静态电压稳定性的关键指标

电压稳定是近十几年来电力工业界极为关注的研究课题。到目前为止，学术界对它还没有公认的严格定义^[6]。Prabha Kundur在其编著的《Power System Stability and Control》一书中，将电压稳定性定义为“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”，而电压失稳是指“扰动引起的持续且不可控制的电压下降过程”，电压崩溃则是指“伴随着电压失稳的一系列事件导致系统的部分电压低到不可接受的过程”。

电压失稳具有不同的形式，其中特点之一是：缓慢增加负荷将导致负荷节点电压缓慢下降，在达到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（如负荷的增加、系统故障或系统运行的正常操作）都将使负荷节点电压发生不可逆转的突然下降，而在电压突然下降之前的整个过程中，发电机转子角度和节点电压相角并未发生十分明显的变化。正因为如此，电压稳定的丧失是不易被运行人员察觉的。具有这类特点的电压稳定问题通常被称为静态电压稳定问题。

电压失稳的特点之二是：电力系统故障后，为保证其功角暂态稳定及维持系统频率，除了进行网络操作外，也可能进行自动切机、切负荷等操作。由于系统结构变得脆弱或全系统（或局部）电源支持负荷的能力变得脆弱，缓慢的负荷恢复过程也可能导致电压失稳。由于电力系统在失去电压稳定前已处于动态过程中，发电机及其控制器、负荷的动态行为都会对电压失稳产生影响。具有这类特点的电压稳定问题称为动态电压稳定问题。(www.xing528.com)

电压失稳的特点之三是：在电力系统发生故障或其他类型的大扰动后，伴随系统处理事故的过程中发电机之间的相对摆动，某些负荷节点电压发生不可逆转的突然下降，而此时发电机之间的相对摆动可能并未超出电力系统功角失稳的程度。这类电压稳定问题被称为暂态电压稳定问题。

通常，为了防止系统发生电压失稳/崩溃事故，运行人员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，必须制定一个反映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。电力系统静态电压稳定指标作为规划和系统运行的重要技术参数，应当具备以下几个特性：准确、线性、计算快速、信息含量大。这些特性决定了确定静态电压稳定指标的难度和复杂性。按照分析方法的不同，常用的电压稳定指标分为状态指标和裕度指标。状态指标只取用当前运行状态的信息，计算比较简单，但一般来说存在非线性。裕度指标的计算涉及过渡过程的模拟和临界点的求取问题，包含的信息量较大，能够考虑到各种限制的发生，但是计算速度较慢，而且事先要设定过渡过程。另外，按照电压稳定问题的研究范围不同，又可分为局部指标和全局指标。从电压稳定指标的构造来看，还可以分为由物理量构造的指标和由非物理量构造的指标。总而言之，常用的静态电压稳定指标包括各种灵敏度指标，奇异值、特征值指标，电压稳定性接近指标，局部指标，裕度指标以及基于近似等效方法的阻抗模指标等。