電力系統非同步運行

電力系統非同步運行就是電力系統在正常運行時，經受干擾而發生非同步運行、頻率崩潰和電壓崩潰的事情。從狹義的觀點看，電力系統穩定單指不發生非同步運行，不管電力系統中聯接多少台發電機,聯網地域有多大(全省、跨省區、跨國家),都要求在經受干擾時所有交流同步發電機保持同步運行。

專業定義

電力系統非同步運行就是電力系統在正常運行時，經受干擾而發生非同步運行、頻率崩潰和電壓崩潰的事情。從狹義的觀點看，電力系統穩定單指不發生非同步運行，不管電力系統中聯接多少台發電機,聯網地域有多大(全省、跨省區、跨國家),都要求在經受干擾時所有交流同步發電機保持同步運行。從廣義的觀點看，電力系統穩定研究的範圍還包括電力系統穩定破壞後，電力系統進入非同步運行狀態，而後在滿足一定條件下再同步成功，又恢復同步運行的全過程，電力系統的這種能力稱為綜合穩定。為了便於套用現代數學方法和計算工具進行電力系統的計算分析，和在實際運行中更確切地檢驗電力系統穩定運行的水平並採取提高穩定的措施，把電力系統穩定分為靜態穩定，暫態穩定和動態穩定三類。

靜態穩定

電力系統受到小干擾後不發生自激振盪和非周期性的失步，自動恢復到起始運行狀態的能力。常用小振盪法分析靜態穩定以確定電力系統的穩定性和輸送功率極限，檢驗在給定運行方式下的穩定儲備。

穩定判據　在小干擾的條件下，電力系統的穩定決定於發電機轉子的動力特性，可用轉子的運動方程描述[197-01]式中為旋轉質量的慣量矩；[197-02]為轉子的角速度；為作用在轉子上的過剩轉矩;為原動機力矩;為電磁轉矩。同步發電機的電磁轉矩與它的有功功率成正比,[197-03],式中[197-04]sin為電磁功率,它與系統電壓、發電機電動勢及功角(為與之間的相位角）的正弦函式成正比，與發電機電抗及系統聯繫總阻抗之和成反比。如果用有功功率對功角的函式關係，可畫成一正弦函式曲線（見圖[有功功率與功角的關係]）,在圖中還可以畫一平行橫坐標的直線,它被稱為原動機功率曲線。由和在圖中構成的功角特性曲線的兩個平衡點a和b可以看出,如果小干擾引起偏離a點,則在過剩功率作用下仍可返回初始狀態a，在b點則不能返回。因而稱a點為穩定點，b點為不穩定點。從穩定理論分析和圖中可以得到過剩功率與功角△的符號相反,則系統是穩定的，[198-01]即可作為實用判據，[198-02][kg2]將如圖中虛線所示的餘弦函式曲線。輸電系統的功率極限也就是圖中[198-03]的點所對應於功角特性sin=90的頂點。因而靜態穩定儲備的計算式可寫為

[198-04]式中[cdh_em]為輸電系統的靜態穩定極限輸送功率,為設計（計算）所取運行方式下的輸電功率，為保持電力系統運行，要有足夠的靜穩定儲備，通常要求≥15～20%(正常運行方式和正常檢修運行方式)，或≥10%（事故後運行方式和特殊運行方式）。

小振盪法

列出發電機轉子運行方程併線性化（多台發電機將有多組線性化的微分方程），與網路方程聯立求解，即可根據全系統微分方程組的特徵方程判別系統靜態的穩定性。現代計算數學的進展和大型高速計算機的進步，為線性微分方程組的特徵根求解提供了十分有效的方法。它可以在時域（在時間坐標）內進行穩定分析。按照全系統積分方程（矩陣形式）=AX的特徵方程式丨A-I丨=0，求出全部特徵根。再根據的性質,判別系統在受到小干擾後振盪的特性和穩定的程度。式中A為係數參數矩陣,X為系統變數,為X的導數矩陣,I[kg1]為單位矩陣。特徵根的性質和穩定的判別見表[特徵根的性質和穩定性判別]的性質和穩定性判別"class=image>。

提高穩定的措施　提高靜態穩定的措施有：①改善電力系統結構,使發電機與系統的聯繫緊密,如發電機直接升壓到高壓電網，而不經過幾級變壓器接入電力網路；長距離輸電線路串聯補償電容器和中點並聯補償。②發電機和同步調相機加裝自動勵磁調整器，如採用強力自動勵磁調整器。③在全系統各樞紐點安裝足夠的無功功率補償設備以保持系統電壓