III-3 電力系統(tǒng)穩(wěn)定

第三章電力系統(tǒng)穩(wěn)定

PowerSystemStability

2000-10-91電力系統(tǒng)穩(wěn)定概述電力系統(tǒng)功角穩(wěn)定電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定電力系統(tǒng)頻率穩(wěn)定2000-10-923-1

電力系統(tǒng)穩(wěn)定概述機(jī)電暫態(tài)過程與電磁暫態(tài)過程什么是電力系統(tǒng)穩(wěn)定？電力系統(tǒng)穩(wěn)定的分類為什么要研究電力系統(tǒng)穩(wěn)定？2000-10-93電力系統(tǒng)中大致有三類元件：①電磁類②機(jī)電類③機(jī)械類2000-10-94電磁暫態(tài)過程（ElectromagneticTransientProcess）：主要研究發(fā)電機(jī)繞組及線路中電流電壓等電氣量的變化。

重要假定：發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速不變，即不計(jì)機(jī)械動(dòng)態(tài)過程。

2000-10-95機(jī)電暫態(tài)過程（ElectromechanicalTransientProcess）對(duì)機(jī)械動(dòng)態(tài)過程與電磁動(dòng)態(tài)過程進(jìn)行綜合分析研究。實(shí)質(zhì)上是將一個(gè)大問題分開來求解。注意：為了簡(jiǎn)化分析，應(yīng)忽略一些元件的動(dòng)態(tài)過程。

2000-10-96電磁動(dòng)態(tài)過程變化快機(jī)械動(dòng)態(tài)過程變化慢2000-10-97基頻倍頻

復(fù)習(xí)：直流①機(jī)械過程包括發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子及調(diào)速——慢②電氣過程包括發(fā)電機(jī)勵(lì)磁——較慢③網(wǎng)絡(luò)（含定子繞組）電磁暫態(tài)過程——很快④負(fù)荷動(dòng)態(tài)過程一般不計(jì)結(jié)論：2000-10-99什么是電力系統(tǒng)穩(wěn)定？

——穩(wěn)定的機(jī)械比擬

（a）小干擾穩(wěn)（b）小干擾不穩(wěn)（c）（d）

①小干擾穩(wěn)，②大干擾穩(wěn)

—回復(fù)到①，③大干擾失穩(wěn)①稱為平衡點(diǎn)，斜坡上不平衡一有風(fēng)吹草動(dòng)，就土崩瓦解①④均小干擾穩(wěn)②大干擾穩(wěn)—回到①，③大干擾穩(wěn)—新的平衡點(diǎn)④2000-10-910結(jié)論：（1）小干擾穩(wěn)定時(shí)，不一定大干擾下也穩(wěn)定；小干擾不穩(wěn)定點(diǎn)，大干擾下肯定不穩(wěn)。（2）大干擾下穩(wěn)定與否與干擾大小有關(guān)。（3）大干擾下有三種可能：一是滑出去；二是回復(fù)到原平衡點(diǎn)；三是過渡到新的平衡點(diǎn)。后兩種都是穩(wěn)定的。

