定分析的快速算法、基于廣域量測的頻率緊急控制預(yù)測算法。電力系統(tǒng)穩(wěn)定性評價一般有兩類方法：一類是逐步積分法(SBS)，通過對微分方程的積分求解來判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性;另一類是直接法，它不需逐步積分，直接通過代數(shù)運算判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性。應(yīng)用逐步積分法研究電力系統(tǒng)頻率穩(wěn)定的核心思想是采取了系統(tǒng)的同一頻率假設(shè)，將潮流方程和頻率微分方程迭代求解。逐步積分法研究頻率穩(wěn)定問題的優(yōu)勢在于它能夠考慮復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型，且計算精度高。但該方法計算速度慢，難以在線應(yīng)用。

根據(jù)最近一次潮流計算的雅可比矩陣，提出頻率穩(wěn)定分析的直接法。該方法不需進(jìn)行逐步積分，直接計算出最近一次系統(tǒng)操作后的穩(wěn)態(tài)頻率，從而判斷系統(tǒng)頻率穩(wěn)定性。該方法作為電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析直接法的補充，將電力系統(tǒng)動態(tài)安全分析從暫穩(wěn)分析延伸到頻率穩(wěn)定分析。

4.2電壓穩(wěn)定分析的策略

4.2.1頻率穩(wěn)定分析的逐步積分法

在頻率動態(tài)分析中最基本的一條假設(shè)是“系統(tǒng)同一頻率假設(shè)”，即忽略了系統(tǒng)中發(fā)電機轉(zhuǎn)子間的相對搖擺，認(rèn)為系統(tǒng)沒有同步穩(wěn)定問題。系統(tǒng)的同一頻率定義為其慣量中心的角速度?sys，有

n?sys??(Hi?i)i?1?Hi?1nni

系統(tǒng)頻率動態(tài)方程為：

J?sys(d?sysdt)??Pmi??Pei?Pacci?1i?1n

式中J為系統(tǒng)各發(fā)電機的轉(zhuǎn)動慣量之和;

i=1，2，3....n一發(fā)電機序號;Pmi Pei一第i臺發(fā)電機的機械功率和電磁功率;Pacc一系統(tǒng)總加速功率。

第i臺發(fā)電機的轉(zhuǎn)子運動方程為：

Ji?i(d?sysdt)?Pai?(JiJ)Pacc?FPiacc

式中，Ji,Fi—i臺發(fā)電機的轉(zhuǎn)動慣量及其所占系統(tǒng)總慣量的比例;Pai一第i臺發(fā)電機的加速功率。負(fù)荷采用靜態(tài)非線性負(fù)荷模型：

Pi?P0j?VQi?Q0j?qiV??pikpj

kqj

式中，P0j，Q0j一額定狀態(tài)下負(fù)荷j吸收的有功功率和無功功率;

?p，i?，qik，pkj一負(fù)荷j的頻率、電壓特性指數(shù);4.2.2頻率穩(wěn)定分析的動態(tài)潮流法

動態(tài)潮流法是分析頻率動態(tài)特性的一種時域仿真法。傳統(tǒng)的潮流計算方法采取事先設(shè)定各節(jié)點的節(jié)點類型方式，其所設(shè)定的節(jié)點類型主要包括PQ節(jié)點、PV節(jié)點和松弛(平衡)節(jié)點。在進(jìn)行潮流計算時，系統(tǒng)所有的不平衡功率都由松馳節(jié)點進(jìn)行平衡。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)功率擾動之后，如采用傳統(tǒng)的潮流計算方法對擾動后的系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)潮流進(jìn)行計算時，將存在如下問題：所有的擾動功率完全由進(jìn)行潮流計算之前事先設(shè)定好的松馳節(jié)點進(jìn)行平衡，而實際情況是各臺發(fā)電機都感應(yīng)到該不平衡功率，并且參與該不平衡功率的調(diào)節(jié);用傳統(tǒng)的潮流計算方法計算得到的平衡節(jié)點的出力與實際出力極限相比會有誤差，可能出現(xiàn)平衡節(jié)點的出力完全大于其出力極限。

動態(tài)潮流是分析系統(tǒng)出現(xiàn)不平衡功率時，頻率變化過程和潮流分布情況的一種方法，其核心是頻率分析和潮流計算。當(dāng)出現(xiàn)發(fā)電機退出運行或負(fù)荷發(fā)生較大變化的情況時，系統(tǒng)功率將會不平衡，功率的不平衡將產(chǎn)生加速功率或減速功率。如果考慮準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)過程，除了負(fù)荷按其頻率特性能平衡一部分功率差額外，系統(tǒng)的功率差額將主要由發(fā)電機調(diào)速系統(tǒng)的動作來達(dá)到新的平衡。這個過程一般并不是只由一臺所謂平衡機的動作實現(xiàn)的，而是多臺發(fā)電機協(xié)調(diào)動作的結(jié)果，同樣系統(tǒng)負(fù)荷也會根據(jù)其自身的調(diào)節(jié)特性去改變其消耗的功率。

系統(tǒng)頻率穩(wěn)定性與系統(tǒng)功角穩(wěn)定性都是轉(zhuǎn)子運動穩(wěn)定性的基本要求。只有同時滿足頻率穩(wěn)定和功角穩(wěn)定的要求時，同步機轉(zhuǎn)子運動才能保證穩(wěn)定。系統(tǒng)頻率穩(wěn)定問題主要是原動機功率頻率特性問題，因為它不能任意更改。系統(tǒng)頻率穩(wěn)定性能否保證，由系統(tǒng)原動機總功率輸出能否與系統(tǒng)總負(fù)荷功率平衡來決定。所以，要保證電力系統(tǒng)頻率穩(wěn)定性，首先要有足夠的功率貯備，其次是有性能良好的按頻減負(fù)荷裝置。一般系統(tǒng)頻率穩(wěn)定破壞都是由其他原因?qū)е陆饬兴鸬摹?/p>

參考文獻(xiàn)

