电力系统负荷对电压稳定性的影响
电力系统中电压稳定性的分析
电力系统中电压稳定性的分析在现代社会中，电力系统的稳定运行对于各行各业的正常运转以及人们的日常生活至关重要。
而电压稳定性作为电力系统稳定性的一个重要方面，直接影响着电能的质量和电力设备的安全可靠运行。
电压稳定性，简单来说，就是电力系统在给定的运行条件下，维持负荷节点电压在允许范围内的能力。
当系统中的电压失去稳定时，可能会导致一系列严重的问题，如设备损坏、大面积停电等，给社会经济带来巨大的损失。
电力系统是一个复杂的网络，由发电、输电、变电、配电和用电等多个环节组成。
在这个系统中，电压的稳定性受到多种因素的影响。
首先，负荷特性是影响电压稳定性的关键因素之一。
不同类型的负荷，如恒功率负荷、恒电流负荷和恒阻抗负荷，对电压变化的响应各不相同。
当负荷需求突然增加，而系统的供电能力无法及时跟上时，就容易出现电压下降的情况。
如果这种情况持续恶化，可能会引发电压崩溃。
其次，电源的分布和特性也对电压稳定性有着重要影响。
发电设备的容量、类型以及它们在电网中的位置，都会影响到电力的供应和电压的支撑能力。
例如，远离负荷中心的电源，在输电过程中可能会因为线路阻抗而导致电压损耗增大，从而影响负荷端的电压稳定性。
再者，电网的结构和参数也是不可忽视的因素。
输电线路的长度、电阻、电抗等参数，决定了电能传输过程中的电压降。
电网的拓扑结构，包括线路的连接方式和变电站的布局，也会影响电压的分布和稳定性。
此外，无功功率的平衡对于维持电压稳定至关重要。
无功功率不像有功功率那样直接用于做功，但它对维持电压水平起着关键作用。
当系统中的无功功率不足时，电压会下降；而无功功率过剩，则可能导致电压升高。
为了分析电力系统的电压稳定性，研究人员和工程师们采用了多种方法。
静态分析方法是常用的手段之一。
其中，潮流计算是基础。
通过潮流计算，可以得到系统在给定运行方式下的节点电压、功率分布等信息，从而判断系统是否处于电压稳定的状态。
还有一种常用的方法是动态分析。
负荷特性对基于奇异值分解法分析静态电压稳定的影响
，
Ｊ Ｑ ｖ
㈩
式中： △ Ｐ 、 △ Ｑ分别为节点有功微增量变化和无功微增量变化 ； Ａ Ｕ 、 Ａ ０ 分别为节点 电压 幅值微增量和 电
压 角度微 增量 变化 。 式（ １ ）是 线性化 的潮流 方程 ， 完整 的雅 克 比矩 阵可 以写成
‘ ， ： Ｊ
∞
Ｊ ｏ Ｕ １
一
步证明采用恒功率模型分析电压稳定得出的结论偏 于保守 。通过对 比电动机模型与恒功率模型对应
的系统雅克比矩 阵最小奇异值 ， 得到电动机模型 比恒功率模型更不利于系统的电压稳定 。
１ 奇异 值 分解 法 用 于 电压 稳定 性 分 析
潮流雅克 比矩阵的最小奇异值被作为接近静态电压稳定极 限的一个指标 ， 最小奇异值大小用来表
第３ ３卷第 １ ／ ２期
２ ０ １ ３年 ４月
东
北
电
力
大
学
学
报
Ｖ０ ｌ ＿ ３ ３． Ｎｏ ． １ ／ ２
Ａｐ ｒ ．， ２ ０１ ３
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ Ｏ ｆ Ｎ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ａ ｓ ｔ Ｄｉ ａ ｉｉ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ
或是薄弱 区域 的划分也会有一定影 响。
关 键
词： 奇异值分解法 ； 负荷 特性 ； 静态 电压稳定
文献标识码 ： Ａ
中图分类号 ： Ｔ Ｍ ７ １ ２
随着 电力 系统 规模 不 断扩 大 ， 用 电需求 的快 速攀 升 ， 迫 使 系统运 行 在 临 界点 附 近 ， 电压 稳 定 问题 日
