電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的定義與分類探析

電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的定義與分類探析

一、本文概述

隨著現(xiàn)代社會對電力能源依賴程度的不斷加深，電力系統(tǒng)的安全

穩(wěn)定性已成為人們關注的焦點。本文旨在深入探討電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定

性的定義與分類，通過對相關概念和理論的梳理，揭示電力系統(tǒng)安全

穩(wěn)定性的內(nèi)在機制及其影響因素，為電力系統(tǒng)的規(guī)劃、設計、運行和

維護提供理論支撐和實踐指導。文章首先將對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的

概念進行界定，明確其內(nèi)涵和外延；接著，對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的

分類進行詳細闡述，包括靜態(tài)安全穩(wěn)定性、動態(tài)安全穩(wěn)定性、暫態(tài)安

全穩(wěn)定性等方面；然后，結(jié)合國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，分析當前電力系統(tǒng)安

全穩(wěn)定性研究的主要方向和存在問題；對未來電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性研

究的趨勢進行展望，提出相應的建議和對策。通過本文的探討，期望

能夠為提升我國電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性水平，保障經(jīng)濟社會發(fā)展的用

電需求提供有益的參考。

二、電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的定義

電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性是指電力系統(tǒng)在正常運行或受到擾動后，能

夠維持其正常供電功能，防止發(fā)生大規(guī)模停電事故，保證電力系統(tǒng)的

可靠運行。它涵蓋了電力系統(tǒng)在正常運行狀態(tài)下的穩(wěn)定性，以及在遭

受各種內(nèi)外部擾動（如短路、負荷突變、設備故障等）后的恢復能力。

電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性主要包括功角穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定和頻率穩(wěn)定

三個方面。功角穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)在受到擾動后，各發(fā)電機之間能夠

保持同步運行，防止發(fā)生非同期并列或系統(tǒng)解列。電壓穩(wěn)定則是指電

力系統(tǒng)在受到擾動后，各節(jié)點的電壓能夠維持在允許范圍內(nèi)，防止發(fā)

生電壓崩潰或大面積停電。頻率穩(wěn)定則是指電力系統(tǒng)在受到擾動后，

系統(tǒng)頻率能夠維持在正常范圍內(nèi)，防止發(fā)生頻率崩潰。

為了實現(xiàn)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，需要采取一系列的技術措施和管

理手段，包括優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、提高設備可靠性、加強調(diào)度運行管理、

完善應急預案等。還需要加強對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的研究和監(jiān)測，

不斷提高電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行水平，為經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展提

