论文总字数：20072字

摘 要

随着工业的发展，居民生活水平的提高，电网规模的扩大和大区电网之间的互联，负荷中心日益集中。发电厂生产的电能经过输电线路送入用户端口，电力系统的电压稳定性问题日益突出。自从上个世纪七十年代以来，世界上很多国家的电力系统都曾因为小干扰电压失稳而发生了许多电压崩溃和系统低频振荡的问题，各社会的经济，安全等其他方面带来了重大影响。因此，小干扰电压稳定性研究是电力系统分析中的重要及热门课题。

本文将采用计及感应电动机的负荷动态模型，从理论上来分析小干扰电压失稳的机理，研究电压稳定性的判据，从而可以避免恶性电压崩溃事故和系统低频振荡的发生。并且本文将应用特征值方法借助一个简单网络研究电压稳定性，分析感应电动机负荷参数的变化对小干扰电压稳定的影响。

关键字: 电力系统；小干扰法；电压稳定性

Small Disturbance Voltage Stability Study

Abstract

With the development of industry, residents’ living standard has been grew, Expansion of power grid scale and interconnection between regional power grids Expansion of power grid scale and interconnection between regional power grids. The load centers become increasingly concentrated . The power produced by a power plant is transmitted over a transmission line to a user's port . Since the 1970s, many power systems in many countries in the world have suffered from voltage collapse and low-frequency system oscillation due to small disturbance voltage instability, which has brought huge economic losses and security risks to the society. Therefore, the study of small disturbance voltage stability is an important and hot topic in power system analysis.

This article will use meter and dynamic model of induction motor load, up from theory analysis of small disturbance voltage instability, the mechanism of research for online application of voltage stability index, on-line monitoring for power grid, it provides the theory basis for preventive and corrective control, in order to avoid vicious voltage collapse accident and the happening of the system low frequency oscillation. The eigenvalue analysis is applied to study voltage stability using a simple network.

Keywords: Electrical Power System ，Small Disturbance Method，Voltage Stability

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 引言 1

1.1课题研究背景及意义 1

1.2电压稳定的定义 1

1.3电压稳定过程的研究历程 2

1.4本文主要工作 2

第二章 电压稳定性分析和负荷模型的提出 4

2.1小干扰电压稳定性分析的机理 4

2.2小干扰电压稳定性的模型简介 4

2.3负荷模型的提出 5

2.3.1 负荷模型的定义 5

2.3.2 负荷建模的方法 5

2.3.3 负荷模型的分类 6

2.4本章小结 6

第三章 考虑负荷动态模型的小干扰电压稳定性分析 7

3.1系统模型及初值计算 7

3.2动态小干扰稳定性分析 8

3.3状态矩阵特征值灵敏度 10

第四章 算例分析 12

4.1本章引言 12

4.2感应电动机负荷参数变化对小干扰电压稳定性的影响 12

4.3本章小结 15

第五章 总结与展望 16

5.1总结与结论 16

5.2展望与不足 16

致谢 17

参考文献 18

第一章 引言

1.1课题研究背景及意义

为了减少在电能输送方面的费用，区域之间的电网互联变得越来越密集。但是，这种互联不仅会将电力系统情况变得复杂，还会导致电力系统出现很多问题，从而使电力系统的安全稳定运行不能得到有利保障。电压和频率的稳定性会直接影响到电力系统运行的稳定性。而且，电压和频率的稳定性应当是一种动态的稳定。由于现在的社会对电网的需求十分巨大，所以这种稳定性方面的问题也变得越来越重要。电力系统的失稳主要有两种表现形式，一种是功角稳定的问题，另外一种就是电压失稳。

原先，相对于电压稳定问题，功角稳定问题广泛的受到人们的重视。准确的来讲就是并联的同步发电机能不能够维持同步的运行。在国内外的专家学者们长时间来的努力下，有关于功角稳定方面的问题已经研究的较为成熟，并且已经具备了较为完善和成熟的数学理论模型分析方法，针对不同中情况下发生的问题也有一套系统实用的解决方案。自从二十世纪七十年代以来，世界多个地方发生了由于电压失稳而引发的恶性电压崩溃事故，事故发生一般表现为起初负荷节点处的电压降低，然后电压迅速持续下降。最后造成整个电力系统崩溃。导致系统的用电设备的严重损坏，给社会带来不可预估的安全危害以及钱财损失。从发生的这些严重电压崩溃的事件，人们逐渐意识的研究电压稳定问题的重要性和紧迫性。因此，在这之后，电压稳定问题课题的研究的地位也在电力学术界慢慢凸显出来。

在上个世纪七十年代到九十年代，我国也有大量由于电压的不稳定而导致整个电网发生严重事故的事件。例如：1972年7月湖北地区发生的电压崩溃事导致武汉，黄冈范围内全部停电。还有1973年7月大连电网电压崩溃事故以及1987年6月张家口电网电压崩溃事故等^[1]。这些事故的发生致使我们不得不重视起来电压失稳这个问题。目前这个电力网络的负荷规模扩大到最大化，又因为在资金方面的原因，线路上的电能输送已经达到功率传输的极限，同时也就更容易造成负荷节点的电压受到干扰而不能保持稳定。如果不能及时的采取措施，减少这样类似的事故发生，将对社会生活和经济等其他各方面造成诸多不利影响。所以，研究国内外已经发生过的多起电压失稳的事故，总结出经验教训是及其重要的；寻找适合在线适时反映而且可以快速计算出来的电压稳定性指标，从而找到电压失稳的基准点，进一步改善电力网络。

迄今，电压稳定性方面的课题已经是学术界的重要课题。从我国最新颁布的《电力系统安全稳定导则》增加了有关电压稳定性分析的内容也可看出这个课题的重要性及意义。所以，对这个课题进行深入的研究和探讨是十分必要的。

1.2电压稳定的定义

对于电压稳定性，我们一般将其定义为系统能够维持电压稳定。将电压崩溃定义为由于电压一开始的不稳定而造成的系统电压大范围内的急剧下降。电压稳定性分析的过程就是从理论层面上来解析系统电压稳定性的过程。

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