2000-10-911電力系統(tǒng)穩(wěn)定的定義：電力系統(tǒng)某一運(yùn)行狀態(tài)（穩(wěn)態(tài)）受到干擾后，經(jīng)過暫態(tài)過程，最終能回復(fù)到原始運(yùn)行狀態(tài)或達(dá)到新的運(yùn)行狀態(tài)，則認(rèn)為電力系統(tǒng)在這一運(yùn)行狀態(tài)下是穩(wěn)定的，否則就是不穩(wěn)定的。*實(shí)質(zhì)上是功角穩(wěn)定的定義2000-10-912電力系統(tǒng)穩(wěn)定分類按時(shí)間分：暫態(tài)穩(wěn)定（1～10秒）：系統(tǒng)受擾后發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子之間發(fā)生搖擺。第一擺穩(wěn)定及多搖擺穩(wěn)定；以同步運(yùn)行穩(wěn)定性為主。中期穩(wěn)定（幾十秒～幾分鐘）：以頻率和電壓的穩(wěn)定性為主。長(zhǎng)期穩(wěn)定（幾分鐘～幾十分鐘或1小時(shí)）：系統(tǒng)慢動(dòng)態(tài)，只計(jì)很大的時(shí)間常數(shù)。（系統(tǒng)模型、分析方法、研究目標(biāo)和控制對(duì)象不同）2000-10-913電力系統(tǒng)穩(wěn)定分類（續(xù)）按擾動(dòng)大小分：大擾動(dòng)（暫態(tài)）穩(wěn)定：非線性模型，時(shí)域仿真；小擾動(dòng)（動(dòng)態(tài)）穩(wěn)定：線性化模型，特征根分析。按物理本質(zhì)分：功角穩(wěn)定：同步運(yùn)行穩(wěn)定性（分為靜態(tài)穩(wěn)定與暫態(tài)穩(wěn)定）電壓穩(wěn)定：無功不足和電壓控制能力不足，電壓崩潰頻率穩(wěn)定：頻率崩潰次同步振蕩（SSO）和軸系扭振，等等。2000-10-914為什么要研究電力系統(tǒng)穩(wěn)定？1．后果：①若失穩(wěn)，則系統(tǒng)解列，造成大面積停電。②若振蕩太大，則影響用戶供電。2．任務(wù)：①分析判斷，保證穩(wěn)定。②采取措施，改善穩(wěn)定。2000-10-915

國(guó)外03年發(fā)生的大停電事故國(guó)家發(fā)生時(shí)間事故發(fā)生地點(diǎn)事故后果美國(guó)2003.8.14北美東部網(wǎng)損失負(fù)荷61.8GW，停電8州1省5000萬人，停電面積24000平方公里，最長(zhǎng)停電29小時(shí)，損失300億美元。瑞典丹麥2003.9.23瑞典－丹麥停電1800MW，影響500萬人用電，停6.5小時(shí)。意大利2003.9.28意大利6,400MW的功率缺額，最后導(dǎo)致頻率崩潰，停電19小時(shí)。英國(guó)2003.8.28倫敦地鐵停電724MW，影響41萬用戶，50萬乘客被困，停電37分鐘～1小時(shí)。馬來西亞2003.9.01馬來西亞馬來西亞北方5個(gè)州發(fā)生大停電事故，停電持續(xù)約4個(gè)小時(shí)。2000-10-9163-2

電力系統(tǒng)功角穩(wěn)定同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定2000-10-917出現(xiàn)功角穩(wěn)定問題的原因

同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速由作用在軸上的轉(zhuǎn)矩所決定。作用于轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)矩包括原動(dòng)機(jī)的機(jī)械轉(zhuǎn)矩和發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩，前者為主動(dòng)轉(zhuǎn)矩，后者為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，正常運(yùn)行時(shí)兩者平衡，因而轉(zhuǎn)子維持同步轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。由于電力系統(tǒng)遭受擾動(dòng)（如負(fù)荷不斷變化、設(shè)備操作及偶然事故發(fā)生等），將破壞上述平衡狀態(tài)，功率的不平衡以及相應(yīng)轉(zhuǎn)矩不平衡將導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速的變化。2000-10-918出現(xiàn)功角穩(wěn)定問題的原因

當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出的電磁功率減少，由于慣性原動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率跟不上電磁功率的瞬時(shí)變化，使得原動(dòng)機(jī)的輸入功率暫大于發(fā)電機(jī)的輸出功率，從而使整個(gè)機(jī)組加速。在加速過程中，過剩功率將轉(zhuǎn)化為動(dòng)能儲(chǔ)存于轉(zhuǎn)子之中；相反，如果發(fā)電機(jī)輸出的電磁功率增加，原動(dòng)機(jī)的輸入功率不足，將使發(fā)電機(jī)組減速，在減速過程中轉(zhuǎn)子動(dòng)能將部分釋放出來補(bǔ)償功率的不足。2000-10-919出現(xiàn)功角穩(wěn)定問題的原因

