【正文】 恒轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)的單線圖 恒轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)的戴維南等效電路圖該圖只適于恒轉(zhuǎn)矩情況，并且電磁穩(wěn)態(tài)與機(jī)械暫態(tài)過程有關(guān)。實(shí)際上從式（）知，單機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩等于單機(jī)氣隙功率，因而當(dāng)是被補(bǔ)償。當(dāng)轉(zhuǎn)差微小減少時(shí)電磁功率增加，電機(jī)會(huì)加速到平衡點(diǎn)S，故點(diǎn)U不為平衡點(diǎn)。同理轉(zhuǎn)差的微小減少也會(huì)引起轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)返回到S點(diǎn)，因此S為平衡點(diǎn)。S、U點(diǎn)的穩(wěn)定性可如下面判據(jù)。恒轉(zhuǎn)矩模型： （）這樣機(jī)械轉(zhuǎn)矩曲線實(shí)際上是與轉(zhuǎn)差軸平行。假定終端電壓恒定，我們討論在不同機(jī)械轉(zhuǎn)矩下的電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)特性。由于轉(zhuǎn)矩狀態(tài)平衡方程為： （）因而穩(wěn)態(tài)負(fù)荷特性完全不同于恒阻抗型電抗，它與機(jī)械轉(zhuǎn)矩特性有關(guān)。在擾動(dòng)結(jié)束的瞬間，由于機(jī)械慣性的原因，轉(zhuǎn)差不會(huì)發(fā)生變化，而是固定在受擾前的值。另，感應(yīng)及吸收的有功功率和無功功率也是電壓和轉(zhuǎn)差的函數(shù)，即穩(wěn)態(tài)下吸收的功率為： （） （）轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程為： （）其中H是慣性常數(shù)，為單機(jī)機(jī)械轉(zhuǎn)矩，它和轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)差有關(guān)。電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中，S被視為正數(shù)。由圖（）可以推出兩個(gè)等效電路，、。（）電動(dòng)機(jī)小型工廠（IF956）大型工廠（IF956）11kv電動(dòng)機(jī)平均值小型工廠（KUN94）居民區(qū)（KUN94）單相機(jī)（TAY94）表（）典型的等效電路參數(shù)由表（）給出。 電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)等效電路其中s為轉(zhuǎn)差，且，額定角速度，使用電弧度表示的轉(zhuǎn)子加速度。典型的負(fù)荷元件有相應(yīng)的狀態(tài)需求變量。假定負(fù)荷消耗的能量決定于負(fù)荷瞬間狀態(tài)變量x的大小，則有： （） （）,是需用量、電壓、負(fù)荷狀態(tài)量的連續(xù)函數(shù)，即暫態(tài)負(fù)荷特性。不同負(fù)荷元件的動(dòng)態(tài)特性和控制機(jī)理會(huì)對負(fù)荷功率加以補(bǔ)償，我們稱之為負(fù)荷補(bǔ)償。由于ZIP模型在低壓部分不實(shí)際存在。當(dāng)從測量中得到多項(xiàng)式參數(shù)時(shí)，我們知道、可能為負(fù)。ZIP模型是一個(gè)特殊的例子，它由三部分組成：恒阻抗，恒電流和恒功率。，負(fù)荷元件由不同的電壓特性，對應(yīng)的負(fù)荷表達(dá)式時(shí)又有相同或相近指數(shù)的元件合并得到。負(fù)荷元件白燈—空調(diào)高爐風(fēng)扇充電器電子熒光燈~~日常熒光燈、決定了負(fù)荷功率對電壓的靈敏度。是在時(shí)消耗的有功和無功功率，稱作額定負(fù)荷功率，與消耗的功率P、Q形成比較。我們將作為獨(dú)立變量的有功功率無功功率成負(fù)荷需用量，則有些列負(fù)荷特性的表達(dá)式： P= P(Z,V) （）Q=Q(Z,V) （）我們將著重分析實(shí)際消耗度和功率（P,Q）與負(fù)荷需用量之間的區(qū)別，這可以幫助我們理解電壓不穩(wěn)的基本原理，及增大需用量可能導(dǎo)致消耗功率的減少。著重指數(shù)型和多項(xiàng)式類型，然后從功率補(bǔ)償?shù)慕嵌冉榻B負(fù)荷的動(dòng)態(tài)性，在此基礎(chǔ)上分析一個(gè)重要的功率補(bǔ)償元件——感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，最后進(jìn)行總結(jié)。