电力系统电压稳定与功角稳定问题综述
王永智，袁越
（河海大学电气工程学院，江苏南京210098）
摘要：稳定性问题是电力系统中一个复杂的问题。随着大系统互联方兴未艾，同时市场化之后的电力系统在经济性的驱动下常常在稳定极限边缘运行，系统稳定性成为日益严峻的实际问题，尤其近年屡次出现大系统的稳定破坏事故，更使它成为研究的焦点问题。本文综合论述了电力系统稳定性问题的研究成果，展示了电力系统稳定性问题的一个整体上的掠影。
关键词：稳定性；电压稳定；功角稳定
0引言
稳定性问题是电力系统中一个及其复杂的问题，早在上世纪二十年代起就被作为一个课题正式提出[1,2]。如今，由于大系统互联已成为电力事业发展不可逆转的历史潮流，加上大系统稳定性破坏事故的屡次发生，使得稳定性问题成为倍受关注的焦点问题。基于此现状，本文综合论述了电力系统稳定性问题研究的方方面面。从宏观上，根据研究着眼点不同划分，稳定性问题大体上可以归结为电压稳定与功角稳定两个大的方向。经过几十年的发展，两者分别在各自领域取得了丰硕的成果。本文首先对电压稳定与功角稳定破坏的现象和机理进行了描述，然后对稳定性研究的理论依据以及分析方法进行了论述与归纳，进而讨论了提高电力系统稳定性的途径。最后叙述了稳定性研究的未来发展方向。
1稳定性破坏的现象和机理
1.1电压失稳的现象和机理
电压稳定性，是指正常运行情况下或遭受干扰后电力系统维持所有母线电压在可以接受的稳态值的能力[2]。运行着的电力系统在遭受干扰后的几秒或几分钟内，系统中一些母线电压可能经历大幅度、持续性的降低，从而使得系统的完整性遭到破坏，功率不能正常地传给用户。这种情况称为系统电压不稳定[3]。
电压不稳定最严重的后果是导致电压崩溃。电压崩溃是指系统发生一系列事故后导致一些母线电压持续降低，而功角稳定性有可能并没有破坏的迹象，从而很难预先察觉[3]。电压崩溃会导致大量负荷的丢失，严重时会造成系统解列。近年来发生的几起电力系统大停电事故就是电压崩溃的例子。电压崩溃事故是电力系统中发生的灾难性事故，每每造成巨额直接经济损失以及长期大面积停电，成为世界各国致力于杜绝的最严重事故之一。
通常认为电压稳定破坏是同负荷特性相关联的，从而电压稳定性有时也称为负荷稳定性。从这种认识出发，无功平衡能否维持就成了电压稳定的关键。举个例子说明：当负荷大幅度上涨后,系统的无功补偿能力严重不足,调度在全网电压下降过程中未能果断切除部分负荷；当系统无功功率供应不足时,如果继续保持负荷侧的电压水平,势必造成上一级电网电压下降,严重时会拖垮高压电网电压,发展为电压崩溃[4]。
1.2功角失稳的现象和机理
概括地说，电力系统功角稳定性破坏从根本上是由于发电机输入、输出功率不平衡造成的。在正常的稳态运行情况下，电力系统中各发电机组输出的电磁转矩和原动机输入的机械转矩平衡，因此所有发电机转子速度保持恒定。但在大的扰动发生后，由于系统的结构或参数发生了较大的变化，系统的潮流及各发电机的输出功率发生了较大的变化，从而破坏了原动机和发电机之间的功率平衡，在发电机转轴上产生不平衡转矩，导致转子转速变化[5]。这样，不同发电机转子之间将产生相对运动，而转子之间相对角度的变化又反过来影响各发电机的输出功率，从而使各个发电机的功率、转速和转子之间的相对角度继续发生变化。这样循环下去可能使系统中的发电机相对角度超越稳定极限造成失稳。这就形成了一个以各发电机转子机械运动和电磁功率变化为主体的机电暂态过程。
由于功角失稳的着眼点在于发电机功角能否保持在允许的范围之内，所以功角稳定性也被称为发电机稳定性。单机无穷大母线模型可以模拟一个纯粹的功角稳定性问题。电力系统正常运行的一个必要条件是各台发电机的转子保持同步速，表现为各发电机的功角保持定值。功角失稳
使得部分机组的转子与系统其它机组失去同步，造成稳定运行的破坏，严重时会导致系统解列。
1.3电压稳定与功角稳定的联系
功角稳定和电压稳定虽然是稳定问题的两个方面,但是它们之间常存在千丝万缕的联系,在受到小扰动的情况下,很难判断系统在什么条件下发生电压失稳,在什么条件下发生功角失稳。这两种稳定问题在电力系统中可能同时存在,只是在一定的条件下,功角稳定问题更严重些;而在另外的条件下,则是电压稳定问题比较突出。提高电力系统的稳定性，应综合考虑两者所产生的影响。2稳定性研究的理论依据
2.1研究电压稳定的理论依据
电压稳定包括静态电压稳定和动态电压稳定两个方面，前者已存在许多基于潮流的实用计算、分析工具，而后者则从理论上更能准确地反映稳定性问题的动态本质，但其工程应用尚待时日。
静态电压稳定研究普遍认为：负荷的缓慢增加导致负荷端母线电压缓慢下降,在到达电力系统承受负荷增加能力的临界值或接近临界值时,任何使系统状态越出临界值的扰动,如负荷的继续增加、系统故障或系统运行的正常操作都将使负荷母线电压发生不可逆转的突然下降[4]。潮流方程在静态电压稳定研究中得到了广泛使用,这些静态判据在本质上都是以电力系统的极限输送能力作为静态电压稳定的临界点[6]。
动态电压稳定问题代表今后的稳定性研究的主要方向。目前理论界对于电压稳定问题比较一致的看法是认为它是一个动态稳定问题，与发电机及其调节系统、负荷、无功补偿系统以及其它电力电子装置、有载调压变压器的抽头调节、直流输电等元件的动态特性有关[6]。但由于目前对电压崩溃的动态机理和各种元件所起作用的认识还很不充分，也缺乏统一的评价标准，因而理论、模型和分析方法还不成熟，离实用化还有很长的距离。目前已经有一些学者在这一课题上做出了许多有益的尝试。
2.2研究功角稳定的理论依据
功角稳定问题又成为暂态稳定问题，它是在电力系统稳定性较早研究的问题之一。在早期电力系统稳定性就是专指功角稳定性的概念。
功角稳定性研究的着眼点是系统中发电机的转子角度，通过发电机转子角度能否维持同步作为系统稳定与否的判据。自然地，研究功角稳定性的一个思路就是在给定的系统状况下，追踪发电机功角的动态变化过程，做出发电机的功角随时间变化的曲线，从而判断出功角稳定情况。而发电机的特性是由一系列微分方程描述的，求发电机的功角变化曲线就是要解发电机微分方程组。而在这样的暂态过程中，发电机又与电力网络联成一个整体，相互作用，不可分割。因此，概括起来，功角稳定研究求取发电机功角曲线的过程，就是基于电力网络方程，联立求解发电机微分方程组。这是功角稳定研究的一个主要的思想。
暂态稳定性研究的另一个思路是从能量角度出发。这种思路不需要借助于某个状态变量的时间响应来判断系统的稳定性，而是通过对特定函数的数值计算结果直接判断系统稳定性的方法。它是通过构造一个代表能量的李雅普诺夫函数来实现的。基于这一思想可以避开直接求取功角曲线的冗繁运算量，对于在线计算的运用有很大的发展潜力。
3稳定性分析的方法
3.1电压稳定的研究方法
由于电压稳定研究的理论有静态、动态之分，相应地，分析方法也分为静态与动态两类。因为动态研究方法离实际应用还有很长的距离，文中主要介绍静态电压稳定的分析方法。
首先介绍第一类，裕度指标分析法。裕度指标分析法是指从系统给定运行状态出发,按照某种模式,通过负荷增长或传输功率的增长逐步逼近电压崩溃点,则系统当前运行点到电压崩溃点的距离可作为判断电压稳定程度的指标,称之为裕度指标。这类方法的基本原则是将电网极限传输功率作为电压崩溃的临界点,从物理角度讲是系统中各节点到达最大功率曲线族上的一点。常用的最大功率判据可以是：任意负荷节点的有功
功率之和最大判据等等[7]。这类方法中，过渡过程的选择是否恰当对方法的有效性有至关重要的作用，而如何处理极限功率附近的潮流雅各比矩阵奇异也是一个关键问题。基于连续潮流的电压稳定裕度计算就是这类方法中的一种，它可以有效地克服极限点附近潮流雅各比阵奇异，求出完整的PV曲线，从而计算出电压稳定裕度[8-12]。此外，也可以用直接求解的方法解网络方程的方法来求裕度指标[13]，但因其运算量大而精度差的缺点而影响了它的广泛应用。
下面介绍第二类，状态指标分析法。状态指标分析法指利用一类指标反映系统临近崩溃点的某些特征，通过计算当前运行点的相应量来间接评价系统当前运行状态域稳定极限的临近程度。常见状态指标有以下几种：
