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摘要：随着现代电力系统规模日益扩大，电力系统稳定性问题变得越来越突出，就此分析了电力系统稳定性的类型、各类影响电力系统稳定性因素的产生原因、作用机理及导致的不利后果，为提高和增强现代大电力系统运行稳定性提供了理论依据和解决方向。
关键词：电力系统；稳定性；负荷特性；无功功率
随着电厂间以及电网间的互联，现代电力系统规模愈来愈大，大电力系统有诸多优点，同时也有缺点，突出的问题就是系统的稳定性问题。运行中的电力系统，受到扰动后引起同步发电机的电压、相角的再调整，系统出现了从原有运行状态过渡到新运行状态的过渡过程。在该过程暂态时期内，如果电力系统的电压、相角振荡是衰减的，而且在有限时间内达到新的稳定状态，则系统是稳定的；反之系统不稳定。如果扰动量大，而振荡衰减快，振荡过程很快结束，则系统稳定性好；如果扰动量小，而振荡衰减慢，振荡迟迟不结束，则稳定性差。
一、电力系统稳定性分类
电力系统稳定性可因干扰大小、延续时间、涉及范围以及引起的原因、解决的方法的不同可有各种不同分类，通常可按静态稳定、暂态稳定和动态稳定进行分类，电力系统稳定性问题还可分为电源稳定性和负荷稳定性。电源稳定性研究同步发电机并列运行的稳定规律；负荷的稳定性主要研究异步电动机运行时的稳定规律，负荷的稳定性常常与系统无功和电压联系在一起。电源稳定性和负荷稳定性是密切相关的，它们是电力系统稳定问题的两个重要方面。
二、影响电力系统静态稳定性因素分析
电力系统静态稳定是指系统受到小干扰后，不发生自发振荡或非周期性失步，自动恢复到起始运行状态的能力。静稳破坏形式有两种，其中一种是非周期性失步，它是同步发电机同步转矩不足引起的属于固有静态稳定问题，是电力系统运行所必须保证的。以单机无穷大系统为例，可以列出功角方程为：
（1）
上式第三项Asinδ表示与功角成正弦关系的同步功率，当同步功率增至最大时，仍不足以平衡原动机功率，即PT—Asin90。>0，发电机转子角度将不断增大，导致非周期失步。静稳破坏的另一种形式是振荡失步，原因是上式中第二项中的D太小，阻尼不足，甚至变成负的阻尼。为满足系统需要，励磁调节器放大倍数有时调得很大，由于励磁系统存在惯性，随着励磁调节器放大倍数的增加，与转子机械振荡相对应的特征根的实部数值将由负值逐渐上升，而当放大倍数变大，实部将由负变正，从而产生增幅振荡。因此低频振荡的原因是由于励磁系统放大倍数的增加，产生了负阻尼作用，抵消了系统固有的正阻尼，使得系统的总阻尼很小或为负，由之引入的负阻尼可能促使发电机产生低频振荡失步。在大规模电力系统中，尤其在长条形结构的弱互联交流电网功角稳定问题中的低频振荡问题尤为突出，已经成为造成系统失稳的一个重要原因。
三、影响电力系统暂态与动态稳定性因素分析
暂态与动态稳定是研究电力系统在遭受具有突变性质的扰动后，能否继续维持或恢复同步运行的能力。对于短路、故障切除、重合闸等大扰动产生的大幅度的功率、电流、电压和功角变化所引起的机电暂态过程，通常属于暂态稳定范围。对于大机组的起动与制动、重负荷投切、系统同步电机的异步运行、再同步、自同步和非同步合闸等一类大扰动，其暂态过程可能达几秒或几十秒，对这种暂态过程的研究属于动态稳定范围。在复杂系统中，检验暂态稳定的标志为发电机对系统末端的相对摆角是否逐渐衰减，抵达接近于电网正常电压水平的新角度，而对感应电动机则是否抵达与此电压相对应的转差。对于动态稳定，必须计及发电机电动势的变化、负荷的动态持性和原动机调速器的快速反应并根据研究内容、考虑发电机异步转矩及阻尼转矩等影响。
四、其它影响电力系统稳定性因素分析
此外电力系统稳定性问题按电气量性质还可分为频率稳定性和电压稳定性。电力系统频率稳定性是系统原动机发出的机械功率与系统负荷功率（包括电有功损耗功率）平衡的问题。如不能平衡，则动力系统出现功率过剩，有可能出现频率稳定破坏的问题，系统频率稳定性能否保证，由系统原动机总功率输出能否与系统总负荷功率平衡来决定。所以，要保证电力系统频率稳定性，首先要有足够的功率贮备，其次是有性能良好的按频减负荷装置。
