电力系统分析4.课题四 电力系统的静态电压特性
大规模电力系统电压静态稳定性分析
大规模电力系统电压静态稳定性分析
大规模电力系统电压静态稳定性分析报告
本报告提供的是关于大规模电力系统电压静态稳定性分析的内容，将帮助大规模电力系统更有效地防范失稳定状态。
电力系统的电压是稳定发电和响应负荷变化的关键因素，它影响着电力系统的可靠性和安全性，以及应用设备的安全和经济性。
为了预防和避免电力系统失稳定状态，大规模电力系统必须对电压静态稳定性进行分析和评估。
电力系统电压静态稳定性分析可以通过建立相应的模型，采用计算机仿真技术，根据电力系统的实际运行条件，综合考虑发电机，负荷和调压装置之间的各种交互关系，分析电力系统电压在失稳状态下的趋势。
根据分析结果，可以采取措施改进电力系统的稳定性。
大规模电力系统电压静态稳定性的分析应当考虑所有可能的变化因素，在分析过程中，应注意计算精度、模型准确性及数据准确性等方面的要求。
电压静态稳定性分析的目的在于检测电力系统工作中可能发生的失稳定状态，识别其原因，以及提出缓解失稳定状态的措施。
在进行分析时，应注意控制功率、静止稳定分析和强迫稳定分析等方面，并综合考虑系统改进措施及电力系统建设规划等因素。
经过上述分析，我们发现，大规模电力系统的电压静态稳定性分析非常重要，可以有效地预防和避免电力系统出现失稳定状态，为电力系统的安全运行提供保障。
认真分析并正确使用分析结果，可以有效地减少低压失稳的危险性。
电力系统分析第13章(电力系统的静态稳定性)
图13.5 自动调节励磁系统对功角特性的影响
实际运行中，自动励磁系统并不能完全保 持发电机端电压U G 不变，而是UG 将随功 率P及功角θ的增大有所下降。介于保持E与q U 之G 间的某一电势为常数，例如发电机暂 态电势 为Eq 常数。
由于 ， Eqm UGm PEqm PUGm ，所以，维持Eq ＝常数 的自动励磁调节器的性能不如维持UG ＝常 数的调节器。
无功功率功角特性为
QEq
U2
Xd
EqU Xd
cos
同步发电机的静态特性
2）调相机
输出的无功功率为： QEq
EqU Xd
U2
Xd
QEq Eq 2U Eq 2U
U X d X d
Xd
QEq Eq 2U Eq 2U
U X d X d
Xd
结论：
• 过励运行时，若Eq >2U ，
QEq >0，
3 当发电机装有按两个参数偏移量调节的比例式励磁调节器
其稳定极限同样与
S
E
＝0对应，其稳定极限则更大，为图中
q
的c点。
13.5 提高电力系统静态稳定性的措施
PM
EqU X d
1. 发电机装设自动调节励磁装置
2. 减小元件电抗 ➢减小发电机和变压器的电抗 ➢减小线路电抗
减小线路电抗可釆用以下方法: 用电缆代替架空线； 釆用扩径导线； 釆用分裂导线。
特征方程式根的实部皆为负值时，该系统是稳定的； 特征方程式的根实部有正值时，该系统是不稳定的。
小扰动法分析简单电力系统静态稳定的步骤: ➢列出系统中描述各元件运动状态的微分方程组； ➢ 将以上非线性方程线性化处理，得到近似的线性微 分方程组； ➢ 根据近似方程式根的性质（根实部的正、负性或者 零值）判断系统的稳定性。
电力系统稳定性(第四章)-静态稳定性
hR(Dx) ，这种情况称为临界情况。
矩阵A的特征值与式(4-7)的特征方程，即
det(lI-A)=0 (4-9)
的根(即特征根)相对应。对于定常线性微分方程式(47)，每一个特征根将对应于一个自由分量:
正实特征根lsi>0对应于按指数规律 es it 增长的分量；
（2） 坐标变换 ①发电机电压和电流的d、q轴分量转换成全系统
统一的同步旋转坐标参考轴x、y下的相应分量。 或②将网络方程中发电机电压和电流的x、y分量分别 转换成各自的d、q分量。 （3）负荷电流和电压关系的线性化方程 负荷大都采用 静态模型，需将其功率与电压之间的关系转换为负荷 电流偏差与节点偏差之间的线性化关系。
(2)围绕稳定平衡点( s,0)的各个等能量线上，
其对应的总能量将由内至外逐渐递增。实际上，如
果在图3-9中作一条 ＝ s 的直线，则由式(3-113)
可知，它与所有轨迹交点处的势能都等于零，而这
些交点处的动能将随着w2的增加而增大，从而证明 了这一性质。根据这一性质可以看出，除了( s,0)
由上列方程不难导出
(3-118)
式中的Pmeq、PMeq、TJeq和a12仅决定于TJ1、TJ2、 Pm1、Pm2、E1、E2 、G11、G22、G12和B12 ，因 此它们都是常数。
现在，令 = l2-a12和w=w12，则上式便与式 (3-106)和式(3-107)具有相同的形式。
d w
小，Dx将最终趋于零而使系统回到扰动前的稳态运行情况；
否则，不管扰动如何微小，矩阵A正实部特征值的存在， 将使系统在扰动作用下开始出现非周期性增大或增幅振荡 的分量。
这便是前面所介绍的关于电力系统静态稳定性定义的正确 理解。至于临界情况下是否稳定，对于电力系统来说并无 重要价值，一般将它视为静态稳定的极限情况。由于所考 虑的扰动限于足够小的情况，因此电力系统静态稳定性又
电力系统静态电压稳定性的分析
摘要摘要电压失稳与电压崩溃是电力系统研究的重要方向之一。
最近几十年以来，国内国外都发生过多起大面积停电事故，造成巨大经济财产损失，社会影响深重，是目前亟待解决的问题。
本文全面概括了电力系统静态电压稳定性的研究背景与现状，阐述了电力系统静态电压稳定性研究的重要意义。
静电电压分析是为了确定电压的稳定极限，诸多算法都存在着拐点附近不收敛的问题，本文对传统的连续潮流算法进行改进，在总结前人研究工作的基础上，克服了常规潮流雅克比矩阵奇异造成的收敛问题。
系统阐述了当前静电电压稳定分析中常用负荷模型的特点及主要问题，通过PV曲线定性分析不同负荷特性对静态电压稳定性的影响。
介绍一种典型负荷模型ZIP负荷模型，运用改进连续潮流法对ZIP负荷不同组成进行定量分析，并与采用恒阻抗负荷模型，恒电流负荷模型和恒功率负荷模型仿真得到的结果进行了比较。
为提高提高系统电压水平，防止电压失稳。
我们采用在AVR上加装电压稳定器的方法。
在仿真分析中我们可以很明显看到PSS可以有效的增加阻尼，抑制低频振荡。
同时我们还改变PSS参数来分析比较不同参数对PSS效果的影响。
基于新型电力系统分析工具PSAT建立测试模型进行仿真，结果表明PSS可以有效的增加阻尼，抑制低频振荡，它为电力系统工程师提供了一种提高电力系统电压稳定性的强有力的手段。
另外本文总结归纳了提高电力系统电压稳定的策略措施.对电力系统的规划、运行具有一定的参考价值。