供有力保障U

三、電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的分類

電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性是一個復雜且多維度的概念，根據(jù)不同的標

準和維度，可以有多種分類方式。以下是對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性分類

的探析：

小擾動穩(wěn)定性：系統(tǒng)遭受小幅度擾動后，能否保持原有的運行狀

態(tài)或自動恢復到原來的穩(wěn)定狀態(tài)，是電力系統(tǒng)正常運行的基本要求。

小擾動穩(wěn)定性主要關注系統(tǒng)的小幅度波動和振蕩問題。

大擾動穩(wěn)定性：系統(tǒng)遭受大幅度擾動，如短路、斷線、切機等故

障后，能否保持穩(wěn)定運行或過渡到新的穩(wěn)定狀態(tài)。大擾動穩(wěn)定性主要

關注系統(tǒng)在極端情況下的魯棒性和恢復能力。

短期穩(wěn)定性：關注擾動發(fā)生后幾秒到幾分鐘內(nèi)的系統(tǒng)行為，主要

涉及發(fā)電機的同步轉(zhuǎn)矩和電磁轉(zhuǎn)矩的平衡問題。

長期穩(wěn)定性：關注擾動發(fā)生后數(shù)分鐘到數(shù)小時內(nèi)的系統(tǒng)行為，主

要涉及控制系統(tǒng)和保護設備的動作以及系統(tǒng)的自動恢復過程。

靜態(tài)穩(wěn)定性：系統(tǒng)在沒有受到擾動時丁對于小擾動的抵抗能力。

靜態(tài)穩(wěn)定性主要分析系統(tǒng)在平衡點附近的穩(wěn)定性。

動態(tài)穩(wěn)定性：系統(tǒng)在受到擾動后，能否通過自身的調(diào)節(jié)和控制恢

復到穩(wěn)定狀態(tài)。動態(tài)穩(wěn)定性主要研究系統(tǒng)的動態(tài)行為和振蕩特性。

暫態(tài)穩(wěn)定性：系統(tǒng)在大擾動后，能否保持同步運行或過渡到新的

同步運行狀態(tài)。暫態(tài)穩(wěn)定性關注系統(tǒng)在極端情況下的穩(wěn)定性和恢復能

力。

結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性：系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)對穩(wěn)定性的影響，如電網(wǎng)拓撲結(jié)

構(gòu)、發(fā)電機參數(shù)等。

運行穩(wěn)定性：系統(tǒng)運行狀態(tài)對穩(wěn)定性的影響，如負荷水平、發(fā)電

出力等。

控制穩(wěn)定性：系統(tǒng)控制和保護設備對穩(wěn)定性的影響，如自動電壓

算法被應用于電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的分析中。例如，神經(jīng)網(wǎng)絡、支持

向量機、深度學習等算法可以通過學習大量的歷史數(shù)據(jù)，自動提取出

電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定特征，從而實現(xiàn)對系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的快速準確評

估。

這些方法各有優(yōu)缺點，需要根據(jù)具體的電力系統(tǒng)特性和分析需求

進行選擇。在實際應用中，通常會將多種方法結(jié)合起來，以得到更全

面、更準確的分析結(jié)果。例如，可以先通過時域仿真法得到系統(tǒng)的動

態(tài)響應，然后利用概率分析法評估系統(tǒng)的安全穩(wěn)定概率，最后再結(jié)合

算法對系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性進行快速預測。

電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的分析方法是一個不斷發(fā)展、不斷完善的領

域。隨著科技的進步和電力系統(tǒng)的發(fā)展，未來還將會有更多新的分析

方法出現(xiàn)，為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行提供更加有力的保障V

五、提高電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的措施

電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的提升是確保能源供應安全、經(jīng)濟穩(wěn)定運行

的關鍵。針對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的挑戰(zhàn)，可以采取一系列有效的措

施來增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

加強電網(wǎng)基礎設施建設是關鍵。這包括優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，提高電網(wǎng)

的互聯(lián)性，增強電網(wǎng)的輸電能力和抗災能力。通過增加線路和變壓器

的容量，優(yōu)化調(diào)度方式，可以提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性。

推廣智能電網(wǎng)技術是提升電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的重要手段。智能

電網(wǎng)通過應用先進的通信技術、自動化技術和數(shù)據(jù)分析技術，可以實

現(xiàn)對電力系統(tǒng)的實時監(jiān)控、預測和優(yōu)化調(diào)度。通過智能電網(wǎng)，可以及

時發(fā)現(xiàn)和處理系統(tǒng)中的故障，提高系統(tǒng)的恢復能力。

第三，加強電力系統(tǒng)的調(diào)度和運行管理也是至關重要的。通過優(yōu)

化調(diào)度策略，合理安排發(fā)電和用電計劃，可以減少系統(tǒng)的波動和不平

衡。同時.，加強調(diào)度人員的培訓，提高調(diào)度水平，也是確保電力系統(tǒng)

