電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的定義與分類(lèi)探析

電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的定義與分類(lèi)探析

一、本文概述

隨著現(xiàn)代社會(huì)對(duì)電力能源依賴(lài)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(guān)注的焦點(diǎn)。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(lèi)，通過(guò)對(duì)相關(guān)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(jī)制及其影響因素，為電力系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)行和

維護(hù)提供理論支撐和實(shí)踐指導(dǎo)。文章首先將對(duì)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的

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

分類(lèi)進(jìn)行詳細(xì)闡述，包括靜態(tài)安全穩(wěn)定性、動(dòng)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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，分析當(dāng)前電力系統(tǒng)安

全穩(wěn)定性研究的主要方向和存在問(wèn)題；對(duì)未來(lái)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性研

究的趨勢(shì)進(jìn)行展望，提出相應(yīng)的建議和對(duì)策。通過(guò)本文的探討，期望

能夠?yàn)樘嵘覈?guó)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性水平，保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)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(yùn)行或受到擾動(dòng)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(yùn)行。它涵蓋了電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行狀態(tài)下的穩(wěn)定性，以及在遭

受各種內(nèi)外部擾動(dòng)（如短路、負(fù)荷突變、設(shè)備故障等）后的恢復(fù)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(gè)方面。功角穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)在受到擾動(dòng)后，各發(fā)電機(jī)之間能夠

保持同步運(yùn)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(dòng)后，各節(jié)點(diǎn)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(dòng)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(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，需要采取一系列的技術(shù)措施和管

理手段，包括優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、提高設(shè)備可靠性、加強(qiáng)調(diào)度運(yùn)行管理、

完善應(yīng)急預(yù)案等。還需要加強(qiáng)對(duì)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的研究和監(jiān)測(cè)，

不斷提高電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行水平，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)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(lèi)

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

準(zhǔn)和維度，可以有多種分類(lèi)方式。以下是對(duì)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性分類(lèi)

的探析：

小擾動(dòng)穩(wěn)定性：系統(tǒng)遭受小幅度擾動(dòng)后，能否保持原有的運(yùn)行狀

態(tài)或自動(dòng)恢復(fù)到原來(lái)的穩(wěn)定狀態(tài)，是電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的基本要求。

小擾動(dòng)穩(wěn)定性主要關(guān)注系統(tǒng)的小幅度波動(dòng)和振蕩問(wèn)題。

大擾動(dòng)穩(wěn)定性：系統(tǒng)遭受大幅度擾動(dòng)，如短路、斷線(xiàn)、切機(jī)等故

障后，能否保持穩(wěn)定運(yùn)行或過(guò)渡到新的穩(wěn)定狀態(tài)。大擾動(dòng)穩(wěn)定性主要

關(guān)注系統(tǒng)在極端情況下的魯棒性和恢復(fù)能力。

短期穩(wěn)定性：關(guān)注擾動(dòng)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(jī)的同步轉(zhuǎn)矩和電磁轉(zhuǎn)矩的平衡問(wèn)題。

長(zhǎng)期穩(wěn)定性：關(guān)注擾動(dòng)發(fā)生后數(shù)分鐘到數(shù)小時(shí)內(nèi)的系統(tǒng)行為，主

要涉及控制系統(tǒng)和保護(hù)設(shè)備的動(dòng)作以及系統(tǒng)的自動(dòng)恢復(fù)過(guò)程。

靜態(tài)穩(wěn)定性：系統(tǒng)在沒(méi)有受到擾動(dòng)時(shí)丁對(duì)于小擾動(dòng)的抵抗能力。

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

動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性：系統(tǒng)在受到擾動(dòng)后，能否通過(guò)自身的調(diào)節(jié)和控制恢

復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)。動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性主要研究系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為和振蕩特性。

暫態(tài)穩(wěn)定性：系統(tǒng)在大擾動(dòng)后，能否保持同步運(yùn)行或過(guò)渡到新的

同步運(yùn)行狀態(tài)。暫態(tài)穩(wěn)定性關(guān)注系統(tǒng)在極端情況下的穩(wěn)定性和恢復(fù)能

力。

結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性：系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)對(duì)穩(wěn)定性的影響，如電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)

構(gòu)、發(fā)電機(jī)參數(shù)等。

運(yùn)行穩(wěn)定性：系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)對(duì)穩(wěn)定性的影響，如負(fù)荷水平、發(fā)電