（1）、灵敏度状态指标。它以潮流计算为基础,以定性物理概念出发,利用系统中某些量的变化关系,即它们之间的微分关系来研究系统的电压稳定性[14,15]。在潮流计算的基础上,只需少量的额外计算,便能得到所需的灵敏值。灵敏值计算缺乏统一的灵敏度分析理论做基础,各文献都按自己的方法进行灵敏度分析,没有统一的标准。在计算灵敏度指标时,没有考虑负荷动态的影响,没有计及发电机无功越限、有功经济调度的影响。灵敏度指标只能反映系统某一运行状态的特性,而不能计及系统的非线性特性,不能准确反映系统与临界点的距离。
（2）、潮流多解法指标。潮流多解法以一对相关邻近潮流解之间的距离来判断电压稳定性[6]。潮流方程解的个数随负荷水平的加重而成对减少,当系统的负荷增加到临近静稳极限时,潮流方程只存在两个解,潮流雅可比矩阵也接近奇异,这两个解关于临界点对称。这一结论为计算电力系统的极限运行状态提供了一条途径,间接地克服了潮流方程的雅可比矩阵在临界点奇异而带来的收敛问题。
（3）、最小奇异值或特征值指标。奇异值分析方法是建立在对迭代计算收敛后的潮流方程雅各比矩阵进行奇异分解的基础之上的，实质是利用奇异值大小来度量当前状态下的雅各比矩阵距离奇异有多远，以此来评价系统的电压稳定性[6]。
除了上述列举的各种电压稳定性判别方法之外，还有Q-U法[2]，以及其它新方法，如在文献[13]中介绍的将分岔理论引入稳定性分析领域的方法等等。
3.2功角稳定的分析方法
功角稳定（暂态稳定）的分析方法主要包括基于数值积分的时域仿真法以及基于能量函数的直接法，下面分别予以讨论。
（1）、时域仿真法。暂态稳定时域仿真法是用数值计算方法求出描述受扰动微分方程组的时间解，通过各发电机转子之间相对角度的变化判断系统的稳定性，将系统中任意两台发电机转子角度差的绝对值超过某一极限角度作为暂态失稳的判据[3]。该方法能够直观地体现方法背后的物理本质，方便地展现系统各发电机的功角差，计算准确可靠，能够达到工程实际的要求。
时域仿真法在电力系统中的实用起步较早，已经开发出大量性能良好的应用程序，在电力系统中得到了广泛的应用。其中著名的软件有：我国电力科学研究院研制的《交直流电力系统综合计算程序》，由BPA根据美国WSCC标准开发的暂态稳定分析程序，PTI开发的PSSE，美国EPRI 开发的ETMSP程序以及比利时的STAG程序等等[3]。
（2）、直接法。时域仿真法的缺点在于：运算量大，只能判断稳定性而不能给出稳定裕度，以及输出信息利用率低。为了克服上述缺点，基于能量函数的直接法被开发出来。该法是从能量的角度来判断稳定性，其原理是根据一个辅助函数（即李雅普诺夫函数）的性质来判断系统稳定与否。所以对于一个实际的系统，首先要构造一个合理的李雅普诺夫函数，这个函数必须反映系统稳定的特性，再确定和系统临界稳定所对应的李雅普诺夫函数值；从而可以通过比较扰动结束时的李李雅普诺夫函数值与临界值的大小判别系统的稳定性。近些年基于能量函数的直接法得到的较快的发展，已经有许多性能良好的软件达到的工程实用的要求，如基于EEAC的直接法应用程序，已经在电力系统中投入使用。但目前直接法在电力系统稳定计算中仍然无法替代时域仿真法的应用。
4提高系统稳定性的实用方法
从根本上说，提高系统的稳定性应该深入研究系统失稳的机理，对于不同的失稳机制制定不同的控制措施。理论研究成果同实际运行经验相结合，总结为以下几条：
（1）、充分考虑发电机组的作用。在系统出现电压严重下降的情况下,保持尽可能多的发电机组运行极为重要,发电机和励磁机的过负荷能力可以延缓电压崩溃的时间,但是要利用发电机组的无功过负荷能力,还需要进一步核定不同发电机组的无功过负荷能力及对保护装置重新进行整定。发电机、同步调相机和静止电压补偿机应具有足够的储备,足够迅速地使感应电动机不致减速，过渡事故后的不稳定平衡点。
（2）、充分发挥并联电容器的作用。虽然并联电容器的过分使用是造成电压失去稳定的原因之一,但是充分发挥并联电容器的作用也可以改善系统的电压稳定性,因为并联电容器的使用,可
以使无功功率做到就地补偿,所以发电机可以主要提供有功功率,而预留出更多的无功储备。
（3）、系统在较高的电压水平下运行。系统在较高的电压水平下运行可能并不增大无功储备,但却减少了无功需求,因此使发电机组预留出更多的无功储备,可以运行在远离无功极限的地方,为运行人员预留了对电压的控制。
（3）、.事故情况下低电压甩负荷是终止电压进一步下降的有效措施。但是,无功严重短缺情况下有效性可能反映太慢,因为事故情况下既要考虑利用发电机组的过负荷能力,又要考虑发电机组不致因越限引起继电保护动作跳闸[4]。有效制定根据电压降低的自动跳闸甩负荷策略对于维持系统的稳定性是很重要的。
5稳定性研究的未来发展方向
5.1电压稳定性研究的发展方向
动态电压稳定研究是将来电压稳定研究的主要方向。电压稳定性的本质是动态问题，静态方法把它看成一个个准静态状态的过渡过程，没有反映各动态元件的动态机理，不能解释电压稳定性破坏中的许多问题；而且，静态方法往往基于功率极限与电压极限当成相同的概念。已有许多学者对上述假设的严谨性提出了质疑，认为功率极限所对应的并不一定是电压崩溃点。因此，研究人员已经将电压稳定机理研究的重点从静态转向电压稳定动态机理的方向上来，而对负荷的动态特性的研究尤其是当前研究的热点[6]，同时也是难点。如果在动态特性的研究上不能取得突破，电压稳定实用工具只能局限于基于静态理论的分析方法。
此外，新理论与方法引入电力系统电压稳定研究也是一个趋势。例如，上文提到的分岔理论的引入就为动态电压稳定分析提供了一条思路。奇异诱导分岔也是电压稳定动态分析中经常涉及到的动态分岔之一[16]。而电压稳定指标中计算奇异诱导分岔边界的很少，适合在线计算的快速算法则还是空白。推导计算考虑奇异诱导型分岔点的改进电压稳定指标是很有意义的尝试。
5.2功角稳定性研究的发展方向
时域仿真法从理论上已经是非常成熟，其改进方法主要在于建立更加完善准确的发电机高阶模型以及负荷模型；选择更精确有效率的数值积分方法，以及尽可能节省机时与内存，加快计算速度，例如通过编制更有效更完善的稀疏实用程序。
而直接法在电力系统中取得广泛应用需要
进一步提高其准确度与可靠性。从根本上，直接
法的发展在于深入研究现有方法在电力系统中运
用失效的原因，从理论上建立更科学的能量函数。从算法上，直接法可以从以下方面进行改善：完
善数学模型，适应各种扰动和故障，完善计算方
法并改进计算速度和精度。从功能上，直接法还
可以用于以下方面：稳定度灵敏度分析，动稳定
极限计算，电压稳定分析以及在系统失步时用于
启动紧急控制等等。
6结束语
本文对于日益受人瞩目的电力系统稳定性
问题进行了概括与总结，从稳定性发生现象、机
理到分析方法、控制手段展开了论述。最后，对
未来电力系统稳定性研究方向做了几点展望。
参考文献
[1]CARSON W.TAYLOR Power System V oltage Stability[M].北
京：中国电力出版社，2002
[2]PRABHA KUNDUR.Power System Stability and Control[M].北
京：中国电力出版社，2001
[3]倪以信，陈寿孙，张宝霖.动态电力系统的理论分析[M].北京：
清华大学出版社，2002
[4]王锡凡，方万良，杜正春.现代电力系统分析[M].北京：科学
出版社，2003
[5]殷华，丁坚勇.电压稳定问题综述[J].东北电力技术，2003，
[6]李光琦.电力系统暂态分析[M].北京：中国电力出版社，1995
[7]周晓渊.电力系统电压稳定分析和控制研究[M].浙江大学博
士学位论文.2006
[8]李盛林，卢勇，卢志强，杭乃善.一种求取静态电压稳定裕度
的新方法[J].继电器，V ol.34(9)
[9]张尧，张建设，袁世强.求取静态电压稳定极限的改进连续潮
流法[J].电力系统及其自动化学报.V ol.17(2)，2005
[10]NIZARES C A C,ALV ARADO F L.Point of collapse and
continuation methods for large AC/DC systems[J].IEEE Trans.
