電力系統靜態穩定性分析1、電力系統運行狀態

穩態：運行參數變化很小暫態：受到突然的擾動，運行參數變化很大電磁暫態過程一一故障分析；只考慮電磁變化，幾十ms。機電暫態過程一一穩定問題；同時考慮電磁與機械參量。

2、穩定性概念根據系統受到擾動后，能否回到原來的狀態或過渡到新的狀態。分為①靜態穩定：受小干擾，偏離原狀態，干擾消失后又恢復平衡；特點：變化量小，可

線性化分析。②暫態穩定：受大干擾，偏離有限，干擾消失后又恢復平衡；特點：變化量大，不允

許線性化處理。動態穩定：受大干擾較長一段時間的過程，考慮調節與控制裝置作用，時間較長；考慮自動調節勵磁系統和自動調節轉速系統作用的分類。電源的穩定性，指同步發電機組運行的穩定性負荷的穩定性，指異步電動機組運行的穩定性電力系統穩定性主要是研究同步發電機組的穩定性。

3、穩定性研究方法：1）靜態穩定分析方法：微分方程線性化（小干擾法）通常可以采用在運行點處線性化后的系統模型進行特征根分析來判別系統的靜態穩定性。2）暫態穩定分析方法：非線性微分方程數值解法（時域法）等面積定則（僅適合單機無窮大系統）一般釆用的是對全系統非線性狀態方程的數值積分法進行對系統動態過程的時域仿真，通過對計算得到的系統運行參數（如轉子角）的動態過程的分析判別系統的暫態穩定性。

4、電力系統靜態穩定分析電力系統靜態穩定是指電力系統收到小擾動后，不發生振蕩或非周期失步，自動恢復到初試運行狀態的能力。例2：以下哪些屬于電力系統小擾動（）A、架空線路因風吹擺動引起的線間距離微小變化B、個別電動機的接入和切除C、投入或切除大容量的用戶D、發生短路故障【答案】AB【解析】C和D屬于電力系統大擾動，如圖為一簡單電力系統及系統的等值電路：

功角特性分析

圖9-9系統正常運行下的功角特性如圖9-9,穩態運行時有兩個平衡點PT=PE在某一時刻系統受到小擾動后，運行點會偏離平衡點。

如圖9-10可見，在a點運行，遇到小擾動以后，還可以回到原來的狀態，穩定運行。

如圖9-11可見，在b點運行，遇到小擾動以后，不能回到原來的狀態，也不能穩定在一個新的狀態，所以，b點不能穩定運行。

故a點為靜態穩定點，b點為靜態不穩定點，正常運行時一定在a點。

5、靜態穩定初步概念(1)如果在工作點處S大于0,系統在該點是靜態穩定的(2)如果S小于0,則系統是靜態不穩定的(3)S的數值大小可以說明靜態穩定的程度，或者說表示了發電機維持與系統同步運行的能力。

例3：以下哪項是系統靜態穩定性的判據（）A、運行點位于極限功率點后面B、功率隨δ角的增大而增大C、功率隨δ角的增大而減小

【答案】B

6、整步功率系數表明發電機維持同步運行的能力，即靜態穩定的程度。電力系統靜態穩定的實用判據是式中，SEq稱整步功率系數，根據SEq>0可以判斷電力系統中同步發電機并列運行的靜態穩定性，它是歷史上第一個也是最常用的一個靜態穩定判據。

7、靜態穩定儲備系數（1）以有功功率表示的靜態穩定儲備系數。（2）系統傳輸的最大功——稱為靜態穩定極限Psl，也是發電機能夠發出的極限功率。（3）實際上，電力系統不應該經常在接近靜態穩定極限的情況下運行，而應保持一定的儲備。正常運行時，為15%-20%；事故后不應該小于10%。

8、分析電力系統靜態穩定性的方法——小擾動法

9、用小擾動法分析簡單電力系統的靜態穩定性（1）系統的線性微分方程式

(2)系統的靜態穩定性判斷①非周期失去靜態穩定性。當Tj>0，SEq<0時，特征方程式有正負實根，此時△δ隨t增大而增大，關系曲線如圖(a)所示。②周期性等幅振蕩。在Tj>0，SEq<0時，特證方程式只有共軛虛根是一種靜態穩定的臨界狀態，如圖(b)所示。③負阻尼的增幅振蕩。當發電機具有負阻尼時，特征方程式的根是實部為正值的共軛復根，周期性地失去靜態穩定性，如圖(c)④正阻尼的減幅振蕩。當系統具有正阻尼時，特征方程式的根是實部為負值的共軛復根，周期性地保持靜態穩定，如圖(d)

(3)小擾動法理論的實質小擾動法是根據受擾動運動的線性化微分方程式組的特征方程式的根，來判斷未受擾動的運動是否穩定的方法。如果特征方程式的根都位于復數平面上虛軸的左側，未受擾動的運動是穩定運動；反之，只要有一個根位于虛軸的右側，未受擾動的運動就是不穩定運動。

10、保證和提高電力系統靜態穩定性的措施根本措施：縮短“電氣距離”，也就是減小各電氣元件的阻抗，主要是電抗。(1)采用自動調節勵磁裝置如果按運行狀態變量的導數調節，則可以維持發電機端電壓為常數。這相當于發電機的電抗減小為零。

(2)減小線路電抗采用分裂導線，可以減小架空電力線路的電抗。

(3)提高電力線路的額定電壓在電力線路始末端電壓間相位角保持不變的前提下，沿電力線路傳輸的有功功率將近似地與電力線路額定電壓的平方成正比。換言之，提高電力線路的額定電壓相當于減小電力線路的電抗。

(4)采用串聯電容器補償首先要解決的是補償度問題。串聯電容器補償度KC=XC/XL一般講，Kc愈大，電力線路補償后的總電抗愈小，對提高靜態穩定性愈有利。但kc受以下條件限制，不可能無限制增大。①短路電流不能過大。②kc過大時(Kc>1),短路電流呈容性，這時電流、電壓相位關系的紊亂將引起某些保護裝置的誤動作。③kc過大時，電力系統中可能出現低頻的自發振蕩現象。④kc過大將會出現同步發電機的自勵磁現象。考慮以上限制條件，串聯電容器的補償度一般以小于0.5為宜。

(5)改善電力系統的結構①增加電力線路的回路數②加強電力線路兩端系統各自內部的聯系③在電力系統中間接入中間調相機或接入中間電力系統。

例題4：以下那些措施可以提供系統的靜