出力等。

控制穩(wěn)定性：系統(tǒng)控制和保護(hù)設(shè)備對(duì)穩(wěn)定性的影響，如自動(dòng)電壓

算法被應(yīng)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(luò)、支持

向量機(jī)、深度學(xué)習(xí)等算法可以通過(guò)學(xué)習(xí)大量的歷史數(shù)據(jù)，自動(dòng)提取出

電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定特征，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的快速準(zhǔn)確評(píng)

估。

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

進(jìn)行選擇。在實(shí)際應(yīng)用中，通常會(huì)將多種方法結(jié)合起來(lái)，以得到更全

面、更準(zhǔn)確的分析結(jié)果。例如，可以先通過(guò)時(shí)域仿真法得到系統(tǒng)的動(dòng)

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

算法對(duì)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性進(jìn)行快速預(yù)測(cè)。

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

域。隨著科技的進(jìn)步和電力系統(tǒng)的發(fā)展，未來(lái)還將會(huì)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(yùn)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(yīng)安全、經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行

的關(guān)鍵。針對(duì)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(lái)增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

加強(qiáng)電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是關(guān)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(qiáng)電網(wǎng)的輸電能力和抗災(zāi)能力。通過(guò)增加線(xiàn)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(shù)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(guò)應(yīng)用先進(jìn)的通信技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和數(shù)據(jù)分析技術(shù)，可以實(shí)

現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、預(yù)測(cè)和優(yōu)化調(diào)度。通過(guò)智能電網(wǎng)，可以及

時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理系統(tǒng)中的故障，提高系統(tǒng)的恢復(fù)能力。

第三，加強(qiáng)電力系統(tǒng)的調(diào)度和運(yùn)行管理也是至關(guān)重要的。通過(guò)優(yōu)

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

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

安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障。

推動(dòng)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(fēng)能、太陽(yáng)能等具有可再生、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，可以減少對(duì)

傳統(tǒng)能源的依賴(lài)，降低環(huán)境污染。同時(shí)，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(fēng)險(xiǎn)。

加強(qiáng)國(guó)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(guò)借鑒國(guó)外先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，加強(qiáng)國(guó)際間的合作與交流，可以推

動(dòng)我國(guó)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(qiáng)電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、推

廣智能電網(wǎng)技術(shù)、加強(qiáng)電力系統(tǒng)的調(diào)度和運(yùn)行管理.、推動(dòng)清潔能源的

發(fā)展以及加強(qiáng)國(guó)際合作與交流。這些措施的實(shí)施將有助于提升我國(guó)電

力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的能源保障。

六、結(jié)論

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

性問(wèn)題越來(lái)越受到人們的關(guān)注。本文詳細(xì)探討了電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性

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

系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)行和維護(hù)提供理論支持。

通過(guò)本文的論述，我們可以清晰地認(rèn)識(shí)到，電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性

是指電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行和受到擾動(dòng)時(shí)，能夠保持其正常運(yùn)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(shè)備、運(yùn)行方式以及調(diào)度控制等多個(gè)方面。

在分類(lèi)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(dòng)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(guān)注系統(tǒng)在正常

運(yùn)行狀態(tài)下的穩(wěn)定性，動(dòng)態(tài)安全穩(wěn)定性則著重于系統(tǒng)受到小擾動(dòng)后的

恢復(fù)能力，而暫態(tài)安全穩(wěn)定性則關(guān)注系統(tǒng)受到大擾動(dòng)后的響應(yīng)和恢復(fù)

過(guò)程。

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

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

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

調(diào)節(jié)能力和抗擾動(dòng)能力。還需要加強(qiáng)電力系統(tǒng)的維護(hù)和檢修，及時(shí)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(yùn)行的重要保障，對(duì)于保障電力

供應(yīng)的可靠性、經(jīng)濟(jì)性和社會(huì)性具有重要意義。未來(lái)，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(wèn)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(wèn)題，不

斷提升電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定水平，為社會(huì)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(wèn)題日益凸顯。

雙高電力系統(tǒng)是指同時(shí)具有高電壓等級(jí)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(shí)

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

題，并對(duì)其進(jìn)行分類(lèi)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(dòng)恢復(fù)到原來(lái)

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(wèn)題愈發(fā)突

出。在某些情況下，系統(tǒng)可能無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)穩(wěn)定，甚至導(dǎo)致大

面積停電等嚴(yán)重后果。

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

運(yùn)行狀態(tài)。在雙高電力系統(tǒng)中，由于傳輸容量大、電壓等級(jí)高，動(dòng)態(tài)

穩(wěn)定性問(wèn)題也日益突出。如果系統(tǒng)不能及時(shí)調(diào)整運(yùn)行狀態(tài)，可能會(huì)對(duì)