on Power Systems,1993,8(1):1-8.
[11]Chiang H D,Flueck A J,ShahK S,etal.CPFLOW:A practical tool
for tracing power system steady-state stationary behavior due to
load and generation variations[J].IEEE Trans on Power Systems,
1995,10(2):623-634
[12]胡彩娥.应用基于连续潮流算法的遗传算法进行静态电压稳定
分析[J].电网技术，V ol.28(15)，2004
[13]江伟，王成山，余贻鑫，张沛.直接计算静态电压稳定临界点
的新方法[J].中国电机工程学报.V ol.26(10)，2006
[14]郭建，韩肖清，王智宏.电压稳定灵敏度分析计算方法[J].山
西电力.2005
[15]江伟，王成山，余贻鑫，ZHANG Pei.电压稳定裕度对参数灵
敏度求解的新方法[J].中国电机工程学报.V ol.26(2)，2006 [16]李宏仲，程浩忠，朱振华，李树静.分岔理论在电力系统电压
稳定研究中的应用述评[J].继电器.V ol.34(4)，2006
作者简介：
王永智（1981-），男，在读研究生，主要研究方向为电
力系统静态电压在线监控。
袁越（1966-），男，汉族，工学博士，教授，博士生导师，研究方向：电力系统优化运行、电力系统稳定分析与控制、电力经济技术与运营管理。
太原科技2009年第4期TAIYUAN S CI-TECH 浅谈电力系统电压稳定性 刘宝，李宝国 文章编号：1006－4877（2009）04－0035－02 最近30年来，世界各国的电力系统普遍进入大电网、高电压和大机组时代，巨量的电能需要通过长距离的高压输电线送到负荷中心，电力系统面临的压力越来越大，很多电力系统不得不运行在其稳定极限附近，极易发生失稳事故。这些事故损失是巨大的，引起人们对电压稳定问题的严重关注。可以说电压稳定问题目前已成为世界各国电力工业领域研究的热点。 1电力系统电压稳定的定义及分类 1.1电压稳定定义 电力系统电压稳定性是指给定一个初始运行条件，扰动后电力系统中所有母线维持稳定电压的能力。在发生电压失稳时，可能引起电网中某些母线上的电压下降或升高，从而导致系统中负荷丧失、传输线路跳闸、级联停电及发电机失去同步等。1.2电压稳定分类 目前，文献中可以见到与电压稳定的主要有静态电压稳定、暂态电压稳定、动态电压稳定、中长期电压稳定等，对它们的含义和范畴，至今还没有一个统一的定义。2004年，IEEE/CIGRE稳定定义联合工作组给出了电力系统电压稳定的分类：电力系统电压稳定分为小扰动电压稳定和大扰动电压稳定。 小扰动（或小信号）电压稳定是指电力系统受诸如负荷增加等小扰动后，系统所有母线维持稳定电压的能力。大扰动电压稳定是指电力系统遭受大干扰如系统故障，失去负荷，失去发电机或线路之后，系统所有母线保持稳定电压的能力。 2电力系统电压失稳的机理 对电力系统电压失稳机理的研究是十分重要的，合理解释和明确区分电压失稳现象，可以正确应对预想的事故。静态研究认为电压失稳原因是负荷超过了网络的最大传输极限，从而造成潮流方程无解。随着对电压稳定研究的进一步深入，越来越多的人们开始用非线性动力学系统的理论知识来解释电压失稳的机理。对于电压失稳机理，T．Van Custem提出：电压失稳产生于负荷动态地恢复其自身功率消耗的能力超出了传输网络和发电机系统所能达到的最大极限。把电压稳定问题仅当作静态问题的观念是不周全的；负荷是电压失稳的根源，因此，电压失稳这一现象也可称为负荷失稳，但负荷并不是电压失稳中唯一的角色；发电机不应视为理想的电压源，其模型（包括控制器）的准确性对准确的电压稳定分析十分重要。 3电压稳定性的分析方法 电力系统作为一个复杂的非线性动力系统，考虑其动态因素，数学上可用一组DAE（Differential Algebraic Equations）微分代数方程组来表示。微分方程组主要体现动态元件，代数方程组主要体现网络结构等约束条件。目前，电力系统电压稳定性的分析方法主要有：静态分析方法、动态分析方法、非线性动力学方法。 3.1静态电压稳定分析方法 潮流方程和扩展的潮流方程是静态分析方法的基本立足点。静态分析方法一般认为潮流方程的临界解就是电压稳定的极限静态方法，将一个复杂的微分代数方程组简化为简单的非线性代数方程实数，大体上可以归纳为：连续潮流法、特征值分析法、最大功率法等。 3.1.1连续潮流法 连续潮流法（CPFLOW）又称延拓法，连续潮流法使用包括有预估步和校正步的迭代方案找出随负荷参数变化的潮流解路径。连续潮流法跟踪负荷和发电机功率变化情况下电力系统的稳态行为，通 （辽宁工业大学，辽宁锦州121001） 摘要：介绍了电力系统电压稳定的定义和分类，提出了电压失稳机理和电压稳定的主要研究方法，反映出该领域的研究概貌和最新动向。 关键词：电力系统；电压稳定；静态；动态 中图分类号：TM712文献标志码：A 收稿日期：2009－01－05；修回日期：2009－02－05 作者简介：刘宝（1982-），男，山东滨州人。2006年9月就 读于辽宁工业大学，攻读硕士学位。 研究与探讨
论电力系统稳定性 发表时间：2018-10-19T09:07:14.800Z 来源：《电力设备》2018年第17期作者：姚彦枝 [导读] 摘要：随着电力工业的迅速发展，我国发电机、变压器单机容量不断增大，电力系统正朝着“大机组、超高压、大电网”的方向发展。 摘要：随着电力工业的迅速发展，我国发电机、变压器单机容量不断增大，电力系统正朝着“大机组、超高压、大电网”的方向发展。在当今电力作为推动社会飞速发展的主动力时代，电力网是否稳定对社会的生产、生活、发展起着决定性的影响。因此，研究电力系统在各种条件下的稳定性问题对社会的发展具有特别重要的意义。 关键词：电力系统；稳定性；措施 1电力系统稳定性的作用及要求 1.1电力系统稳定性的作用 （1）对于企业的调配与服务有优化作用。之所以说电力系统稳定性的提供对企业的调配与服务功能有一定程度的优化作用，是因为相关人员在电力系统应用中，可以根据具体运行情况来开展工作，根据不同类型的电力设备特点，来实现设备利用的最优化，为电力企业工作效率的提升做好准备。相关人员可以全面掌握设备的利用情况，以此来对设备进行合理而科学的配置，实现设备的高效率运行，从而还能降低企业成本的使用率。对于传统电力技术而言，稳定性技术式是一个大胆创新，相关人员在实际作业中可以利用该技术实现对电力设备的协调配置。 （2）有利于促进电力企业的高效发展。电力系统稳定性对电力企业的经济效益具有促进作业。众所周知，电对于人们的生活是何等重要，可以说生活处处都需要电。一旦电力系统稳定性受到冲击，便会发生大面积停电的安全事故，这种现状会导致电力系统的运行受到干扰，对企业的生产，人们的生活都起到了很大的影响。电力系统稳定性技术则可以在这种情况下，对相关干扰进行及时排除，保障用户的正常用电。 1.2电力系统稳定性的要求 电力系统稳定性要求电网结构与设备的选用必须科学合理，供电可靠性必须相对较高，工作人员的技术也必须相对过硬，以此来保证电力系统的正常运行，其中，工作人员的技术具有关键作用，他们必须在实际操作前，做好相关准备，采取有效措施来应对突发故障。 2确保电力系统稳定性的措施 目前，我国电力系统已步入大电网、大机组、超高压、远距离输电时代，随着电力系统的发展及其互联，电力系统稳定问题也将越来越突出。有关电力系统稳定问题的研究已成为国内外电力界的热门课题之一。因此，在当前，研究电力系统稳定问题的机理、以及提高电力系统稳定性的控制措施，具有重要的意义。 