安全穩(wěn)定運行的重要保障。

推動清潔能源的發(fā)展也是提高電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的重要措施。

清潔能源如風能、太陽能等具有可再生、無污染等優(yōu)點，可以減少對

傳統(tǒng)能源的依賴，降低環(huán)境污染。同時，清潔能源的接入可以提高電

力系統(tǒng)的多樣性，降低系統(tǒng)風險。

加強國際合作與交流也是提升電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的重要途徑。

通過借鑒國外先進的經(jīng)驗和技術，加強國際間的合作與交流，可以推

動我國電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的不斷提升。

提高電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的措施包括加強電網(wǎng)基礎設施建設、推

廣智能電網(wǎng)技術、加強電力系統(tǒng)的調(diào)度和運行管理.、推動清潔能源的

發(fā)展以及加強國際合作與交流。這些措施的實施將有助于提升我國電

力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性，為經(jīng)濟社會發(fā)展提供堅實的能源保障。

六、結(jié)論

隨著社會的快速發(fā)展和電力需求的日益增長，電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定

性問題越來越受到人們的關注。本文詳細探討了電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性

的定義與分類，旨在深化對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性問題的理解，為電力

系統(tǒng)的規(guī)劃、設計、運行和維護提供理論支持。

通過本文的論述，我們可以清晰地認識到，電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性

是指電力系統(tǒng)在正常運行和受到擾動時，能夠保持其正常運行狀態(tài)，

避免發(fā)生大規(guī)模停電事故的能力c這種能力取決于電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、

設備、運行方式以及調(diào)度控制等多個方面。

在分類方面，電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性可分為靜態(tài)安全穩(wěn)定性、動態(tài)

安全穩(wěn)定性和暫態(tài)安全穩(wěn)定性。靜態(tài)安全穩(wěn)定性主要關注系統(tǒng)在正常

運行狀態(tài)下的穩(wěn)定性，動態(tài)安全穩(wěn)定性則著重于系統(tǒng)受到小擾動后的

恢復能力，而暫態(tài)安全穩(wěn)定性則關注系統(tǒng)受到大擾動后的響應和恢復

過程。

對于電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的提升，需要綜合考慮多個方面。一方

面，要加強電力系統(tǒng)的規(guī)劃和設計，優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，提高設備的可靠

性；另一方面，要加強電力系統(tǒng)的運行和調(diào)度控制，提高系統(tǒng)的自動

調(diào)節(jié)能力和抗擾動能力。還需要加強電力系統(tǒng)的維護和檢修，及時發(fā)

現(xiàn)和處理潛在的安全隱患。

電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性是電力系統(tǒng)運行的重要保障，對于保障電力

供應的可靠性、經(jīng)濟性和社會性具有重要意義。未來，隨著新能源的

大規(guī)模接入和電力系統(tǒng)的智能化發(fā)展，電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性問題將更

加突出。因此，我們需要繼續(xù)深入研究電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性問題，不

斷提升電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定水平，為社會的可持續(xù)發(fā)展提供有力支撐。

參考資料：

隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，雙高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性問題日益凸顯。

雙高電力系統(tǒng)是指同時具有高電壓等級和大容量傳輸能力的電力系

統(tǒng)，這種系統(tǒng)在能量傳輸和分配方面發(fā)揮著重要的作用。然而，在實

際運行中，雙高電力系統(tǒng)面臨著許多穩(wěn)定性問題。本文將介紹這些問

題，并對其進行分類探討。

暫態(tài)穩(wěn)定性是指電力系統(tǒng)在受到干擾后，是否能自動恢復到原來

的平衡狀態(tài)。隨著雙高電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，暫態(tài)穩(wěn)定性問題愈發(fā)突

出。在某些情況下，系統(tǒng)可能無法在短時間內(nèi)恢復穩(wěn)定，甚至導致大

面積停電等嚴重后果。

動態(tài)穩(wěn)定性是指在正常運行條件下，電力系統(tǒng)是否能保持穩(wěn)定的

運行狀態(tài)。在雙高電力系統(tǒng)中，由于傳輸容量大、電壓等級高，動態(tài)

