毕业论文：电力系统电压稳定的研究

学号：1251401239

《电力系统稳态分析》

毕业设计

（2012级本科）

题目：电力系统电压稳定的研究

系（部）院：物理与机电工程学院

专业：电气工程及其自动化

完成日期：2015年6月30日

河西学院本科生毕业设计任务书

设计题目电力系统电压稳定的研究

作者姓名学院、专业、年级物电学院电气工程及其自动化专业指导教师姓名、任务下达日2015年3月20日

一、论文任务书

从电压稳定的研究方法，负荷模型的结构，着重从电力系统的潮流计算方面对电

压稳定进行研究。

二、论文的基本要求

1.论文要求书写整齐，条理分明，表达正确、语言正确。

2.论文要求内容全面，丰富。

3.论文(设计)进度安排

阶段论文（设计）各阶段名称起止日期

1熟悉设计任务书、设计题目及设计背景资料 3.20～4.25

2查阅有关资料 4.26～5.27 3阅读设计要求必读的参考资料 5.28～5.29 4书写设计说明书 5.30～6.15 5小组答辩质疑 6.21～6.22 6上交设计成果 6.30

4.需收集和阅读的资料及参考文献（指导教师指定）

[1]:陈珩.电力系统稳态分析（第三版）[M]，北京，中国电力出版社，2007

[2]：何仰赞.温增银.《电力系统分析》第三版[M]，武汉,华中科技大学出版社，2002

[3]：陈悦.《电气工程毕业设计指南电力系统分册》[M]，北京，中国水利水电出版社，2008

[4]韩祯祥.电力系统稳定[M].北京:中国电力出版社,1995

[5]王梅义,吴竞昌,蒙定中.大电网系统技术(第二版)[M].北京:中国电力出版社,1995年6月

[6]刘道伟,谢小荣,穆钢,黎平，基于同步相量测量的电力系统在线电压稳定指标[J].中国电机工程学报,2005,25(1)

[7]罗毅,赵冬梅,潘学龙.基于PMU技术的电压稳定研究[J].2006,23(2)

[8]孙华东,周孝信.计及感应电动机负荷的电力系统在线电压稳定指标[J].中国电机工程学报,2006,26(6)

[9]王新宝.电力系统电压稳定的研究[D].杭州:浙江大学,2004

[10]李宏仲，程浩忠，朱振华，李树静.分岔理论在电力系统电压稳定研究中的应用述评[J].继电器,2006,34(4):69-74

[11]侯媛媛.电压稳定性评估方法的研究[D]，太原理工大学，2008

教

研

室

意

见

负责人签名：

年月日

摘要

电力系统是一个具有高度非线性的复杂系统，随着电力工业发展和商业化运营，电网规模不断扩大，对电力系统稳定性要求也越来越高。在现代大型电力系统中，电压不稳定/电压崩溃事故已成为电力系统丧失稳定性的一个重要方面。因此，对电压稳定性问题进行深入研究，仍然是电力系统工作者面临的一项重要任务。

从国内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无法预计负荷增长或事故发生后可能导致的电压失稳的程度和范围，难以拟定预防和校正的具体措施。所以，我们有必要在负荷模型基础上考虑采用更好的方法来进行电压稳定性评的研究。

关键词：电力系统，电压崩溃，电压失稳，稳定性

目录

1前言 (3)

1.1电压稳定性及其类型 (4)

1.2电压稳定的研究内容 (7)

1.3电压稳定的研究展望 (8)

2电压稳定的研究方法 (9)

2.1静态分析方法 (9)

2.1.1灵敏度分析法 (10)

2.1.2特征值分析法、模态分析法和奇异值分解法 (10)

2.1.3连续潮流法 (11)

2.1.4非线性规划法 (11)

2.1.5零特征根法 (11)

2.2动态分析方法 (12)

2.2.1小干扰分析法 (12)

2.2.2大干扰分析法 (13)

2.2.3非线性动力学方法 (13)

2.2.4电压稳定的概率分析 (14)

3负荷模型的结构 (15)

3.1静态负荷模型 (15)

3.1.1指数负荷模型 (15)

3.1.2多项式负荷模型 (16)

3.1.3与频率有关的负荷模型 (17)

3.2动态负荷模型 (17)

3.2.1机理式模型 (17)

3.2.2传递函数形式的负荷模型 (20)

3.2.3差分方程形式的负荷模型 (20)

3.3非机理式模型 (21)

3.4负荷导纳模型法的原理简述 (21)

4电力系统的潮流计算方法 (23)

4.1节点类型 (24)

4.2待求量 (24)

4.3导纳矩阵 (25)

4.4潮流方程 (26)

4.5牛顿—拉夫逊算法 (27)

结论 (28)

参考文献 (28)

1前言

电力系统是一个复杂的大规模非线性动态系统，其稳定性研究一直是电力系统规划与运行的重要课题。长期以来，无论是经典的还是现代的电力系统稳定性理论及其分析方法，其关注的重点均为系统的角度稳定性，尤其是集中在系统受到大的扰动或故障冲击后其暂态行为特征方面。对这一问题的机理，人们已有了较清楚的认识，并发展出一套完备的分析方法和控制措施。

上个世纪七十年代后期以来，世界范围内先后发生了多起由电压崩溃引起的大面积停电事故[1]，造成了巨大的经济损失和严重的社会影响。我国虽然还没有发生过大范围的恶性电压崩溃事故，但电压失稳引起的局部停电事故却时有发生，例如1972年7月27日湖北电网、1973年7月12日大连电网[2]等。这些事故的发生使人们对长期被忽视的电压稳定问题投以极大的关注，认识到了电压稳定性的研究对确保电力系统安全可靠的运行具有重要意义。由此，电压稳定的研究开始逐渐进入电力工业界和学术界的视野，研究成果不断涌现。

近年来，随着电力工业的发展，电力系统规模日益扩大，逐步进入高电压、大机组、大电网时代，同时伴随电力改革和电力市场的实践，长线路、重负荷及无功储备不足的特征逐渐突出，系统的电压安全裕度倾向于越来越小，使电力系统常常运行在稳定的边界；而目前系统运行操作人员并不能准确掌握系统的电压安全状态。所以事故发生时，缺乏足够的安全信息来采取相应的措施，导致了事故的扩大。

从国内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