[1] 中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則，中國電力出版社2001 [2] 程浩忠。電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性的研究，上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文1998 [3] 郭瑞鵬?！半娏ο到y(tǒng)電壓穩(wěn)定性研究”，浙江大學(xué)博士學(xué)位論文1999 [4] 胡東。電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性研究，碩士學(xué)位論文2004 [5] 劉益青，陳超英，梁磊，劉利。電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的動態(tài)分析方法綜述。電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)報2003 [6] 王曉茹。大規(guī)模電力系統(tǒng)頻率動態(tài)分析。南方電網(wǎng)技術(shù)2010 [7] 張恒旭，莊侃沁，祝瑞金等。大受端電網(wǎng)頻率穩(wěn)定性研究。華東電力2009 [8] 趙晉泉，張伯明。連續(xù)潮流及其在電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定分析中的應(yīng)用。電力系統(tǒng)自動化2005

第三篇：大學(xué)本科生電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性試題

大學(xué)本科生電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性試題

（附試題答案）

一、單項選擇題（每題4分，共28分）在每小題后備選答案中有一個是符合題目要求的，請將其代碼填寫在相應(yīng)的括號內(nèi)，錯選、多選或未選均無分。

1、分析簡單電力系統(tǒng)并列運行的暫態(tài)穩(wěn)定性采用的是（）。

A、小干擾法；

B、分段計算法；

C、對稱分量法。

2、不計短路回路電阻時，短路沖擊電流取得最大值的條件是（）。

短路前空載，短路發(fā)生在電壓瞬時值過零時；

B、短路前帶有負(fù)載，短路發(fā)生在電壓瞬時值過零時；

C、短路前空載，短路發(fā)生在電壓瞬時值最大時。

3、電力系統(tǒng)并列運行的暫態(tài)穩(wěn)定性是指（）。

A、正常運行的電力系統(tǒng)受到小干擾作用后，恢復(fù)原運行狀態(tài)的能力；

B、正常運行的電力系統(tǒng)受到大干擾作用后，保持同步運行的能力；

C、正常運行的電力系統(tǒng)受到大干擾作用后，恢復(fù)原運行狀態(tài)的能力。

4、對于旋轉(zhuǎn)電力元件（如發(fā)電機、電動機等），其正序參數(shù)、負(fù)序參數(shù)和零序參數(shù)的特點是（）

A、正序參數(shù)、負(fù)序參數(shù)和零序參數(shù)均相同；

B、正序參數(shù)與負(fù)序參數(shù)相同，與零序參數(shù)不同；

C、正序參數(shù)、負(fù)序參數(shù)、零序參數(shù)各不相同。

5、繪制電力系統(tǒng)的三序單相等值電路時，對普通變壓器中性點所接阻抗的處理方法是（）。

A、中性點阻抗僅以出現(xiàn)在零序等值電路中；

B、中性點阻抗以3出現(xiàn)在零序等值電路中；

C、中性點阻抗以出現(xiàn)三序等值電路中。

6、單相接地短路時，故障處故障相短路電流與正序分量電流的關(guān)系是（A）。

A、故障相短路電流為正序分量電流的3倍；

B、故障相短路電流為正序分量電流的倍；

C、故障相電流等于正序分量電流。

7、對于接線變壓器，兩側(cè)正序分量電壓和負(fù)序分量電壓的相位關(guān)系為（C）

A、正序分量三角形側(cè)電壓與星形側(cè)相位相同，負(fù)序分量三角形側(cè)電壓與星形側(cè)相位也相同；

B、正序分量三角形側(cè)電壓較星形側(cè)落后，負(fù)序分量三角形側(cè)電壓較星形側(cè)超前

C、正序分量三角形側(cè)電壓較星形側(cè)超前，負(fù)序分量三角形側(cè)電壓較星形側(cè)落后。二、判斷題（下述說法是否正確，在你認(rèn)為正確的題號后打“√”，錯誤的打“×”，每小題3分，共12分）

1、快速切除故障有利于改善簡單電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。（）

2、中性點不接地系統(tǒng)中發(fā)生兩相短路接地時流過故障相的電流與同一地點發(fā)生兩相短路時流過故障相的電流大小相等。（）

3、電力系統(tǒng)橫向故障指各種類型的短路故障（）

4、運算曲線的編制過程中已近似考慮了負(fù)荷對短路電流的影響，所以在應(yīng)用運算曲線法計算短路電流時，可以不再考慮負(fù)荷的影響。（）

三、簡答題

（每題15分，共60分）

1、二次電壓控制的目的是什么？

2、為什么說感應(yīng)電動機負(fù)荷是在電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性評估中的一個重要設(shè)備？

3、采取抑制長期不穩(wěn)定性校正措施的目的是什么？

4、在穩(wěn)定性研究中所采用的建模方法通常依賴的假設(shè)是什么？

大學(xué)本科電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性試題答案

選擇題

1.B

2.A

3.B4、C5、B6、A7、C

判斷題

1.√

2、×

3、√

4、√

簡答題

答：（1）確保主導(dǎo)點電壓在一個特定整定值上；（2）使每臺發(fā)電機的無功輸出正比于它的無功容量。

答：（1）它是在1s的時間框架內(nèi)的一個快速恢復(fù)復(fù)合；（2）它是一個低功率因數(shù)負(fù)荷，具有很高的無功功率需求；（3）當(dāng)電壓較低或機械負(fù)荷增加時，它趨于停轉(zhuǎn)。