穩(wěn)定性問題也日益突出。如果系統(tǒng)不能及時調(diào)整運行狀態(tài)，可能會對

整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行造成嚴重影響。

電壓穩(wěn)定性是指電力系統(tǒng)在正常運行條件下，節(jié)點電壓是否能夠

保持在一個合理的范圍內(nèi)。雙高電力系統(tǒng)中的電壓穩(wěn)定性問題尤為突

出，如果不能有效控制節(jié)點電壓，可能會引發(fā)連鎖反應，導致系統(tǒng)崩

潰。

頻率穩(wěn)定性是指電力系統(tǒng)在受到干擾后，系統(tǒng)頻率是否能夠恢復

到正常值。雙高電力系統(tǒng)中，由于大容量傳輸和高度互聯(lián)的特點，頻

率穩(wěn)定性問題也日益突出。如果不能有效控制系統(tǒng)頻率波動，可能會

對整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行造成嚴重影響。

暫態(tài)穩(wěn)定性問題的主要原因是短路故障、自然災害、設備故障等

外部干擾。這些干擾可能導致系統(tǒng)失去平衡，無法在短時間內(nèi)恢復穩(wěn)

定。例如，2008年我國南方冰災期間，由于輸電線路結(jié)冰斷裂，導

致多個省份出現(xiàn)大面積停電事故，對社會生產(chǎn)和生活造成了嚴重影響。

動態(tài)穩(wěn)定性問題的主要原因是系統(tǒng)內(nèi)部元件的動態(tài)響應特性不

一致，以及控制系統(tǒng)和保護裝置的限制。在雙高電力系統(tǒng)中，由于傳

輸容量大、電壓等級高，動態(tài)穩(wěn)定性問題尤為突出。例如，2011年

美國東北部大停電事故，就是因為控制系統(tǒng)和保護裝置無法及時調(diào)整

輸電線路的運行狀態(tài)，導致系統(tǒng)失穩(wěn)。

電壓穩(wěn)定性問題的主要原因是系統(tǒng)負荷的不平衡和無功功率的

缺失。在雙高電力系統(tǒng)中，由于傳輸容量大、電壓等級高，電壓穩(wěn)定

性問題尤為突出。如果不能有效控制節(jié)點電壓，可能會引發(fā)連鎖反應,

導致系統(tǒng)崩潰。例如，2004年印度大停電事故，就是因為節(jié)點電壓

失穩(wěn)引發(fā)的大規(guī)模連鎖反應，導致近億人受到影響。

頻率穩(wěn)定性問題的主要原因是系統(tǒng)負荷的變化和機組出力的波

動。在雙高電力系統(tǒng)中，由于大容量傳輸和高度互聯(lián)的特點，頻率穩(wěn)

定性問題尤為突出。如果不能有效控制系統(tǒng)頻率波動，可能會對整個

電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行造成嚴重影響。例如，2012年德國大停電事故,

就是因為控制系統(tǒng)無法有效調(diào)整機組出力和負荷，導致系統(tǒng)頻率波動

過大，引發(fā)大規(guī)模停電。

增強設備可靠性：通過選用高可靠性設備、加強設備維護等方式,

降低設備故障率；

提高保護裝置性能：優(yōu)化保護裝置的配置和動作特性，提高保護

裝置的響應速度和準確性；

完善應急預案：制定詳細的應急預案，包括故障處理流程、人員

組織協(xié)調(diào)等，以便在緊急情況下迅速采取措施。

隨著電力電子技術的飛速發(fā)展，高比例電力電子電力系統(tǒng)在工業(yè)

和家庭應用中越來越普遍。然而，過電壓問題是這類系統(tǒng)中一個重要

的安全隱患，它可能導致設備損壞，甚至引發(fā)系統(tǒng)崩潰。因此，對高

比例電力電子電力系統(tǒng)過電壓的定義、分類和相關要求的深入理解顯

得至關重要。

過電壓是指電力系統(tǒng)的電壓超過其正常范圍，這種情況可能由多

種因素引起，如電力設備故障、雷擊、開關操作等。在電力電子系統(tǒng)

