01 電力系統穩定性的基本概念

1、電力系統暫態過程類型及特點

①波過程：主要研究與大氣過電壓和內部過電壓相關的電壓波和電流波的傳播過程，持續時間約為百分之幾秒；

②電磁暫態過程：主要研究與電力系統故障相關的電氣量變化，持續時間約為幾秒鐘。

③機電暫態過程：主要研究電力系統受到擾動時，發電機、電動機轉速變化和功角變化，判斷其能否保持穩定運行的問題。

2、同步發電機組的機電特性

①機械運動特性：轉子運動方程

②發電機輸出的電磁功率特性：功角方程

③原動機輸入的機械功率特性

④發電機勵磁調節系統的特性

3、發電機并列運行穩定分析的最終目的是求解轉子運動方程，得到轉子搖擺方程或轉子搖擺曲線，根據搖擺方程或搖擺曲線即可判斷發電機并列運行的穩定性。

4、轉子運動方程是一個關于發電機功角δ的非線性微分方程，直接求解存在困難，暫態穩定性分析采用數值解法，靜態穩定性分析采用小干擾法。

02 電力系統的暫態穩定性

1、暫態分析的三個階段

①初始階段：故障后1s內，發電機調節系統特別是調速系統作用不明顯；

②中間階段：1~5s的時間段，需要考慮發電機的調節系統；

③后期階段：5s后的時間段，需考慮動力部分的變化所產生的影響、系統頻率的變化以及低頻減載等自動裝置的作用。

2、暫態穩定性的常用假設

①不計非周期分量的作用：衰減很快，產生空間不動的磁場，對轉子影響不大，忽略之后的計算結果偏保守；

②不計負序和零序電流的作用：負序電流產生的磁場對轉子影響不大，零序電流產生的合成磁場為零；

③不計阻尼功率，計算結果偏保守。

3、電力系統暫態穩定性分析的方法

①時域法：逐步積分法、數值解法[分段勻速法、數值積分法(歐拉法、改進歐拉法、龍格庫塔法)]

②直接法（等面積法則）

4、時域法的本質是求取轉子運動微分方程的數值解，得到發電機轉子角度隨時間變換的搖擺曲線，然后由任意兩機的角度差是否隨時間一直增大判斷系統的穩定性。

5、數值積分法的數值穩定性最好的為隱式梯形積分法，計算精度最高的為龍格-庫塔法。

6、直接法從能量角度判斷系統是否穩定以及穩定的程度如何。

7、在單機無窮大系統暫態穩定分析中，直接法與等面積定則是完全等價的。

8、短路類型對系統暫態穩定性的影響：三相短路>兩相短路接地>兩相短路>單相接地短路。

03 電力系統的靜態穩定性

1、系統正常運行方式下，發電機并聯運行的靜態穩定儲備系數KP應不小于15%~20%；事故后的運行方式下，KP應不小于10%。

2、[判斷題]系統正常運行和事故后，靜態穩定儲備系數均大于10%。（ × ）

3、系統正常運行方式下，電壓穩定儲備系數KU應不小于15%~20%；事故后的運行方式下，KU應不小于8%。

4、電力系統同步轉矩不足，小干擾后，同步發電機轉子角度非周期增大，系統非周期失步，也稱滑行失步。

5、電力系統負阻尼，小干擾后，系統周期失步，也稱自發振蕩。

6、串聯電容補償輸電線路電抗，不僅可以減小輸電線上產生的功率損耗和電壓損耗，而且還提高電力系統的靜態穩定性。但補償度不能太大，一般為0.2~0.5。補償度過大可能引起發電機的自勵磁、自發振蕩以及次同步諧振（串聯諧振）。

總結

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