关键词：静态电压稳定；连续潮流；ZIP负荷；PSAT ；电压稳定器江苏科技大学工学硕士学位论文AbstractAbstractThe voltage stability and voltage collapse is an important direction of electric power systems research in recent decades. Large area have not electricity supply is often happen at home and abroad, cause huge economic loss, property loss and social influence. It is thought to be the problems to be solved.This topic generally summarized background and current study situation of power system static voltage stability. Describe meaning of the electric power system static voltage stability research. The electrostatic voltage analysis is to identify the limit of the voltage stability, there are many algorithms have problems about no convergence near inflection point, this topic improve the traditional continuous flow algorithm, at the conclusion of the study based on the before work, overcome the problem of conventional flow jacobian matrix do not convergence. Introduced the current static voltage stability analysis used in the characteristics of load model. Through the PV curve of different load characteristics analysis the influence of static voltage stability. Introduces a typical load model of ZIP load model. Using an improved continuous flow method analysis ZIP load of different quantitative, compared simulation results between with the constant impedance load model, constant current load model and constant power load model. For improving system voltage level, prevent the voltage stability, we adopt the method of install the voltage stabilizer on AVR. In the simulation analysis, we can clearly see PSS can effectively increase the damping, restrain low frequency oscillation. And at the same time, we also change PSS parameters to analysis the affect comparing with different parameters of the PSS. Based on the new power system analysis tools PSAT test model established simulation. The results show that PSS can effectively increase the damping , restrain the low frequency oscillation. It provides a improve mean for electric power system voltage stability.In addition, This subject is summarized how to improve the power system voltage stability; has certain reference value to power system planning and operation.Keywords: Static V oltage Stability ;Continuation Power Flow ;ZIP Load ;PSAT ;PSS江苏科技大学工学硕士学位论文目录目录摘要 (I)Abstract (III)第一章绪论 (1)1.1 电压稳定性研究的意义和背景 (1)1.2 国内外研究状况与展望 (2)1.3 本文的主要工作 (3)第二章电压失稳的理论基础 (4)2.1 电压稳定的概念 (4)2.2 电压稳定的分类 (5)2.3 电压失稳的机理研究 (5)2.4 电压稳定性的研究方法 (8)2.4.1 静态电压稳定分析 (8)2.4.2 基于微分方程的动态研究 (9)2.5 本章小结 (10)第三章连续潮流在静态电压稳定性研究中的应用 (11)3.1 连续潮流法原理 (11)3.2 连续潮流的求解 (15)3.2.1 连续潮流构成 (15)3.2.2 方程参数化 (15)3.2.3 预测环节 (18)3.2.4 校正环节 (19)3.2.5 步长控制环节 (20)3.3 一种新的实用的变步长方法 (21)3.4 仿真分析 (24)3.5本章小结 (28)第四章负荷特性对静态电压稳定性的影响 (29)4.1 引言 (29)4.2 负荷的静态模型 (29)4.3 负荷特性对静态电压稳定的影响 (31)4.3.1静态负荷的电压稳定性 (31)4.3.2 负荷静态电压特性对系统电压稳定性的影响 (33)4.4 简单系统采用ZIP负荷模型的PV曲线分析 (33)4.4.1恒功率负荷对简单系统影响分析 (33)4.4.2 采用ZIP负荷模型的PV曲线 (34)4.5 