立足基礎(chǔ)理論，推動電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定研究

立足基礎(chǔ)理論，推動電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定研究

建設(shè)統(tǒng)一堅強智能電網(wǎng)是國家電網(wǎng)公司的戰(zhàn)略發(fā)展目標(biāo)，這是經(jīng)濟、社會和電網(wǎng)發(fā)展的必然選擇，對于充分發(fā)揮電網(wǎng)在資源優(yōu)化配置、服務(wù)國民經(jīng)濟發(fā)展中的作用，促進經(jīng)濟社會全面、協(xié)調(diào)和可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。為實現(xiàn)安全、經(jīng)濟、清潔、高效、可持續(xù)的電力供應(yīng)，以風(fēng)能等可再生能源為代表的分布式電源將得到大力的發(fā)展，同時風(fēng)電場電壓穩(wěn)定性問題也受到人們關(guān)注。另外，由于我國資源和經(jīng)濟發(fā)展的不平衡，高壓直流輸電方式在大容量、遠距離輸電中的優(yōu)勢，多回直流落點同一個交流受端系統(tǒng)不可避免，這也給交流系統(tǒng)的電壓支撐能力帶來了壓力，使得交直流系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性問題變得日益突出。而電壓穩(wěn)定問題一直是困擾世界電力學(xué)術(shù)界的難題，對電壓穩(wěn)定的基礎(chǔ)理論研究仍不完善。到目前為止，國內(nèi)外還沒有統(tǒng)一的、物理意義明確的電壓穩(wěn)定定義，缺乏具有理論性和工程實用性的暫態(tài)和中長期電壓穩(wěn)定判據(jù)，工程分析中需要解決暫態(tài)電壓失穩(wěn)和功角失穩(wěn)的區(qū)分方法的問題，等等。因此，亟需深入開展對電壓穩(wěn)定的基礎(chǔ)理論研究。

中國電力科學(xué)研究院承擔(dān)了國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃項目（973項目）“提高大型互聯(lián)電網(wǎng)運行可靠性的基礎(chǔ)研究”項目中的第1子課題“電力受端系統(tǒng)的動態(tài)特性及安全性評價的基礎(chǔ)研究”（課題編號：2004CB217901），深入開展了電壓穩(wěn)定基礎(chǔ)理論研究。湯涌等撰寫的論文《考慮負(fù)荷變化特性的電壓穩(wěn)定判據(jù)分析》發(fā)表在《中國電機工程學(xué)報》（Proceedings of the CSEE）2010年6月第30卷16期，該文章是課題組取得的重要研究成果之一。

論文基于理論推導(dǎo)和仿真驗證，研究了暫態(tài)電壓穩(wěn)定分析中通常采用的電壓失穩(wěn)判據(jù)在考慮負(fù)荷變化特性的情況下的適用性。通過深入剖析目前暫態(tài)電壓穩(wěn)定研究方法中存在的問題，提出了當(dāng)負(fù)荷變化不滿足特定方式（恒定負(fù)荷功率因數(shù)變化）時，目前常用的電壓穩(wěn)定判據(jù)不可作為暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的判斷依據(jù)，并提出了求取不同負(fù)荷增長特性下暫態(tài)電壓穩(wěn)定臨界點的計算方法。

中國電力科學(xué)研究院973課題組自2004年成立以來，立足于電壓穩(wěn)定的基礎(chǔ)理論研究，解決了電壓穩(wěn)定領(lǐng)域的多個關(guān)鍵問題，在電壓穩(wěn)定的定義、機理和判據(jù)等理論和技術(shù)方面取得了多項擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新性成果：

1）提出了基于功率、電流關(guān)系的電壓穩(wěn)定定義，解決了以往定義大都從現(xiàn)象上描述電壓穩(wěn)定的問題；

2）提出了暫態(tài)及中長期電壓穩(wěn)定判據(jù)，并實現(xiàn)工程應(yīng)用，解決了長期了工程分析中只能依據(jù)經(jīng)驗判據(jù)判斷電壓穩(wěn)定性的問題；

3）提出了區(qū)分暫態(tài)電壓失穩(wěn)和功角失穩(wěn)的方法，解決了在理論分析和工程應(yīng)用中常常混淆兩種暫態(tài)失穩(wěn)模式的問題；

4）提出了判斷多饋入交直流系統(tǒng)強弱的短路比指標(biāo)，奠定了利用多饋入短路比評估多饋入交直流系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性的理論基礎(chǔ)，為系統(tǒng)的規(guī)劃、運行提供了參考依據(jù)，等等。

這些研究成果構(gòu)建了關(guān)于電壓穩(wěn)定的基礎(chǔ)理論和應(yīng)用體系，并于2009年順利通過了由多位院士、專家組成的973項目驗收專家組驗收，驗收專家組給予了本課題高度評價，認(rèn)為課題取得的研究成果是電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定領(lǐng)域的重大理論和技術(shù)突破。研究成果已被《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》的修編建議稿采用，將成為我國電力系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計、運行的準(zhǔn)則。

該項研究成果進一步推進了電壓穩(wěn)定的基礎(chǔ)理論研究的深度和廣度，并已在馬來西亞、福建、河南、重慶、廣西、云南電壓以及云電送粵特高壓工程分析中應(yīng)用，創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟效益。從進一步優(yōu)化提高電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性，保障智能電網(wǎng)的發(fā)展建設(shè)，避免電網(wǎng)發(fā)生大停電事故角度，具有不可估量的經(jīng)濟效益和社會效益。