电力系统稳定性分析方法研究进展

电力系统稳定性分析方法研究进展

罗军

罗军

（国网江西赣州开发区供电有限责任公司341000）

摘要：电力系统是当前国民经济发展的重要影响因素，而电力系统的稳定性直接影响电力系统的稳定运行。本文从电力系统失稳机理和分类入手，分析了当前电力系统稳定性分析的各种主要方法，为更好地指导电力系统的稳定运行提供技术支持。

关键词：电力系统；稳定性分析；分析方法

1、引言

当今，为了更好地为国家整体经济的发展，以及电力技术的不断提高，新电力设备不断的使用，电力系统越来越复杂。而复杂的电力系统是否能够稳定运行成为电力系统至关重要的环节。只有电力系统的稳定性才能持续保证电力的供应，进而保证工业经济和人民的日常生活。

电力系统的稳定性运行问题开始受到关注最初是在上世纪40年代，之后由于电力系统发展的重点在技术创新和互联网等方面上，电力系统的稳定性运行一直发展相当缓慢，以至于稳定性的理论体系也迟迟未建立完全。近些年来，随着全球电力系统出现的几起大型的电力系统稳定性破坏引发的事故（如用电负荷超高导致系统崩溃的事故等），例如，在西方发达国家就曾出现过由于稳定问题出现的大面积停电导致重大经济损失[1-2]。因此，当前电力系统的稳定问题越来越引起了业内人士的广泛关注，并认为电力系统的稳定运行成为制约电力系统发展的瓶颈[3]。

目前，电力系统稳定性问题分析开始得到不断的发展，现在按照对失稳机理的认识，电力系统的分析方法可以分为两类即静态和动态分析方法。为了更好地指导以后的电力系统稳定运行和及时发现问题，在此对电力系统的稳定性问题的分析方法进行分析。

2、电力系统稳定性问题及其分类

电力系统稳定是指当受到一定的扰动时（或者小扰动或者大扰动），系统的电压能够保持不变，即使受到影响仍然可以在限定时间内恢复到允许的范围内，不会发生崩溃或者偏低的情况。然而，在实际总往往受到扰动后无法在短时间内恢复到允许值或者出现崩溃等极端情况，此为电力系统的稳定性问题出现问题。

如何避免电力系统不稳定首先要确定是何种扰动导致的，即分析稳定失稳的机理。由于稳定划分的标准不同，电力系统稳定性问题的具体的分类也有差异。例如，导致失稳的扰动规模来看，分为小扰动和大扰动；根据失稳事故时间的场景来看，分为暂态稳定、中期稳定和长期稳定等问题。

3、电力系统稳定性问题的分析方法

根据前面所提到的电力系统失稳的机理，目前的电力系统的稳定性分析方法主要有两类，即静态电压稳定分析方法和动态电压稳定分析方法。

3.1静态电压稳定分析方法

当电力系统受到的干扰较小不足以引起系统的自发振荡等问题的时候，可以认为系统是静态的。静态分析方法是以潮流方程为基础的分析方法。该分析方法比较成熟，当前应用较广。该方法的本质是认为电压稳定是符合潮流问题，而电压稳定与否关键是找到稳定与失稳的临界点，即通常所说的电力网络中的潮流极限，并通过各种方法求得此点并掌握失稳与稳定临界的极限状态的不同特征作为失稳的崩溃点[4]。

根据这一原理，该类静态电压稳定分析方法又可以细分为潮流多解法、灵敏度分析方法、奇异值分析法和连续潮流方法等。

其中，灵敏度法相对来说计算过程比较简单，结果也非常清楚，适合于单台发动机单负荷的电力系统中应用。奇异值法则是更加关注雅克比矩阵的奇异性对稳定性的影响，该方法计算简单，技术成熟，应用很广。

3.2动态电压稳定分析方法

其实，电力系统不能简单归类为静态状态，实质上电力系统更多的被认为是动态系统，即通常系统受到的干扰力都是很大的，容易使原来的运行状态发生变化。因为系统中很多因素是动态可变的，正是因为可变性导致了电压失稳。例如发电机的参数和动态特征、无功补偿设备特征等。

目前，动态电压稳定分析的方法可以分为以下几类：小扰动的分析法、暂态电压稳定分析法、中期电压稳定分析法和长期电压稳定分析法等[5-6]。

在此介绍以下暂态电压稳定分析方法。与静态相比，暂态是否稳定主要考虑的是电力系统在受到较大的扰动时电力系统的主要单元（这里主要指的是发动机）能否还能保持原来状态运行。在研究此类问题的时候，通常需要进行简化。暂态稳定分析的方法可分为两类：数值解法和直接解法。

4、结论

为了更好地服务经济生产，电力系统的稳定非常重要。特别是在当前长距离、高功率输送电力的系统中，这就需要业内人士掌握相应评定电压稳定的技术，探索出更为准确和贴切实际的稳定性值班，这样可以更好地服务于社会。

参考文献

[1]胡学浩.美加联合电网大面积停电事故的反思和启示闭.电网技术2003,27(9):2-6

[2]MiddlebrookRD．Inputfilterconsiderationsindesignandapplicationsofswitchingregulators[C].IEEEIASAnnualMeeting，Piscataway，1976,1:158-162.

[3]潘冠文电力系统电压稳定性分析方法及展望[J].电源技术应用,2013,4:125.

[4]王秀婕,李华强,李波.等基于连续潮流法及内点法的交直流负荷裕度算法[J]继电器,2006,34（22）:22-26

[5]苏永春,程时杰,文劲宇电力系统动态稳定性的解析延拓分析[J]中国电机工程学报,2007,27(4):9-14.

[6]贺开华,魏建勋大规模综合电力系统稳定性分析[J].船电技术,2013,33(5):27-29,39.

作者简介：

罗军单位：国网江西赣州开发区供电有限责任公司职位：运维检修部运检技术专员邮编：341000

姓名：钟健萍单位：国网江西赣州开发区供电有限责任公司职位：发展建设部规划及前期专职邮编：341000