【正文】 穩(wěn)定性的目的以及原則電力系統(tǒng)是一個復(fù)雜的大規(guī)模的非線性動態(tài)系統(tǒng)，其穩(wěn)定性分析是是電力系統(tǒng)規(guī)劃和運行的最重要也是最復(fù)雜的任務(wù)之一。青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性分析摘 要近幾年，電力系統(tǒng)的規(guī)模日益增大，系統(tǒng)的穩(wěn)定問題越來越嚴重地威脅著電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，對電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定分析也成為一個十分重要的問題。本文通過搜集相關(guān)資料，整理了保證和提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的措施。電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性問題已經(jīng)成為制約電力系統(tǒng)安全運行的重要因素之一。 盡可能減少發(fā)電機相對運行的振蕩幅度。任何一個系統(tǒng)中，可以用下列參數(shù)的函數(shù)表示時，因某種微小的擾動使其參數(shù)發(fā)生了變化，其函數(shù)變?yōu)椋蝗羝渌袇?shù)的微小能量趨近于零（當微小擾動消失后），則認為系統(tǒng)是穩(wěn)定的。第2章 電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性簡析 電力系統(tǒng)的基本概念電能的生產(chǎn)、輸送、分配、使用是同時進行的，所用的設(shè)備構(gòu)成一個整體。ｃ　電力系統(tǒng)中的暫態(tài)過程十分迅速。ｃ　保證系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性。換言之，電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性涉及的數(shù)學(xué)問題將是解線性化了的機電暫態(tài)過程方程式組的問題。這種方法稱為小擾動法。也可以說，電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性是電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性在擾動小且無換路情況下的一種特例。前者具有正實部的共軛復(fù)根(簡稱正實共軛根下同),后者則具有正實根。IEEE/CIGRE 和行標DL 7552001 均認為電力系統(tǒng)穩(wěn)定是一個整體性問題，客觀上只有穩(wěn)定或不穩(wěn)定狀態(tài)，但依據(jù)系統(tǒng)的穩(wěn)定特性、擾動大小和時間框架的不同，系統(tǒng)失穩(wěn)可表現(xiàn)為多種不同的形式。在這種分類下，小干擾功角穩(wěn)定認為擾動足夠小，從而可采用基于線性化微分方程的小干擾穩(wěn)定分析方法來研究，而大干擾功角穩(wěn)定必須基于保留電力系統(tǒng)動態(tài)因素的非線性微分方程加以研究。IEEE 和CIGRE 在早前各自給出的電力系統(tǒng)穩(wěn)定的定義中曾將“動態(tài)穩(wěn)定”作為功角穩(wěn)定的一種穩(wěn)定形式。這種分類既考慮了失穩(wěn)的不同原因，又兼顧了受到擾動的大小從而可以采用不同的分析方法加以研究。大干擾動態(tài)穩(wěn)定的物理特性是指與阻尼力矩相關(guān)的大干擾動態(tài)穩(wěn)定性，主要用于分析系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定后的動態(tài)穩(wěn)定性。（2）電壓穩(wěn)定 對于電壓穩(wěn)定，IEEE/CIGRE 從數(shù)學(xué)計算方法和穩(wěn)定預(yù)測的角度，將電壓穩(wěn)定分為小干擾電壓穩(wěn)定和大干擾電壓穩(wěn)定。行標DL 7552001 定義靜態(tài)電壓穩(wěn)定的目的主要是用以考察電力系統(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，因此，未再從時間框架上將靜態(tài)電壓穩(wěn)定加以區(qū)分。（1） 靜態(tài)穩(wěn)定性分析先分析在a點運行的狀況，在a點，當系統(tǒng)中出現(xiàn)一個微小的、瞬時出現(xiàn)但又立即消失的擾動，使功率角δ增加一個微量△δ時，輸出的電磁功率將從a點對應(yīng)的值，增加到與a180。從而當這個擾動消失后，在制動功率作用下機組將減速，功率角δ將減小，運行點將漸漸回到a點。當這個擾動消失后，在凈加速功率作用下機組將加速，功率角將增大。從而當這個擾動消失后，在制動功率的作用下機組將減速，功率角將繼續(xù)減小，一直減小到，漸漸穩(wěn)定在a點運行，所以b點不是穩(wěn)態(tài)運行點。也稱為線性化后線性系統(tǒng)的系統(tǒng)矩陣。