电力系统暂态稳定分析方法研究

徐闻

摘 要：社会经济在快速发展的同时，城市化进程的步伐逐渐加快，在很大程度上也促进了我国电力系统的迅速发展，电力网络建设规模逐年扩大，暂态稳定性问题也越来越突出，其对电力系统的安全稳定运行密切相关。深入研究电力系统暂态稳定性分析方法对我国电力行业的健康可持续发展具有重要的现实意义，文章通过对电力系统暂态稳定问题相关概念进行了简述，并进一步探讨了电力系统暂态稳定分析方法，希望可以为相关从业人员提供些许借鉴。

关键词：电力系统;暂态稳定;分析方法

前言：电力系统暂态稳定性主要指的是电力系统在运行过程中，受到干扰之后，是否在经过暂态过程之后，重新恢复到之前的稳定状态。电网建设规模不断扩大的同时，电力系统也得到了迅速的发展，暂态稳定性相关问题也越来越突出，电力系统在实际运行过程中，如果稳定性失衡，便会导致出现长时间停电的情况，造成严重的经济损失，对人们的生活与生产也会产生极大的影响。而暂态稳定破坏相关事故问题的发生率呈逐年上升的趋势，因此，深入研究电力系统暂态稳定分析方法，对进一步提升我国电力系统的安全稳定性有着重要的现实意义。

1 电力系统暂态稳定问题相关概念简述

电力系统在受到比较大的干扰之后，各个电机始终保持同步运行，且逐渐恢复全新稳定运行状态的一种能力。近年来，随着我国电力系统建设规模不断扩大，各项电力技术也得到了迅速的发展，并且被广泛应用于电力领域当中，对推进我国电力行业市场化的改革与发展具有重要的作用和影响[1]。随着电力系统的运行环境和条件日益复杂化，电力系统运行状态控制对电力系统的运行安全稳定至关重要，而电力系统暂态稳定分析的重要性也日益突出。电力系统是一个动态运行的大规模系统，随着电网系统的普及，近年来，电力系统相关事故的发生率不断增加，且电网大规模多次停电事故也时有发生，可见电力系统的运行安全性与稳定性至关重要。我国也在陆续规划建设“西电东送”的现代化电网格局，这样也使得电网系统越来越复杂化，电力系统运行过程也呈现动态化的发展趋势，一旦电力系统稳定性遭到破坏，将会对国民经济造成极为严重的损失与后果[2]。

2 暂态稳定分析方法

2.1、时域仿真法

时域仿真法是当前比较先进的方法之一，被广泛应用于电力领域当中，不管是计算精度还是速度等方面，都能够有效满足电力系统的规划与发展，其主要原理为充分利用电力网络，将系统当中的各个元件模型进行有效连接，模型主要是代数方程组与微分方程组，之后以发生故障之前状态为主，进行潮流计算，并获取初值，并对微分方程组与代数方程组进行求解，得到系统状态变量以及代数变量随着故障时间变化的曲线，同步发电机间最大相对功角差对系统稳定性进一步判断[3]。由于传统计算方法不能满足电力系统实时动态安全分析以及仿真要求等相关问题，提出了分层并行计算方法，其结果显示，可有效提升计算速度，且最大程度上满足电力系统暂态过程的全过程实时仿真要求[4]。

2.2、暂态能量函数法

该方法是采用代表系统状态的方程，建立描述系统暂态能量函数，并通过同步发电机暂态能量，进一步分析系统稳定性，获得稳定性裕度。因为在线计算量小，因此，被广泛应用于电力系统暂态稳定性分析过程中。从动力学角度方面入手，分析了暂态能量函数的具体产生与物理机制，并论证了在出现故障之前暂态能量函数的整体合理性，深入分析了系统相关不稳定平衡点出现不重合状况的具体原因，临界能量点的控制与处理，与提升暂态稳定性的关键[5]。

2.3、扩展等面积法

扩展等面积法的计算速度非常快，其可以评估稳定裕度，以及灵敏度分析，近年来取得了巨大的进展与成果。通过扩展等面积准则的方法评估测量装置，也是测量稳定裕度的具体方法，通过具体仿真结果可得出：该算法在系统参数未知的状况下，可高效精准的评估摇摆曲线稳定裕度。通过轨迹聚合技术，可实现多机轨聚合，并结合扩展等面积法则，并通过识别动态鞍点进一步判断轨迹的稳定性，并以实际电网为例进一步开展仿真验证[6]。

结束语

当前的暂态稳定分析方法对电力系统稳定分析与控制做出了突出的贡献，影响巨大，随着电网建设规模不断扩大，电网互联规模也在不断扩大，电力市场改革工作全面深入推进，各项全新的技术得到了进一步应用，从而大幅度降低了电力系统运行的复杂性，同时也对电力系统暂态稳定分析提出了更加高的要求。广域测量系统可实时记录电力系统的动态运行状况，同时也搭建了全新的平台，也为现代化电力系统建设与发展提供了全新的思路与契机。

参考文献：

[1]李嘉， 李世作. 电力系统暂态稳定分析方法研究[C]// 04中國企业自动化和信息化建设论坛暨中南六省区自动化学会学术年会. 2019（014）11-12

[2]贾天下， 孙华东， 赵兵，等. 基于结构保持能量函数的电力系统暂态稳定分析方法研究[J]. 中国电机工程学报， 2020， v.40;No.644（09）：95-102.

[3]吴为， 汤涌， 孙华东，等. 基于广域量测信息的电力系统暂态稳定研究综述[J]. 电网技术， 2019， 36（009）：81-87.

[4]崔凯， 房大中， 钟德成. 电力系统暂态稳定性概率评估方法研究[J]. 电网技术， 2019， 29（001）：44-49.

[5]孙闻， 房大中， 薛振宇. 电力系统在线暂态稳定分析方法[J]. 电网技术， 2019， 33（014）：16-20.

[6]刘明志， 张江. 电力系统暂态稳定混合分析法的研究[J]. 电力系统及其自动化学报， 2020， 011（002）：7-12.