中，過電壓可能由于功率半導體器件的開關操作、二極管的反向恢復、

負載突變等情況產(chǎn)生。

對于高比例電力電子電力系統(tǒng)，過電壓防護是一項重要的設計考

量，需要采取一系列措施以降低過電壓對系統(tǒng)的影響。以下是一些相

關的要求：

系統(tǒng)應配置適當?shù)倪^電壓保護裝置，如壓敏電阻、二極管、氣體

放電管等。

對于重要的設備或電路，應實施多重保護措施，確保其在過電壓

情況下仍能正常工作。

對操作人員進行過電壓防護知識的培訓，確保其在遇到問題時能

采取正確的措施。

對系統(tǒng)的接地設計和布置進行嚴格把關，防止接地不良引起的過

電壓問題。

總結(jié)：高比例電力電子電力系統(tǒng)的過電壓防護是一項復雜而重要

的任務。通過理解過電壓的定義、分類以及相關要求，我們可以更好

地應對和處理這類問題，保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和設備的安全。在

實際操作中，我們需要結(jié)合系統(tǒng)的特點和實際環(huán)境，采取適當?shù)拇胧?/p>

來降低過電壓對系統(tǒng)的影響。

電力系統(tǒng)穩(wěn)定性，是給定運行條件下的電力系統(tǒng),在受到擾動后,

重新回復到運行平衡狀態(tài)的能力。

電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的破壞，將造成大量用戶供電中斷，甚至導致整

個系統(tǒng)的瓦解，后果極為嚴重。因此，保持電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，

對于電力系統(tǒng)安全可靠運行，具有非常重要的意義。

電力系統(tǒng)正常運行的一個重要標志，乃是系統(tǒng)中的同步電機（主

要是發(fā)電機）都處于同步運行狀態(tài)。所謂同步運行狀態(tài)是指所有并聯(lián)

運行的同步電機都有相同的電角速度。在這種情況下，表征運行狀態(tài)

的參數(shù)具有接近于不變的數(shù)值，通常稱此情況為穩(wěn)定運行狀態(tài)。

隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展和壯大，往往會有這樣一些情況：例加，水

電廠或火電廠通過長距離交流輸電線將大量的電力輸送到中心系統(tǒng)，

在輸送功率大到一定的數(shù)值后，電力系統(tǒng)稍微有點小的擾動都有可能

出現(xiàn)電流、電壓、功率等運行參數(shù)劇烈變化和振蕩的現(xiàn)象，這表明系

統(tǒng)中的發(fā)電機之間失去了同步，電力系統(tǒng)不能保持穩(wěn)定運行狀態(tài)；又

如，當電力系統(tǒng)中個別元件發(fā)生故障時，雖然自動保護裝置已將故障

元件切除，但是，電力系統(tǒng)受到這種大的擾動后，也有可能出現(xiàn)上述

運行參數(shù)劇烈變化和振蕩現(xiàn)象；甚至運行人員的正常操作，如切除輸

電線路、發(fā)電機等，也有可能導致電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行狀態(tài)的破壞。

通常，人們把電力系統(tǒng)在運行中受到微小的或大的擾動之后能否

繼續(xù)保持系統(tǒng)中同步電機（最主要的是同步發(fā)電機）間同步運行的問

題，稱為電力系統(tǒng)同步穩(wěn)定性問題。電力系統(tǒng)同步運行的穩(wěn)定性是根

據(jù)受擾后系統(tǒng)并聯(lián)運行的同步發(fā)電機轉(zhuǎn)子之間的相對位移角（或發(fā)電

機電動勢之間的相角差）的變化規(guī)律來判斷的，因此，這種性質(zhì)的穩(wěn)