会有所变化 。分析及 Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ一１ ４节点 系统计算 表明 ， 负荷模型 是常用 的 Ｚ Ｉ Ｐ模 型时 ， 潮 流雅 可 比矩 阵最 小特征值相 比于恒功率模 型会有所 增大 ； 负荷模 型是 电动 机类 电压敏感 负荷 ， 在 电压下 降到一 定程度 时， 潮流雅克 比矩 阵最小特征值相 比于恒功率模型会有所减小 ； 且采用不 同的负荷模 型对薄弱节点识别
负荷特性对电压稳定性影响分析
负荷特性对电压稳定性影响分析摘要:负荷特性是影响电压稳定性的最直接因素。
本文基于负荷特性和电压稳定的定义,论述了电压失稳的机理,从动态负荷特性和静态负荷特性两个方面对负荷特性对电压稳定性的影响进行分析,并提出提升电压稳定性的几点建议。
以为电压稳定性的实践保障提供借鉴。
关键词:负荷特性电压稳定性影响分析近年来,由于经济建设速度的加快,对于电力需求的不断发展,所以也迎来了高电压,大电网和大机组的时代,而在这样的高电压情况下,依然会出现电压不稳定的事故,而且越来越多,呈现上升趋势。
引起电压不稳定的原因很多,最为主要的就是负荷特性问题,负荷特性是电压不稳定最为直接的因素,而且一定程度还会引起电压崩溃和电压失稳的情况发生,因此,分析负荷特性对电压稳定性的影响,来防止电压崩溃,就成为当前摆在电力系统面前的重要课题。
1 负荷特性和电压稳定的定义1.1 负荷特性的定义负荷特性的含义就是负荷率随着系统频率发生变化所产生的一定规律性,或是因为负荷端电压变化所发生的一定规律,这两种情况所引起的规律成为负荷特性。
所以一般特性有分别,首先是频率特性,其次是电压特性,将这两者再往下区分,就可以分为动态特性和静态特性。
1.2 电压稳定的定义电压稳定的含义主要遵循我国2001年出版的《电力系统安全稳定导则》中的定义:电力系统在受到大或小的扰动后,能够恢复或保持在系统容许电压范围内,而不发生电压崩溃的能力。
2 电压失稳机理依据电压失稳的发生时间,可将电压稳定分成长期电压稳定和短期电压稳定两种。
其中,长期电压稳定的典型时域范围为2～3分钟,造成电压崩溃情况主要是由恒温控制负荷、发电机最大励磁限制和带负荷自动调节分接头变压器等的动态特性共同作用的。
短期电压稳定的时域在10秒分为内,造成电压崩溃情况主要是由直流输电转换器、电子控制负荷、感应电动机等具有快速调节特性的负荷成分共同作用的。
众所周知,备自投的逻辑与运行方式密切相关,因此有必要掌握变电站的运行方式,才能分析得到备自投的配置及其逻辑。
电力系统负荷对电压稳定性的影响
电力系统负荷对电压稳定性的影响伴随着负荷水平的持续增长，远距离较大容量的输电也在迅速增加，电压系统中稳定性问题越来越受到关注。
世界范围内在近年来出现了很多电压失稳的案例，同时大部分的电压失稳问题都会致使电力系统产生崩溃，引起较大面积出现停电事故，不仅仅给点力部门及用电的企业经济带来了巨额的损失，对人民的生活带来了极大困扰。
因此，对电压稳定问题进行深入研究，具有重要的现实意义。
1 电压稳定的概述从物理学角度分析，电力系统具有的稳定性是指电压系统在某一运行极限之内维持负荷电压的能力。
这种能力主要决定于网络向负荷传输的功率是否能够能够符合其自身的功率要求。
假如被网络传送的功率无法使其符合本身的功率要求，符合的电压将会出现下降的现象，情况严重时将会电压失稳甚至电压系统出现崩溃。
国际上对电压稳定的定义为：1.1电压小干扰稳定电力系统在既定的运行状况下遭遇任何小干扰之后，处于负荷节点位置的电压与干扰之前产生的电压数值较为近似，则该系统在既定的运行点位置可认为是小干扰电压的稳定性。