3、答：（1）恢復(fù)長期平衡（足夠快，以至于這個平衡是吸引的；（2）避免短期動態(tài)的短期-長期不穩(wěn)定性；（3）阻止系統(tǒng)惡化；

4答：（1）忽略變壓器電壓；（2）通常的速度變化相對于w。很?。唬?）電樞電阻非常?。唬?）忽略電磁飽和。

第四篇：大學(xué)本科生電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性試題

大學(xué)本科生電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性試題

（附試題答案）

一、單項選擇題（每題4分，共28分）在每小題后備選答案中有一個是符合題目要求的，請將其代碼填寫在相應(yīng)的括號內(nèi)，錯選、多選或未選均無分。

1、分析簡單電力系統(tǒng)并列運行的暫態(tài)穩(wěn)定性采用的是（）。

A、小干擾法；

B、分段計算法；

C、對稱分量法。

2、不計短路回路電阻時，短路沖擊電流取得最大值的條件是（）。

短路前空載，短路發(fā)生在電壓瞬時值過零時；

B、短路前帶有負(fù)載，短路發(fā)生在電壓瞬時值過零時；

C、短路前空載，短路發(fā)生在電壓瞬時值最大時。

3、電力系統(tǒng)并列運行的暫態(tài)穩(wěn)定性是指（）。

A、正常運行的電力系統(tǒng)受到小干擾作用后，恢復(fù)原運行狀態(tài)的能力；

B、正常運行的電力系統(tǒng)受到大干擾作用后，保持同步運行的能力；

C、正常運行的電力系統(tǒng)受到大干擾作用后，恢復(fù)原運行狀態(tài)的能力。

4、對于旋轉(zhuǎn)電力元件（如發(fā)電機、電動機等），其正序參數(shù)、負(fù)序參數(shù)和零序參數(shù)的特點是（）

A、正序參數(shù)、負(fù)序參數(shù)和零序參數(shù)均相同；

B、正序參數(shù)與負(fù)序參數(shù)相同，與零序參數(shù)不同；

C、正序參數(shù)、負(fù)序參數(shù)、零序參數(shù)各不相同。

5、繪制電力系統(tǒng)的三序單相等值電路時，對普通變壓器中性點所接阻抗的處理方法是（）。

A、中性點阻抗僅以出現(xiàn)在零序等值電路中；

B、中性點阻抗以3出現(xiàn)在零序等值電路中；

C、中性點阻抗以出現(xiàn)三序等值電路中。

6、單相接地短路時，故障處故障相短路電流與正序分量電流的關(guān)系是（A）。

A、故障相短路電流為正序分量電流的3倍；

B、故障相短路電流為正序分量電流的倍；

C、故障相電流等于正序分量電流。

7、對于接線變壓器，兩側(cè)正序分量電壓和負(fù)序分量電壓的相位關(guān)系為（C）

A、正序分量三角形側(cè)電壓與星形側(cè)相位相同，負(fù)序分量三角形側(cè)電壓與星形側(cè)相位也相同；

B、正序分量三角形側(cè)電壓較星形側(cè)落后，負(fù)序分量三角形側(cè)電壓較星形側(cè)超前

C、正序分量三角形側(cè)電壓較星形側(cè)超前，負(fù)序分量三角形側(cè)電壓較星形側(cè)落后。二、判斷題（下述說法是否正確，在你認(rèn)為正確的題號后打“√”，錯誤的打“×”，每小題3分，共12分）

1、快速切除故障有利于改善簡單電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。（）

2、中性點不接地系統(tǒng)中發(fā)生兩相短路接地時流過故障相的電流與同一地點發(fā)生兩相短路時流過故障相的電流大小相等。（）

3、電力系統(tǒng)橫向故障指各種類型的短路故障（）

4、運算曲線的編制過程中已近似考慮了負(fù)荷對短路電流的影響，所以在應(yīng)用運算曲線法計算短路電流時，可以不再考慮負(fù)荷的影響。（）

三、簡答題

（每題15分，共60分）

1、二次電壓控制的目的是什么？

2、為什么說感應(yīng)電動機負(fù)荷是在電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性評估中的一個重要設(shè)備？

3、采取抑制長期不穩(wěn)定性校正措施的目的是什么？

4、在穩(wěn)定性研究中所采用的建模方法通常依賴的假設(shè)是什么？

大學(xué)本科電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性試題答案

選擇題

1.B

2.A

3.B4、C5、B6、A7、C

判斷題

1.√

2、×

3、√

4、√

簡答題

答：（1）確保主導(dǎo)點電壓在一個特定整定值上；（2）使每臺發(fā)電機的無功輸出正比于它的無功容量。

答：（1）它是在1s的時間框架內(nèi)的一個快速恢復(fù)復(fù)合；（2）它是一個低功率因數(shù)負(fù)荷，具有很高的無功功率需求；（3）當(dāng)電壓較低或機械負(fù)荷增加時，它趨于停轉(zhuǎn)。

3、答：（1）恢復(fù)長期平衡（足夠快，以至于這個平衡是吸引的；（2）避免短期動態(tài)的短期-長期不穩(wěn)定性；（3）阻止系統(tǒng)惡化；

4答：（1）忽略變壓器電壓；（2）通常的速度變化相對于w。很??；（3）電樞電阻非常??；（4）忽略電磁飽和。

第五篇：電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性--現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析課程報告

電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性

現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析課程結(jié)束后，我對于與本課程相關(guān)的電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性較感興趣，因而在本課程的報告中將圍繞這方面的內(nèi)容作相應(yīng)論述。本報告中主要論述電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的研究背景，定義、分類，分析方法這幾方面的內(nèi)容。

1.電壓穩(wěn)定性的研究背景

自20世紀(jì)20年代開始電力工作者就已經(jīng)認(rèn)識到電力系統(tǒng)穩(wěn)定問題的重要性，并將其作為系統(tǒng)安全運行的重要方面進(jìn)行研究。近幾十年來，世界各地發(fā)生了多起由于電力系統(tǒng)失穩(wěn)導(dǎo)致的電力系統(tǒng)大面積停電事故，這些事故造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和嚴(yán)重的社會影響，同時也反映出當(dāng)前電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的研究不能滿足實際需要的嚴(yán)酷事實。電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的研究在整個電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的研究中是發(fā)展較慢的一個分支。上世紀(jì)40年代，蘇聯(lián)學(xué)者馬爾柯維奇等人最早注意到電壓穩(wěn)定問題，并提出了電壓穩(wěn)定判據(jù)，但直到七十年代末至八十年代初，這個問題才開始作為一個專門的課題進(jìn)行研究。其原因是當(dāng)時世界上一些大的電網(wǎng)相繼發(fā)生了以電壓崩潰為特征的電網(wǎng)瓦解重大事故，包括1978年法國電網(wǎng)事故、1983年瑞典電網(wǎng)事故、1987年東京停電事故及1996年美國西部電網(wǎng)的大停電等。電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性涉及到發(fā)電、輸電以及配電在內(nèi)的整個電力系統(tǒng)。在90年代以前，電壓穩(wěn)定的研究主要集中在靜態(tài)電壓穩(wěn)定方面，隨著對電壓失穩(wěn)問題研究的深入，人們逐步認(rèn)識到電壓穩(wěn)定問題的實質(zhì)是一個動態(tài)問題，它與電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)以及系統(tǒng)中各元件的動態(tài)特性等都有密切的關(guān)系。電壓控制、無功補償與管理、功角（同步）穩(wěn)定、繼電保護(hù)和控制中心操作等都將對電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性有直接的影響。