由于各發(fā)電機(jī)組在事故過程中功率不平衡的情況不盡相同，例如在傳輸線上發(fā)生短路故障，送端發(fā)電機(jī)因電功率送不出而加速，而受端系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)因電功率不足而減速，從而在送受兩端發(fā)電機(jī)組間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。2000-10-920電力系統(tǒng)的功角穩(wěn)定

研究電力系統(tǒng)功角穩(wěn)定問題歸結(jié)為系統(tǒng)遭受外擾后破壞平衡狀態(tài)后的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，包括是否存在事故后的穩(wěn)定平衡態(tài)和發(fā)電機(jī)組保持同步運(yùn)行的能力以及提高穩(wěn)定性的措施等。功角穩(wěn)定問題可分為靜態(tài)穩(wěn)定和暫態(tài)穩(wěn)定兩個(gè)方面。靜態(tài)穩(wěn)定針對(duì)小擾動(dòng)而言，可以用線性化系統(tǒng)方程進(jìn)行分析；暫態(tài)穩(wěn)定是指突然受到大干擾，對(duì)此只能用非線性化的系統(tǒng)方程來解。2000-10-921本節(jié)要點(diǎn)

本節(jié)討論電力系統(tǒng)功角穩(wěn)定中的靜態(tài)穩(wěn)定和暫態(tài)穩(wěn)定問題，同時(shí)也將簡(jiǎn)述電力系統(tǒng)功角穩(wěn)定破壞后的特征以及提高系統(tǒng)功角穩(wěn)定的措施。*電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定*電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定2000-10-922一、同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程∴力學(xué)：∵機(jī)械角速度電角速度

標(biāo)幺化2000-10-923

則標(biāo)幺化令（發(fā)電機(jī)組的慣性時(shí)間常數(shù)）2000-10-924注：①TJ的量綱是秒，由

②TJ的物理意義，令，則

∴TJ是時(shí)由0升到0的時(shí)間。

2000-10-925

③TJ的計(jì)算

∵制造廠家提供飛輪轉(zhuǎn)矩GD2（秒）

④在英美書籍中往往用H，H=TJ/2，TJ=2H，則，又∵2000-10-926

⑤若t也用標(biāo)幺值，，

一般標(biāo)幺值省去下標(biāo)*，故要注意方程形式，以便確定，t是否標(biāo)幺化。

2000-10-927電磁功率與電磁轉(zhuǎn)矩

abc坐標(biāo)：dq0坐標(biāo)：定子銅耗定子磁能變化率產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩（電壓方程代入）2000-10-928∴電磁功率為：

注：

①扣除銅耗及磁能變化后的輸出功率（只有在忽略且令時(shí)相等）

②中不包含零序分量。（零序電流合成空間磁場(chǎng)為零。）2000-10-929（穩(wěn)態(tài)或暫態(tài)都適用）（標(biāo)幺化）轉(zhuǎn)矩與功率關(guān)系為：∴

2000-10-930二、電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定

電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定是指系統(tǒng)在正常運(yùn)行條件下受到小干擾后能夠恢復(fù)到原來的運(yùn)行狀態(tài)或很接近原來運(yùn)行狀態(tài)的能力。這種能力是保持系統(tǒng)正常運(yùn)行的必要條件之一。功角特性靜態(tài)穩(wěn)定分析提高靜態(tài)穩(wěn)定的方法

2000-10-931(a)(b)(c)

單機(jī)無限大系統(tǒng)

(a)接線圖(b)、(c)等值電路圖2000-10-932功角特性

當(dāng)發(fā)電機(jī)電勢(shì)及受端母線用線電壓表示時(shí)，三相功率值為：

可見，當(dāng)、及不變時(shí)，發(fā)電機(jī)的電磁功率是功角的正弦函數(shù)。2000-10-933靜態(tài)穩(wěn)定極限當(dāng)從零增至的范圍內(nèi)時(shí)，發(fā)電機(jī)的輸出功率隨的增大而增大。在達(dá)到時(shí)，輸出功率達(dá)到最大值，即