现实中，电力系统是由电压源供电，系统各节点电压都应在规定范围内变化。如系统工作在初始状态，受到扰动作用，扰动消除后，系统各节点电压能以一定精确度回到初始状态，则系统电压是稳定的；否则称稳定性破坏。节点电压稳定与系统频率稳定类似，其稳定性由系统和负荷无功功率一电压特性决定，其中负荷特性是影响节点电压稳定性的重要因素。当系统向节点输入有功功率后，传送无功功率能力下降，向节点注入的有功功率增大，则该节点电压稳定性下降。此外一般负荷无功功率一电压特性都是单调变化的，且△QL/△U>0，这对电压稳定性是有利的，但并不是这种负荷不会引起电压稳定问题，但对电压稳定性影响最大的是异步电动机的负荷。异步电动机无功功率一电压特性不是单调变化的。異步机励磁电流是由系统提供的，它构成消耗的无功功率主要部分。当外加电压下降时，异步机转速开始时下降并不太快，当电压低到一定值时，转速下降就很快。在此情况下，因外加电压降低，异步机电动势也相应降低，但因转速下降很快，要产生这一电动势，需要的励磁电流要很快增大，以致向异步机提供励磁电流的无功功率反而增大，由此引起节点电压的不稳定。
五、结束语
本文针对现代大电力系统存在突出的稳定性问题，对电力系统稳定性的类型、各类影响电力系统稳定性因素的产生原因、作用机理及引起的后果进行了探讨；分析表明，负荷的稳定性和发电机组并联运行的稳定性是密切相关的，两者是互相制约和影响的，是同一个问题的两个方面，而负荷稳定性的实质是电压稳定性问题，因此通过对现代电力系统中影响稳定性的各类因素进行综合分析研究，对增强电力系统平稳运行能力具有积极意义。
参考文献：
[1]李建琦. 电力系统稳定性方法探究[J]. 科技资讯， 2013，28：107-108.
[2]赵兴勇， 张秀彬， 苏小林. 一种电力系统稳定性动态分析的统一方法[J]. 高电压技术， 2008，34（10）：2195-2199.
[3]王官宏， 陶向宇， 李文锋，等. 原动机调节系统对电力系统动态稳定的影响[J]. 中国电机工程学报， 2008，28（34）：80-86.
关键词：电力系统；稳定性；负荷特性；无功功率
随着电厂间以及电网间的互联，现代电力系统规模愈来愈大，大电力系统有诸多优点，同时也有缺点，突出的问题就是系统的稳定性问题。运行中的电力系统，受到扰动后引起同步发电机的电压、相角的再调整，系统出现了从原有运行状态过渡到新运行状态的过渡过程。在该过程暂态时期内，如果电力系统的电压、相角振荡是衰减的，而且在有限时间内达到新的稳定状态，则系统是稳定的；反之系统不稳定。如果扰动量大，而振荡衰减快，振荡过程很快结束，则系统稳定性好；如果扰动量小，而振荡衰减慢，振荡迟迟不结束，则稳定性差。
一、电力系统稳定性分类
电力系统稳定性可因干扰大小、延续时间、涉及范围以及引起的原因、解决的方法的不同可有各种不同分类，通常可按静态稳定、暂态稳定和动态稳定进行分类，电力系统稳定性问题还可分为电源稳定性和负荷稳定性。电源稳定性研究同步发电机并列运行的稳定规律；负荷的稳定性主要研究异步电动机运行时的稳定规律，负荷的稳定性常常与系统无功和电压联系在一起。电源稳定性和负荷稳定性是密切相关的，它们是电力系统稳定问题的两个重要方面。
二、影响电力系统静态稳定性因素分析
电力系统静态稳定是指系统受到小干扰后，不发生自发振荡或非周期性失步，自动恢复到起始运行状态的能力。静稳破坏形式有两种，其中一种是非周期性失步，它是同步发电机同步转矩不足引起的属于固有静态稳定问题，是电力系统运行所必须保证的。以单机无穷大系统为例，可以列出功角方程为：
（1）