電力系統(tǒng)特別是現(xiàn)代電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性是一個相當(dāng)復(fù)雜的問題，迄今為止，電壓穩(wěn)定性問題從概念到分析方法、從失穩(wěn)機理解釋到相關(guān)模型建立還處于發(fā)展階段，各個研究者只是從不同的側(cè)面對電壓穩(wěn)定的定義和分類、分析方法等進(jìn)行了不同程度的研究。下面將對電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定的定義、分類和分析方法作簡要闡述。2.電壓穩(wěn)定性的定義和分類

電力系統(tǒng)穩(wěn)定是一個統(tǒng)一的整體，其穩(wěn)定性問題當(dāng)然也應(yīng)該是一個整體的概念，即從穩(wěn)定性的觀點看，運行中的電力系統(tǒng)只有兩種狀態(tài)，穩(wěn)定或不穩(wěn)定，但依據(jù)系統(tǒng)的失穩(wěn)特性、擾動大小和時間框架的不同，系統(tǒng)的失穩(wěn)可能表現(xiàn)為多種不同的形式。為識別導(dǎo)致電力系統(tǒng)失穩(wěn)的主要誘因，以便對特定的問題進(jìn)行合理的簡化以及采用恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型和計算分析方法，從而安排合理的運行方式和采取有效的控制策略，以提高系統(tǒng)的安全運行水平、規(guī)劃和優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，研究人員通常都將電力系統(tǒng)穩(wěn)定細(xì)分為功角穩(wěn)定、頻率穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定等不同的類型。電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定的定義及分類是電力系統(tǒng)穩(wěn)定性研究中的基礎(chǔ)問題，清晰理解不同類型的穩(wěn)定問題以及它們之間的相互關(guān)系對于電壓穩(wěn)定性的研究以及電力系統(tǒng)安全規(guī)劃和運行非常必要。

電力系統(tǒng)的兩大國際組織：國際電氣與電子工程師學(xué)會電氣工程分會（Institute of Electrical and Electronic Engineers，Power Engineering Society，IEEE PES）和國際大電網(wǎng)會議（Conseil International des Grands RéseauxElectriques，CIGRE），曾分別給出過電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的定義，然而，隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展及電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，電力系統(tǒng)失穩(wěn)的性態(tài)更加復(fù)雜。暫態(tài)穩(wěn)定曾是早期電力系統(tǒng)穩(wěn)定的主要問題，隨著電網(wǎng)互聯(lián)的發(fā)展、新技術(shù)和新控制手段的不斷應(yīng)用以及運行負(fù)荷水平越來越重，電壓失穩(wěn)、頻率失穩(wěn)和振蕩失穩(wěn)成為電力系統(tǒng)失穩(wěn)的更常見現(xiàn)象。IEEE PES和CIGRE以前給出的定義已不完全準(zhǔn)確，其分類也難以完全包含現(xiàn)在所有實際發(fā)生的電力系統(tǒng)失穩(wěn)現(xiàn)象。深入理解電力系統(tǒng)不同穩(wěn)定類型的定義、區(qū)分不同類型穩(wěn)定性之間的相互關(guān)系以及理清國內(nèi)外定義的區(qū)別和聯(lián)系具有非常重要的意義。

2.1 電壓穩(wěn)定性的定義

電壓穩(wěn)定性的研究工作雖然己經(jīng)持續(xù)了很多年，但對于電壓穩(wěn)定的確切定義，目前在國際學(xué)術(shù)界還沒有一個統(tǒng)一的認(rèn)識，下面就給出幾種有影響力的定義。

Charles Concordia將電壓穩(wěn)定定義為：電力系統(tǒng)在合適的無功支持下維持負(fù)荷點電壓在規(guī)定范圍內(nèi)的能力。它使得負(fù)荷導(dǎo)納增加時，負(fù)荷功率也增加，功率和電壓都是可控的。電壓不穩(wěn)定表示為負(fù)荷導(dǎo)納增加時，負(fù)荷電壓降低很多以致負(fù)荷功率降低或至少不增。C.W Taylor將電壓失穩(wěn)定義為：電壓穩(wěn)定的喪失，導(dǎo)致電壓逐步衰減的過程。而電壓崩潰則為：故障或擾動后的節(jié)點電壓值已超出了可按受的范圍。

P.Kunder給出的電壓穩(wěn)定性定義為：電力系統(tǒng)在正常運行或經(jīng)受擾動后維持所有節(jié)點電壓為可接受值的能力。電壓失穩(wěn)指：擾動引起的持續(xù)且不可控制的電壓下降過程。電壓崩潰則是指：伴隨著電壓失穩(wěn)的一系列事件導(dǎo)致系統(tǒng)的部分電壓低到不可接受的過程。

CIGRETF38.02.10在1993年的報告中指出：電壓穩(wěn)定性是整個電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的一個子集。一個電力系統(tǒng)在給定運行狀態(tài)下是小擾動電壓穩(wěn)定的，只要任何小擾動之后，負(fù)荷附近的電壓等于或接近于擾動前的值。一個電力系統(tǒng)在給定運行下遭受一個擾動后是電壓穩(wěn)定的，只要擾動后負(fù)荷附近的電壓達(dá)到擾動后的一個穩(wěn)定的平衡點值。而電壓崩潰是由電壓不穩(wěn)定（也可能是角度不穩(wěn)定）導(dǎo)致系統(tǒng)的相當(dāng)大一部分負(fù)荷點電壓很低的系統(tǒng)失穩(wěn)過程。一個電力系統(tǒng)在給定的運行狀態(tài)下，遭受一個給定的擾動而經(jīng)受電壓崩潰，只要擾動后負(fù)荷點附近的電壓低于可接受的限制值。