定性又稱為功角穩(wěn)定性。

電力系統(tǒng)中電源的配置與負荷的實際分布總是不一致的，當系統(tǒng)

通過輸電線路向電源配置不足的負荷中心地區(qū)大量傳送功率時，隨著

傳送功率的增加，受端系統(tǒng)的電壓將會逐漸下降。在有些情況下，可

能出現(xiàn)不可逆轉(zhuǎn)的電壓持續(xù)下降，或者電壓長期滯留在完全運行所不

能容忍的低水平上而不能恢復。這就是說電力系統(tǒng)發(fā)生了電壓失穩(wěn)，

它將造成局部地區(qū)的供電中斷，在嚴重的情況下還可能導致電力系統(tǒng)

的功角穩(wěn)定喪失。

電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的破壞，將造成大量用戶供電中斷，甚至導致整

個系統(tǒng)的瓦解，后果極為嚴重。因此，保持電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，

對于電力系統(tǒng)安全可靠運行，具有非常重要的意義。

國際大電網(wǎng)會議（CIGRE）和國際電氣與電子工程師學會電力工

程分會（IEEE/PES）穩(wěn)定定義聯(lián)合工作組于2004年重新對電力系統(tǒng)

穩(wěn)定性進行了定義和分類，電力系統(tǒng)穩(wěn)定性是指系統(tǒng)在給定的初始運

行方式下，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)變量都未越限，從而保持系統(tǒng)完整性的能力。

IEEE/CIGRE穩(wěn)定定義聯(lián)合工作組根據(jù)電力系統(tǒng)失穩(wěn)的物理特性，

受擾動的大小及研究穩(wěn)定問題必須考慮的設備、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)定三大類，如圖1所

示。

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，其中，同

步轉(zhuǎn)矩不足引起非周期失穩(wěn)，阻尼轉(zhuǎn)矩不足將引起振蕩失穩(wěn)。

小擾動功角穩(wěn)定是指系統(tǒng)遭受小擾動后保持同步運行的能力，它

取決于系統(tǒng)的初始運行狀態(tài)°由于擾動足夠小，因此，在分析時，可

在平衡點將描述系統(tǒng)的非線性方程線性化，在此基礎上對穩(wěn)定問題進

行研究。小擾動功角穩(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)矩不足引起的轉(zhuǎn)子增幅振蕩失穩(wěn)，小擾動失穩(wěn)研究的

時間范圍通常是10'20so

大擾動功角穩(wěn)定又稱暫態(tài)功角穩(wěn)定，是指電力系統(tǒng)遭受線路短路、

切機等大擾動時:保持同步運行的能力，它由系統(tǒng)的初始運行狀態(tài)和

受擾動的嚴重程度共同決定。由于擾動足夠大，因此，必須用非線性

微分方程來研究。大擾動功角穩(wěn)定表現(xiàn)為非周期失穩(wěn)和振蕩失穩(wěn)兩種

模式。非周期失穩(wěn)大擾動功角穩(wěn)定問題，研究的時間范圍通常是受擾

后夕5s,振蕩失穩(wěn)的研究時間范圍通常是10、20s。

電壓穩(wěn)定是指處于給定運行點的電力系統(tǒng)在經(jīng)受擾動后，維持所

有節(jié)點電壓為可接受值的能力。它依賴于系統(tǒng)維持或恢復負荷需求和

負荷供給之間平衡的能力。根據(jù)擾動的大小，1EEE/CIGRE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。這符合一般的非線性系統(tǒng)