复杂系统的静态电压PV曲线分析 (36)4.5.1 zip负荷模型对复杂系统影响分析 (36)4.5.2 仿真分析 (37)4.6 本章小结 (41)江苏科技大学工学硕士学位论文第五章PSS对静电电压影响的仿真分析 (43)5.1 PSAT软件介绍 (43)5.1.1 PSAT特点简介 (43)5.1.2 主界面 (44)5.1.3 PSAT的结构 (45)5.1.4 PSAT模型库 (46)5.2 PSS简介 (47)5.3 PSS工作原理 (48)5.4 PSS的数学模型 (49)5.4.1 IEEE标准PSS-1A模型 (50)5.4.2 IEEE标准PSS-2A模型 (50)5.5 仿真分析 (51)5.6本章小结 (55)第六章提高电力系统静态电压稳定性的措施 (57)6.1静态电压稳定控制措施 (57)6.2 系统运行方面的措施 (58)6.3 建立正确的模型 (59)6.4本章小结 (59)结束语 (61)参考文献 (63)攻读硕士期间发表的学术论文 (67)致谢 (69)附录 (71)ContentContentAbstract(Chinese) (I)Abstract(English) (III)Chapter 1 Introduction (1)1.1 Significance and background of voltage stability study (1)1.2 Research state in home and abroad (2)1.3 Main works (3)Chapter 2 Theory basis of voltage stability (4)2.1 Concept of voltage stability (4)2.2 Classification of voltage stability (5)2.3 Mechanism of voltage stability (5)2.4 Research methods of voltage stability (8)2.4.1 Analysis of static voltage stability (8)2.4.2 Dynamic research based on differential equation (9)2.5 Summary (10)Chapter 3 Continuous power flow used in the voltage stability (11)3.1 Principle of continuous power flow (11)3.2 Solution of continuous power flow (15)3.2.1 Constitute of continuous power flow (15)3.2.2 Parametric equation (15)3.2.3 Prediction tache (18)3.2.4 Correction tache (19)3.2.5 Step control tache (20)3.3 A new practical step control method (21)3.4 Simulation (24)3.5 Summary (28)Chapter 4 Static Voltage Stability Influenced by the Load Characteristics (29)4.1 Introdution (29)4.2 Load static model (29)4.3 Static voltage stability influenced by load characteristics (31)4.3.1 V oltage stability of static load (31)4.3.2 Static voltage stability influenced by load static characteristics (33)4.4 PV curve analysis of simple system uses ZIP load (33)4.4.1 Influence by simple system uses constant power load influence (33)4.4.2 PV curve under ZIP Load Model (34)4.5 Complex system static voltage PV curve analysis (36)4.5.1 Influence by complex system uses ZIP load (36)4.5.2 Simulation (37)4.6 Summary (41)Chapter 5 PSS on the Impact of Static Voltage Stability (43)江苏科技大学工学硕士学位论文5.1 Introduction about PSAT (43)5.1.1 Introduction about PSAT’s characteristics (43)5.1.2 Main interface (44)5.1.3 PSAT’s structure (45)5.1.4 PSAT’s model library (46)5.2 PSS introduction (47)5.3 Structure of PSS (48)5.4 PSS mathematical model (49)5.4.1 IEEE standard PSS-1A model (50)5.4.2 IEEE standard PSS-2A model (50)5.5 Simulation (51)5.6 Summary (55)Chapter 6 Methods to improve power system static voltage stability (57)6.1 Measures for static voltage stability control (57)6.2 Measures for operation of the system (58)6.3 Establishing correct model (59)6.4 Summary (59)Conclusions (61)References (63)Published Acadmic Papers Duing Graduate (67)Thanks (69)Appendix (71)第1章绪论第一章绪论1.1 电压稳定性研究的意义和背景电力系统是一个复杂的包含很多电气和机电设备的大规模非线性系统，而电力系统稳定性分析作为电力运行和规划当中非常重要的一环，一直受到学界的广泛关注[1]。