2.1对送电系统的控制 改善发电机励磁调节系统的特性：由电力系统功率极限的简单表达式可知，减小发电机的电抗，可以提高电力系统功率极限和输送能力。 改善原动机的调节特性：我们根据发电机功角变化对于再热式轮机可以采用快速调节轮机汽门与带有微机控制和带有功角检测仪的高速系统来消除故障后发电机输入以及输出功率之间的不平衡，交替关、开快速汽门，以缩短振荡时间，提高暂态稳定。 快速操作汽阀（快关）：当系统受到较大干扰时，输出的电磁功率突变，这时，如果原动机的调节装置非常的准确、灵敏和快速，使得原动机自身的功率能跟上相应的变化的电磁功率，则能极大让系统稳定性得以提高[2]。 切机：提高系统暂态稳定的基本措施包括减小原发电机大轴不平衡功率。方法有两个一个是减少原发动机的输入功率，第二个是增大发电机发出的电磁功率，当系统有充足的备用电机时，我们同时切除故障线，同时切除部门联锁发电机，这样就能有效的增大系统稳定性。 2.2采用附加装置提高电力系统的稳定性 在输电线路串联电容：利用电容器容抗和输电线路感抗性质相反的特点，在输电线路中串联电容补偿线路中的电感来提高超高压远距离输电的功率极限，从而起到提高系统稳定的作用。 在输电线路中并联电抗：改善远距离输电系统稳定性的重要措施之一就是将电抗并联到输电线路中。因为随着输电线路长度的增加，产生的电抗就会越大，随之容抗也会变大，而增加的电容则会给线路带来大量的无功，当线路负荷较轻情况下，线路中大量的无功会造成线路末端电压过高。为改善这种情况，我们将电抗器并联到输电线路上来吸收由长距离线路所产生的大电容造成的无功功率，这样，可以减小发电机的运行功角，提高发电机的电势从而提高长距离输电系统的稳定性。 将变压器中性点改为小阻抗接地：电力系统发生接地短路情况时产生的暂态稳定和变压器中性点接地情况有着重要的联系。为了提高中性点直接接地系统的稳定性，我们利用电流流过阻抗会消耗有功功率原理将系统中变压器的中性点改为经小阻抗接地，这样系统短路时产生的零序电流经过变压器中性点小阻抗后消耗有功这就增加了发电机的输出电磁功率，减小了发电机转轴上存在的不平衡功率，进而提高了系统的暂态稳定。 2.3非线性控制技术在暂态稳定控制中的应用 为提高电力系统运行的稳定性，除应对电网进行合理的规划、建设、采取紧急措施之外，最主要的就是对相关部件采取有效的控制手段。根据电力系统采用模型的不同可选取不同的方法。通常对非线性系统进行控制的方法有： Lyapunov直接法：在假设非线性控制系统的原点为平衡点，寻找一个正定Lyapunov函数，，且，在此基础上求出反馈控制规律，使得，这就是正定函数的思想，当时闭环系统才会逐渐的趋向稳定。由此可见，要想使受干扰后的系统动态过程以较快的速度趋向平衡点则需要V越负越大。自适应、滑膜等控制设计都可以用Lyapunov直接法。 变结构控制方法：20世纪70年代中期科学研究者们开始研究变结构控制方法，该方法不但能有很好的全局渐进稳定性，而且它有很强的鲁棒性，能抗外部干扰和参数的摄动。该方法的基本思想是：预先选定一个超平面，利用切换函数和高速开关将电力系统的相轨迹按照一定的规律驱动到超平面上，我们将该运动定义为滑动模态，其基本思想是，利用高速开关和切换函数将系统的相轨迹按一定的趋近律驱动到一个预先选定的超平面S（X）=0（称滑行面或切换面）上，超平面上的系统运动称为滑动模态（Slidingmode），且系统的滑动模态
关于商业片植入式广告发展现状及存在问题的研究——受众心理的关注及营销策略、传播方式的使用 文献综述 姓名：王丹 20090257 曾艳 20090261 杨斯琦 20090259 唐梦佳 20090256 余颂庆 20090260 张文 20090262 吴霜 20090258 班级：市场营销03班 指导老师：杨代福 时间：2012-03-10
【引言】 进入21世纪以来，由于行业竞争加剧等原因，商业片植入式广告异军突起，事实上，这种广告模式由来已久，也并非中国特色。植入式广告源于欧美，发展较为成熟，我国的植入式尚处萌芽阶段，负面问题频发，饱受舆论质疑。但不可否认的是，植入式广告不但比传统硬广告更有优势，而且也是快速收回投资成本、降低商业风险急加速媒介产业循环的好方法，作为产业链上重要一环，其存在不仅具有合理性，而且具良好的发展前景。那么，如何使商业片的植入式广告快速的进入其下一个发展阶段成为现阶段的重大问题。因此，对于影响植入式广告效果的重要因素（营销手段、传播方式以及受众心理），值得我们去研究和思考我们。 【正文】 一、植入式广告的文献研究现状 植入式广告于上世纪20年代至20年代末开始萌芽、2000年以后才真正进入蓬勃发展期，虽然相对于传统传播形式的广告，植入式广告的发展历史并不长，但是以商业片植入式广告为代表的植入式广告已经成为广告发展的一股不可抵挡的趋势，而国内外专家、学者对植入式广告发展的方方面面也进行了深入研究和探讨，呈现出一定深度和广度的理论学说及典型案例，对于植入式广告产业发展发挥了作用。从国内外的研究现状看，对于植入式广告的研究成果可归纳为以下四个方面。 1.对于植入式广告的理论体系依据研究 关于植入式广告所依据的理论体系的研究，主要集中在传播学理论的体现与运用；张金海在《20世纪广告传播理论研究》一书中指出，植入式广告在现代广告业的发展中越来越引人注目，体现了现代广告逐渐将目光放在广告传播的社会文化关注，而巧妙地利用传播学中的归因理论和“说服性传播”的效果理论，则可以将这种关注的社会化效果扩大；而吕善锟在其论文《电影中植入式广告的理论依据》中则明确提出，植入式广告之所以比传统的商业广告有更好的说服效果，正在于其运用了传播学中的归因理论、两级传播理论、“说服性传播”的效果研究、经典条件反射理论以及模仿理论等。
电力系统的电压等级与规定 1、用电设备的额定电压 要满足用电设备对供电电压的要求，电力网应有自己的额定电压，并且规定电力网的额定电压和用电设备的额定电压相一致。为了使用电设备实际承受的电压尽可能接近它们的额定电压值，应取线路的平均电压等于用电设备的额定电压。 由于用电设备一般允许其实际工作电压偏移额定电压±5%，而电力线路从首端至末端电压损耗一般为10%，故通常让线路首端的电压比额定电压高5%，而让末端电压比额定电压低5%。这样无论用电设备接在哪一点，承受的电压都不超过额定电压值的±5% 2、发电机的额定电压 发电机通常运行在比网络额定电压高5%的状态下，所以发电机的额定电压规定比网络额定电压高5%。具体数值见表4.1-1的第二列。 表4.1-1 我国电力系统的额定电压 网络额定电压发电机额定电压 变压器额定电压 一次绕组二次绕组 3 6 103.15 6.3 10.5 3及3.15 6及6.3 10及10.5 3.15及3.3 6.3及6.6 10.5及11 13.8 15.75 18 20 13.8 15.75 18 20 35 110 220 330 500 35 110 220 330 500 38.5 121 242 363 550 3、变压器的额定电压 根据功率的流向，规定接收功率的一侧为一次绕组，输出功率的一侧为二次绕组。对于双绕组升压变压器，低压绕组为一次绕组，高压绕组为二次绕组；对于双绕组降压变压器，高压绕组为一次绕组，低压绕组为二次绕组。 ①变压器一次绕组相当于用电设备，故其额定电压等于网络的额定电压，但当直接与发电机连接时，就等于发电机的额定电压。 ②变压器二次绕组相当于供电设备，再考虑到变压器内部的电压损耗，故当变压器的短