整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行造成嚴(yán)重影響。

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

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

出，如果不能有效控制節(jié)點(diǎn)電壓，可能會(huì)引發(fā)連鎖反應(yīng)，導(dǎo)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(fù)

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(diǎn)，頻

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

對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行造成嚴(yán)重影響。

暫態(tài)穩(wěn)定性問(wèn)題的主要原因是短路故障、自然災(zāi)害、設(shè)備故障等

外部干擾。這些干擾可能導(dǎo)致系統(tǒng)失去平衡，無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)穩(wěn)

定。例如，2008年我國(guó)南方冰災(zāi)期間，由于輸電線(xiàn)路結(jié)冰斷裂，導(dǎo)

致多個(gè)省份出現(xiàn)大面積停電事故，對(duì)社會(huì)生產(chǎn)和生活造成了嚴(yán)重影響。

動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性問(wèn)題的主要原因是系統(tǒng)內(nèi)部元件的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性不

一致，以及控制系統(tǒng)和保護(hù)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(jí)高，動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性問(wèn)題尤為突出。例如，2011年

美國(guó)東北部大停電事故，就是因?yàn)榭刂葡到y(tǒng)和保護(hù)裝置無(wú)法及時(shí)調(diào)整

輸電線(xiàn)路的運(yùn)行狀態(tài)，導(dǎo)致系統(tǒng)失穩(wěn)。

電壓穩(wěn)定性問(wèn)題的主要原因是系統(tǒng)負(fù)荷的不平衡和無(wú)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(jí)高，電壓穩(wěn)定

性問(wèn)題尤為突出。如果不能有效控制節(jié)點(diǎn)電壓，可能會(huì)引發(fā)連鎖反應(yīng),

導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。例如，2004年印度大停電事故，就是因?yàn)楣?jié)點(diǎn)電壓

失穩(wěn)引發(fā)的大規(guī)模連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致近億人受到影響。

頻率穩(wěn)定性問(wèn)題的主要原因是系統(tǒng)負(fù)荷的變化和機(jī)組出力的波

動(dòng)。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(diǎn)，頻率穩(wěn)

定性問(wèn)題尤為突出。如果不能有效控制系統(tǒng)頻率波動(dòng)，可能會(huì)對(duì)整個(gè)

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

就是因?yàn)榭刂葡到y(tǒng)無(wú)法有效調(diào)整機(jī)組出力和負(fù)荷，導(dǎo)致系統(tǒng)頻率波動(dòng)

過(guò)大，引發(fā)大規(guī)模停電。

增強(qiáng)設(shè)備可靠性：通過(guò)選用高可靠性設(shè)備、加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)等方式,

降低設(shè)備故障率；

提高保護(hù)裝置性能：優(yōu)化保護(hù)裝置的配置和動(dòng)作特性，提高保護(hù)

裝置的響應(yīng)速度和準(zhǔn)確性；

完善應(yīng)急預(yù)案：制定詳細(xì)的應(yīng)急預(yù)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(shù)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(yīng)用中越來(lái)越普遍。然而，過(guò)電壓?jiǎn)栴}是這類(lèi)系統(tǒng)中一個(gè)重要

的安全隱患，它可能導(dǎo)致設(shè)備損壞，甚至引發(fā)系統(tǒng)崩潰。因此，對(duì)高

比例電力電子電力系統(tǒng)過(guò)電壓的定義、分類(lèi)和相關(guān)要求的深入理解顯

得至關(guān)重要。

過(guò)電壓是指電力系統(tǒng)的電壓超過(guò)其正常范圍，這種情況可能由多

種因素引起，如電力設(shè)備故障、雷擊、開(kāi)關(guān)操作等。在電力電子系統(tǒng)

中，過(guò)電壓可能由于功率半導(dǎo)體器件的開(kāi)關(guān)操作、二極管的反向恢復(fù)、

負(fù)載突變等情況產(chǎn)生。

對(duì)于高比例電力電子電力系統(tǒng)，過(guò)電壓防護(hù)是一項(xiàng)重要的設(shè)計(jì)考

量，需要采取一系列措施以降低過(guò)電壓對(duì)系統(tǒng)的影響。以下是一些相

關(guān)的要求：

系統(tǒng)應(yīng)配置適當(dāng)?shù)倪^(guò)電壓保護(hù)裝置，如壓敏電阻、二極管、氣體

放電管等。

對(duì)于重要的設(shè)備或電路，應(yīng)實(shí)施多重保護(hù)措施，確保其在過(guò)電壓

情況下仍能正常工作。

對(duì)操作人員進(jìn)行過(guò)電壓防護(hù)知識(shí)的培訓(xùn)，確保其在遇到問(wèn)題時(shí)能

采取正確的措施。

對(duì)系統(tǒng)的接地設(shè)計(jì)和布置進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，防止接地不良引起的過(guò)