电力系统静态稳定性分析
电力系统静态稳定性分析随着工业发展和人口增长，电力的需求量也在不断增加。
电力系统是现代工业运转的重要基础之一，它负责将发电厂发电的电能传送到各个用电点。
因此，电力系统的稳定性对社会和经济发展具有重要意义。
电力系统的稳定性是指在发生一定干扰（如电力负荷突然变化或电源故障）后，系统能够迅速恢复到稳态，并保持稳态运行的能力。
电力系统的稳定性主要涉及两个方面：动态稳定和静态稳定。
动态稳定主要研究系统在失去平衡时的稳定情况，静态稳定则研究系统在变化工况下的稳定情况。
本文将重点介绍电力系统的静态稳定性分析。
电力系统的静态稳定性问题，主要关注系统中负荷和电源之间的平衡条件。
当负荷增加时，电源需要提供更多的电能以维持系统的运行，而电源的变动会对系统的电压、频率和功率因数等产生影响。
当这些影响超出系统的承受能力时，就会发生电力系统的失稳现象。
电力系统的静态稳定性问题可以通过一系列的分析方法得到解决。
其中最常用的是潮流计算法。
潮流计算法通过构建电力系统的节点潮流方程，求解系统中每个节点的电压、功率、功率因数等参数，以判断系统是否稳定。
计算结果会反映电力系统的状态，从而指导系统运行或规划。
另外一种常用的静态稳定性分析方法是灵敏度分析法。
灵敏度分析法是指在确定某个因素变化后，观察系统关键参数的变化程度及方向。
通过灵敏度分析，我们可以确定哪些系统参数是对电力系统稳定性影响最大的，进而对这些参数进行调节和优化，以提升系统的稳定性。
除了上述的静态稳定性分析方法，还有很多其他的方法，比如欠电压裕度分析法、故障树分析法、蒙特卡罗方法等。
不同的方法侧重不同的问题，可以相互印证，提高分析的准确度。
总之，电力系统的静态稳定性分析是电力系统运行和规划中必不可少的环节，只有做好了电力系统的静态稳定性分析，才能确保电力系统能够运行稳定，保障电力能源供应安全。
电力系统电压稳定与控制技术研究
电力系统电压稳定与控制技术研究电力是现代社会不可或缺的重要能源，而电力系统的稳定运行对社会经济发展至关重要。
在电力系统中，电压的稳定性是系统能够正常运行的基础，同时也是保证供电质量的关键因素。
因此，对电力系统的电压稳定与控制技术进行深入研究，具有重要的理论和实践意义。
1. 电力系统电压稳定性问题电力系统中，电压稳定性是指在外部负荷变化或电力系统内部故障等突发情况下，系统电压是否能够在合理的范围内保持稳定。
电力系统的电压稳定性问题主要表现在两个方面：静态电压稳定性和动态电压稳定性。
1.1 静态电压稳定性静态电压稳定性是指在负荷变化较小时，电力系统电压是否能够在可容忍范围内维持稳定。
当负荷增加时，系统电压下降，若电压降低到一定程度，将会影响电力设备的正常运行，甚至导致设备损坏。
因此，保持静态电压稳定是保证供电质量的基本要求。
1.2 动态电压稳定性动态电压稳定性是指在电力系统发生突发故障时，系统是否能够迅速恢复并保持稳定。
例如，当系统中某个发电机失去同步时，会导致系统电压震荡，从而影响用户的正常供电。
因此，保持动态电压稳定是电力系统可靠运行的关键。
2. 电力系统电压控制技术为了保证电力系统的电压稳定，研究人员提出了多种电压控制技术，包括静态电压控制和动态电压控制。
2.1 静态电压控制技术静态电压控制技术主要通过控制电力系统中的补偿设备来维持电压稳定。
常用的静态电压控制设备包括无功补偿器、电力电容器、STATCOM等。
通过合理的配置和控制这些设备，可以有效地调节系统电压，维持稳定。
2.2 动态电压控制技术动态电压控制技术主要通过调节电力系统的控制参数，如励磁控制、机械转矩控制等，来保持系统电压稳定。
此外，还可以利用电力系统中的自动发电控制装置来实现对电压的控制。
动态电压控制技术对于应对电力系统突发故障具有重要意义。
3. 电力系统电压稳定与控制技术研究进展在近年来，电力系统电压稳定与控制技术方面取得了一系列重要的研究进展。
第四章 电力系统静态稳定分析的基本概念与方法
EU U2 Q cos G X X P EU sin P T ( p.u.) G L m X
由于稳态运行时 QG QL ，故在不同 QL 水平下，系统的运行工作点设为 A ， A ' ， A '' 。 当 QL0 时，运行点 U 。在图 10－ 5 中 QL 0 水平较低时， QL0 U 曲线和 QG U 曲线有 两个交点，其中在 A 点
dQ 0 作为工程中电压静稳定判据 (Q QG QL ) ， 这是从单负荷无穷丈 dU
系统条件下导出的，当推广用于多机系统已发现有一定间题，故使用时应慎重。 （5）一些文献中根据单负荷无穷大系统的数学模型还导出了其他一些电压静稳定代数 判据，一般均和
dQ 0 等价，这里不—一介绍及证明。 dU
4
二．单机无穷大系统的功角静态稳定
若设 Pm const ，并设发电机内电动势 E const ， 无穷大系统电压 U const ，忽略线路电阻与分布电容， 系统总视在电抗为 X ，则忽略阻尼时系统数学慎型为
d M Pm Pe dt d 1 dt
QG QL 0 U
即当电压有微小的跌落则， QG QL ，从而系统在负荷小扰动时有一定的无功 功率裕度，在负荷母线少量憎加无功负荷时，不会发生电压稳定问题。相反在 B 点
QG QL 0 U
13
三．单负荷无穷大系统的电压静态稳定
即当电压有微小下降时， QG QL ，从而系统在负荷小扰动时没有无功功享裕度。 因此引起电压不断跌落，则动态负荷将不能稳定运行．通常把图 10－5 的 C 点称为电压静 稳定极限，相应的负荷母线电称为临界电压比 U cr 。为了维持系统的电压静稳定，不仅要求 实际运行电压 U 0 高于 U cr ，而且还要求有一定的电压静稳定储备 KU 。电力系统运行规程中 要求
电力系统静态电压稳定性的研究汇总
山东大学硕士学位论文电力系统静态电压稳定性的研究姓名：于永进申请学位级别：硕士专业：电力系统及其自动化指导教师：栾兆文20050510山东大学硕士学位论文摘要近年来，电力系统电压稳定性的研究受到普遍关注。
本文以电压静态稳定性为研究方向，综述了静态电压稳定性常见的计算方法，着重致力于静态电压稳定判据的推导以及静态电压稳定指标的求取，并就其他一些相关内容进行了较为深入的讨论。
本文首先对利用ＰＶ曲线的ａＰ／≤Ｖ判据做简单回顾，讨论负荷特性对电压稳定性的影响。
在广义雅可比矩阵的基础上，推导出考虑负荷特性的静态电压稳定条件，然后结合鼻型曲线的特点，推导出考虑负荷特性的静态电压稳定实用判掘，并指出：系统在鼻型曲线上半支运行时的静态电压稳定性主要取决于网络的电压一功率传输特性，而系统在鼻型曲线下半支运行时的静态电压稳定性主要取决于负荷的静态电压特性。
