電力系統穩定性分析方法研究

摘 要：電力的應用，成了我們現代日常生活以及經濟發展所必不可少的一項重要的能源。因此保障好電力系統的穩定，是非常重要的，本文將提出電力穩定分析的方法，來確定電力系統穩定的一般方法。

關鍵詞：電力系統；暫態穩定；分析方法

中圖分類號：TM712 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 02-0000-01

一、引言

電力系統的穩定，對于我們如今的社會來說是非常重要的。電力系統的穩定性出現了問題，意思是指在電力系統正常運行的時候，受到外界的干擾，會出現運行數值的變化。

在電力系統的穩定性出現的問題當中，我們主要可以分為兩大類，分別是靜態穩定與暫態穩定。靜態穩定是指電力系統由于受到外界的干擾之后，不會出現周期性的變化，而自動恢復到原來的電力系統狀態。而另一種暫態穩定就是在電力系統在受到外界的干擾之后，不會恢復到原來的狀態，而以一種新的運行狀態來繼續運行。所以我們要從不同的分析方法來分析電力系統的穩定性。

二、電力系統靜態穩定分析

上面我們也說過，靜態系統穩定是指在電力系統受到外界的干擾之后，本身的運行周期不會發生變化，而在干擾之后會自行的恢復的原來的運行狀態，這樣的電力系統就是靜態穩定。靜態穩定是基本上不需要我們來進行研究的，因為這樣的電力系統，它會自動調節回來，不會對我們的生活造成太大的影響。而暫態穩定在受到外界的干擾之后，不但會出現本身運行周期的變化，在震蕩之后，并不會回到原來的運行狀態，而是以一種新的狀態來運行。接下來我們將分別分析兩中電力系統的穩定。

首先我們要講述的是靜態穩定的電力系統，這種靜態的電力系統可以由以下這樣的方法來分析，比如說全特征值分析法以及部分特征值分析法等。

首先我們可以用全特征值分析法來分析，在整個電力系統形成了雅可比矩陣A后，我們可以應用QR算法來完成整個矩陣的全部特征值，通過這樣的方法來判斷整個電力系統是不是靜態穩定，這種方法具有的特點是占用的內存太大，同時整個預算的過程又太慢了，同時要是在計算大規模的電力系統的時候，就有可能出現誤差，所以這種計算分析方法只能夠應用于一些中小規模的電力系統，對于大規模的電力系統的實用性并不大[1]。

還有一種是部分特征值計算法，對于這種分析方法來說，主要就是為了關注整個矩陣中與需要分析目標相關的那一部分特征值，對于出現了震蕩的不穩現象時，也是主要關注其中較大的特征值。采用這樣的分析方法主要是針對在整個電力系統的低頻震蕩的分析，在整個矩陣中采取其中的主導特征值，這種從矩陣的部分特征值來分析的方法中，有點是將矩陣進行降階后在進行分析，而有的分析方法卻是直接在用矩陣來進行的分析計算的。以上的都是利用矩陣的特征值來進行的分析，其實在除了利用特征值來分析電力系統的穩定外，還可以用到的另一種就是頻域分析法。

三、電力系統暫態穩定分析

這中電力系統是在受到外界的干擾之后，不會恢復的到原來狀態的一種電力穩定系統。這是在電力系統受到外界大的擾動而引發的一種電磁的暫態過程，這種過程還會牽扯出機械運動的暫態過程一種相對要復雜的一種過程。在整個過程中，由于這種過程太過復雜，所以在分析這中電力系統的穩定的時候，我們需要注意一些問題。第一是不要考慮發動機對暫態過程的影響，應該電力系統中交流系統的變化。不考慮在頻率變化時對整個電力系統中對系統的參數的影響。在這樣的情況下，對于暫態穩定我們可以用以下這兩中方法來進行分析，分別是數值解法以及直接解法這兩種。

（一）數值解法

這種方法是在了解完暫態系統的微分方程以及它的代數方程之后，來計算求解的。主要應用的是各種的數值積分法來進行的求解來進行的計算分析。在這種利用各種方程來進行的計算的基礎上，我們可以拓展出交替求解法以及聯力求解法來。

首先我們要先分析的是交替求解法，這種方法可以在積分方程與代數方程兩種方程中來選擇。數值解法還應該要考慮的是對各種方程特性的適應性。在這中數值解法中主要應用到的方程可以有以下的一些方程，比如說穩定歐拉法、高斯-塞德爾迭代法、抗矩陣迭代法等。在這么多的計算方法中[2]，有一種梯形隱試積分法在計算電力暫態穩定當中具有很好的適應性。在如今的計算暫態穩定的方法中，都認為梯形積分法是最理想的一種方法了。

（二）直接解法

這種解法的中心思想是，在整個電力系統遭受到外界的干擾之后，不管是什么情況下，都會恢復到穩定的狀態。所以直接法就是在整個狀態的空間中找到一個穩定的平衡點，在以這個點為中心，將周邊的范圍作為一個穩定的區域，再使用李雅普諾夫函數來計算分析。要是出現的擾動不在穩定域內，也不可以說整個系統就是不穩定的，這也是在直接解法所占有的保守性特性。在直接的解法當中，還有一些實用的方法主要有不穩定平衡點法，勢能界面法，單機能量函數法等。這些方法都可以應用到各種復雜的電力系統中去。

在整個暫態穩定的分析方法中，除了上述的幾種方法之外，還有一種是概率分析方法，這種應用各個方面的因素來得出某些概率的方法也可以用來檢測電力系統的穩定性

四、結束語

電力系統的穩定在整個中國電網中，是占據著非常重要的作用的，它直接會影響到一個國家的發展與進步。所以本文通過分析電力系統的各種穩定性的方法，來提取出對于電力系統有幫助的穩定性分析方法，希望對于我國的電力系統有幫助。

參考文獻：

[1]薛禹勝.運動穩定性量化理論[M].南京：江蘇科學技術出版社，2009.

[2]夏道止.電力系統分析[M].北京：中國電力出版社，2009.

[作者簡介]栗樹森（1985-），男，黑龍江綏化市人，國網黑龍江省電力有限公司綏化供電公司，研究方向：電力系統及其自動化。