式中稱為靜態(tài)穩(wěn)定極限，其大小與及成正比，與成反比。2000-10-934

靜態(tài)穩(wěn)定分析2000-10-9352000-10-936a點(diǎn)：

回復(fù)到a，穩(wěn)定

2000-10-937b點(diǎn)：

滑向深淵

滑向a點(diǎn)2000-10-938

小擾動(dòng)后功角變化

(a)運(yùn)行點(diǎn)a(b)運(yùn)行點(diǎn)b2000-10-939靜態(tài)穩(wěn)定判據(jù)：

、都由Pe

決定。a、b兩點(diǎn)有何不同？靜穩(wěn)定

邊界

不穩(wěn)定

（極限功率）（極限功角）

2000-10-940靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備系數(shù)

為了保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行，通常保持一定的穩(wěn)定儲(chǔ)備。定義靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備系數(shù)為：式中為正常運(yùn)行情況下的發(fā)電機(jī)輸出功率。我國(guó)規(guī)程規(guī)定，正常方式下不小于15%～20％，事故后不小于10％。2000-10-941電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定分析的小干擾法——概念

所謂小干擾法，就是首先列出描述系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的、通常是非線性的微分方程組，然后將它們線性化，得出近似的線性微分方程組，再根據(jù)其特征方程式根的性質(zhì)判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。2000-10-942電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定分析的小干擾法——基本步驟（電力系統(tǒng)暫態(tài)分析）

1．列寫狀態(tài)方程3．求特征值或特征方程4．判斷穩(wěn)定2．線性化狀態(tài)方程2000-10-943提高靜態(tài)穩(wěn)定的方法發(fā)電機(jī)可能輸送的功率極限值愈高則靜態(tài)穩(wěn)定性愈高。減少發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)間的聯(lián)系電抗可以增加發(fā)電機(jī)輸出的功率極限。減少聯(lián)系電抗就是加強(qiáng)電氣聯(lián)系，聯(lián)系緊密的系統(tǒng)是不易失去穩(wěn)定的。幾種措施：采用自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置減小元件電抗改善系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和采用中間補(bǔ)償設(shè)備2000-10-944采用自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置發(fā)電機(jī)電勢(shì)與勵(lì)磁調(diào)節(jié)情況有關(guān)。通過裝設(shè)無失靈區(qū)或者無時(shí)滯的比例型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器以及強(qiáng)力勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，可以實(shí)現(xiàn)所謂的人工穩(wěn)定區(qū)，即調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的功角，使之滿足穩(wěn)定要求。

2000-10-945減小元件阻抗

——減小線路電抗采用分裂導(dǎo)線提高線路額定電壓等級(jí)（可以等值地看作是減小線路電抗）采用串聯(lián)電容補(bǔ)償（在線路上串聯(lián)電容器以補(bǔ)償線路的電抗）2000-10-946串聯(lián)電容補(bǔ)償在長(zhǎng)線路上采用串聯(lián)電容補(bǔ)償，如下圖：但補(bǔ)償度（）不宜過大，過大將受低頻振蕩方面的限制。通常補(bǔ)償度不宜超過0.5。

串連電容補(bǔ)償2000-10-947改善系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

——加強(qiáng)系統(tǒng)的聯(lián)系增加輸電線路的回路數(shù)當(dāng)輸電線路通過的地區(qū)原來就有電力系統(tǒng)時(shí)，將輸電線路與中間電力系統(tǒng)相連。2000-10-948采用中間補(bǔ)償設(shè)備在長(zhǎng)線的中間裝設(shè)靜止無功補(bǔ)償器或同步調(diào)相機(jī)一類的設(shè)備，如圖所示，則可維持線路中間某點(diǎn)電壓恒定，這樣，輸電線也就等值地分為兩段，從而系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定得到提高。