和線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性定義。

小擾動電壓穩(wěn)定是指系統(tǒng)受到小的擾動后，如負荷的緩慢增長等,

維持電壓的能力。

這類形式的穩(wěn)定受某一給定時刻負荷特性、離散和連續(xù)控制影響。

借助適當?shù)募僭O，在給定運行點對系統(tǒng)動態(tài)方程進行線性化處理，從

而可以用靜態(tài)方法對小擾動電壓穩(wěn)定進行研究。從線性化計算可以得

到有價值的靈敏度信息等。這些信息在確定影響系統(tǒng)穩(wěn)定的主要因素

時非常有用。

大擾動電壓穩(wěn)定是指系統(tǒng)受到大的擾動后，如系統(tǒng)故障、失去負

荷、失去發(fā)電機等，維持電壓的能力。這類形式的穩(wěn)定取決于系統(tǒng)特

性、負荷特性、離散和連續(xù)控制與保護及它們之間的相互作用。確定

這種穩(wěn)定形式需要在一個足夠長的時間周期內(nèi)，檢驗系統(tǒng)的動態(tài)行為,

以便能夠捕捉到諸如電動機、有載調(diào)壓變壓器、發(fā)電機勵磁電流調(diào)節(jié)

器等設備的運行及它們的相互作用。一般用包含合適模型的非線性時

域仿真法來研究大擾動電壓穩(wěn)定問題。根據(jù)需要研究時間范圍可從幾

秒到幾十分鐘。

電壓穩(wěn)定可能是短期的或長期的現(xiàn)象。短期電壓穩(wěn)定與快速峋應

的設備有關，必須考慮負荷的動態(tài)，及鄰近負荷的短路故障，研究時

間大約在幾秒鐘；長期電壓穩(wěn)定與慢動態(tài)設備有關，它通常由連鎖的

設備停運引起，與初始擾動程度無關，研究時間可以是幾分鐘或者更

長的時間。

值得一提的是，IEEE/CIGRE對于正確區(qū)分功角穩(wěn)定和電壓問題

給出了明確的解釋，功角穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定的區(qū)別并不是基于有功/功

角和無功/電壓幅值的弱耦合關系。實際上，對于重載情況下的電力

系統(tǒng)，有功/功角和無功/電壓幅值之間具有很強的耦合關系，功角穩(wěn)

定和電壓穩(wěn)定都受到擾動前有功、無功潮流的影響。

頻率穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)受到嚴重擾動后，發(fā)電和負荷需求出現(xiàn)大

的不平衡，系統(tǒng)仍能保持穩(wěn)定頻率的能力。電力系統(tǒng)功率不平衡量是

變化的，頻率的變化是一個動態(tài)過程。頻率穩(wěn)定可以是短期的或長期

的現(xiàn)象。

我國DL755—2001《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導則》規(guī)定，電力系統(tǒng)

穩(wěn)定性是指電力系統(tǒng)受到事故擾動后保持穩(wěn)定運行的能力。根據(jù)動態(tài)

過程的特征和參與動作的元件及控制系統(tǒng)，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，如圖2所示。

提高系統(tǒng)穩(wěn)定的措施可以分為兩大類：一類是加強網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，另

一類是提高系統(tǒng)穩(wěn)定的控制和采用保護裝置。

(1)加強電網(wǎng)網(wǎng)架，提高系統(tǒng)穩(wěn)定。線路輸送功率能力與線路兩

端電壓之積成正比，而與線路阻抗成反比。減少線路電抗和維持電壓,

可提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。增加輸電線回路數(shù)、采用緊湊型線路都可減少線

路阻抗，前者造價較高。在線路上裝設串聯(lián)電容是一種有效的減少線

路阻抗的方法，比增加線路回路數(shù)要經(jīng)濟。串連電容的容抗占線路電

抗的百分數(shù)稱為補償度，一般在50%左右，過高將容易引起次同步振

蕩,在長線路中間裝設靜止無功補償裝置(SVC),能有效地保持線

路中間電壓水平(相當于長線路變成兩段短線路)，并快速調(diào)整系統(tǒng)

無功，是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要手段之一。

(2)電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制和保護裝置。提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的控制

可包括兩個方面：①失去穩(wěn)定前，采取措施提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性；②失

去穩(wěn)定后，采