第十五章 电力系统运行稳定性的基本概念
15-3 电力系统稳定的基本概念
电力系统的功角稳定——静态稳定 (Steady Stability)
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。
静态稳定研究的是电力系统在某一运行方式下受 到微小干扰时的稳定性问题。假设在电力系统中 有一个瞬时性小干扰，如果在扰动消失后系统能 够恢复到原始的运行状态，则系统在该运行方式 下是静态稳定的，否则系统是静态不稳定的。 静态稳定研究的是系统对微小干扰的适应能力， 或者说考虑的是系统在运行点处维持同步运行的 能力，系统是否能够维持静态稳定主要与系统在 扰动发生前的运行方式有关，与小干扰的大小及 具体发生地点无关。
如这种转子角度的变化过程是随时间衰减的，并能最终恢复到扰动出现前的正常值 或达到一个新的稳态值，则认为在这种运行方式和扰动形式下系统是功角稳定的。 如果这种转子角度的变化随时间而加剧，并最终导致发电机间失去同步，则认为系 统在该运行方式下对这种扰动形式是功角不稳定的。
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第十五章 电力系统运行稳定性的基本概念
15-3 电力系统稳定的基本概念
电力系统的电压稳定
电压稳定性是电力系统维持负荷电压于某一规定的 运行极限(如不低于额定电压的70%)之内的能力，它与系 统的电源配置、网络结构、运行方式及负荷特性等因素 有关，带自动负荷调节分接头的变压器也对系统的电压 稳定性有十分显著的影响。
这种由于机组失去同步造成的稳定问题实际上是电力系统的功角稳定问题，可以进一 步根据失稳的原因和发展过程细分为静态稳定问题、动态稳定问题和暂态稳定问题。 通常所说的电力系统稳定性实际上专指系统的功角稳定这一类问题。
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第十五章 电力系统运行稳定性的基本概念
—— 提供不间断的、高质量的供电能力是电力系统运行的首要任务
—— 广义的电力系统稳定性实际上指的就是电力系统的供电可靠性
如果系统能够满足对负荷的不间断的、高质量的供电要求，系统就是 稳定的，否则系统就是不稳定的。
第十五章 电力系统运行稳定性的基本概念
15-3 电力系统稳定的基本概念
系统运行的稳定性与供电可靠性
④
②
③
通常可以采用在运行点处线性化后的系统模型进 行特征根分析来判别系统的静态稳定性。
①
第十五章 电力系统运行稳定性的基本概念
15-3 电力系统稳定的基本概念
电力系统的功角稳定——暂态稳定 (Transient Stability)
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 运行并过渡到新的或恢复到原来稳定方式的能力。通常指第一或第二振荡周 期不失步。
电力系统中的各同步发电机只有在同步运行 (即所有发电机以相同的速度旋转且转子 相对角差较小)状态下，送出的电功率为定值，并维持系统中任何点的电压、频率和 功率潮流为定值。
如果某些发电机之间不能维持同步运行，其送出的电功率以及相应节点的电压及相应 线路的潮流将发生大幅度的周期性振荡，如果失去同步的机组之间不能迅速恢复同步， 系统的供电质量就无法继续保证，即电力系统失去了稳定运行的状态。
15-3 电力系统稳定的基本概念
系统运行的稳定性与供电可靠性
如果系统的有功或无功供给能力或维持能力不足，也可能出现全系统的发 电机组仍然维持同步运行，但系统频率或局部系统的电压无法维持在允许 的范围内的情况 此时系统从功角意义上仍然是稳定的，但从可靠供电的角度而言，系统已 失去了稳定——即出现了系统的频率稳定或电压稳定问题。 相对于功角稳定性而言，频率稳定或电压稳定具有显著不同的机理和特点， 并需要采用不同的分析方法。
第十五章 电力系统运行稳定性的基本概念
15-3 电力系统稳定的基本概念
电力系统的功角稳定
功角稳定指系统中各发电机之间的相对功角失去稳定性的现象。 正常情况下，系统中各发电机以相同速度旋转，机间相对转子角度维持恒定， 即处于同步运行状态，从而保证系统中任何节点的电压幅值和频率以及任何线 路的传输功率为恒定值。 如果系统在运行过程中受到某种干扰，干扰的影响将通过互联的电力网络传到 各发电机节点，并使发电机的输出电功率相应发生改变，结果是使得在扰动瞬 间各发电机的机械输入转矩和输出的电磁转矩失去平衡，出现发电机转子不同 程度的加速或减速，并导致各发电机之间转子相对角的变化。
④ 如果电力系统在某一运行方式下受到某种形 式的大扰动，经过一个机电暂态过程后能够 恢复到原始的稳态运行方式或过渡到一个新 的稳态运行方式，则认为系统在这种情况下 是暂态稳定的。 暂态稳定性不仅与系统在扰动前的运行方式 有关，而且与扰动的类型、地点及持续时间 有关。 ③ ① 一般采用的是对全系统非线性状态方程的数 值积分法进行对系统动态过程的时域仿真， 通过对计算得到的系统运行参数 ( 如转子角 ) 的动态过程的分析判别系统的暂态稳定性。
②
第十五章 电力系统运行稳定性的基本概念
15-3 电力系统稳定的基本概念
电力系统的功角稳定——动态稳定 (Dynamic Stability) 电力系统动态稳定是指电力系统受到干扰后，不发生振幅不断增长 的振荡而失步的能力。
扰动后系统在第一或第二振荡周期内不失步 (即保持了暂态稳定性 )，但可能由于自动 调节装置的配置不合适或其他因素，后续的振荡周期幅值不断增大并造成失步。 动态稳定问题实际上是指系统在受到小的或大的扰动后，在自动调节装置和自动控制 装置的影响下，保持长过程运行稳定性的能力。 对小扰动下的动态稳定，可以和对静态稳定问题一样采用线性化的方法进行特征值分 析，对大扰动下的动态稳定则通常是采用与暂态稳定分析一样的非线性模型进行数值 仿真分析。
第ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ五章 电力系统运行稳定性的基本概念
15-3 电力系统稳定的基本概念
系统运行的稳定性与供电可靠性
电力系统运行的根本目的是对负荷提供可靠的供电能力。 供电可靠性一方面体现在不间断供电上，另一方面则体现在对供电质量的 保证上。 理想情况下，电力系统在任何时候都必须以恒定的电压和频率向负荷供电， 实际系统中则是要求电压和频率必须维持在很小的偏差内。