中間補(bǔ)償設(shè)備2000-10-949三、電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定

電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定是指系統(tǒng)在正常運(yùn)行方式下突然受到大干擾后經(jīng)過暫態(tài)過程能否達(dá)到新的可以接受的穩(wěn)態(tài)或者回復(fù)到原來的狀態(tài)的能力。物理過程分析暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算（1）等面積定則（2）數(shù)值解法提高暫態(tài)穩(wěn)定的措施

2000-10-950

系統(tǒng)在遭受擾動(dòng)后能否穩(wěn)定與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、初始的運(yùn)行方式及干擾的嚴(yán)重程度有關(guān)。

一般暫態(tài)過程分為故障前、故障時(shí)、故障后三個(gè)不同的時(shí)間階段，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是各異的。暫態(tài)穩(wěn)定通常分析故障發(fā)生后一秒至幾秒內(nèi)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2000-10-951（1）發(fā)生短路故障（2）切除或投入系統(tǒng)的主要元件

（如發(fā)電機(jī)、變壓器及線路）

（3）負(fù)荷的突然變化（如大用戶的投入、切除）大干擾2000-10-952物理過程分析

以下圖所示的單機(jī)－無限大功率系統(tǒng)為例，分析雙回輸電線路突然跳開一回后引起的暫態(tài)過程，說明暫態(tài)穩(wěn)定的概念。

2000-10-953(a)(b)(c)

單機(jī)－無限大母線系統(tǒng)(a)接線圖(b)正常等值電路(c)故障后電路2000-10-954正常運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)的總電抗為

跳開一回后系統(tǒng)的總電抗為2000-10-955

功角特性及角度－時(shí)間曲線a,b穩(wěn)定情況c.d不穩(wěn)定情況abcd2000-10-956暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算方法之一——等面積定則加速面積減速面積2000-10-957等面積定則系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的條件是：減速面積大于加速面積，或者最大角度小于臨界角（）。2000-10-958暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算方法之二——搖擺曲線的數(shù)值求解

求解轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程，采用數(shù)值計(jì)算法。逐步求解時(shí)間間隔很小的不同時(shí)間點(diǎn)處的，連成曲線（搖擺曲線），觀察的變化趨勢(shì)。常微分方程初值問題。

(1)分段計(jì)算法（手算）

(2)改進(jìn)歐拉法（計(jì)算機(jī)）

2000-10-959分段計(jì)算法（自學(xué)）把時(shí)間分成一個(gè)個(gè)小段（計(jì)算步長(zhǎng)），在每一個(gè)小段時(shí)間內(nèi)，將變加速運(yùn)動(dòng)近似地看成等加速運(yùn)動(dòng)來計(jì)算的變化。2000-10-960改進(jìn)歐拉法

（從已知初值，逐點(diǎn)求出相應(yīng)時(shí)間上的函數(shù)值。）1.基本原理：作直線近似得：精度不夠2000-10-961改進(jìn)：用作為的初步估計(jì)值，并由此算出處的導(dǎo)數(shù)由的平均作為該小區(qū)間的平均斜率，則：2000-10-962步驟：(四步）①計(jì)算②初步估計(jì)③斜率估計(jì)④修正2000-10-9632.應(yīng)用改進(jìn)歐拉法計(jì)算簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)的搖擺方程初始值：2000-10-964（0）計(jì)算（1）若已求得(開始時(shí)置）計(jì)算初始速率：2000-10-965（2）計(jì)算時(shí)間段末功角等的估計(jì)值：

（3）計(jì)算變化率估計(jì)值：2000-10-966（4）計(jì)算時(shí)間段末功角等的修正值：（考慮勵(lì)磁調(diào)節(jié)器、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器、負(fù)荷及多機(jī)系統(tǒng)時(shí)基本原理相同，只是公式、方程更多、更復(fù)雜些。）2000-10-967多機(jī)系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算計(jì)算與簡(jiǎn)單系統(tǒng)類似，即求解各機(jī)的轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程，然后判斷穩(wěn)定。，不能用等面積判據(jù)。