根據(jù)我國《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》（DL 755-2001）給出的定義，電壓穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)受到小的或大的擾動后，系統(tǒng)電壓能夠保持或恢復(fù)到允許的范圍內(nèi)，不發(fā)生電壓崩潰的能力。

從以上幾種定義，可以發(fā)現(xiàn)一些共性的東西，電壓穩(wěn)定性實際上是電力系統(tǒng)中的電能量在傳輸中保持平衡的一種反映，電壓穩(wěn)定性在很大程度上體現(xiàn)了系統(tǒng)運行的可靠性，同時，在電力市場條件下，電壓穩(wěn)定性也是表征電能這一商品質(zhì)量好壞的一個主要指標(biāo)之一，而且，電壓穩(wěn)定性與電力系統(tǒng)的各個子系統(tǒng)的運行中狀態(tài)都有緊密的關(guān)系，電力系統(tǒng)的任何子系統(tǒng)出現(xiàn)故障都可能導(dǎo)致電壓穩(wěn)定性的改變，換句話說，電壓穩(wěn)定性是判斷整個電力系統(tǒng)是否正常、安全運行的一個重要指標(biāo)。

2.2 電壓穩(wěn)定性的分類

文獻(xiàn)中可以見到的與電壓穩(wěn)定有關(guān)的術(shù)語主要有：靜態(tài)電壓穩(wěn)定；暫態(tài)電壓穩(wěn)定；動態(tài)電壓穩(wěn)定；中長期電壓穩(wěn)定等，對它們的含義和所包含的范圍，至今還沒有一個統(tǒng)一的定義。關(guān)于電壓穩(wěn)定/失穩(wěn)的分類，目前主要根據(jù)研究時間范疇、擾動大小和分析方法的不同對電壓穩(wěn)定/失穩(wěn)進(jìn)行相關(guān)分類。根據(jù)研究的時間范疇，將電壓穩(wěn)定分為暫態(tài)電壓穩(wěn)定、中期電壓穩(wěn)定和長期電壓穩(wěn)定：暫態(tài)電壓穩(wěn)定的時間范圍為0-105，主要研究感應(yīng)電動機和HVDC的快速負(fù)荷恢復(fù)特性引起的電壓失穩(wěn)，特別是短路后電動機由于加速引起的失穩(wěn)或由于網(wǎng)絡(luò)弱聯(lián)系引起的異步機失步的電壓失穩(wěn)問題。中期電壓穩(wěn)定（又稱擾動后或暫態(tài)后電壓穩(wěn)定）的時間范疇為1-5min，包括OLTC、電壓調(diào)節(jié)器及發(fā)電機最大電流限制的作用。長期電壓穩(wěn)定的時間范疇為20-30min，其主要相關(guān)的因素為輸電線過負(fù)荷時間極限、負(fù)荷恢復(fù)特性的作用、各種控制措施（如：甩負(fù)荷）等。

根據(jù)擾動大小的不同，參照功角穩(wěn)定分類，P.Kunder和C.W Taylor將電壓穩(wěn)定分為小擾動電壓穩(wěn)定和大擾動電壓穩(wěn)定。小擾動電壓穩(wěn)定性指小擾動（如負(fù)荷的緩慢變化、傳輸線參數(shù)發(fā)生小的變化）之后系統(tǒng)控制電壓的能力。小擾動電壓穩(wěn)定性可以用靜態(tài)方法（在給定運行點系統(tǒng)動態(tài)方程線性化的方法）進(jìn)行有效的研究。大擾動電壓穩(wěn)定性關(guān)心的是大擾動（如系統(tǒng)故障、失去負(fù)荷、失去發(fā)電機等）之后系統(tǒng)控制電壓的能力。確定這種穩(wěn)定形式需要檢驗一個充分長的時間周期內(nèi)系統(tǒng)的動態(tài)行為，以便能捕捉到發(fā)電機磁場電流限制器等設(shè)備的相互作用。大擾動電壓穩(wěn)定性可以用包含合適模型的非線性時域仿真來研究。

根據(jù)研究的方法不同，有些學(xué)者將電壓穩(wěn)定向題分為三類，即靜態(tài)電壓失穩(wěn)、動態(tài)電壓失穩(wěn)和暫態(tài)電壓失穩(wěn)。

靜態(tài)電壓失穩(wěn)是指負(fù)荷的緩慢增加導(dǎo)致負(fù)荷端母線電壓緩慢地下降，在達(dá)到電力系統(tǒng)承受負(fù)荷增加能力的臨界值時導(dǎo)致的電壓失穩(wěn)，在電壓突然下降之前的整個過程中發(fā)電機轉(zhuǎn)子角度及母線電壓相角并未發(fā)生明顯的變化。

動態(tài)電壓失穩(wěn)是指系統(tǒng)發(fā)生故障后，為保證其功角暫態(tài)穩(wěn)定及維持系統(tǒng)頻率，除進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)操作外，也可能進(jìn)行切機、切負(fù)荷等操作，由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變很脆弱或全系統(tǒng)（或局部）由于支持負(fù)荷的能力變?nèi)酰徛呢?fù)荷恢復(fù)過程導(dǎo)致的電壓失穩(wěn)。