电力系统的电压失稳、电压崩溃、及负荷失稳是电压稳定问题中最基本的重要概念，它们既相互联系又有本质区别。
正确和客观地认识它们之间的关系，对深入研究电压稳定问题的机理具有重要意义。
负荷稳定性是电力系统电压稳定性的最主要和最关键的方面。
本文综述和比较了静态电压稳定性指标，根据戴维南等值将整个系统等值为一简单的两节点系统，在此基础上进行电压稳定性分析，推出一种根据定义的节点电压稳定性的指标ＶＳＩ能快速估计节点电压稳定和求取临界负荷因子ｋ‘的方法，并将该方法扩展到考虑负荷特性和无功限制的情况。
算例分析表明，该方法是一种简单、快速、有效的方法。
最后，本文从系统特性方面探讨了影响电压稳定性的因素，这不仅对静态指标的构造有一定指导作用，更为主要的是为采取措施以最大限度地提高系统稳定性提供理论基础。
关键词：电压稳定：实用判据；电压崩溃；静态电压稳定指标；负荷因子；无功限制Ｉｌｌ山东大学硕士学位论文Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｕｒｉｎｇｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓｔｈｅｓｔｕｄｙｏｎｖｏｌｔａｇｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｈａｓａｌｒｅａｄｙｒｅｃｅｉｖｅｄｗｉｄｅｓｐｒｅａｄａｔｔｅｎｔｉｏｎｏｆｍａｎｙｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ．Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｎｇｏｎｔｈｅｓｔａｔｉｃｖｏｌｔａｇｅｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｓｕｍｍａｒｉｚｅｓｔｈｅｃｏｍｍｏｎｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｏｆｓｔａｔｉｃｖｏｌｔａｇｅｓｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｐａｙｓｍｏｒｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｏｎｔｈｅｓｔａｔｉｃｖｏｉｔａｇｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｃｒｉｔｅｒｉｏｎａｎｄｔｈｅｓｔａｔｉｃｖｏｌｔａｇｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｉｎｄｅｘ．Ｍａｎｙｏｔｈｅｒｍａｔｔｅｒｓｒｅｌａｔｅｄｔｏｓｔａｔｉｃｖｏｌｔａｇｅｓｔａｂｉｌｉｔｙａｒｅａｌｓｏｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｐａｐｅｒｒｅｖｉｅｗｓ％矿。
检测系统静态特性的主要参数
检测系统静态特性的主要参数在电力系统中，静态特性是指系统在稳态和暂态条件下的电压、电流、功率等物理量与系统参数之间的关系。
通过检测系统的静态特性，可以评估系统的稳定性和可靠性，并为系统的调节和控制提供必要的信息。
下面是检测系统静态特性的主要参数：1.线路阻抗：线路阻抗是指系统中各个元件（例如输电线路、变压器等）的电阻和电抗的总和。
线路阻抗的大小决定了电力系统中的功率传输能力。
通过测量线路阻抗，可以评估系统的输电能力和阻尼特性。
2.电压和电流相位：电力系统中的电压和电流通常是正弦波形式，并具有一定的相位关系。
通过准确测量电压和电流的相位差，可以确定系统的功率因数和无功功率流动方向，进而评估系统的功率质量和无功补偿需求。
3.稳态电压和电流：在稳态条件下，电力系统中的电压和电流的幅值通常是稳定不变的。
通过定期监测稳态电压和电流的大小，可以检测系统的电力负荷变化情况、设备运行状态以及系统的功率平衡性。
4.功率因数：功率因数是指系统中有功功率与视在功率之间的关系。
通过测量系统的功率因数，可以了解系统的负载特性以及电力负荷的稳定性。
低功率因数可能导致系统的无功功率过大和能源浪费。
5.故障电流和局部电压：在系统发生故障时，电压和电流会发生剧烈的变化。
通过监测故障电流和局部电压的大小和波形，可以判断系统的保护装置是否正常工作，并及时采取必要的措施保护系统和设备。
6.电压暂降和电压波动：电压暂降是指系统电压在短时间内发生较大的降低，而电压波动则是指系统电压发生频繁的变化。
通过监测电压暂降和电压波动的程度和持续时间，可以评估系统的电压稳定性和电力负荷变化对系统的影响。
7.功率损耗和效率：功率损耗是指电力系统中能量转换过程中的能量损失。
通过测量系统的功率损耗和效率，可以评估系统设备的运行效果，并为节能和降低供电成本提供依据。
综上所述，检测电力系统的静态特性主要涉及线路阻抗、电压和电流相位、稳态电压和电流、功率因数、故障电流和局部电压、电压暂降和电压波动、功率损耗和效率等参数。
毕业论文电力系统静态稳定性分析
电力系统静态稳定性分析摘要近几年，电力系统的规模日益增大，系统的稳定问题越来越严重地威胁着电网的安全稳定运行，对电力系统的静态稳定分析也成为一个十分重要的问题。
为提高和保证电力系统的稳定运行，本文主要阐述了电力系统静态稳定性的基本概念，对小干扰法的基本原理做了研究，并利用小干扰法对简单的单机电力系统进行了简要的分析。
且为了理解调节励磁对电力系统稳定性的影响，本文做了简要要研究，并以单机系统为实例，进行了简单地分析。
本文通过搜集相关资料，整理了保证和提高电力系统静态稳定性的措施。
关键词：电力系统，静态稳定，小干扰分析法 ,励磁调节ABSTRACTIn recent years, the scale of power system is increasing,so system stability problem is increasingly serious threat to the safe and stable operation of power grid,and power system static stability analysis has become a very important problem.In order to improve and ensure the stable operation of electric power system, this paper mainly expounds the basic concept of the static stability of power system,using