摘要：电力系统的安全稳定运行是维持工业与居民生活正常运转的重要保证。电力系统的稳定主要包括两个方面，分别是功角稳定与电压稳定，由于这两个方面具有很大的关联性，因此对电力系统稳定运行的研究需要同时功角稳定与电压稳定。本文首先对电力系统稳定性的分类进行了阐述，功角稳定和电压稳定的基本概念及其相互关系进行了简要分析。
关键词：电力稳定、功角、电压
0.引言
自从世界上第一条电力线路建成以来，电力系统的稳定性分析一直是学术方面与工业方面所关注的重要问题。经过人们的长期研究，现在对功角稳定的理论认识比较完善，能够明确地对功角失稳的原因和机理进行分析。在过去一段时间中，我国电网发生了多起大面积停电事故，但是不能够单纯地从功角角度去解释、分析，这是因为在功角失稳的同时也伴随着电压失稳。因此，电力系统的电压稳定性问题被得到重视。电力系统作为一个有机整体，其稳定性的破坏必然受到多方面因素的影响，因此，单方面地研究某一个因素是不科学的。我们应当同时对功角稳定与电压稳定进行分析，找出他们之间的关联，对电力系统失衡的根本原因进行深入、全面的研究。
1.电力系统稳定性的分类
在我国的规程、标准或文献中，一般将电力系统的稳定性分为以下两类：
1）静态稳定
电力系统的静态稳定主要指电力系统在承受一个小扰动后，依然能够保持原来的状态或采取原来状态接近的状态继续运行。这种运行情况叫做静态稳定或小干扰稳定。
2）暂态稳定
如果电力系统在发生某个扰动后达到另一个与原来状态不同的状态，但是依然能够稳定运行，就将此种运行状态成为暂态稳定。
一般说来，如果能满足暂态稳定的条件，也就能满足静态稳定的条件。因此，让系统能保持静态稳定运行也是暂态稳定的前提。在实际情况下，保持一定的静态稳定裕度，能在较为严重的故障发生时为系统争取暂态稳定。
2.功角稳定
功角稳定的意义是同步发电机在受到一定程度的扰动后依然能使定子与转子保持一定的角度同步运行。一旦扰动太大，功角失稳，将会导致同步发电机非周期性失稳或震荡失稳。
电力系统的功角稳定受到干扰后，将会干扰系统的有功功率传输以及影响发电机的输出功率，在发电机上产生的不平衡转矩将会导致转子脱离原来的转速，导致不同发电机的转子之间具有相对转速，发生相对运动。而转子之间的相对运动又会导致相对角度的变化，影响发电机的输出功率、电流与电压，形成恶性循环。最后迫使负载切除，造成停电。
3.电压稳定
电压稳定的意义是在初始运行状态或小干扰下，电力系统具有保持母线电压在一定电压范围内的能力。这些干扰因素包括电力系统负荷的改变或系统状态的变化导致电压升高或降低，系统电压脱离稳定状态。而系统电压的稳定性与无功功率紧密相连，电力系统中大多数电压失稳现象都是由于无功功率不平衡引起的。
电压稳定性的破坏多发生在负载侧的母线上，尤其是远离电源的负载侧母线、带重负荷的母线或负荷中心。当无功功率供应不足，受端母线的电压容易发生升高现象。
当我们在研究系统的功角稳定时，我们的关注点往往放在遭受干扰后发电机的转子运动规律上。我们对功角稳定性的分析可以根据一个核心方程，但是电压稳定性的分析却没有类似的核心方程。因此，人们对电压稳定的本质分析缺乏全面的认识，虽然国内外对电压稳定的研究已经有一段时间并已取得一定成果，但是并没有完善的研究方法。所以，我们应当对电压失稳的机理进行更加深入的研究。
4.功角稳定与电压稳定的关系
在对电力系统稳定性的探讨中，从机理上很难将电压稳定与功角稳定的关联性分开。但是，在某一具体的电力系统失稳现象中，可以判断功角失稳或电压失稳中的某一个因素占据主导地位。以下是两种极端情况：
1）纯功角稳定
如图所示，当一台发电机经过长距离的输电线与无限大系统连接，此时的系统稳定问题是单纯的功角稳定问题。
2）纯电压稳定
如图所示，当同步发电机或无限大系统通过输电线与异步负荷相连，此时的系统稳定问题是单纯的电压稳定问题。
但是在实际的电力系统稳定性分析中，这两个因素相互交织、同时存在。因此，应当对电力系统的多个方面加以分析，找出电力系统失稳的内在机制，以便采取有效措施预防以及控制电力系统失稳状态。
5.总结
在上世纪六十年代之后，国内外曾发生过许多重大的电力系统崩溃时间，导致了大面积、长时间的停电事故，给电力系统的稳定运行带去了极大的威胁。因此，学术界与工业界对电力系统的稳定安全运行问题极大重视，进行了极大的研究，已经取得了不少的成果。但是，还有一些问题尚未很好地解决，并随着科技的发展和技术的革新，在电力系统中不断地涌现出新的技术，为维护电力系统的稳定运行带来了难度。因此，我们应当联系实际，结合经验，不断探索，做好电力系统稳定的维护工作。
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论文作者:杨振南
论文发表刊物:《电力设备》2018年第25期
论文发表时间:2019/2/13
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