暫態(tài)電壓穩(wěn)定問題是指電力系統(tǒng)發(fā)生故障或其他類型的大擾動后，伴隨系統(tǒng)處理事故的過程中發(fā)電機之間的相對搖擺，某些負(fù)荷母線電壓發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的突然下降的失穩(wěn)過程，而此時系統(tǒng)發(fā)電機間的相對搖擺可能并未超出使電力系統(tǒng)角度失穩(wěn)的程度。另外，還有學(xué)者給出了電壓穩(wěn)定性的參考分類方法。他將電壓穩(wěn)定問題分為如下四類：（1）動態(tài)穩(wěn)定：系統(tǒng)用線性微分方程描述，計及元件動態(tài)及調(diào)節(jié)器的動態(tài)作用，判別系統(tǒng)在小擾動下的電壓穩(wěn)定性。（2）靜態(tài)穩(wěn)定：對動態(tài)系統(tǒng)作進(jìn)一步簡化，即假定發(fā)電機在理想的調(diào)節(jié)下（如勵磁調(diào)節(jié)器的作用，用暫態(tài)電勢后的不變電勢表示），負(fù)荷用靜態(tài)電壓特性表示，從而使系統(tǒng)可以用代數(shù)方程描述時，判斷系統(tǒng)在平衡點處的電壓穩(wěn)定性。研究系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定的主要作用是確定系統(tǒng)正常運行和事故后運行方式下的電壓靜穩(wěn)定儲備情況。（3）暫態(tài)穩(wěn)定：系統(tǒng)用非線性微分方程描述，計及元件的動態(tài)特性及調(diào)節(jié)器的動態(tài)作用，暫態(tài)穩(wěn)定可以用來判別系統(tǒng)在大擾動下的電壓穩(wěn)定性。（4）電壓崩潰：系統(tǒng)在遭受擾動（大干擾或小擾動）作用下，系統(tǒng)內(nèi)無功功率平衡狀態(tài)遭到破壞，依靠調(diào)節(jié)器和控制器的作用，仍不能使的功率平衡得到恢復(fù)，從而導(dǎo)致局部或者整個系統(tǒng)中各節(jié)點電壓急劇下降的物理過程。

CIGRE 38研究委員會和IEEE電力系統(tǒng)動態(tài)行為委員會聯(lián)合組成的工作組在2004年5月完成了一份報告中對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性進(jìn)行了重新定義和分類。根據(jù)電力系統(tǒng)失穩(wěn)的物理特性、受擾動的大小以及研究穩(wěn)定問題必須考慮的設(shè)備、過程和時間框架，這份研究報告將電力系統(tǒng)穩(wěn)定分為功角穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定和頻率穩(wěn)定三大類以及眾多子類，所給出的電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分類框架如圖1所示。

圖1 電壓穩(wěn)定性分類

2.3 對電壓穩(wěn)定性定義和分類的評述

關(guān)于正確區(qū)分電壓穩(wěn)定和功角穩(wěn)定問題，IEEE/CIGRE 給出的電力系統(tǒng)穩(wěn)定性定和分類報告給出了如下的解釋：功角穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定的區(qū)別并不是基于有功功率/功角和無功功率/電壓幅值之間的弱耦合關(guān)系。事實上，對于重負(fù)荷狀態(tài)下的電力系統(tǒng)，有功功率/功角和無功功率/電壓幅值之間具有很強的耦合關(guān)系，功角穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定都受到擾動前有功和無功潮流的影響。區(qū)分這兩種不同類別的穩(wěn)定應(yīng)當(dāng)根據(jù)失穩(wěn)發(fā)生時的系統(tǒng)主導(dǎo)變量類型來確定。

關(guān)于電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性定義的理解一般沒有太大的偏差。但對電壓穩(wěn)定分類的理解在學(xué)術(shù)界卻存在較大的分歧，在北美的有關(guān)文獻(xiàn)中，動態(tài)電壓穩(wěn)定的概念等同于小干擾電壓穩(wěn)定，指存在自動控制的情況下（特別是發(fā)電機勵磁控制）的電壓穩(wěn)定性，以此與經(jīng)典的沒有勵磁控制的靜態(tài)穩(wěn)定相區(qū)別；在歐洲的有關(guān)文獻(xiàn)中，動態(tài)電壓穩(wěn)定常被用來指暫態(tài)電壓穩(wěn)定。結(jié)合我國的實際情況，作者以為“暫態(tài)電壓穩(wěn)定”在現(xiàn)有的文獻(xiàn)中具有大擾動和短期限的確切語義，因而應(yīng)當(dāng)可以繼續(xù)使用。在我國，電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL 755-2001從數(shù)學(xué)計算方法和穩(wěn)定預(yù)測的角度，將電壓穩(wěn)定分為靜態(tài)電壓穩(wěn)定和大干擾電壓穩(wěn)定。對于大干擾電壓穩(wěn)定，既可以是由于快速動態(tài)負(fù)荷、HVDC 等引起的快速短期電壓失穩(wěn)，也可以是由慢動態(tài)設(shè)備如有載調(diào)壓、恒溫負(fù)荷和發(fā)電機勵磁電流限制等引起的長過程電壓失穩(wěn)。因而，我國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于大干擾電壓穩(wěn)定的分類IEEE/CIGRE的大干擾電壓穩(wěn)定分類是一致的。而我國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中對于靜態(tài)電壓穩(wěn)定的分類則與IEEE/CIGRE的小干擾電壓穩(wěn)定分類存在一定的差異。其實，人們對電壓穩(wěn)定分類認(rèn)識的不統(tǒng)一，也從另一個側(cè)面反應(yīng)了對電壓穩(wěn)定性研究的不成熟性。

3.電壓穩(wěn)定性的分析方法

電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的分析方法概括起來可以分為以下幾類：靜態(tài)電壓穩(wěn)定、動態(tài)電壓穩(wěn)定及時域仿真。

3.1 靜態(tài)電壓穩(wěn)定分析方法

3.1.1 靈敏度分析法

靈敏度分析法是以潮流方程為基礎(chǔ)，從定性物理概念出發(fā)，利用系統(tǒng)中某些變量間的關(guān)系，通過計算在某種擾動下系統(tǒng)變量對擾動量的靈敏度來判別系統(tǒng)的穩(wěn)定性的一種分析方法。靈敏度方法將靈敏度系數(shù)定義為系統(tǒng)狀態(tài)變量對控制變量的導(dǎo)數(shù)，靈敏度系數(shù)變大時，系統(tǒng)趨向于不穩(wěn)定；在靈敏度系數(shù)趨于無窮大時，系統(tǒng)將發(fā)生電壓崩潰。對于不同的研究對象，可采用不同的狀態(tài)變量，如需要監(jiān)視電壓，則可以采用電壓靈敏度系數(shù)判據(jù)。在使用靈敏度法時，一般將控制變量取為負(fù)荷的變化量，通常將電壓崩潰點定義為負(fù)荷的極限點。在潮流計算的基礎(chǔ)上，靈敏度分析法只需少量的額外計算，便能得到所需要的靈敏度指標(biāo)信息。由于該方法物理概念明確，計算方便，易于實現(xiàn)，因而在靜態(tài)電壓穩(wěn)定分析中得到了廣泛的應(yīng)用。靈敏度法常用來判斷系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性、確定系統(tǒng)的薄弱母線及確定無功補償裝置的有效安裝位置等。3.1.2 潮流多解法