关于电力系统电压稳定的探讨 现如今，社会经济的发展越来越快，人们对电力的需求量也越来越多，电力系统的电压稳定性不仅与整个电力系统运行的稳定、安全密切相关，还会影响到人们的生产和生活，因而变得越来越重要。本文首先对电力系统电压稳定性问题进行了分析，然后阐述了电力系统的电压稳定分析方法及其控制措施。 【关键词】电力系统电压稳定 电力系统是一个庞大复杂的多变量非线性动态系统，确保电力系统正常运行的基本条件是安全以及稳定。随着电力市场化改革的不断深入，电网规模越来越大，远距离重负荷输电的局面会越来越明显，使得电力系统越来越频繁地在接近网络极限输送能力的状态下运行。所以，加强电压稳定性的研究具有非常重要的理论意义与现实意义。 1 电压稳定性问题的分析 电压稳定性问题是电力研究工作中发展比较晚的分支，电压的稳定性开发研究工作是发电机在所有情况下同步运行的分析，但是在电力系统产生电压的时候无法满足于负荷无功需求时的稳定情况，所以电压的稳定与否主要是由电力系统的无功不足引起的。电力系统属于动态系统，对于电压稳定性可以从以下几个方面进行研究：
（1）电压小干扰时候电力系统的稳定性； （2）电压大干扰时候电力系统稳定性以及系统电压失稳过程； （3）电力系统中稳态平衡点能够存在的可能性； （4）分析系统中电压稳定性的概率，因此对系统中电压是否稳定的分析方法也有很多种。 2 电力系统电压稳定分析方法 对电力系统电压稳定性进行预防与控制的基础条件就是分析电力系统的电压稳定性，电力系统电压稳定性的分析方法包括动态电压法以及静态电压法两类。 2.1 静态电压稳定分析 在静态电压稳定分析方法中比较常用的方法主要有奇异值分解（特征值分析）法、潮流多解法、灵敏度分析法、最大功率法、崩溃点法这几种，它们都是在潮流方程或者是经过修改的潮流方程的基础上的，静态电压稳定的临界点在本质上都由电力网络的潮流极限来做，在线性化当前运行点处后再进行分析和计算；不同的地方是使用极限运行状态下不同特征的电压崩溃的判据与采用的求取临界点的方法。静态电压稳定分析法的好处是用一个简单的非线性代数方程实数解的存在性研究代替复杂的微分方程解的性态研究，它的坏处是把小干扰电压稳定的极限点用电力系统的潮流极限来做，并且静态电压分析法无法反映各元件的动态特性。
电力系统稳定与控制 廖欢悦电自101 2 电力系统的功能是将能量从一种自然存在的形式转换为电的形式，并将它输送到各个用户。电能的优点是输送和控制相对容易，效率和可靠性高。为了可靠供电，一个大规模电力系统必须保持完整并能承受各种干扰。因此系统的设计和运行应使系统能承受更多可能的故障而不损失负荷（连接到故障元件的负荷除外），能在最不利的可能故障情况些不知产生不可靠的广泛的连锁反应式的停电。 由此，电力系统控制所要实现的目的： 1.运行成本的控制：系统应该以最为经济的方式供电； 2.系统安全稳定运行的控制：系统能够根据不断变化的负荷变化及发电资源变化情况调整功率 分配情况； 3.供电质量的控制：必须满足包括频率、电压以及供电可靠性在内的一系列基本要求；一．电力系统的稳定性设计与基本准则 首先，一个正确设计和运行的电力系统： 1.系统必须能适应不断变化的负荷有功和无功功率需求。与其他形式的能量不同，电能不能方便地以足够数量储存。因而，必须保持适当的有功和无功的旋转备用。 2.系统应以最低成本供电并具有最小的生态影响 3.考虑到如下因素，系统供电质量必须满足一定的最低标准： a）频率的不变性 b）电压的不变性 c）可靠性水平 对于一个大的互联电力系统，以最低成本保证其稳定性运行的设计是一个非常复杂的问题。通过解决这一问题能得到的经济效益是巨大的。从控制理论的观点来看，电力系统具有非常高阶的多变量过程，运行于不断变化的环境。由于系统的高维数和复杂性，对系统作简化假定并采用恰当详细详细的系统描述来分析特定的问题是非常重要的。 二、电力系统安全性及三道防线可靠性－安全性－稳定性 电力系统可靠性：是在所有可能的运行方式、故障下，供给所有用电点符合质量标准和所需数量的电力的能力。是保证供电的综合特性（安全性和充裕性）。可靠性是通过设备投入、合理结构及全面质量管理保证的。 电力系统安全性：是指电力系统在运行中承受故障扰动的能力。通过两个特征表征（1）电力系统能承受住故障扰动引起的暂态过程并过渡到一个可接受的运行工况，不发生稳定破坏、系统崩溃或连锁反应；（2）在新的运行工况下，各种运行条件得到满足，设备不过负荷、母线电压、系统频率在允许范围内。 电力系统充裕性：是指电力系统在静态条件下，并且系统元件负载不超出定额、电压与频率在允许范围内，考虑元件计划和非计划停运情况下，供给用户要求的总的电力和电量的能力。 电力系统稳定性：是电力系统受到事故扰动（例如功率或阻抗变化）后保持稳定运行的能力。包括功角稳定性、电压稳定性、频率稳定性。 正常运行状态下，通过调度手段让电力系统保持必要的安全稳定裕度以抵御可能遭遇的干扰。要实现预防性控制，首先应掌握当前电力系统运行状态的实时数据和必要的信息，并及时分析电网在发生各种可能故障时的稳定状况，如存在问题，则应提示调度人员立即调整运行方式，例如重新分配电厂有功、无功出力，限制某些用电负荷，改变联络线的送电潮流等，以改善系统的稳定状况。 目前电网运行方式主要靠调度运行方式人员预先安排，一般只能兼顾几种极端运行方式，且往往以牺牲经济性来确保安全性。调度员按照预先的安排和运行经验监视和调整电网的运行状态，但他并不清楚当前实际电网的安全裕度，也就无法通过预防性控制来增强电网抗扰动的能力。因此，实现电力系统在线安全稳定分析和决策，得出当前电网的稳定状况、存在问题、以及相应的处理措
SFA方法和因子分析法综述 （姬晓鹏，管理科学与工程，1009209018） 1.1DEA方法和SFA方法的区别 1.数据包络分析（DEA） 数据包络分析(data envelopment analysis)简称DEA,采用线性规划技术，是最常用的一种非参数前沿效率分析法。它由A.Charnes和W.W.Cooper[1]等人于1978年创建的，以相对效率为基础对同一类型的部门的绩效进行评价。 该方法将同一类型的部门或单位当作决策单元(DMU)，其评价依据的是所能观测到的决策单元的输入数据和输出数据。输入数据是指决策单元在某种活动中所消耗的某些量，如投入资金量、原料量等，输出数据是指决策单元消耗这些量所获得的成果和产出，如产品产量、收入金额等。将各决策单元的输入输出数据组成生产可能集所形成的生产有效前沿面，通过衡量每个决策单元离此前沿面的远近，来判断该决策单元的投入产出的合理性，即技术效率[2]。 一般的评价方法比较同一类型的决策单元的效率，需要先对决策单元的输入输出指标进行比较，并通过加权得到一个综合评分，然后通过各个决策单元的评分来反映其效益优劣。数据包络分析法则巧妙地构造了目标函数，并通过Charnes －Cooper变换（称为2 C－变换）将分式规划问题转化为线性规划问题，无需统一指标的量纲，也无需给定或者计算投入产出的权值，而是通过最优化过程来确定权重，从而使对决策单元的评价更为客观。对建筑设计企业进行评价的问题，很适于数据包络分析法的评价模型。 DEA方法也存在着一些缺点：首先，当决策单元总数与投入产出指标总数接近时，DEA方法所得的技术效率与实际情况偏差较大；其次，DEA方法对技术有效单元无法进行比较；此外，由于未考虑到系统中随机因素的影响，当样本中存在着特殊点时，DEA方法的技术效率结果将受到很大影响。彭晓英等用因子分析法对指标进行筛选和综合，再采用DEA方法进行评价，解决了DEA方法对指标数量限制的问题，并对煤炭资源型城市的生态经济发展进行了评价[3]。 SFA与DEA方法都是前沿效率评价方法，它们都是通过构造生产前沿面来计算技术效率的。与DEA方法相比，SFA方法利用生产函数来构造生产前沿面，并采用技术无效率项的条件期望来作为技术效率，其结果受特殊点的影响较小且