1.2稳定平衡点电压电力系统在既定的运行情况下遭遇一定的干扰，假如干扰之后的负荷节点产生的电压值恢复至干扰之后的平衡点位置的电压数值，则该系统的电压是稳定性的；这个时候，系统受到干扰后的情况将返回至干扰后处于平衡点位置的稳定的吸引域内。
1.3电压崩溃电力系统在既定的情况下遭遇一定程度的干扰，干扰之后处于平衡位置的电压数值比系统运行限制数值低，则统将会出现电压崩溃；电压崩溃有可能会造成整个系统的停电或是局部性停电。
2 电压发生失稳的原理最初认为电压稳定属于一个静态问题，因此解释电压失稳的原理应从静态的观点出发。
基于广泛应用的各种潮流方程的静态依据，其物理机制的静态稳定的界定是电力网络的传输能力。
伴随着电压稳定的发展研究，考虑到发电设备及调节系统的动态性、负荷以及动态零件的其他影响，失稳动态机理随之产生。
可是因为电力系统属于一个动力非线性的复杂系统，电压失稳与崩溃的动态过程是非常复杂的，至今仍未研究彻底。
电力系统的电压稳定性分析与控制
电力系统的电压稳定性分析与控制电力系统是现代社会不可或缺的核心基础设施，对维持社会经济稳定发挥着至关重要的作用。
而电力系统的稳定性则是保障电力供应的关键因素之一。
其中，电压稳定性作为电力系统的一个重要指标，直接关系到电力系统的正常运行和供电质量。
本文将对电力系统的电压稳定性进行分析与控制的相关内容进行探讨。
一、电力系统电压稳定性的概念与影响因素电力系统的电压稳定性是指系统能够在发生负荷突变、短路故障等异常情况下，保持电压的稳定性和合理的范围内波动。
电压稳定性的好坏直接影响到电力供应质量和用户设备的安全运行。
电力系统的电压稳定性主要受到以下因素的影响：1. 电力负荷变化：电力系统的负荷变化是影响电压稳定性的关键因素之一。
当负荷突然增加时，会导致电压下降；相反，当负荷突然减少时，会引起电压上升。
因此，合理的负荷调节措施对于保持电压稳定具有重要意义。
2. 发电机容量和调度策略：发电机的容量和调度策略也是影响电力系统电压稳定性的重要因素。
发电机的容量过小或者调度策略不合理，会导致系统负荷无法得到满足，电压无法稳定在正常范围内。
3. 输电线路和变压器的损耗：输电线路和变压器的电阻和电抗性损耗是导致电力系统电压下降的主要原因之一。
特别是在长距离输电和高负荷情况下，损耗会更为明显。
二、电力系统电压稳定性分析方法为了保持电力系统的电压稳定性，在设计和运行电力系统时，需要进行相应的电压稳定性分析，以提前预测和解决潜在问题。
1. 潮流分析法：潮流分析法是电力系统电压稳定性分析中最基本的方法之一。
其基本思想是通过计算各个节点的电压和功率，并分析其变化情况，以判断电力系统是否稳定。
2. 稳定状态分析法：稳定状态分析法是通过建立电力系统的稳定状态方程，结合系统的负荷和发电机等参数，通过求解方程组，得到电力系统的稳定状况。
3. 动态响应分析法：动态响应分析法是根据电力系统的动态特性，建立系统的状态方程，从而分析系统的稳定性。
电网电压稳定性浅析
电网电压稳定性浅析发表日期：2007年1月15日【编辑录入：admin】电力系统运行任务是在充分合理地利用能源和运行设备能力的条件下，连续不断地向用户提供数量充足、质量合格、价格便宜的电力和电能，即要可靠、安全、经济地运行。
在电力系统运行中，保持系统的稳定性是其重要任务。
系统稳定破坏可能导致系统瓦解和大面积停电等灾难性事故，给社会带来巨大的损失。
一、电力系统的稳定电力系统稳定分为角度稳定、电压稳定和频率稳定三个方面。
电力系统失去稳定就是系统的平衡状态遭到破坏而不能正常工作。
正常运行的电力系统平衡状态有三个主要特征：①系统中所有发电机均以相同的额定或接近于额定的电角速度运行。
②系统中所有的发电厂、变电站母线的电压在额定值或其附近运行。