[近年有擴(kuò)展等面積判據(jù)EEAC]2000-10-968多機(jī)系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算求得的是“絕對(duì)”角，即相對(duì)于同步參考軸的角度。

是相對(duì)于同步速的“絕對(duì)”角速度，穩(wěn)定與否主要看多機(jī)間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，是否“同步”。即或

2000-10-969(a)絕對(duì)角(b)相對(duì)角(c)不穩(wěn)

(a)中雖然“絕對(duì)角”不斷增大，但相對(duì)角最后能“平衡”，則即。但若中有一個(gè)不斷增大或減小，即則第發(fā)電機(jī)的，失穩(wěn)。如（c）2000-10-970提高暫態(tài)穩(wěn)定的措施1、快速切除短路故障及采用自動(dòng)重合閘是優(yōu)先采用的措施。

快速切除故障可以減小加速面積，增大減速面積，因而可以提高暫態(tài)穩(wěn)定的儲(chǔ)備能力。

由于許多故障具有瞬時(shí)性質(zhì)，當(dāng)故障跳閘后如能重新合閘，在很多情況下可以重新恢復(fù)正常供電。重合閘可以提高供電的可靠性，對(duì)于提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性也有明顯的作用。

2000-10-9712、提高發(fā)電機(jī)輸出的電磁功率對(duì)發(fā)電機(jī)施行強(qiáng)行勵(lì)磁

（提高發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)，增加其輸出的電磁功率）電氣制動(dòng)

（消耗發(fā)電機(jī)的有功功率，增大電磁功率）

變壓器中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地（接地短路故障時(shí)的電氣制動(dòng)）2000-10-9723、減少原動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械功率汽輪機(jī)：快速自動(dòng)調(diào)速/快速關(guān)閉進(jìn)汽門水輪機(jī)：故障時(shí)從送端發(fā)電廠切掉一臺(tái)發(fā)電機(jī)2000-10-9734、其它措施送端自動(dòng)切機(jī)、受端自動(dòng)低頻減載

改善結(jié)線方式、改善潮流分布強(qiáng)行串聯(lián)電容補(bǔ)償

2000-10-9743-3

電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定概述電力系統(tǒng)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定電力系統(tǒng)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定2000-10-975導(dǎo)致電力系統(tǒng)崩潰的電壓失穩(wěn)事件（例）時(shí)間地點(diǎn)影響范圍1978年12月19日法國(guó)電網(wǎng)停電29000MW1983年12月27日瑞典電網(wǎng)失去南部系統(tǒng)11400MW負(fù)荷1987年1月12日法國(guó)西部電網(wǎng)影響整個(gè)西部系統(tǒng)，甩負(fù)荷1500MW1987年7月23日日本東京電網(wǎng)損失負(fù)荷8168MW1973年7月12日我國(guó)大連電網(wǎng)造成大面積停電2000-10-976

電壓穩(wěn)定性研究已成為一個(gè)熱點(diǎn)

在越來越多的電力系統(tǒng)中，電壓不穩(wěn)定已成為系統(tǒng)正常運(yùn)行的最大威脅，人們已將系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性和熱過載、功角穩(wěn)定性等放在同等重要的地位加以研究和考慮。

2000-10-977國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議組織（CIGRE）

對(duì)電壓穩(wěn)定性的定義電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性是指系統(tǒng)在某一給定的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行下，經(jīng)受一定的擾動(dòng)后各負(fù)荷節(jié)點(diǎn)維持原有電壓水平的能力。2000-10-978國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議組織（CIGRE）