电力系统暂态稳定实验 一、实验目的 1 ?通过实验加深对电力系统暂态稳定内容的理解，使课堂理论教学与实践结合，提高学生的感性认识。 2?学生通过实际操作，从实验中观察到系统失步现象和掌握正确处理的措施 3?用数字式记忆示波器测出短路时短路电流的非周期分量波形图，并进行分析。 二、原理与说明 电力系统暂态稳定问题是指电力系统受到较大的扰动之后，各发电机能否继续保持同步运行的问题。在各种扰动中以短路故障的扰动最为严重。 正常运行时发电机功率特性为：P1=( Eo x Uo)x sin S i/X1 ; 短路运行时发电机功率特性为：P2=( Eo x Uo)x sin S 2X2 ; 故障切除发电机功率特性为：P3 =( Eo x Uo)x sin S 3/X3 ; 对这三个公式进行比较，我们可以知道决定功率特性发生变化与阻抗和功角特性有关。而系统保持稳定条件 是切除故障角S c小于S max S max可由等面积原则计算出来。本实验就是基于此原理，由于不同短路状态下，系统阻抗X2不同，同时切除故障线路不同也使X3不同，S max也不同，使对故障切除的时间要求也不同。 同时，在故障发生时及故障切除通过强励磁增加发电机的电势，使发电机功率特性中Eo增加，使S max增加，相应故障切除的时间也可延长；由于电力系统发生瞬间单相接地故障较多，发生瞬间单相故障时采用自动重 合闸，使系统进入正常工作状态。这二种方法都有利于提高系统的稳定性。 三、实验项目与方法 (一)短路对电力系统暂态稳定的影响 1 ?短路类型对暂态稳定的影响 本实验台通过对操作台上的短路选择按钮的组合可进行单相接地短路，两相相间短路，两相接 地短路和三相短路试验。 固定短路地点，短路切除时间和系统运行条件，在发电机经双回线与“无穷大”电网联网运行时，某一回线发生某种类型短路，经一定时间切除故障成单回线运行。短路的切除时间在微机保护装置中设定，同时要设定重合闸是否投切。 在手动励磁方式下通过调速器的增 (减)速按钮调节发电机向电网的出力，测定不同短路运行时能保持系统稳定时发电机所能输出的最大功率，并进行比较，分析不同故障类型对暂态稳定的影响。将实验结果与理论分析结果进行分析比较。P max为系统可以稳定输出的极限，注意观察有功表 的读数，当系统出于振荡临界状态时，记录有功表读数，最大电流读数可以从YHB-川型微机保护 装置读出，具体显示为： GL- 三相过流值 GA- A相过流值
电力系统电压稳定性的再认识 近年来随着电力系统从发电、输电的一体化体制演变到开放和竞争的环境，电力系统规划和运行的不确定性和不安全因素增加，电压不安全已经成为限制电力传输的主要因素之一。世界上许多国家相继发生由电压稳定问题导致的大面积停电事件，世界各国目前对电压稳定性的研究十分重视,IEEE和CIGRE还成立了专门工作组调查和研究电压稳定性问题，并进行了大量的研究工作。 早期研究普遍认为电压稳定问题是一个静态问题，或者认为系统的动态对电压稳定的影响很慢，从而将电压稳定问题转换为平衡点的存在性问题"研究集中在以潮流为工具的静态方法上。随着研究的深入，人们正在逐渐认识电压稳定性的动态本质，从而开始重点研究电压崩溃的动态机理和系统模型的需求，并提出了一些有关电压稳定性的分析方法和防止电压崩溃的对策。 对电力系统电压稳定性及分岔理论的学习已有8个多月，本学期的课程也上了过半，下面我将就此问题谈谈我的认识。 一、电压不稳定现象及其解释 对于电压稳定性，IEEE和CIGRE工作组已经给出了简明的定义，然而对于这类已有的概念，有必要对“电压不稳定”进行定义。 电压不稳定性源自负荷动态具有使耗电量恢复到超过传输系统和发电系统容量的趋势。 下面逐字的解释这个描述性的定义： ●电压：在许多的网络节点上，以大的、不可控的电压降落的形式所揭示 的现象。 ●不稳定性：已经超过最大传输功率的限制，负荷功率恢复机制变得不稳 定，所消耗的功率减少而不是上升。这个机制是电压不稳定性的核心。 ●动态：任何稳定性问题都涉及到动态。这些动态行为可以通过微分方程 （连续动态）或者差分方程（离散动态）来建模。 ●负荷电压是不稳定性的驱动源，就这个原因而言，这个现象也成为负荷 不稳定性。 ●传输系统，对能量传递来说，正如从电路理论所知，有一个有限的容量。 这个限制（也受到发电系统的影响）标志着电压不稳定性的开始。 ●发电：发电机并不是理想的电压源。发电机的精确建模（包括控制器） 对于正确地评估电压稳定性是非常重要的。 二、电压稳定性研究方法 1、早期基于静态的研究方法 早期人们简单地将电力系统电压失稳问题看作系统过载引起，从而将其视为静态问题。利用代数方程研究电压的稳定性，大体上可以归纳为最大传输功率法、
毕业设计 学生姓名学号 系(部) 机电工程系 专业电气自动化技术 题目电力系统电压稳定的研究指导教师
摘要：电力系统是一个具有高度非线性的复杂系统，随着电力工业发展和商业化运营，电网规模不断扩大，对电力系统稳定性要求也越来越高。在现代大型电力系统中，电压不稳定/电压崩溃事故已成为电力系统丧失稳定性的一个重要方面。因此，对电压稳定性问题进行深入研究，仍然是电力系统工作者面临的一项重要任务。 从国内外一些大的电力系统事故的分析来看，发生电压崩溃的一个主要原因就是无法预计负荷增长或事故发生后可能导致的电压失稳的程度和范围，难以拟定预防和校正的具体措施。所以，我们有必要在负荷模型基础上考虑采用更好的方法来进行电压稳定性评的研究。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。 关键词：电力系统，电压崩溃，电压失稳，稳定性 Abstract：Power system is a highly complex systems, nonlinear with the power industry and commercial operation scale constantly expanding, network, the power system stability requirements is also high. in large power system, voltage instability of the voltage of power system of stability has become an important aspect. therefore, the voltage stability problems and in-depth study is still the power systems are faced with an important task.聞創沟燴鐺險爱氇谴净。From home and abroad some big power systems analysis of the accident, there is a major cause of the voltage is not expected to load up or after the accident may lead to the loss of degree and scope, to work out specific measures to prevent and correct. Therefore, we have to consider adopting the model on the basis of better ways to make a stability assessment study.残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。 Keywords：Power systems,V oltage collapse,In a voltage,Stability酽锕极額閉镇桧猪訣锥。