③系统频率在正常范围内.二、电力系统的电压稳定1、电压稳定性及其类型电力系统的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之内的能力，它与电力系统中的电源配置、网络结构及运行方式、负荷特性有关。
由于电力系统电压的扰动（短路、大容量电动机的启动、冲击负荷等）、线路阻抗突然增大（断开发电机或静电电容器）、无功电源减小（断开发电机或静电电容器）或母线负荷增大而诱发电压的不稳定现象，导致电压崩溃，使电网瓦解。
电压稳定问题分为：静态电压失稳、动态电压失稳和暂态电压失稳。
静态电压失稳是指负荷的缓慢增加导致负荷端母线电压缓慢下降，在达到电力系统承受负荷增加能力的临界值时导致的电压失稳，在电压突然下降之前的整个过程中发电机转子角度及母线电压相角并未发生明显的变化。
动态电压失稳指系统发生故障后，为保证其功角暂态稳定及维持系统频率，除进行网络操作外，也可能进行切机、切负荷操作，由于系统结构变得脆弱或全系统由于支持负荷的能力变弱，缓慢的负荷恢复过程导致的电压失稳。
由于系统在失去电压稳定前已处于动态过程中，发电机及其控制装置、负荷的动态行为都会对动态电压失稳产生影响。
暂态电压稳定指电力系统发生故障或其它类型的大扰动后，伴随系统处理事故的过程中发电机之间的相对摇摆，某些负荷母线电压发生不可逆转的突然下降的失稳过程，而此时系统发电机间的相对摇摆可能并未超出电力系统角度失稳的程度。
电力系统中电压稳定性分析
电力系统中电压稳定性分析在现代社会，电力系统的稳定运行对于各个领域的正常运转至关重要。
而电压稳定性作为电力系统稳定性的一个关键方面，直接影响着电能的质量和电力设备的安全可靠运行。
首先，我们来了解一下什么是电压稳定性。
简单来说，电压稳定性指的是电力系统在给定的运行条件下，维持负荷节点电压在允许范围内的能力。
当电力系统受到各种扰动，如负荷增加、线路故障等，如果系统能够通过自身的调节和控制机制，保持电压在可接受的水平，那么就认为系统具有良好的电压稳定性；反之，如果电压出现大幅度下降或者波动，甚至导致部分负荷失去供电，那就表明系统的电压稳定性出现了问题。
那么，影响电压稳定性的因素都有哪些呢？负荷特性是其中一个重要因素。
不同类型的负荷，比如恒功率负荷、恒电流负荷和恒阻抗负荷，对电压变化的响应各不相同。
恒功率负荷在电压下降时会要求更大的电流，从而进一步加重系统的负担，可能导致电压崩溃。
电力系统的网络结构也起着关键作用。
线路的阻抗、变压器的参数等都会影响电压的分布和传输。
较长的输电线路往往具有较大的阻抗，会导致电压在传输过程中的损耗增加，从而影响末端电压的稳定性。
无功功率的平衡也是至关重要的。
无功功率不足会导致系统电压下降，而无功功率过剩则可能引起电压过高。
电力系统中的无功电源包括发电机、电容器和电抗器等，它们的合理配置和运行对于维持电压稳定至关重要。
电力系统的运行方式同样会影响电压稳定性。
例如，高峰负荷时段和低谷负荷时段的系统运行状态差异较大，对电压稳定性的要求也不同。
接下来，我们探讨一下电压稳定性的分析方法。
静态电压稳定性分析方法中，常用的有潮流计算法。
通过对给定运行方式下的电力系统进行潮流计算，可以得到各节点的电压和功率分布，从而判断系统是否处于电压稳定的边界。
动态电压稳定性分析则需要考虑系统中各种动态元件的特性，如发电机的励磁调节系统、负荷的动态特性等。
这种方法通常采用时域仿真来研究系统在受到扰动后的电压动态变化过程。
电力系统中的电压稳定性研究与控制
电力系统中的电压稳定性研究与控制随着工业化进程的加速和人们对电力需求的不断增长，电力系统的稳定性问题日益突出。
而电力系统中的电压稳定性问题尤为重要，它关系到整个系统的正常运行和供电的可靠性。
本文将从电力系统的电压稳定性研究和控制两个方面进行论述，希望为电力系统的稳定发展提供一些思路和方法。