（2）將狀態(tài)方程線性化，到系統(tǒng)矩陣A。然后寫成矩陣形式,得到矩陣A ,兩者結(jié)果一致。其中不考慮自動勵磁作用時發(fā)電機的空載電動勢為常數(shù)，設(shè)機械功率恒定，取發(fā)電機組的阻尼功率為。 Pe 為非狀態(tài)變量,可表為狀態(tài)變量的函數(shù),因此時,故取。公式() （） （）可見，如，則，為一對實部為零的共軛復(fù)根,從而系統(tǒng)作等幅振蕩，如圖 ()所示。 綜上，當不考慮自動勵磁調(diào)節(jié)作用和不必阻尼功率，即時候，簡單系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的條件為公式（） （）（2） 記阻尼功率（D≠0）當記及發(fā)電機組的阻尼功率且將其表為時，轉(zhuǎn)子運動方程為公式（） （）采用同樣的分析方法和步驟，得到線性化增量方程為公式（） （）特征方程為公式（） （）從而特征根為公式（） （）可見，計及阻尼功率后，系統(tǒng)的穩(wěn)定既與同步功率系數(shù)有關(guān)，也與阻尼系數(shù)D 有關(guān)。如 則有一正實根，為非周期失穩(wěn)，滑行失步。由此可見，時，系統(tǒng)穩(wěn)定的結(jié)論必須以系統(tǒng)具有正的阻尼，即不發(fā)生自發(fā)振蕩為前提。這一現(xiàn)象將造成系統(tǒng)運行的不正常，值得注意。系統(tǒng)不穩(wěn)定，為過阻尼情況。 不連續(xù)調(diào)節(jié)勵磁對靜態(tài)穩(wěn)定性的影響 手動調(diào)節(jié)勵磁或機械調(diào)節(jié)器的勵磁調(diào)節(jié)過程是不連續(xù)的，如圖（）所示。當電壓下降有一次越出給定的范圍時，又一次增大他的空載電動勢，運行點又從第二根功角特性曲線過渡到第三根。cc180。因δ90176。 如圖（）所示。當時，靜態(tài)穩(wěn)定極限。由圖（）可得，(靜態(tài)穩(wěn)定值極限)。 從靜態(tài)穩(wěn)定分析可知, 不發(fā)生自發(fā)振蕩時, 電力系統(tǒng)具有較高的功率極限, 一般也就具有較高的運行穩(wěn)定度。從簡單電力系統(tǒng)極限的表達式Pm = EU/ X 中可以看出, 要提高電力系統(tǒng)的功率極限, 應(yīng)從提高發(fā)電機的電勢E、減少系統(tǒng)電抗X 、提高和穩(wěn)定系統(tǒng)電壓U 等方面著手。應(yīng)該著重指出, 無論采用哪種措施來提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性, 除了考慮技術(shù)上實現(xiàn)的可能性之外, 還必須考慮是否經(jīng)濟合理。變壓器和輸電線路的電抗在系統(tǒng)總阻抗中占有相當?shù)谋戎? 特別是遠距離輸電線路, 有時輸電線路的電抗可達到系統(tǒng)總阻抗的一半。但若快速勵磁系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)過大, 則發(fā)電機會在小干擾下就產(chǎn)生自發(fā)振蕩而失去穩(wěn)定。同時, 對外功率特性而言, 最大功率不是出現(xiàn)在δ＜ 90176。對發(fā)電機的勵磁進行調(diào)節(jié)和控制, 不僅可以保證發(fā)電機及電力系統(tǒng)運行的可靠性、安全性和穩(wěn)定性, 而且可以提高發(fā)電機及電力系統(tǒng)的技術(shù)指標。實質(zhì)上, 直流輸電可以看作是一種同步隔離器或變頻器( 特別是在無輸電線路的背靠背方式下使用時) 。 為電容等值電抗。例如當電容器集中安裝在線路長度的中點時, 。圖（）△δ△W相平面中的電磁轉(zhuǎn)矩向量圖圖中，電磁轉(zhuǎn)矩向量 是由形成的, 它滯后于角度的振蕩。圖 中, 與的矢量和即為有穩(wěn)定器時的電磁轉(zhuǎn)矩。綜上所述, PSS 的基本作用是通過調(diào)節(jié)發(fā)電機勵磁, 對同步電機轉(zhuǎn)子之間的振蕩提供阻尼, 從而來提高穩(wěn)定極限。并整理了一些提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的措施。但是由于本人的能力所及，本文不免有很多紕漏，望諒解，例如對于多機系統(tǒng)的分析，這些方面則需要在今后的生活工作中去學(xué)習鉆研。在此謹向徐老師致以誠摯的感謝和最崇高的敬意。[2] 何仰贊，(下冊).武漢:華中科技大學(xué)出版社,2002年。[6] 邱曉燕，：中國電力出版社,2009年。[9] 李光琦．電力系統(tǒng)暫態(tài)分析．北京：中國電力出版社，2007年[10] . 北京：中國電力出版社，2004年1月[11] 韋鋼．電力系統(tǒng)分析要點與習題．北京：中國電力出版社，2008年[12] Steinmetz C P. Power control and stability of electric generating stations[J]. Copyright 1920 by AIEE Transaction, 1215～1287