電力系統(tǒng)的潮流方程是一組二階非線性方程，因而可能存在多個潮流解，理論上講，對于一個N節(jié)點電力系統(tǒng)，系統(tǒng)的潮流方程組最多可能有 2n-1個解，并且這些解都是成對出現(xiàn)的。關(guān)于潮流多解數(shù)值計算的最初研究工作并不是始于電壓穩(wěn)定問題，而是產(chǎn)生于應(yīng)用李雅普諾夫直接法判斷功角暫態(tài)穩(wěn)定性，直接法中一個重要的計算是確定與故障有關(guān)的臨界不穩(wěn)定平衡點的電力系統(tǒng)勢能，因此除了正常條件下的潮流解外，還必須求出不穩(wěn)定平衡點。通過電力系統(tǒng)潮流的多解性研究得出了許多有意義的結(jié)論，其中之一就是潮流方程解的個數(shù)隨負(fù)荷水平的增加而成對減少，當(dāng)系統(tǒng)的負(fù)荷增加到臨近靜態(tài)穩(wěn)定極限時，潮流方程只存在兩個解，這時潮流雅克比矩陣也接近于奇異，鄰近的兩個解關(guān)于奇異點對稱，其中一個為正常高電壓解，另一個為低電壓解。進(jìn)一步的研究表明，這兩個潮流解對應(yīng)的潮流雅克比矩陣行列式值的符號、電壓無功控制靈敏度的符號、網(wǎng)絡(luò)存儲能量對頻率變化靈敏度的符號正好相反，故而證明低電壓解是不穩(wěn)定解。當(dāng)系統(tǒng)所能傳送的功率到達(dá)極限時，這一對潮流解融合成一個解，此位置對應(yīng)于PV曲線的鼻尖點，該處的潮流方程雅克比矩陣奇異，系統(tǒng)到達(dá)電壓穩(wěn)定極限狀態(tài)。在重負(fù)荷情況下，如果某種干擾使系統(tǒng)由高電壓解轉(zhuǎn)移到低電壓解，則電壓失穩(wěn)將會發(fā)生。該方法將潮流方程解的存在性與靜態(tài)電壓穩(wěn)定性聯(lián)系起來，通過研究潮流方程解的情況來判斷系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性。在一定的假設(shè)條件下，用潮流多解法也能近似計算出最近的電壓崩潰點。3.1.3 最大功率法

最大功率法將電力網(wǎng)絡(luò)向負(fù)荷母線輸送功率的極限運行狀態(tài)作為靜態(tài)電壓穩(wěn)定的極限運行狀態(tài)，這種方法認(rèn)為，當(dāng)負(fù)荷的需求超過電力網(wǎng)絡(luò)的極限傳輸功率時，系統(tǒng)將失去電壓穩(wěn)定。最大功率法常將節(jié)點有功功率最大值、無功功率最大值、或總負(fù)荷量最大值作為系統(tǒng)的穩(wěn)定性判據(jù)。實際上，這類方法就是基于PV或QV曲線定義電壓穩(wěn)定的方法，它們往往將電網(wǎng)中的某節(jié)點或母線作為研究對象，通過一系列潮流計算，確定其 PV 或 QV 特性曲線，并根據(jù)無功儲備準(zhǔn)則或電壓儲備準(zhǔn)則，確定所需的無功功率，其最大功率對應(yīng)于曲線的頂點。最大功率法在本質(zhì)上與其他許多靜態(tài)電壓穩(wěn)定分析方法是一致的。不同的研究人員采用不同的方法來計算最大功率點。3.1.4 奇異值分解法

從物理概念上講，電壓穩(wěn)定臨界點是指系統(tǒng)到達(dá)最大功率傳輸?shù)狞c，而從數(shù)學(xué)概念上講，電壓穩(wěn)定臨界點對應(yīng)于系統(tǒng)潮流方程雅克比矩陣奇異的點。當(dāng)系統(tǒng)的負(fù)荷接近其極限狀態(tài)時，潮流雅可比矩陣接近奇異，因此，可以用潮流方程雅克比矩陣的最小奇異值反映雅可比矩陣奇異的程度，用作電壓穩(wěn)定性的衡量指標(biāo)，反映當(dāng)前工作狀態(tài)接近臨界狀態(tài)的程度，并研究靜態(tài)電壓穩(wěn)定問題。隨著系統(tǒng)運行狀態(tài)的變化，電壓最易失穩(wěn)模式可能隨之改變，因此，必須計算出一定數(shù)目的最小特征值及其特征向量。特征值分析法就是通過計算降階的潮流雅克比矩陣的少量最小特征值及特征向量來識別系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定情況，進(jìn)行優(yōu)化調(diào)控，從而增強系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性的一種方法。特征值分析法、模式分析法以及奇異值分析法之間的關(guān)系比較密切，它們都是通過分析潮流方程雅克比矩陣，揭示某些系統(tǒng)特征、識別系統(tǒng)失穩(wěn)模式，由于電壓和無功的強相關(guān)性，這些方法往往可以通過分析降階雅可比矩陣來突出重點。為了進(jìn)一步發(fā)揮特征值分析法、奇異值分析法的作用，研究人員提出使用特征值和奇異值對系統(tǒng)變量的一、二階靈敏度的計算方法，這在電壓穩(wěn)定裕度的近似計算、故障選擇等方面有較好的應(yīng)用。3.1.5 崩潰點法

崩潰點法也稱為直接法，是一種較好的能直接計算電壓穩(wěn)定臨界點的方法。該方法用非線性方程組描述電壓穩(wěn)定臨界點的特性，并從數(shù)學(xué)上保證該方程組在臨界點處可解，通過解方程組得到電壓穩(wěn)定極限值。使用崩潰點法的好處是可以得到與潮流方程雅克比矩陣零特征值對應(yīng)的左右特征向量這一副產(chǎn)品。這些特征向量在識別電壓穩(wěn)定的薄弱位置和確定有效的控制行為，以避免電壓崩潰是非常有用的。

