【正文】 送、分配、使用是同時進(jìn)行的，所用的設(shè)備構(gòu)成一個整體。（１）電能生產(chǎn)、輸送、分配和使用特點ａ　電能與國民經(jīng)濟(jì)各個部門、國防和日常生活之間的關(guān)系都很密切。ｃ　電力系統(tǒng)中的暫態(tài)過程十分迅速。（２）對電力系統(tǒng)運行的基本要求ａ　保證系統(tǒng)運行的可靠性。ｃ　保證系統(tǒng)運行的經(jīng)濟(jì)性。這也就是電力系統(tǒng)在受到微小擾動下的穩(wěn)定性，而這種擾動后可理解為任意不懂于零的無限小擾動。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。由于擾動小，因此不必像暫態(tài)穩(wěn)定那樣直接求解微分方程和代數(shù)方程，在得到系統(tǒng)的運動軌跡后判穩(wěn)，而可采用線性化的方法，將一個本質(zhì)為非線性的暫態(tài)問題化為線性問題??然后用線性系統(tǒng)的理論。這種方法稱為小擾動法?？梢哉f，擾動法是分析電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的根本方法。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。（2） 所謂周期失步是指：系統(tǒng)受擾后形成周期性振蕩，振蕩的幅值隨時間越來越大，無法穩(wěn)定運行而失步，也稱為自發(fā)振蕩。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。由此可推理,如系統(tǒng)的特征根為負(fù)實共軛根,則將為周期性減幅振蕩,能穩(wěn)定運行,如系統(tǒng)的特征根為負(fù)實根,則將為周期性單調(diào)減幅運動,也能穩(wěn)定運行。IEEE/CIGRE 和行標(biāo)DL 7552001 均認(rèn)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。 給出了兩種定義的比較與對應(yīng)關(guān)系。在這種分類下，小干擾功角穩(wěn)定認(rèn)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/CIGRE 認(rèn)為，小干擾功角穩(wěn)定研究的時間框架通常是擾動之后的10~20 s 時間，第一擺失穩(wěn)的大干擾功角穩(wěn)定研究的時間框架通常是擾動之后的3~5 s 時間，振蕩失穩(wěn)的大干擾功角穩(wěn)定研究的時間框架通常延長到擾動之后10~20 s 的時間。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。為避免應(yīng)用“動態(tài)穩(wěn)定”這一術(shù)語造成的混亂，IEEE/CIGRE 在新的定義中不再采用“動態(tài)穩(wěn)定”的術(shù)語表示。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。小干擾動態(tài)穩(wěn)定的物理特性是指與阻尼力矩相關(guān)的小干擾動態(tài)穩(wěn)定性，主要用于分析系統(tǒng)正常運行和事故后運行方式下的阻尼特性。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。由上述分析可以看出，IEEE/CIGRE 依據(jù)擾動的大小，對功角穩(wěn)定分為小干擾功角穩(wěn)定和大干擾功角穩(wěn)定，而子類中不再具體細(xì)分是由哪種原因?qū)е碌姆€(wěn)定問題。（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。對于大干擾電壓穩(wěn)定，IEEE/CIGRE 和行標(biāo)DL 7552001 均認(rèn)為既可以是由于快速動態(tài)負(fù)荷、HVDC 等引起的快速短期電壓失穩(wěn)，也可以是由慢動態(tài)設(shè)備如有載調(diào)壓、恒溫負(fù)荷和發(fā)電機勵磁電流限制等引起的長過程電壓失穩(wěn)。行標(biāo)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。此外，行標(biāo)DL 7552001 還從安全運行的角度定義頻率必須保持或恢復(fù)到允許的范圍內(nèi)。 ()由此可得本系統(tǒng)的功—角特性曲線。（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(dāng)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。但因輸入的機械功率不可調(diào)，仍為，在a180。從而當(dāng)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。從而在這個小擾動消失后，在經(jīng)加速功率的作用下機組將加速，使功率角增大，運行點漸漸地回到a點，所以a點是靜態(tài)穩(wěn)定的運行點。當(dāng)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。這樣繼續(xù)下去，運行點不能再回b點，功率角δ不斷增大，標(biāo)志著兩個電源之間將失去同步，電力系統(tǒng)將不能并聯(lián)運行而瓦解。從而當(dāng)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。第3章 小擾動法分析簡單系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性 小擾動法基本原理所謂小擾動法是指當(dāng)一個非線性系統(tǒng)受到的擾動較小時，為判斷其運動的穩(wěn)定性，可將非線性系統(tǒng)在初始運行點線性化，然后用線性系統(tǒng)理論，由其特征根在復(fù)平面上的位置判斷系統(tǒng)穩(wěn)定與否以及穩(wěn)定形式的一種方法。也稱為線性化后線性系統(tǒng)的系統(tǒng)矩陣。這就是小擾動法的基本原理。（2）將狀態(tài)方程線性化，到系統(tǒng)矩陣A。其中值得指出的有三點：（1） 所謂狀態(tài)方程是指以狀態(tài)變量對時間t 的變化率列寫的一組一階微分方程，方程中的X 必須是狀態(tài)變量，態(tài)變量是換路時發(fā)生突變的物理量。然后寫成矩陣形式,得到矩陣A ,兩者結(jié)果一致。也可利用一些代數(shù)判據(jù)判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性,如Routh 判據(jù)和Hurwitz 判據(jù)。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。（1） 不計阻尼功率 （D=0）按上述小擾動法的步驟：① 列寫狀態(tài)方程② 由發(fā)電機轉(zhuǎn)子運動方程的狀態(tài)方程式，且D=0，所以得公式() ()式中, δ和ω為狀態(tài)變量,換路時不發(fā)生突變。 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。由定義的公式() （）式中，稱為同步功率系數(shù)，下標(biāo)代表。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。圖（）等幅震蕩圖圖（）非周期失穩(wěn)圖 （）稱為發(fā)電機組的固有振蕩頻率或自然振蕩頻率。 綜上，當(dāng)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(dāng)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)。穩(wěn)定的形式有兩種：當(dāng)時，即，為兩個負(fù)實根，故為非周