学文网摘要：电力系统地域分布非常辽阔，是一个结构极为复杂的大系统，它由发电厂、变电站、输配电网络和用户组成，电力系统具有的非线性、时变性以及参数的不确定等特性，并含有大量未建模动态部分，是一个巨维数的典型动态动力学系统。稳定的电力系统是保证电力系统安全和经济运行的有效手段，对保证经济发展和国民安全以及人民生活有重大的意义，随着科学技术不断提高，各类自动化技术也在电力系统中广泛的应用，电力系统的稳定性也越来越受到电力工作者们的重视。本文从电力系统稳定的重要性出发，首先分析了电力系统运行的基本状态，然后解释了稳定性的基本概念，最后提出了有关于电力系统稳定性的解决办法。
关键词：电力系统 静态稳定 暂态稳定
1、电力系统稳定性的重要性
我国经济发展速度越来越快，对电力的需求也越来越大，电力建设是各行各业发展的基础，是国民经济增长的基础，是我国向现代化前进的命脉。近年来我国电力消耗越来越高，预计到“十二五”时期，我国电力需求会逐年上升10%，在加上我国电力系统的大规模化和系统结构的复杂化，电力系统的不确定性也增加了发生电力事故的概率，给人民生活、工业生产以及国民安全带来较大的损失。所以要维持我国经济的高速发展，必须要建立现代化的电力系统，其首要问题就是保证电力系统稳定正常安全的运行。
电力系统所具有复杂的非线性特征，其不确定的动态行为使得电力系统会出现混沌振荡、频率崩溃和电压崩溃，这三种现象就是电网系统不稳定的典型特征，这也是电网事故三大主要原因。1966年美国两大电网西北西南电网合并互联时，就曾发生过振荡现象，在一分钟内发生了六次混沌振荡，从而导致两大电网解列。1996年5月28日11时57分我国华北电网发生了一起较为罕见的系统振荡事故，振荡持续了1分46秒，造成地处张家口地区的两座火力发电厂的停电，即沙岭子电厂(4*300MW)，下花园电厂(2*100+200MW)全停，最后导致该区域大部分地区停电，这就是严重的“5.28”华北电网事故。由此可见，电力工作者们必须在工程和技术上非常重视和关注电力系统的稳定性。
2、电力系统运行的基本状态
电力系统应有充足的静态稳定容量，分有功和无功两种，而且在正常负荷的波动下，能够有效的调节有功和无功间的潮流，并且不发生振荡，这样就可以保持电力系统正常运行的稳定性。若系统任意一元件发生故障，如发电机或变压器等，不应导致主系统发生频率崩溃或电压崩溃等非同步运行的情况。
若电力系统的总功率与总负荷随时相等，那么我们可以称该电力系统正常运行。用数学公式表示为： ；
，式中P为有功功率，Q为无功功率，g为功率，l为负荷，P、Q分别代表有功、无功的损耗。
电力运行的状态主要包括以下四种。(1)正常状态：电力系统可以在电压和频率上满足各用户的用电需求。(2)警戒状态：电力系统在正常运行状态下受到振荡等一些因素的干扰，并且将干扰带来的影响积累起来，当干扰的影响积累足够多时，电力系统进入警戒状态。(3)紧急状态：当干扰的影响积累足够多时，各运行水平偏离正常值，电力系统已经不能在电压和频率上满足各用户的用电需求，这时我们称电力系统进入紧急状态。(4)恢复状态：在进入紧急状态之后，一般电力系统会安装有继电保护或自动保护的装置，可以使故障停止下来或者隔离，这时则可以称为恢复状态。
3、电力系统稳定性的基本概念
在电力系统稳定运行的状态下，发出的电功率为定值，同时在各个节点上的各种参数也是定值，反之，如果发出的电功率和各个节点上的电压或频率出现了波动和偏差，那么这时电力系统就不是在稳定状态下运行。
电力系统的稳定性包含以下几种：(1)电力系统的静态稳定：在往电力系统里加入或移除个别电机电力，加入或移除负荷时，电力系统会受到一些小干扰，在小干扰消失后系统不发生自发振荡或非同步，自动恢复到初始运行状态，这种状态我们就称为电力系统的静态稳定。(2)电力系统的暂态稳定：与静态稳定对立，在电力系统受到较大干扰后，例如短路或者断线，可以暂时达到一个新的状态稳定下来，那我们则称这个新的状态为暂态稳定。(3)电力系统的动态稳定：电力系统的动态稳定则是指电力系统受到干扰后,不发生振幅不断增大的震荡而失步。
4、电力系统稳定性的研究方法
近年来，我国电力系统朝大电网、超高压、大机组、远距离输电的方向发展，但是电力系统基础建设设施水平落后的现在依然存在，在储存和运输能力方面，经常会接近甚至超过电网系统的额定负荷，在这种情况下，就会在较大程度上威胁到电力系统的稳定性。以2010年上海世博会为例子，而电力系统的稳定就是整个世博园区安全最根本的保障。设想在世博会期间，电力系统如果发生了故障，导致停电事故，势必将会造成一定性质的混乱，从而导致一些负面的因素影响到上海乃至中国的国际形象，其后果不堪设想。随着电力行业的发展，各电厂、电站和电力局的规模不断扩大，传输能力和距离的不断提高，在结合电力市场的日益完善和成熟，那么如何提高电力系统运行的稳定性，如何进一步加强和完善提高电力系统的基础设施来保证其稳定性，如何保持其可持续性发展，就成为了各国电力工作者们所面临的一个难题。1980年以来，电力工作者们和电力研究人员在电力系统稳定性领域做了大量的科学研究工作而且也获得很大的成就。下面我们就来看看有关电力系统稳定性的解决办法。
根据电力系统的实际情况和特点，近年来主要的应用措施有以下几点：
(1)在干扰较小的情况下，可以模糊的认为是线性问题，通过建立数学模型的方法来确定动态和稳定性，计算电压和频率的特征值。
(2)在干扰很大的情况下，则不能认为是线性问题，需要建立非线性方程组，而且不能通过建立学学模型的方法来确定动态和稳定性，目前一般是采用积分法来求解，但是由于非线性方程组求解的不确定性，一般会得到多组解，也就是说在干扰很大的情况下，会有多个动态的平衡状态。
参考文献：
[1]张妍，王治，周宁．对于电力系统暂态稳定分析的几点认识[J]．江西电力，2011(4)：18～20．
[2]刘宪林，丁超杰，王子琦，等．电力系统小扰动稳定的直接法分析[J]．电力自动化设备，2OI1(7)：1～4．
[3]张振川，盛四清．如何提高电力系统运行稳定性[J]．科技资讯，201l(19)：158
转载请注明出处学文网 » 电力系统稳定性分析研究