电力系统的稳定性分析

电力系统的稳定性分析

一、概述

电力系统稳定性分析是电力系统运行状态评价的重要组成部分，它是指在电力系统出现扰动或故障时，系统恢复平衡的能力。稳

定性分析主要包括大范围稳定分析和小干扰稳定分析。

二、大范围稳定分析

1.功率平衡方程

大范围稳定分析主要考虑电力市场运行中出现的电力故障、过

负荷、电压失调等因素，其稳定性分析主要建立在功率平衡方程

的基础上。功率平衡方程主要是描述电力系统在稳态时，功率的

产生、输送和消耗的平衡关系，因此如下:

P\_i - D\_i = ∑B\_{ij}(δ\_i - δ\_j) + ∑G\_{ij}(V\_i - V\_j)

其中，P_i是母线i的有功需求，D_i是母线i的有功供给。Bii

是母线i对地电导，Bij是母线i与母线j之间的电导，δ_i是母线i

的相角，V_i是母线i的电压，Gij是母线i与母线j之间的电导，

而∑B\_{ij}(δ\_i - δ\_j)是相邻母线之间的励磁无功交换。

2.风险源目录

在大范围稳定分析中，还需要进行风险源目录的分析。这主要

是基于故障的综合性研究，以及稳态运行某一元件的风险。目录

可分为元件目录和风险源目录。元件目录主要是列举单个元件故

障的可用性需求和可靠性指标，决定元件的运行状态。而风险源

目录主要是对故障进行分类，找到相关系统的最小数字，连续排序，避免同一数字的重复出现。

3.故障分析

故障分析是大范围稳定分析的重要组成部分。故障种类包括短

路和开路，故障后电网可能形成的模式有三种：Ⅰ型模式、Ⅱ型

模式、Ⅲ型模式。Ⅰ型模式是由多输入单输出电源和单输入多输

出负载组成，其中二者结合只能形成一补偿电容，故而电源能够

满足负载的电感成分。Ⅱ型模式是由多输入多输出电源和负载组成，缺少电容分量导致电源不能满足负载的电感成分，必须通过

延迟公共电压板或转移核心来完成，因而需要额外的控制技术。

Ⅲ型模式是由多输入多输出电源和负载组成，其中二者之间不存

在补偿电容，但可以共同大范围地控制发电量、充电、放电等。

故障形态而定，分析分别采用复合算法、稳定工艺算法等，来获

取系统的各项参数。

三、小干扰稳定分析

1.小干扰稳态分析

小干扰稳态分析主要是研究外部扰动，对系统稳态过程的影响。小扰动分析以小幅波形变化为主，对动态参数的影响是可忽略不

计的。因此，分析外部扰动对系统稳态特性的影响，可以使用稳态干扰模型，该模型包含故障理论、功率平衡方程、时序下垂等参数。

2.小干扰动态分析

小干扰动态分析主要是研究系统在大幅度扰动下的安全运行性能，既稳定性特征。它建立在大幅波形变化上，描述系统的运动特性，它可以对系统的动态参数和静态参数进行分析，以确定系统的动态特性，具体包括研究相角稳定度、频率稳定度、电压稳定度、跳闸保护性能等关键指标。

四、结论

综上所述，电力系统稳定性分析对于电力系统的安全运行起着至关重要的作用。其主要通过大范围稳定分析和小干扰稳定分析来研究电力系统稳定性特征，提高电力系统的可靠性、可用性和安全性。电力系统在实际运行过程中，还需要通过大数据分析、智能化控制等技术手段，从多方面保障电网系统的稳定和安全。