電壓?jiǎn)栴}。

總結(jié)：高比例電力電子電力系統(tǒng)的過(guò)電壓防護(hù)是一項(xiàng)復(fù)雜而重要

的任務(wù)。通過(guò)理解過(guò)電壓的定義、分類(lèi)以及相關(guān)要求，我們可以更好

地應(yīng)對(duì)和處理這類(lèi)問(wèn)題，保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和設(shè)備的安全。在

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

來(lái)降低過(guò)電壓對(duì)系統(tǒng)的影響。

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

重新回復(fù)到運(yùn)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(hù)供電中斷，甚至導(dǎo)致整

個(gè)系統(tǒng)的瓦解，后果極為嚴(yán)重。因此，保持電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，

對(duì)于電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行，具有非常重要的意義。

電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的一個(gè)重要標(biāo)志，乃是系統(tǒng)中的同步電機(jī)（主

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

運(yùn)行的同步電機(jī)都有相同的電角速度。在這種情況下，表征運(yùn)行狀態(tài)

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

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

電廠或火電廠通過(guò)長(zhǎng)距離交流輸電線(xiàn)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(diǎn)小的擾動(dòng)都有可能

出現(xiàn)電流、電壓、功率等運(yùn)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(jī)之間失去了同步，電力系統(tǒng)不能保持穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)；又

如，當(dāng)電力系統(tǒng)中個(gè)別元件發(fā)生故障時(shí)，雖然自動(dòng)保護(hù)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(dòng)后，也有可能出現(xiàn)上述

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

電線(xiàn)路、發(fā)電機(jī)等，也有可能導(dǎo)致電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的破壞。

通常，人們把電力系統(tǒng)在運(yùn)行中受到微小的或大的擾動(dòng)之后能否

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

題，稱(chēng)為電力系統(tǒng)同步穩(wěn)定性問(wèn)題。電力系統(tǒng)同步運(yùn)行的穩(wěn)定性是根

據(jù)受擾后系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行的同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子之間的相對(duì)位移角（或發(fā)電

機(jī)電動(dòng)勢(shì)之間的相角差）的變化規(guī)律來(lái)判斷的，因此，這種性質(zhì)的穩(wěn)

定性又稱(chēng)為功角穩(wěn)定性。

電力系統(tǒng)中電源的配置與負(fù)荷的實(shí)際分布總是不一致的，當(dāng)系統(tǒng)

通過(guò)輸電線(xiàn)路向電源配置不足的負(fù)荷中心地區(qū)大量傳送功率時(shí)，隨著

傳送功率的增加，受端系統(tǒng)的電壓將會(huì)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(zhǎng)期滯留在完全運(yùn)行所不

能容忍的低水平上而不能恢復(fù)。這就是說(shuō)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(yán)重的情況下還可能導(dǎo)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(hù)供電中斷，甚至導(dǎo)致整

個(gè)系統(tǒng)的瓦解，后果極為嚴(yán)重。因此，保持電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，

對(duì)于電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行，具有非常重要的意義。

國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議（CIGRE）和國(guó)際電氣與電子工程師學(xué)會(huì)電力工

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

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

行方式下，受到物理擾動(dòng)后仍能夠重新獲得運(yùn)行平衡點(diǎn)，且在該平衡

點(diǎn)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(dòng)的大小及研究穩(wěn)定問(wèn)題必須考慮的設(shè)備、過(guò)程和時(shí)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(lèi)，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(jī)受到擾動(dòng)后，保持同步運(yùn)

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

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

在平衡點(diǎn)將描述系統(tǒng)的非線(xiàn)性方程線(xiàn)性化，在此基礎(chǔ)上對(duì)穩(wěn)定問(wèn)題進(jìn)

行研究。小擾動(dòng)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(dòng)失穩(wěn)研究的

時(shí)間范圍通常是10'20so

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

切機(jī)等大擾動(dòng)時(shí):保持同步運(yùn)行的能力，它由系統(tǒng)的初始運(yùn)行狀態(tài)和

受擾動(dòng)的嚴(yán)重程度共同決定。由于擾動(dòng)足夠大，因此，必須用非線(xiàn)性

微分方程來(lái)研究。大擾動(dòng)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(dòng)功角穩(wěn)定問(wèn)題，研究的時(shí)間范圍通常是受擾