10 电力系统暂态稳定性 10. 1习题 1) 什么是电力系统暂态稳定性？ 2）电力系统大扰动产生的原因是什么？ 3）为什么正常、短路、短路切除三种状态各自的总电抗不同？对单机无限大供电系统为什么Ⅰ＜Ⅲ＜Ⅱ？PⅠ·max＞PⅢ·max＞PⅡ·max？ 4）短路情况下Ⅱ如何计算？ 5）什么是加速面积？什么是减速面积？什么是等面积定则？ 6）单机无限大供电系统，设系统侧发生三相短路，试问短路时功率极限是多少？ 7）什么是极限切除角？ 8）若系统发生不对称短路，短路切除后最大可能减速面积大于短路切除前的加速面积，系统能否暂态稳定？若最大可能减速面积小于加速面积发生什么不稳定？ 9）分段法中t=0时和故障切除时过剩功率如何确定？ 10）写出分段法的计算步骤。 11）为什么说欧拉法是折线法？每段折线如何确定？ 12）改进欧拉法在何处做了改进？ 13）写出改进欧拉法的计算步骤。 14）用图解说明单相自动重合闸为什么可以提高暂态稳定性？ 15）试说明快关汽轮机汽门、连锁切机有何相同与不同？ 16）提高电力系统暂态稳定的具体措施有哪些种？原理是什么？ 17）提高电力系统暂态稳定的措施在正常运行时是否投入运行？ 18）解列点的选择应满足什么要求？ 19）异步运行时为什么系统需要有充足的无功功率？什么是振荡中心？ 设已知系统短路前、短路时、短路切除后三种情况的以标幺值表示的功角特性曲线：=2、=0.5、=1.5及输入发电机的机械功率=1。 求极限切除角。 20）供电系统如图10- 1所示，各元件参数： 发电机G：P N=240MW，U N=10.5kV,，，X2=0.44，T J =6S，发 电机G电势以E‘表示；变器T1的S N为300MVA，U N为10.5/242kV，X T1=0.14 T2的S N为 280MVA，U N为220/121kV，X T2=0.14电力线路长l=230km每回单位长度的正序电抗X1= 0.42Ω/km，零序电抗X0=4X1。 P=220MW
绪论 电力系统是由电能生产、传输、使用的能量变换、传输系统和信息采集、加工、传输、使用的信息系统组成的。电力系统稳定性问题可以分为角度稳定、电压稳定和频率稳定三个方面。电压稳定性问题与发电系统，传输系统和负荷系统都有关系。电压稳定性是指电力系统在正常运行或经受扰动后维持所有节点，电压为可接受值的能力 引起电压不稳定的主要因素是电力系统没有能力维持无功功率的动态平衡和系统中缺乏合适的电压支持；电压不稳定性受负荷特性影响很大。电压崩溃通常是由以下几种情况引发的：①负荷的快速持续增长；②局部无功不足；③传输线发生故障或保护误动； ④不利的OLTC的动态调节；⑤电压控制设备限制器（如发电机励磁限制）动作。这些情况往往是互相关联的，持续恶化的相互作用将最终导致电压崩溃的发生。 电压安全是指电力系统的一种能力，即不仅在当前运行条件下电压稳定，而且在可能发生的预想事故或负荷增加情况下仍能保持电压稳定。它意味着相对可信的预想事故集合，电力系统当前运行点距离电压失稳点具有足够的安全裕度。 为了防止电压失稳/崩溃事故，最为关心的问题是，当前电力系统运行状态是不是电压 稳定的，系统离电压崩溃点还有多远或稳定裕度有多大。因此必须制定一个确定电压稳定程度的指标，以便运行人员做出正确的判断和相应的对策 电压稳定性研究的方法：非线性动力学方法、概率分析方法、静态分析方法和动态分析方法。 电力系统是非线性动力系统，稳定本身属于动态范畴，电压失稳或电压崩溃本质是一个动态过程。当我们深入研究电压不稳定发生的原因、机理及其变化过程时，特别是要研究因电压过低而导致系统的动态稳定破坏时，静态分析方法难以完整计及系统动态元件的影响，因此无法深入研究电压失稳的机理及其演变过程。必须在计及元件动态作用的前提下，建立恰当的数学模型，采用合适的动态方法进行研究才能真正揭示电压失稳的发展机制。 负荷特性在电压稳定研究中起着重要作用，它直接影响分析的结果，但由于负荷的随机性、分散性及多样性，严格统一负荷特性尚无法确立，这使得负荷特性成为电压稳定研 页脚内容1
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/ba18516147.html, 关于电力系统电压稳定性的研究 作者：赵崇宇阎惊奇 来源：《中国科技博览》2015年第35期 [摘要]随着我国经济的飞速发展，电力作为经济发展的强劲推动力，对于其的研究已经比较深入。由于人们物质生活水平的不断提高，对于电力的需求更加的严格，而电力系统的电压稳定性更是我们现如今研究的重点，而如何有效的解决实际运营过程中电压不稳定的现象，是我们需要积极研究的课题。文章首先系统的分析了电力系统电压稳定性的基本理论与方法，以及一些电力系统运营的现状，然后对如何提高电力系统的稳定性作了一定的分析和探讨，最后分析得到一些提高电压稳定性的对策。 [关键词]电力系统电压稳定性电力需求 中图分类号：TM421.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）35-0328-01 伴随着人们对于电力的极大需求，使得现代化的电网产生了巨大的经济效益，也给电力系统的发展提供了契机。但是由于现在的电网规模的日益巨大，结构越来越复杂，使得其电力系统的不稳定性问题逐渐显现出来。由于电力系统在人们的日常的生产生活过程中已经占据了举足轻重的地位，一旦电力系统出现稳定性的破坏，一定会给正常的生产生活产生巨大的影响，导致严重的经济损失。电压稳定性作为电力系统稳定问题中最为重要的研究课题，目前在电力工业的飞速发展过程中，由于电压稳定问题导致的财产损失已经不胜枚举，使得电力系统所面临其稳定性的强大挑战，如何解决这一问题已经日益迫切了。 1 电力系统的电压稳定性 本节主要对电力系统的电压稳定性做了比较准确的定义和分析。考虑到部分的工程技术人员对于电压稳定问题相对比较不了解，本节会首先对其做一定的描述和分析。 1.1 电压稳定性的基本定义 电力系统维持其自身电压的能力即电压稳定性。电压的安全性主要是指在一些可控的运行问题中，还能够保证系统的稳定运行的能力。 1.2 电压崩溃的过程 由于系统在实际的运营过程中，其所负荷的电压会不断地变化和传递引起的衰落，当保证系统运营的工作人员无法控制这些电压变化时，就会使得系统电压进入一个极不稳定的工作状态，甚至导致电力系统的崩溃，即我们常说的电压崩溃。电压崩溃的主要特征是失去电力负载能力，无法自身恢复系统的正常电压以及其导致的区域化的停电情况。只有将用户工作点的电压保持在一个相对稳定的水平，才能保证系统的稳定性需求。
电力系统的电压等级 额定电压：各用电设备、发电机、变压器都是按一定标准电压设计和制造的。当它们运行在标准电压下时，技术、经济性能指标都发挥得最好。此标准电压就称为~。 一、电力系统的额定电压等级 1、电力系统的额定电压等级（输电线路的额定线电压） 220，kV 3，kV 6，kV 10，kV 35，kV 60，kV 110，kV 220，kV 330，kV 500，kV 750，kV 1000一般来说：110kv 以下的电压等级以3倍为级差：10kv 35kv 110kv 110kv 以上的电压等级，则以两倍为级差：110kv 220kv 500kv 确定额定电压等级的考虑因素： 三相功率S 和线电压U 、线电流I 的关系是UI S 3=。 当输送功率一定时，输电电压越高，电流越小，导线等载流部分的截面积越小，投资越小；但电压越高，对绝缘的要求越高，杆塔、变压器、断路器等绝缘的投资也越大。所以，对应于一定的输送功率和输送距离应有一个最合理的线路电压。 但从设备制造的角度考虑，线路电压不能任意确定。规定的标准电压等级过多也不利于电力工业的发展。 2、发电机、变压器、用电设备的额定电压的确定 1）用电设备的额定电压=线路额定电压 允许其实际工作电压偏离额定电压% 5±2）线路的额定电压： 指线路的平均电压（Ua+Ub ）/2， 线路首末端电压损耗为10%；因为用电设备允许的电压波动是±5%，所以接在始端的设备，电压最高不会超过5%；接在末端的设备最低不会低于-5%； 3）发电机的额定电压 总在线路始端，比线路额定电压高5%；3kv 的线路发电机电压为3.15kv。