一、电压稳定性研究电压稳定性是指电力系统的电压在外界干扰下能够保持在合理的范围内，不产生异常波动的能力。
影响电力系统电压稳定性的因素有很多，主要包括负荷特性、电源特性、传输线路特性、电网结构等。
为了研究电压稳定性，需要对这些因素进行全面分析与建模，并通过相应的数学模型和仿真实验来验证。
1. 负荷特性分析负荷是指电力系统中各类用户的用电需求，其特性对电压稳定性有着重要影响。
电力系统的负荷可以分为平衡负荷和非平衡负荷两种情况。
平衡负荷是指系统中各个节点的电阻、电感和电容负载相等，并且相位差义无反顾的电力负载。
非平衡负荷常见于电力系统的特定条件下，如突发的电气设备故障或突发性的天气变化等。
在研究电压稳定性时，需要将负荷特性纳入考虑，以便分析其对电压的影响和稳定性的需求。
2. 电源特性分析电源是电力系统中能够提供电能的装置，包括火电、水电、风电等。
电源的稳定性直接关系到电力系统的稳定性。
在电压稳定性研究中，需要首先分析电源的特性，如输出功率的波动性、电压的波动性以及频率的误差等。
通过建立电源模型，并考虑其与系统中其他元件的协调关系，可以对电压稳定性进行全面分析。
3. 传输线路特性分析传输线路是电力系统中用于输电的关键元件，其电气特性和电磁特性直接影响电力系统的稳定性。
在研究电压稳定性时，需要对传输线路的电阻、电感、电容以及传输功率等进行详细分析，并考虑其与系统中其他元件的耦合关系。
通过建立传输线路模型，并进行仿真实验，可以评估电压稳定性的敏感性和稳定性。
4. 电网结构分析电网结构指的是电力系统中各个节点之间的连接关系和布局方式。
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电力系统负荷对电压稳定性的影响
伴随着负荷水平的持续增长，远距离较大容量的输电也在迅速增加，电压系统中稳定性问题越来越受到关注。
世界范围内在近年来出现了很多电压失稳的案例，同时大部分的电压失稳问题都会致使电力系统产生崩溃，引起较大面积出现停电事故，不仅仅给点力部门及用电的企业经济带来了巨额的损失，对人民的生活带来了极大困扰。
因此，对电压稳定问题进行深入研究，具有重要的现实意义。
1 电压稳定的概述
从物理学角度分析，电力系统具有的稳定性是指电压系统在某一运行极限之内维持负荷电压的能力。
这种能力主要决定于网络向负荷传输的功率是否能够能够符合其自身的功率要求。
假如被网络传送的功率无法使其符合本身的功率要求，符合的电压将会出现下降的现象，情况严重时将会电压失稳甚至电压系统出现崩溃。
国际上对电压稳定的定义为：
1.1电压小干扰稳定
电力系统在既定的运行状况下遭遇任何小干扰之后，处于负荷节点位置的电压与干扰之前产生的电压数值较为近似，则该系统在既定的运行点位置可认为是小干扰电压的稳定性。
1.2稳定平衡点电压
电力系统在既定的运行情况下遭遇一定的干扰，假如干扰之后的负荷节点产生的电压值恢复至干扰之后的平衡点位置的电压数值，则该系统的电压是稳定性的；这个时候，系统受到干扰后的情况将返回至干扰后处于平衡点位置的稳定的吸引域内。
1.3电压崩溃
电力系统在既定的情况下遭遇一定程度的干扰，干扰之后处于平衡位置的电压数值比系统运行限制数值低，则统将会出现电压崩溃；电压崩溃有可能会造成整个系统的停电或是局部性停电。
2 电压发生失稳的原理
最初认为电压稳定属于一个静态问题，因此解释电压失稳的原理应从静态的观点出发。
基于广泛应用的各种潮流方程的静态依据，其物理机制的静态稳定的界定是电力网络的传输能力。
伴随着电压稳定的发展研究，考虑到发电设备及调节系统的动态性、负荷以及动态零件的其他影响，失稳动态机理随之产生。
可是因为电力系统属于一个动力非线性的复杂系统，电压失稳与崩溃的动态过程是非常复杂的，至今仍未研究彻底。