后夕5s,振蕩失穩(wěn)的研究時(shí)間范圍通常是10、20s。

電壓穩(wěn)定是指處于給定運(yùn)行點(diǎn)的電力系統(tǒng)在經(jīng)受擾動(dòng)后，維持所

有節(jié)點(diǎn)電壓為可接受值的能力。它依賴(lài)于系統(tǒng)維持或恢復(fù)負(fù)荷需求和

負(fù)荷供給之間平衡的能力。根據(jù)擾動(dòng)的大小，1EEE/CIGRE將電壓穩(wěn)

定分為小擾動(dòng)電壓穩(wěn)定和大擾動(dòng)電壓穩(wěn)定。這符合一般的非線(xiàn)性系統(tǒng)

和線(xiàn)性系統(tǒng)的穩(wěn)定性定義。

小擾動(dòng)電壓穩(wěn)定是指系統(tǒng)受到小的擾動(dòng)后，如負(fù)荷的緩慢增長(zhǎng)等,

維持電壓的能力。

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

借助適當(dāng)?shù)募僭O(shè)，在給定運(yùn)行點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)方程進(jìn)行線(xiàn)性化處理，從

而可以用靜態(tài)方法對(duì)小擾動(dòng)電壓穩(wěn)定進(jìn)行研究。從線(xiàn)性化計(jì)算可以得

到有價(jià)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(shí)非常有用。

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

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

性、負(fù)荷特性、離散和連續(xù)控制與保護(hù)及它們之間的相互作用。確定

這種穩(wěn)定形式需要在一個(gè)足夠長(zhǎng)的時(shí)間周期內(nèi)，檢驗(yàn)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為,

以便能夠捕捉到諸如電動(dòng)機(jī)、有載調(diào)壓變壓器、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)

器等設(shè)備的運(yùn)行及它們的相互作用。一般用包含合適模型的非線(xiàn)性時(shí)

域仿真法來(lái)研究大擾動(dòng)電壓穩(wěn)定問(wèn)題。根據(jù)需要研究時(shí)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(zhǎng)期的現(xiàn)象。短期電壓穩(wěn)定與快速峋應(yīng)

的設(shè)備有關(guān)，必須考慮負(fù)荷的動(dòng)態(tài)，及鄰近負(fù)荷的短路故障，研究時(shí)

間大約在幾秒鐘；長(zhǎng)期電壓穩(wěn)定與慢動(dòng)態(tài)設(shè)備有關(guān)，它通常由連鎖的

設(shè)備停運(yùn)引起，與初始擾動(dòng)程度無(wú)關(guān)，研究時(shí)間可以是幾分鐘或者更

長(zhǎng)的時(shí)間。

值得一提的是，IEEE/CIGRE對(duì)于正確區(qū)分功角穩(wěn)定和電壓?jiǎn)栴}

給出了明確的解釋?zhuān)欠€(wěn)定和電壓穩(wěn)定的區(qū)別并不是基于有功/功

角和無(wú)功/電壓幅值的弱耦合關(guān)系。實(shí)際上，對(duì)于重載情況下的電力

系統(tǒng)，有功/功角和無(wú)功/電壓幅值之間具有很強(qiáng)的耦合關(guān)系，功角穩(wěn)

定和電壓穩(wěn)定都受到擾動(dòng)前有功、無(wú)功潮流的影響。

頻率穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)受到嚴(yán)重?cái)_動(dòng)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。電力系統(tǒng)功率不平衡量是

變化的，頻率的變化是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程。頻率穩(wěn)定可以是短期的或長(zhǎng)期

的現(xiàn)象。

我國(guó)DL755—2001《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)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(dòng)后保持穩(wěn)定運(yùn)行的能力。根據(jù)動(dòng)態(tài)

過(guò)程的特征和參與動(dòng)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(lèi)，如圖2所示。

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

一類(lèi)是提高系統(tǒng)穩(wěn)定的控制和采用保護(hù)裝置。

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

端電壓之積成正比，而與線(xiàn)路阻抗成反比。減少線(xiàn)路電抗和維持電壓,

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

路阻抗，前者造價(jià)較高。在線(xiàn)路上裝設(shè)串聯(lián)電容是一種有效的減少線(xiàn)

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

抗的百分?jǐn)?shù)稱(chēng)為補(bǔ)償度，一般在50%左右，過(guò)高將容易引起次同步振

蕩,在長(zhǎng)線(xiàn)路中間裝設(shè)靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置(SVC),能有效地保持線(xiàn)

路中間電壓水平(相當(dāng)于長(zhǎng)線(xiàn)路變成兩段短線(xiàn)路)，并快速調(diào)整系統(tǒng)

無(wú)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(hù)裝置。提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的控制

可包括兩個(gè)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