對(duì)電壓穩(wěn)定性的分類1、小干擾電壓穩(wěn)定性：系統(tǒng)遭受任何小擾動(dòng)后，負(fù)荷電壓恢復(fù)至擾動(dòng)前電壓水平的能力。2、暫態(tài)電壓穩(wěn)定性：系統(tǒng)遭受大擾動(dòng)后，負(fù)荷節(jié)點(diǎn)維持電壓水平的能力。3、長(zhǎng)期電壓穩(wěn)定性：系統(tǒng)在遭受大擾動(dòng)或負(fù)荷增加、傳輸功率增大時(shí)，在0.5~30分鐘的時(shí)間范圍內(nèi)，負(fù)荷節(jié)點(diǎn)維持電壓水平的能力。2000-10-979研究電壓穩(wěn)定問題的重要性為了防止電壓崩潰事故，運(yùn)行人員最關(guān)心的問題就是：當(dāng)前是不是電壓穩(wěn)定，當(dāng)前系統(tǒng)的運(yùn)行點(diǎn)離電壓崩潰點(diǎn)還有多遠(yuǎn)。把電壓穩(wěn)定性分析加入到電力系統(tǒng)的運(yùn)行中，做好電壓穩(wěn)定的預(yù)防控制非常的重要。2000-10-980建立電網(wǎng)在線電壓穩(wěn)定監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

十分必要研究表明，由于缺乏實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，在絕大多數(shù)導(dǎo)致電力系統(tǒng)崩潰的電壓失穩(wěn)事件發(fā)生期間，調(diào)度員并不了解系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和安全的全面情況，也沒有采取有效的措施。事實(shí)上，如果能夠在線進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并進(jìn)行有效控制，是有可能避免災(zāi)難性后果發(fā)生的。

2000-10-981電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定

電壓不穩(wěn)定分為靜態(tài)電壓穩(wěn)定問題和暫態(tài)電壓穩(wěn)定問題。前者的原因是由于負(fù)荷的緩慢增加使節(jié)點(diǎn)電壓發(fā)生不可控的下降；后者是指在發(fā)生事故情況下，如發(fā)電機(jī)跳閘、線路故障后跳閘等使負(fù)荷節(jié)點(diǎn)發(fā)生不可控的突然下降。

單電源單負(fù)荷系統(tǒng)2000-10-982

變電站母線P-U曲線2000-10-983電力系統(tǒng)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定由上圖可見：1、對(duì)于一定的受端負(fù)荷功率因數(shù)，有一最大的傳輸功率值，相應(yīng)的受端電壓稱為臨界電壓。2、對(duì)于每一小于的值，相應(yīng)的受端電壓有兩個(gè)可能的解：及，稱為高電壓解，是低電壓解。是穩(wěn)定解而是不穩(wěn)定解。電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行是取高壓值。3、鼻子曲線以鼻點(diǎn)為界分為高壓區(qū)和低壓區(qū)。高電壓區(qū)是穩(wěn)定區(qū)，低電壓區(qū)是不穩(wěn)定區(qū)。2000-10-984實(shí)用判據(jù)

在大多數(shù)的論證（或工業(yè)實(shí)踐）中，常用電壓與有功或無功功率的關(guān)系曲線，即P-V（或V-Q）曲線來判斷系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性。只要得到負(fù)荷節(jié)點(diǎn)在恒定功率因數(shù)下的P-V曲線，或得到恒定P下的-V-Q曲線，就可以判斷系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性。2000-10-985系統(tǒng)的P-V特性曲線

2000-10-986系統(tǒng)的V-Q特性曲線

2000-10-987電力系統(tǒng)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定當(dāng)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)運(yùn)行電壓為，臨界電壓為時(shí)，該節(jié)點(diǎn)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定儲(chǔ)備系數(shù)定義為如果地區(qū)無功電源不足，供電電壓嚴(yán)重低下，作為緊急情況下的措施，可以切去部分負(fù)荷，既能降低臨界電壓，又能提高供電段電壓。2000-10-988電壓穩(wěn)定裕度在系統(tǒng)P-V特性曲線上的表示

2000-10-989電壓穩(wěn)定裕度在系統(tǒng)V-Q特性曲線上的表示

2000-10-990電壓穩(wěn)定性分析的靜態(tài)方法1、連續(xù)潮流（ContinuousPowerFlow，CPFLOW）2、V-Q靈敏度