為了理解電壓穩(wěn)定的性質(zhì)及它與負(fù)荷動(dòng)態(tài)性的關(guān)系，我們首先來分析單個(gè)負(fù)載。因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)負(fù)荷時(shí)由許多不同的設(shè)備組合成的，因而建立負(fù)荷模型成為一個(gè)很困難的問題。（2）在負(fù)荷集中的地區(qū)，如果因?yàn)闊o功功率補(bǔ)償能力不足，或外部供電電壓過低，使運(yùn)行中樞紐節(jié)點(diǎn)電壓不斷下降，終止電壓崩潰的最佳手段是甩負(fù)荷，其效果是降低了。式（）的唯一假定是認(rèn)為對于任何傳輸阻抗，它只有的是電抗的成分，這一般可以認(rèn)可。如果企圖繼續(xù)增加，電壓崩潰現(xiàn)象會(huì)出現(xiàn)；（3）就地Q值被補(bǔ)償，曲線右移，極限的值及的值增大，系統(tǒng)趨于穩(wěn)定；（4），此時(shí)的值為負(fù)，U為送端電壓，為受端系統(tǒng)等價(jià)電動(dòng)勢。式（）的另一種曲線表示法可由=常數(shù)求得曲線，如圖（）。另一種解除電壓崩潰危險(xiǎn)的方法是立即切除部分地區(qū)的有功負(fù)荷（包括了相應(yīng)的無功Q）。（5）如果由于故障使突然下降或突然增大，則運(yùn)行曲線突然下移。如果下降過多或P增加過多，而地區(qū)無功補(bǔ)償水平不能相應(yīng)的增加。如果認(rèn)為其中P對電壓變化不明顯，可取為定值時(shí)，則當(dāng)下降，將增大，原來運(yùn)行的曲線下降。無論在何種情況下，受端母線電壓必須高于允許的最低值，以應(yīng)付系統(tǒng)情況于受端負(fù)荷的波動(dòng)，求得穩(wěn)定的運(yùn)行。當(dāng)=常數(shù)時(shí)，可得到一系列的曲線，如圖（）。按單機(jī)供電方程可列出： 即 （）還有 （）并解得電壓與受端負(fù)荷功率的關(guān)系： （）上式中各量均以某一電壓（KV）和某一容量（MVA）為基準(zhǔn)的標(biāo)幺值。用來表示負(fù)荷與運(yùn)行電壓關(guān)系的特性有兩種：第一種是得到廣泛介紹的負(fù)荷電壓特性，即某一固定負(fù)荷本身的有功功率或無功功率值隨供電電壓變化的特性。第三章 電壓穩(wěn)定定性分析我們將討論電壓穩(wěn)定分析的一個(gè)基本方法，即以一個(gè)簡單系統(tǒng)為例研究一個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓與有功功率、無功功率的關(guān)系，從而擴(kuò)展到電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定問題。另外，研究電壓穩(wěn)定性問題的方法還有能量函數(shù)法、潮流方程的可行解域法、時(shí)域仿真法、非線性規(guī)劃法等等。運(yùn)用分歧理論能夠很好的分析電壓失穩(wěn)的機(jī)理，且能夠在一定程度上將功角穩(wěn)定與電壓穩(wěn)定問題聯(lián)系起來提供統(tǒng)一的數(shù)學(xué)分析基礎(chǔ)。（2）分歧理論分析法分歧理論是分析研究非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)所固有的穩(wěn)定性狀態(tài)及特性的嶄新的數(shù)學(xué)工具。小擾動(dòng)法在電壓穩(wěn)定性研究中已得到廣泛的重視，目前的小擾動(dòng)分析法研究還不夠深入，在系統(tǒng)模型方面還存在一定的問題，因而小擾動(dòng)法的作用還限于用來檢驗(yàn)電壓穩(wěn)定性機(jī)理解釋的正確性，及各種動(dòng)態(tài)元件所起到的影響。從動(dòng)態(tài)角度研究電壓穩(wěn)定問題的方法也很多，這里著重介紹以下兩種方法。 基于微分方程的動(dòng)態(tài)研究電壓失穩(wěn)的發(fā)展演變過程中持續(xù)時(shí)間雖然很長，但本質(zhì)上還是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程。不同之處在于各自采用不同的方法求解臨界點(diǎn)，抓住系統(tǒng)在臨界狀態(tài)時(shí)的不同特征作為電壓穩(wěn)定判據(jù)。由于奇異值分解法的計(jì)算量較大，所以針對電壓穩(wěn)定性的負(fù)荷節(jié)點(diǎn)同調(diào)識(shí)別可被用來降低雅克比矩陣的階數(shù)，從而減少一定程度的計(jì)算量。（4）奇異值分解法有的人認(rèn)識(shí)到常規(guī)潮流雅克比矩陣的奇異度與電壓穩(wěn)定性之間的親密關(guān)系，用潮流雅克比矩陣的最小奇異值作為衡量電壓穩(wěn)定的指標(biāo)，但推導(dǎo)出當(dāng)負(fù)荷和發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)的注入功率改變時(shí)變化量的近似線性表達(dá)式，同時(shí)提出了選擇最優(yōu)先的無功補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)的方法來提高電壓穩(wěn)定性優(yōu)化計(jì)算法。