上式第三项Asinδ表示与功角成正弦关系的同步功率，当同步功率增至最大时，仍不足以平衡原动机功率，即PT—Asin90。>0，发电机转子角度将不断增大，导致非周期失步。静稳破坏的另一种形式是振荡失步，原因是上式中第二项中的D太小，阻尼不足，甚至变成负的阻尼。为满足系统需要，励磁调节器放大倍数有时调得很大，由于励磁系统存在惯性，随着励磁调节器放大倍数的增加，与转子机械振荡相对应的特征根的实部数值将由负值逐渐上升，而当放大倍数变大，实部将由负变正，从而产生增幅振荡。因此低频振荡的原因是由于励磁系统放大倍数的增加，产生了负阻尼作用，抵消了系统固有的正阻尼，使得系统的总阻尼很小或为负，由之引入的负阻尼可能促使发电机产生低频振荡失步。在大规模电力系统中，尤其在长条形结构的弱互联交流电网功角稳定问题中的低频振荡问题尤为突出，已经成为造成系统失稳的一个重要原因。
三、影响电力系统暂态与动态稳定性因素分析
暂态与动态稳定是研究电力系统在遭受具有突变性质的扰动后，能否继续维持或恢复同步运行的能力。对于短路、故障切除、重合闸等大扰动产生的大幅度的功率、电流、电压和功角变化所引起的机电暂态过程，通常属于暂态稳定范围。对于大机组的起动与制动、重负荷投切、系统同步电机的异步运行、再同步、自同步和非同步合闸等一类大扰动，其暂态过程可能达几秒或几十秒，对这种暂态过程的研究属于动态稳定范围。在复杂系统中，检验暂态稳定的标志为发电机对系统末端的相对摆角是否逐渐衰减，抵达接近于电网正常电压水平的新角度，而对感应电动机则是否抵达与此电压相对应的转差。对于动态稳定，必须计及发电机电动势的变化、负荷的动态持性和原动机调速器的快速反应并根据研究内容、考虑发电机异步转矩及阻尼转矩等影响。
四、其它影响电力系统稳定性因素分析
此外电力系统稳定性问题按电气量性质还可分为频率稳定性和电压稳定性。电力系统频率稳定性是系统原动机发出的机械功率与系统负荷功率（包括电有功损耗功率）平衡的问题。如不能平衡，则动力系统出现功率过剩，有可能出现频率稳定破坏的问题，系统频率稳定性能否保证，由系统原动机总功率输出能否与系统总负荷功率平衡来决定。所以，要保证电力系统频率稳定性，首先要有足够的功率贮备，其次是有性能良好的按频减负荷装置。
现实中，电力系统是由电压源供电，系统各节点电压都应在规定范围内变化。如系统工作在初始状态，受到扰动作用，扰动消除后，系统各节点电压能以一定精确度回到初始状态，则系统电压是稳定的；否则称稳定性破坏。节点电压稳定与系统频率稳定类似，其稳定性由系统和负荷无功功率一电压特性决定，其中负荷特性是影响节点电压稳定性的重要因素。当系统向节点输入有功功率后，传送无功功率能力下降，向节点注入的有功功率增大，则该节点电压稳定性下降。此外一般负荷无功功率一电压特性都是单调变化的，且△QL/△U>0，这对电压稳定性是有利的，但并不是这种负荷不会引起电压稳定问题，但对电压稳定性影响最大的是异步电动机的负荷。异步电动机无功功率一电压特性不是单调变化的。異步机励磁电流是由系统提供的，它构成消耗的无功功率主要部分。当外加电压下降时，异步机转速开始时下降并不太快，当电压低到一定值时，转速下降就很快。在此情况下，因外加电压降低，异步机电动势也相应降低，但因转速下降很快，要产生这一电动势，需要的励磁电流要很快增大，以致向异步机提供励磁电流的无功功率反而增大，由此引起节点电压的不稳定。
五、结束语
本文针对现代大电力系统存在突出的稳定性问题，对电力系统稳定性的类型、各类影响电力系统稳定性因素的产生原因、作用机理及引起的后果进行了探讨；分析表明，负荷的稳定性和发电机组并联运行的稳定性是密切相关的，两者是互相制约和影响的，是同一个问题的两个方面，而负荷稳定性的实质是电压稳定性问题，因此通过对现代电力系统中影响稳定性的各类因素进行综合分析研究，对增强电力系统平稳运行能力具有积极意义。
参考文献：
[1]李建琦. 电力系统稳定性方法探究[J]. 科技资讯， 2013，28：107-108.
[2]赵兴勇， 张秀彬， 苏小林. 一种电力系统稳定性动态分析的统一方法[J]. 高电压技术， 2008，34（10）：2195-2199.
[3]王官宏， 陶向宇， 李文锋，等. 原动机调节系统对电力系统动态稳定的影响[J]. 中国电机工程学报， 2008，28（34）：80-86.