电力系统稳定性概述：关键因素与应对措施

在分析电力系统电磁暂态的过程中，假设旋转电机的转速保持不变，在此前提条件下，重点研究暂态过程中电流、电压的变化。而在分析机电暂态过程中，分析的重点则是旋转电机的机械运动，因此，不能再假设旋转电机的转速不变。电力系统机电暂态过程的工程技术问题主要是电力系统的稳定性问题。电力系统稳定性是电力系统的属性，更是电力系统中各同步发电机在受到扰动后保持或恢复同步运行的能力。保证电力系统稳定性是电力系统正常运行的必要条件。当各发电机在同步运行条件下，即电力系统稳定运行状态下，发电机发出的功率为定值，各母线(节点)的电压和各输电线路输送的功率为定值，各发电机的电动势相量相互间的相角差、发电机电动势与各母线电压相量的相角差以及各母线电压的相角差保持恒定。如果电力系统中各发电机不能保持同步运行，则发电机发出的功率不是定值，系统中各母线(节点)的电压和输电线路的功率也不是定值，并将发生大幅度的摆动。若电力系统的控制装置不能使各发电机恢复同步，也不能使各母线(节点)电压恢复到扰动前相近的值，则电力系统中各发电机将失去同步状态，电力系统也会失去稳定性。

发电机在电力系统受到扰动后保持同步的能力，由电磁力矩决定。而电磁力矩包括同步力矩和阻尼力矩，三者之间的关系为

式中，ΔTe——电磁力矩；

TSΔδ——同步力矩，与功角变动量Δδ同相，TS为同步力矩系数；

TDΔω——阻尼力矩，与角速度偏差量Δω同相，TD为阻尼力矩系数。

电力系统的稳定性由各发电机的同步力矩和阻尼力矩的大小及正负决定。若没有足够的同步力矩，则会造成转子滑行失步；若没有足够的阻尼力矩，则会造成振荡失步或低频振荡。

电力系统稳定性一般分为功角稳定性和电压稳定性。(www.xing528.com)

我国通常将电力系统功角稳定性分为静态稳定、暂态稳定和动态稳定，其具体如下。

(1)电力系统静态稳定是指电力系统受到小干扰后、不发生非周期性的失步，自动恢复到起始运行状态的能力。小干扰是指在这种干扰作用下，系统状态变量的变化量很小，允许将描述系统的状态方程线性化。

(2)电力系统暂态稳定是指电力系统受到大干扰后，各同步发电机保持同步运行并过渡或恢复到原来稳态运行方式的能力，通常指第一或第二振荡周期不失步。由于受到的是大干扰，故系统的状态方程不能线性化。此外，在受到大干扰的过程中往往伴随着系统结构和参数的改变，也就是说系统的状态方程是有变化的。

(3)电力系统动态稳定指的是电力系统受到小的或大的干扰后，不发生振幅不断增大的振荡而失步。

电力系统电压稳定性是电力系统在给定的运行条件下，受到扰动后，系统中所有母线电压继续保持可接受水平的能力。当电力系统受到扰动、增加负荷或改变运行条件使系统中的母线或负荷节点形成渐近的、不可控制的电压降落时，系统就会处于电压不稳定状态。