the small disturbance method basic principle to do the research, and the use of small disturbance method for simple stand-alone power system undertook brief analysis. And in order to understand the regulation of excitation effects on the power system stability, this paper makes a brief to research, and single system as an example, undertook simple analysis.In this paper, by collecting relevant information, organize the guarantee and improve the power system static stability measures.Key words power system , static stability, small signal analysis method of excitation regulator目录摘要IABSTRACTII第1章绪论11.1 研究电力系统静态稳定性的目的以与原则11.2 本文采用的解决电力系统静态稳定性问题的方法11.3 课题研究的成果和意义1第2章电力系统静态稳定性简析22.1 电力系统的基本概念22.11电力系统的定义22.12电力系统的运行特点和要求22.2电力系统静态稳定性的基本概念22.21电力系统静态稳定性的定义22.22电力系统静态稳定性的分类32.23 电力系统静态稳定性的定性分析7第3章小扰动法分析简单系统的静态稳定性113.1 小扰动法基本原理113.2小扰动法分析简单电力系统静态稳定性12第四章调节励磁对电力系统静态稳定性的影响164.1 不连续调节励磁对静态稳定性的影响164.2 实例分析励磁调节对稳定性的影响17第5章提高电力系统静态稳定性的措施205.1提高静态稳定性的一般原则205.2 改善电力系统基本元件的特性和参数215.21 改善系统电抗215.22改善发电机与其励磁调节系统的特性215.23 采用直流输电225.3 采用附加装置提高电力系统的静态稳定性225.31 输电线路采用串联电容补偿225．32 励磁系统采用电力系统稳定器PSS 装置23 第6章结论24辞25参考文献26第1章 绪论1.1 研究电力系统静态稳定性的目的以与原则电力系统是一个复杂的大规模的非线性动态系统，其稳定性分析是是电力系统规划和运行的最重要也是最复杂的任务之一。
《电力系统分析》判断题及答案
《电力系统分析》判断题及答案1:系统的单位调节功率标志了系统负荷增加或减少时，系统频率变化的多少，它与发电机无关。
正确错误2:一次调整和二次调整都可以实现无差调节( )正确错误3:负荷功率增大到一定限度节点电压急剧下降称为电压崩溃( ) 正确错误4:有限长线路末端连接的负荷阻抗等于特性阻抗时，该负荷阻抗消耗的功率称自然功率 ( )正确错误5:综合用电负荷+网损=发电负荷( )正确错误6:负荷增大，发电机输出功率增加，频率低于初始值;负荷减小，机组输出功率减小，频率高于初始值的调整为二次调频( )正确错误7:改变主变分接头进行调压，其实就是改变无功负荷在网络中的流动，并不一定能改变系统的电压水平 ( )正确错误8:备用容量按作用可分为旋转备用和冷备用( ) 正确错误9:按dP/dδ,0判据确定的稳定极限，正常运行时，其稳定储备可以小于10%。
( ) 正确错误10:短路容量主要用来校验开关的切断能力。
() 正确错误1:电力系统静稳特性是指系统在收到巨大干扰时恢复到原来的运行状态的能力( )正确错误2:稳定破坏是由事故引起的与负荷管理无关。
( ) 正确错误3:输电线路首末两端电压的相量差称为电压损耗( ) 正确错误4:所谓线损率系指线路上损耗的电能与线路始端输入电能的比值正确错误5:负荷功率增大到一定限度节点电压急剧下降称为电压崩溃( ) 正确错误6:所谓线路的额定电压实际就是线路的平均电压(Va+Vb)/2。
( ) 正确错误7:无功在电网传送时不会引起有功损耗( )正确错误8:调压发电机的励磁电流不会引起发电机间无功的重新分配( ) 正确错误9:改变主变分接头进行调压，其实就是改变无功负荷在网络中的流动，并不一定能改变系统的电压水平 ( )正确错误10:负荷增大，发电机输出功率增加，频率低于初始值;负荷减小，机组输出功率减小，频率高于初始值的调整为二次调频( )正确错误1:输电线路的阻抗是A,B,C三相并联厚的等值电抗。
电力系统分析第章电力系统的静态稳定性
电力系统分析第章电力系统的静态稳定性背景介绍电力系统作为社会经济发展中不可或缺的基础设施，在保障国家供电安全方面扮演着重要角色。
现代电力系统越来越复杂，并且容易受到各种不稳定性因素的影响，而系统的稳定性是电力系统设计和运行的关键因素之一。
因此，如何对电力系统的静态稳定性进行准确的分析及评估，成为了当前电力系统工程研究的热点之一。
电力系统静态稳定性的概念所谓电力系统静态稳定性，是指在电力系统出现外界扰动的情况下，系统的各个变量（如电压、电流、功率等）能够保持在合理范围内，从而避免电力系统的崩溃。
简单来说，静态稳定性是指系统在扰动之后，回到原来的稳定状态的能力。
静态稳定性分析方法损耗灵敏度法一般情况下，损耗灵敏度法是用于分析电力系统静态稳定性的最常见方法。
该方法基于功率平衡原理和马斯基（Matthaei）矩阵，利用网络单元与源、负载单元之间的损耗比例，以建立节点电压和有功功率之间的关系，通过计算不同配置下系统状态参数的变化程度，来确定电力系统的稳定性。
扰动能量函数法扰动能量函数方法是一种基于能量理论的分析电力系统稳定性的方法。
该方法通过建立能量函数与电力系统的状态方程之间的关系，对电力系统进行分析和评估，确定电力系统的稳定性。
相因法相因法是用于评估电力系统稳定性的另一种广泛使用的方法。
相较于损耗灵敏度和扰动能量函数法，相因法具有更高的计算精度和独特的特点。
该方法根据相因和剩余矢量的概念，对电力系统做出分析和评估，确定电力系统稳定性。
电力系统稳定性评估电力系统稳定性评估的主要目标是确定在各种可能扰动和失效模式下的系统稳定性。
在现代电力系统中，由于互联网、智能电网等新技术的推广与应用，电力系统对应的运行和应对方法变得相对更加复杂。
因此，电力系统稳定性评估需要考虑的因素也更加多样化。