上述幾種方法都是靜態(tài)電壓穩(wěn)定分析中較多采用的方法，其共同點是基于潮流方程或經(jīng)過修改的潮流方程，在當(dāng)前運行點處線性化后進(jìn)行分析計算，本質(zhì)上都把電力網(wǎng)絡(luò)的潮流極限作為靜態(tài)電壓穩(wěn)定的臨界點，所不同之處在于所采用的求取臨界點的方法以及使用極限運行狀態(tài)下的不同特征作為電壓崩潰的判據(jù)。

3.2 動態(tài)電壓穩(wěn)定分析方法

3.2.1 小擾動分析法

小擾動分析是電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析的一般性方法，同樣適用于電壓穩(wěn)定分析。小擾動電壓穩(wěn)定實際上是一種李雅普諾夫意義下的漸近穩(wěn)定，它可以計及與電壓穩(wěn)定問題有關(guān)的各元件的動態(tài)，其實質(zhì)在于將所考慮的動態(tài)元件的微分方程在運行點處線性化，通過分析狀態(tài)方程特征矩陣的特征根來判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性和各元件的作用。許多文獻(xiàn)在電壓穩(wěn)定研究中考慮了發(fā)電機及勵磁系統(tǒng)、OLTC、無功補償設(shè)備及負(fù)荷的動態(tài)。

3.2.2 非線性動力系統(tǒng)的分岔理論分析法

高階電力系統(tǒng)的動態(tài)特性可以用與系統(tǒng)參數(shù)有關(guān)的非線性微分－代數(shù)方程組描述，如式（1）所示：

（1）

式中： f 代表系統(tǒng)，如發(fā)電機、勵磁器、負(fù)荷和控制系統(tǒng)的動態(tài)特性；g為系統(tǒng)的潮流方程；X為系統(tǒng)的狀態(tài)變量，如發(fā)電機電勢、轉(zhuǎn)子變量、勵磁調(diào)節(jié)器變量等；Y為除狀態(tài)變量以外的其他變量，如母線電壓的大小和角度；參數(shù)p為系統(tǒng)參（系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、電感、電容、變比等參數(shù)）和操作參數(shù)（如負(fù)荷功率、發(fā)電量等）。

對于每一組確定的系統(tǒng)參數(shù)值p，系統(tǒng)的平衡點X*是式（2）的解。

*ì?f(X,Y,p)=0（2）í*??g(X,Y,p)=0系統(tǒng)在該平衡點的穩(wěn)定性由式（1）在平衡點的展開式?jīng)Q定。

(3)

對于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)性穩(wěn)定問題，有三種分岔點，分別是：（1）鞍結(jié)分岔SNB：在這個分岔點上，兩個平衡點重合然后消失，此時雅可比矩陣有一個零特征值。（2）Hopf分岔：在該分岔點上，雅可比矩陣的一對共軛復(fù)特征值穿過虛軸。（3）奇異誘導(dǎo)分岔SIB：在該分岔點上，gy奇異。3.2.3 使用本地測量數(shù)據(jù)的分析法

前面所討論的方法都是屬于全電網(wǎng)集中控制的方法，需要獲得系統(tǒng)中所有節(jié)點的數(shù)據(jù)。由于任何集中控制的方法都會遇到數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃詥栴}，近年來，一些使用局部直接測量量進(jìn)行電壓穩(wěn)定分析的方法也得到了較多重視?？梢岳脝蝹€節(jié)點的本地測量數(shù)據(jù)（母線電壓和負(fù)荷電流）進(jìn)行電壓穩(wěn)定性分析，它將與該節(jié)點相連的外部系統(tǒng)進(jìn)行戴維南等效，由多次測量得到的本地數(shù)據(jù)通過曲線擬合求出外部戴維南等效電路，通過比較節(jié)點電壓與戴維南等效電源電壓的大小來判別電壓穩(wěn)定性。在考慮恒功率負(fù)荷時，發(fā)生電壓崩潰的條件為節(jié)點電壓在戴維南等效電壓方向上的投影為電源等效電壓的一半；在采用ZIP負(fù)荷模型時，電壓失穩(wěn)的條件為PV曲線與負(fù)荷曲線相切。

電壓穩(wěn)定問題本質(zhì)上是一個動態(tài)問題，系統(tǒng)中的發(fā)電機及其勵磁控制系統(tǒng)、OLTC、無功補償設(shè)備等元件和負(fù)荷的動態(tài)特性對電壓穩(wěn)定都有重要影響。因而只有計及了這些因素的動態(tài)電壓穩(wěn)定分析才能準(zhǔn)確反映系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定狀況。采用小擾動分析法進(jìn)行研究時，由于電壓穩(wěn)定問題考慮的時間范圍很大，從幾秒鐘至幾十分鐘，幾乎涉及電力系統(tǒng)中所有機電和動力設(shè)備的動態(tài)，這給完全意義下的小擾動分析造成了困難。由于電力系統(tǒng)本質(zhì)上是非線性動力系統(tǒng)，隨著非線性科學(xué)理論研究的進(jìn)展，研究人員逐步把能分析非線性作用的新方法引入電壓穩(wěn)定研究中，如中心流形理論、分岔理論和混沌理論等，其中使用最多的是分岔理論。當(dāng)前的研究一般局限于低維、簡單模型系統(tǒng)和周期性小擾動，并引入了很多假設(shè)。分岔理論在電壓穩(wěn)定中的進(jìn)一步應(yīng)用有待更多研究人員的努力和非線性動力學(xué)理論的新突破?；诒镜販y量數(shù)據(jù)進(jìn)行電壓穩(wěn)定分析的方法，間接考慮了元件的動態(tài)特性，同時這些方法足夠簡單因而可以方便地實際應(yīng)用。不過它們的使用范圍有限，只能用于單個節(jié)點或母線上，在實際應(yīng)用中可作為集中控制方案的補充。

姓名：于炎娟 現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析課程報告

學(xué)號：20***