国内对电压失稳的机理做出了很多的解释，其中
普遍理解的电压失稳原理为：电力系统受到干扰后，由于发电机中励磁体系逐渐减少的强励和负荷要求，系能能够确保稳定性；当在电压系统中反映的负荷超高压水平下降时，变压站中的变电器会在24min之内恢复至事故出现之前的水平，每次调整分接头都会增加超高压线路承受的负荷，增加了线路的耗损。
增大电流，致使发电机整个系统增加无功输出，当发电机出现越线无功功率的持续反应时，负荷电压会迅速降低，系统将会更加容易出现不稳定的电压，整个过程将会造成发电机组出现较大面积的停电现象。
3 影响电压稳定的因素
电压产生稳定的问题经常会出现在负载的体系中。
造成电压出现崩溃现象的原因有很多，可是电力系统的本身也存在着一些不足：联线的输电网络比较弱，传输功率水平较低，不利的负荷特性，各种系统之间存在着不协调现象都是电压失去稳定性的因素。
因为在大规模电力系统中相互作用的元件都是非常复杂的，因此将影响电压稳定的因素进行分离是比较困难的。
4 电力系统负荷对电压稳定性的影响分析
4.1负荷恢复对电压稳定性的影响
负荷功率伴随着电压的下降而暂时性减小之后又开始增加的特点被称之为负荷具备的恢复特性。
恢复的负荷功率包含以下几点：感应电动机数秒中在端电压处降低，其有功的功率将恢复到与之相匹配的机械负载。
分接头的工作，将会在测电压低压位置实行恢复。
负荷被恒温控制在调节温度设备的下逐渐对电网中吸收的功率进行恢复。
恢复负荷产生的功率将会增强输电线路中电压降低，造成符合母线上的电压持续降低，进而将系统推向失稳电压的状态。
4.2负荷失稳电压稳定性的影响
负荷失稳具体是指负荷零件因为电压运行较低而维持正常情况下的转换能量的功能，或者是因为运行的低电压设备造成的损坏，或者是因为其本身发挥的保护作用将其从电网中自动切除。
符合元件在低电压条件下的失稳性，主要包含了电动机感应出现的失速甚至是堵转、荧光灯出现的突发性熄灭等，符合元件发生失稳后，其在电网中吸入的有功与无功产生的功率将会出现较大的变化，对系统中电压具备的稳定性发挥了重要的影响。
负荷具备的失稳特性对电压系统的稳定性造成的影响应当视情况而定。
电动机感应产生失速甚至是堵转，在电网中被吸收的无功与电流将会迅速增大，这样对系统的无功产生了严重的影响，对存在于输电线路上的降低电压造成了增大的影响，造成负荷电压逐渐降低，这样就会促成系统迅速出现电压崩溃。
在低电压环境中电动机感应实施了保护功能，荧光灯出现的骤然熄灭，系统功率的不足起到了缓解作用，促使电压逐渐恢复。
4.3负荷对电压稳定性影响的研究
因为干扰使得端电压出现下降状况，结合负荷具备的响应特点，及其该响应特点同端电压之间发生的失稳联系。
特别是在各种设备中负荷特性发挥主要的响应特点，包含电动机感应装置、调节配电电压装置、空调、冰箱等。
构建分析稳定电压的负荷准确模型。
因为系统遭遇干扰后各种设备中的综合负荷出现了不同的快慢响应，在电压稳定的不同时间其负荷综合特性也不同，因此使用的负荷模型也不一样。
分析电压稳定性的模型应符合负荷特性的实际精准度，还要对电压稳定性进行广泛的分析。
5结论
伴随着电压稳定问题的逐渐深入，电力系统中负荷对电压稳定性产生了重要影响。
本文结合了负荷自身特性，对电力系统中负荷产生的影响进行了定性分析。
构建有使用价值的负荷模型，对研究电压稳定的发展具有促进作用。
参考文献
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[2]李欣然，陈元新.电压稳定研究中的负荷模型及其建模方法[J].电力系统及其自动化学报，2009(6)：9-l3.
[3]何仰赞，段献忠.再论电压崩溃现象的机理[J].电力系统及其自动化学报，2005(l)：l-2.。