静态稳定状态的评估在静态状态下，电力系统通常用传统的输入输出土方（P-V）曲线来确定电力系统的稳定性。
曲线的垂直距离表示电力系统中各个节点的电压水平，曲线的水平距离表示线路、变压器和电容器等设备的电流容限。
静态电压稳定的分析与控制算法
静态电压稳定的分析与控制算法一、引言静态电压稳定是电力系统运行中一个重要的问题。
电力系统中的负载变化、短路故障等因素都会导致电压的波动，而稳定的电压对于电力设备的正常运行至关重要。
因此，研究静态电压稳定的分析与控制算法具有重要的理论和实际意义。
二、静态电压稳定分析1. 静态电压稳定的定义静态电压稳定是指在电力系统中，电压在负载变化或者故障等情况下能够维持在合理范围内，不发生剧烈波动的能力。
2. 静态电压稳定的影响因素静态电压稳定受到多种因素的影响，主要包括：- 负载变化：电力系统中负载的变化会导致电压的波动，特殊是在高负载时。
- 短路故障：电力系统中的短路故障会引起电流的突变，从而导致电压的波动。
- 发机电运行状况：发机电的输出功率和电压之间存在一定的关系，发机电的运行状况会影响电压的稳定性。
3. 静态电压稳定的评估指标静态电压稳定的评估指标主要包括：- 电压偏差：衡量电压与额定值之间的差异。
- 电压稳定范围：电压在正常运行范围内的变化范围。
三、静态电压稳定控制算法1. 静态电压稳定控制目标静态电压稳定控制的目标是使电力系统中的电压维持在合理范围内，不发生剧烈波动，并尽可能减小电压偏差。
2. 静态电压稳定控制方法静态电压稳定控制方法主要包括：- 无功功率补偿：通过调节无功功率的注入或者吸收，来调节电压的稳定性。
- 发机电励磁调节：通过调节发机电的励磁电流，来调节发机电输出的电压，从而控制电压的稳定性。
- 变压器调压器控制：通过调节变压器的调压器，来调节输出电压的大小，从而控制电压的稳定性。
3. 静态电压稳定控制算法静态电压稳定控制算法主要包括：- 遗传算法：通过摹拟生物进化的过程，优化控制参数，以达到最优的电压稳定效果。
- 神经网络算法：通过构建神经网络模型，训练网络参数，实现对电压稳定的控制。
- 含糊控制算法：通过建立含糊控制系统，根据输入的电压偏差和变化率，输出相应的控制信号，实现电压稳定控制。
电力系统分析电力系统的静态稳定性
（4）励磁按变量偏移复合调节。 如图10-8中d点。
（5）励磁按变量导数调节。 如图10-8中e点。
（6）励磁按变量导数调节，但不限发电机 端电压。如图10-8中f点。
综上所述，自动调节励磁装置可以等效地减少发电机
的电抗。当无调节励磁时，对于隐极式同步发电机的空载 电动势 Eq 常数，其等值电抗为的电压的静态稳定性
设电力系统接线如图10-13(a)所示。由该母线供 电的负荷无功功率静态电压特性曲线如图10-13( b)中 曲线QL，向这母线供电的电源无功功率静态电压特
性曲线如图中曲线QG， Q QG QL
(a)系统接线图；(b)电压稳定性 图10-13 电力系统的电压稳定性
五、改善电力系统的结构
（1）增加电力线路的回路数 （2）加强电力线路两端系统各自内部的联系。 （3）在电力系统中间接入中间调相机或接入中间电力系统。
一、电力系统静态稳定的定性分析
单机—无限大系统（简单电力系统系统）：
U=常数
单机—无限大系统（简单电力系统系统）：
➢受端为无限大容量电力系统母线 ➢送端发电机为隐极式同步发电机 ➢略去了所有元件的电阻和电纳 ➢发电机的励磁不可调，即其空载电动势为恒定值
1 X d X d XT1 2 X L XT 2
二、电力系统频率的静态稳定性
1、电源的静态频率特性
电源的静态频率特性实际上是电动机的静态频率特性， 如图10-15线段所示。
图10-15 电源有功功率的静态特性曲线 图10-16 工业城市综合负荷的静态频率特性
2、负荷的静态频率特性
电力系统综合负荷有功功率和无功功率的静态频率特性多半有如图10-16所 示形状。
电力系统静态电压稳定的分析
电力系统静态电压稳定的分析1．绪论1.1 本课题研究的目的和意义在现代大电网系统中，随着电力系统联网容量的增大和输电电压的普遍提高，输电功率变化和高压线路投切都将引起很大的无功功率变化，系统对无功功率和电网电压的调节、控制能力要求越来越高。
在某些紧急情况下，当电力系统无功储备不足时，会发生电压崩溃而使电力系统瓦解。
近20 年来，电压崩溃voltage Collapse事故在大电网中时有发生，历史上比较大的几次典型电压崩溃事故为:1983 年12 月27 日瑞典电力系统瓦解事故1987 年7 月23 日日本电网稳定事故2003 年8 月15 日美加大停电事故2003年9 月28 日意大利大面积停电事故等等。
因此电压稳定问题越来越引起人们的广泛关注。
总结世界范围内发生的电网安全稳定事故的经验教训，系统的电压崩溃往往是由于某母线或某个区域的电压失稳引起的，然后扩散至整个系统，导致系统瓦解。
这些最容易引起电压失稳的母线或区域被称为电压稳定的薄弱母线或薄弱区域。
在这些电压稳定的薄弱母线或薄弱区域采取一定的措施，就可以避免电压崩溃的发生。
另外，从国外一些大的电力系统事故的分析来看:发生电压崩溃的一个主要原因就是没有适合于本系统的电压稳定性指标，无法预计负荷增长或事故发生后可能导致的电压不稳定崩溃的程度和范围，难以拟定预防和校正的具体措施。
因此，结合一个具体的系统，建立一个实用的、能够准确评价当前系统状况和事故后果的电压稳定性指标系统是十分必要的。
我国现在正在进行大区域电网互联，电网建设在向大电网、超高压、远距离输电方向发展，同时，现有的电力系统正在承担着越来越重的负荷需要，发、输电设施使用的强度日益接近其极限值，因此电网电压稳定问题的研究具有重要意义。
曾经发生的局部地区的电压稳定性事故，己显露出更严重的电压崩溃的“灾难性”事故的兆头，应该引起所有电力科学工作者的警惕和重视。
当前借鉴国外恶性电压崩溃事故的经验和教训，深入探讨电压不稳定性的起因、原理和特性，研究加强系统安全性申佳佳：电力系统静态电压稳定的分析和事故时的应急措施，加深对电压不稳定性现象的理解和认识，对于避免电压崩溃事故的发生和巨大的经济损失，具有特别重要的理论意义和实用价值。
电力系统电压稳定性分析与控制策略
电力系统电压稳定性分析与控制策略电力系统是现代社会不可或缺的基础设施，保证电力系统的稳定运行对于维持社会正常运作至关重要。
而电力系统电压稳定性则是电力系统运行稳定的核心要素之一。
本文将对电力系统电压稳定性进行分析，并提出相应的控制策略。
一、电力系统电压稳定性分析电力系统中的电压稳定性是指在外界条件变化或负荷变化的情况下，系统电压的恢复速度以及电压波动范围是否在合理的范围内。
电力系统电压稳定性的分析对于确保系统的安全运行至关重要。
1. 静态稳定性分析静态稳定性分析是指在负荷变化以及故障条件下，分析系统电压的稳定性。