這些判據(jù)推廣到復(fù)雜系統(tǒng)中，實(shí)質(zhì)上是轉(zhuǎn)化為對某種形式的雅克比矩陣 的數(shù)學(xué)性質(zhì)的判斷。這類方法往往從簡單系統(tǒng)中得出靈敏度判據(jù)，然后推廣到多機(jī)復(fù)雜系統(tǒng)。目前潮流方程多值解法并未得到足夠的驗(yàn)證和實(shí)際應(yīng)用。潮流方程多值解法存在的缺點(diǎn)是需要反復(fù)求解潮流方程來追蹤計(jì)算注入量的多值解，因而計(jì)算量很大。如果系統(tǒng)有n個(gè)節(jié)點(diǎn)，其中一個(gè)選作平衡機(jī)，那么潮流方程解最多可能有2n1個(gè)，并且解的個(gè)數(shù)隨負(fù)荷水平的加重而成對減少。常用的最大功率判據(jù)有：任意負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的有功功率判據(jù)，無功功率判據(jù)以及所有負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的復(fù)功率之和最大判據(jù)。最大功率法就是求取這個(gè)臨界點(diǎn)，即電壓穩(wěn)定極限運(yùn)行狀態(tài)。（1）最大功率法這是一種最直觀的分析電壓穩(wěn)定的方法。目前迫切需要全面檢驗(yàn)現(xiàn)有的有關(guān)電壓穩(wěn)定問題的定性認(rèn)識(shí)的正確性。 基于物理概念的定性分析定性分析對于指導(dǎo)研究方向非常重要。電壓崩潰裕度從數(shù)學(xué)角度來講是潮流矩陣趨近奇異的距離，從物理角度來講是系統(tǒng)中總的負(fù)荷允許增加的程度。目前普遍認(rèn)為，加強(qiáng)無功備用、提高緊急狀態(tài)下的無功應(yīng)變能力、防止無功功率的遠(yuǎn)距離傳輸、緊急切負(fù)荷、閉鎖甚至反調(diào)OLTC是預(yù)防嚴(yán)重事故的有效措施。預(yù)防措施的研究，以日本和法國采取的事故對策最為出色。裕度指標(biāo)的線性很好，但涉及臨界點(diǎn)的求取，因?yàn)槌绷餮趴吮染仃嚱o計(jì)算帶來困難，目前已經(jīng)在這方面做了許多工作；其他的指標(biāo)只用到當(dāng)時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的信息，計(jì)算簡單，但線性差，稱之為狀態(tài)指標(biāo)比較貼切。電壓穩(wěn)定安全指標(biāo)計(jì)算包括兩個(gè)方面：尋找恰當(dāng)?shù)陌踩笜?biāo)和盡量快速又有效夠精準(zhǔn)的計(jì)算方法。但是在目前階段對電壓崩潰機(jī)理認(rèn)識(shí)還不一致，不同研究人員所采取的系統(tǒng)模型也有很大的差別，迫切需要全面深入的開展電壓失穩(wěn)機(jī)理的探討。動(dòng)態(tài)因素受到重視以后，負(fù)荷的動(dòng)態(tài)特性、有載調(diào)壓變壓器（OLTC）的負(fù)調(diào)壓作用受到了普遍關(guān)注。電壓崩潰機(jī)理探討的目的是要弄清楚主導(dǎo)電壓崩潰發(fā)生發(fā)展的本質(zhì)因素、電壓穩(wěn)定問題和電力系統(tǒng)中其他問題的相互聯(lián)系，以及電力系統(tǒng)中各種元件對電壓穩(wěn)定的影響。任何一個(gè)系統(tǒng)，如果系統(tǒng)中大量負(fù)荷的供電是由遠(yuǎn)方電動(dòng)機(jī)通過長距離、中負(fù)荷輸電網(wǎng)提供的話，那么這個(gè)系統(tǒng)就具有上述系統(tǒng)的特性。除OLTC的動(dòng)作外，負(fù)荷地區(qū)中電動(dòng)機(jī)的容量以及接于一次電壓下的電動(dòng)機(jī)的多少也是電壓不穩(wěn)定的關(guān)鍵性參數(shù)。在不太嚴(yán)重的“邊緣不穩(wěn)定”的情況下，崩潰過程可能用掉20分鐘或更長時(shí)間。上述所描述的電壓不穩(wěn)定性和電壓崩潰的慢動(dòng)態(tài)是典型的。然而，如果發(fā)電機(jī)的無功負(fù)荷超過發(fā)電機(jī)的容量，電廠的運(yùn)行人員或勵(lì)磁器或磁場保護(hù)將降低勵(lì)磁而允許機(jī)端電壓下降。如果電壓不穩(wěn)定的根源未予排除，當(dāng)電動(dòng)機(jī)恢復(fù)運(yùn)行后，電壓可能再次崩在上述電壓崩潰的過程中，附近發(fā)電機(jī)上的自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器可能起作用。這時(shí)會(huì)