4）变压器的额定电压 一次侧：相当于用电设备 A、直接与发电机相连，额定电压与发电机一致。 B、直接与线路相连，额定电压与线路额定电压相同； 二次侧：相当于电源 A、二次侧位于线路始端，比线路额定电压高5%。计及自身5%的电压损耗，总共比线路额定电压高10%。 B、二次侧直接接用电设备（负荷）时，只需考虑自身5%的电压损耗。
2.4多电压级电力系统 ?电力系统由不同电压的电力网通过变压器联结而成，系统的各设备均处于不同的电压等级中。在进行电力系统计算时必须建立全系统的等值电路。有两种方法： 1、把所有的电流归算到指定的电压等级下 为了减少运算量，一般选元件较多的高压网作为基准级。设乞，忍,…,心为某元件所在电压等级与基准级之间串联的n台变压器的变比。可按下列各式将该电压级中元件的参数及电气量归算到基准级： = B( __________ kg…-S u，==ugk? ?--心) z =z(--- 1———)**以上各式的变压器变比k取为: 指向基准级一侧的电压 = 被归算一侧的电压
2、标幺值表示 ＞标幺值定义： 标幺值计算的关键在于基准值的选取，遵循两个原则： ?首先各基准值必须应满足各有名物理量之间的各种关系 这样就可以保证标幺值表示的电路公式中各量之间的关系保持不变。在实际系统的计算中，一般先选定S B和4,其它的基准值可按电路公式求出： ?其次，基准值的选取应尽可能使标幺值直观，易于理解。 注意：嗣如目幽銅越舷區連蜩翊豳U岛艇初越舷凰
2.5简单电力系统的运行分析 ?电力系统正常运行情况下，运行、管理和调度人员需要知道在给定运行方式下各母线的电压是否满足要求，系统中的功率分布是否合理，元件是否过载，系统有功、无功损耗各是多少等等情况。为了了解上述运行情况所做的计算，称为系统的
?视在功率、有功功率、无功功率及复功率的概念 ,为此引入 u = y[2U COS （COt + 久） i = V2Z cos（N +（p i） =u i = V2t/ cos（E + 久）x V2/ cos（曲+ ? ）=Ul cos（0“ —?）+ ui cos（2奴 +（p u + ?）=UI cos 0 +1// cos（2d/ +（p u +（p.y 用来表述有功、 无功和视在功率 三者之间关系的 二 呼=UI厶入一? =VI cos cp + jUI sin （p 了的概念，其定义为： 瞬时功率P为^ I 指的是瞬时功率p在一个周期内的平均值：
电力系统电压稳定性研究综述 摘要: 电力需求的快速发展对电压稳定性提出了更高的要求，本文以对电压稳定性的研究为基础,综述电压稳定性的本质和机理, 以及电力系统电压稳定性的研究现状。研究用于防止系统电压失稳的控制策略及电力系统优化理论。 关键词: 电力系统；有功功率；电压稳定性 中途分类号：F407.61文献标识码：A-E文章编号：2095-2104（2011）12-015—01 近十几年经济快速发展,用电量急剧增加,给电力系统的安全运行带来了新的问题，一些大型电力系统相继发生大面积停电事故，网络建设速度跟不上用电量的增长速度,网架建设的薄弱也给电压稳定带来很大的安全隐患。同时,电力市场竞争机制使各种电源竞价上网, 给庞大的极限运行的网络带来很多不确定的因素,使电压稳定性问题成为影响电网安全的一大因素。迫切要求对电压稳定性问题进行深入研究。 1 电压稳定性的本质 1.1 电压稳定性机理 随着电力系统规模的扩大,系统越来越朝极限方式运行,电压稳定性面临新的挑战,此时其本质开始受到重视。有学者从线路和负荷的关系出发,认为电压稳定性的本质不仅跟无功功率有关,而且跟有功功率有关,特别是当系统在极限附近运行时,有功功率和负荷性质均对电压有重要影响,从某种意义上说,电压稳定性就是负荷稳定性。另外一部分学者从非线性系统理论出发,以分岔及中心流形理论来描述电压稳定性的本质,把电压稳定性划分为短期和中长期稳定性。 1.2 近期研究动态 由于电压稳定性与功角稳定性之间并不是孤立作用的,近期对电压稳定性的研究开始围绕短期电压稳定与功角稳定相互作用的机理展开。用微分代数方程的奇异性研究暂态电压崩溃的机理过程,动态负荷在时间常数、负荷功率、负荷成分等方面对功角稳定和电压稳定相互影响的关系。结论为: 对于时间常数小、有功负荷重、恒功率负荷比重大的动态负荷,一般由于其电压失稳而导致功角失稳。这种分析方法对暂态电压稳定和功角稳定之间的机理联系分析有一定的参考作用。 2 电压稳定性研究方法及现状 2.1 电压稳定性的研究方法
电压稳定基本概念 从80年代以来，电网运行越来越接近于极限状态。主要有几个原因： ?环保对电源建设和线路扩建的压力 ?重负荷区域的用电消费增加 ?电力市场下的新的系统负荷方式（潮流方式） ?。。。 无论发达国家还是发展中国家，都存在负荷、线路和电源间的矛盾 用户负荷在增加<——> 电网扩建却面临着更大的问题 由于网络运行在重载情况下，出现了慢速或快速的电压跌落现象，有时甚至产生电压崩溃，电压稳定已成为电力系统规划和运行的主要问题之一。 （介绍电压稳定的三本国际性的书籍：） 那么什么是电压失稳？（在国际上，有多种公认的定义。）在这里，我们观察文献[TVCUTSEM]的定义： 电压失稳产生于动态的负荷功率的恢复在传输网和发电系统的能力之外。作者进一步解释道： ?电压：许多母线的电压发生明显的、不可控的下跌。 ?失稳：超越了最大的传输功率极限，负荷功率的恢复变得不稳，反面降 低了功率的消耗，这是电压失稳的关键。 ?动态：任何稳定问题与动态有关，可以用微分方程（连续变化）或用差 分方程（离散变化）模拟。 ?负荷：是电压失稳的原动力，因此这一现象也被称为负荷失稳，但负荷 不是仅有的角色。 ?传输网：有传输极限，从基本电工理论就可是到这个结论，这一极限是 电压失稳的开始。 ?发电系统：发电机不是理想的电压源，其模型的准确性对正确的电压稳 定十分重要。 与电压稳定相关的另一术语是电压崩溃。电压崩溃可能不是电压失稳的最终结果。
无功功率的角色 可以注意到上述定义中没有引入无功功率。众所周知，在交流网中，电抗线路占主导，电压控制和无功功率有密切的关系。这里作者的目的是不想过于强调无功功率在电压稳定中的作用。的确，有功功率和无功功率二者同时对电压稳定有重要的作用。作者引用了一个例子，表明电压失稳与无功功率没有因果关系。 假设电源电压E 恒定，控制R L ，使功率消耗达到予定值P o ： o L L P R I R -=2& 同时，我们知道最大的传输功率发生在R L = R ： R E P 42max = 如果需求的P o 大于P max , 负荷电阻会下降比R 更小，电压失稳就会产生了。 这个范例虽然没有无功功率，没有功角稳定问题，但具有电压失稳的主要特征。在交流电力系统中，无功功率使得问题变得更复杂，但不是问题的唯一根源。传输有功功率仍然是电力系统的主要功能，而无功功率的传输和消耗也是的电力系统的不可缺少的一部分。 电压稳定VS 电力系统稳定 可以把电压稳定归到一般的电力系统稳定问题，下表显示根据时间域和失稳原因方式进行的分类。我们应该知道，可以用不同的方法对稳定问题进行分类。这里的分类可有效地分别电压稳定与功角稳定的差异。 快速稳定问题：