静态稳定性分析常采用电力系统计算软件进行模拟，以确保系统在负荷变化或故障发生时，电压仍能保持在合理范围内。
2. 动态稳定性分析动态稳定性分析是指在短路故障或大负荷变化等突发事件发生时，分析系统的电压稳定性。
动态稳定性分析通常采用数值模拟方法，通过模拟系统的动态响应来评估系统的稳定性。
二、电力系统电压稳定性控制策略为了保证电力系统的电压稳定性，需要采取相应的控制策略来控制电压的恢复范围和速度。
下面列举几种常用的电力系统电压稳定性控制策略：1. 发电机励磁控制发电机励磁控制是一种常用的控制策略，通过调节发电机的励磁电压来控制系统的电压稳定性。
当系统负荷变化时，通过合理调节发电机励磁电压，可以使系统电压保持在稳定范围内。
2. 无功功率补偿无功功率补偿是一种通过补偿无功功率来控制电压稳定性的控制策略。
通过在电力系统中增加合适的无功功率，可以调节电网的电压，保持电压在合理范围内。
3. 直流输电直流输电是一种较为先进的电力系统电压稳定性控制策略。
通过将交流电转换为直流电进行输送，可以减小电力系统的输电损耗，提高电网的电压稳定性。
4. 智能变电站智能变电站采用先进的监控、控制和保护设备，可以对电力系统进行精确而快速的监测和调整。
智能变电站的应用可以提高电网的可靠性和稳定性，保证系统电压的稳定。
三、电力系统电压稳定性控制的挑战与展望随着电力系统规模的不断扩大和复杂度的增加，电力系统电压稳定性控制面临着一些挑战。
电力系统静态稳定性分析
电力系统静态稳定性分析一、电力系统静态稳定性的概念静态稳定性是指电力系统在外部扰动（如大负荷突然失去或电网连锁故障等）下，维持基本工作状态的能力。
电力系统静态稳定性分析主要研究系统的平衡和不平衡工作状态，以及在系统发生扰动后的响应过程。
主要包括潮流分析、电力系统潮流控制、稳定裕度分析等。
二、电力系统静态稳定性分析方法1.潮流分析潮流分析是电力系统静态稳定性分析的基础。
通过潮流分析可以确定系统各个节点的电压、电流、功率等参数，以及线路、变压器的负载情况。
潮流计算方法主要包括高斯-赛德尔迭代法、牛顿-拉夫逊迭代法和直接潮流法等。
通过对潮流分析的结果进行评估和判断，可以得出系统的稳定性状况。
2.电力系统潮流控制电力系统潮流控制主要通过调整发电出力和负荷的分配来实现。
常用的方法包括静态无功补偿装置的投入和退出、变压器调压控制、发电机调压控制、风电和光伏发电等分布式电源的接入控制等。
通过潮流控制，可以有效控制系统的电压、无功功率等参数，从而提高系统的稳定性。
3.稳定裕度分析稳定裕度分析是针对电力系统可能发生的故障和异常情况进行评估和分析，以判断系统在不同工况下的稳定性水平。
常见的稳定裕度指标包括暂态稳定裕度、稳定边界等。
通过稳定裕度分析，可以识别和解决系统的潜在稳定问题，保证系统的稳定运行。
三、电力系统静态稳定性常见问题1.电压稳定问题：电力系统电压的稳定性是影响系统静态稳定性的重要因素。
过高或过低的电压都会导致系统稳定性下降，甚至发生电压失稳。
通过控制无功功率的输出、调整电网结构等措施，可以有效解决电压稳定问题。
2.功率平衡问题：系统内的功率平衡是保证系统稳定运行的基础。
发电出力和负荷之间的失衡会导致系统频率的变化，进而影响系统的稳定性。
通过合理调整发电出力和负荷分配，保持功率平衡，可以提高系统的静态稳定性。
3.事故短路问题：电力系统中的事故短路是可能引起系统瞬态稳定失稳的重要因素。
当发生事故短路时，会导致系统的电压下降、频率波动等现象，进一步影响系统的稳定性。
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∴异步电动机有功功率和无功功率的静态电压特
性曲线如图：
PQ
QM
PM
0
U
在电力系统中，异步电动机占综合负荷的绝大 多数，所以综合负荷的静态电压特性与异步电 动机相似。
第六单元 电力系统频率电压调整
课题四 电力系统的静态电压特性
二、系统无功电源的静态电压特性
系统无功电源：同步发电机、同步调相机、并联电容器及静止补偿器
第六单元 电力系统频率电压调整
课题四 电力系统的静态电压特性
二、系统无功电源的静态电压特性
4.静止无功补偿器
静止补偿器：由电力电容器和电抗器并联组成。
优点：与同步调相 机相比，具有运行 维护简单、有功功 率损耗小、可以消 除系统中的某些高 次谐波等优点。 缺点：在高电压等 级下，电力电子元 器件造价较高，控 制较复杂。
QN
U
0
（c） UN
第六单元 电力系统频率电压调整
课题四 电力系统的静态电压特性
二、系统无功电源的静态电压特性
2.并联电力电容器
QC
U2 XC
CU 2
并联电力电容器可以集中安装在变电站，也可以分散安装在各负荷点；
它可以安装在变压器高压侧，也可安装在变压器的低压侧。其有功损 耗较小，约为额定容量的0.05%～0.5%。并联电力电容器运行维护也 比较方便，因此，并联电力电容器是电力系统目前采用最广泛的无功 补偿设备。
课题四 电力系统的静态电压特性
一、系统综合负荷的静态电压特性
3.电抗器负荷
QU2
X
I
4.异步电动机负荷
QM
பைடு நூலகம்
Qm
Q
U2 Xm
I2X
jX
U jXm
I0
R S
PM I 2 R(1 s) / s
第六单元 电力系统频率电压调整
课题四 电力系统的静态电压特性
一、系统综合负荷的静态电压特性
1.同步发电机
同步发电机是系统唯一的有功电源，同时也是系统最主 要的无功电源。在不影响输出有功功率的前提下，改变 发电机的功率因数，可以改变输出的无功功率。
第六单元 电力系统频率电压调整
课题四 电力系统的静态电压特性
二、系统无功电源的静态电压特性
发电机静态电压特性
Q
正常工作时，运行点在抛物线的右侧，因此， 正常运行时，当系统电压增加时，发电机输出 的无功功率会减小，当系统电压降低时，发电 机输出的无功功率会增加。
第六单元 电力系统频率电压调整
课题四 电力系统的静态电压特性
电力系统的静态电压特性是指电力系统在正常运行时，无 功功率与电压的变化关系。
包括无功电源的静态电压特性+综合负荷的静态电压特性
一、系统综合负荷的静态电压特性
1.白炽灯负荷
P kU 1.6
2.电热器负荷
PU2 R
第六单元 电力系统频率电压调整
第六单元 电力系统频率电压调整
课题四 电力系统的静态电压特性
二、系统无功电源的静态电压特性
3.同步调相机
同步调相机实质上是只能发无功功率的发电机。 过励磁情况下，向系统发出感性的无功功率； 在欠励磁情况下，从系统吸收感性无功功率。
缺点：同步调相机是旋转设备，运行维护费用较大；它 消耗的有功功率约为额定容量的1.8%～5.5%，容量越小， 百分比越大。