【摘 要】本文對國內、外電壓穩(wěn)定性的研究現(xiàn)狀進行了概述，特別介紹了電壓崩潰的概念、物理解釋及電壓崩潰的防范措施。

　　【關鍵詞】電壓穩(wěn)定性 電壓崩潰 預防措施

　　過去幾十年中，在發(fā)達國家中電壓崩潰事故屢屢發(fā)生，造成了巨大的損失。展望今后電力系統(tǒng)的發(fā)展，如下一些因素將使穩(wěn)定性問題繼續(xù)存在并有惡化的趨勢。

（1）因能源基地遠離負荷中心，這就造成線路電抗和傳輸功率的增大及潮流的不合理分布，從而使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降。

（2）發(fā)電機單機容量的增大帶來發(fā)電機同步電抗增大和機組慣性時間常數(shù)減小，這兩者的后果都將惡化系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

（3）輸電線路容量增大。這樣，當線路因事事故斷開時，送、受端系統(tǒng)出現(xiàn)更大的功率缺額，增加了對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的威脅。

（4）輸電線路的多回路增加了線路間多重故障的可能性。

　　在我國電壓不穩(wěn)定和電壓崩潰出現(xiàn)的條件同樣存在。目前國內電壓不穩(wěn)定問題“暴露不突出”，原因之一可能是出于大多數(shù)有載調壓變壓器分接頭(LTC)未投入自動切換和電力部門采取甩負荷的措施，而后一措施是防止電壓不穩(wěn)定的最后一道防線，不應過早和過分的使用。為了提高可靠性，甩負荷的使用將會受到越來越大的限制。因此，在我國應加緊電壓穩(wěn)定問題的研究。

　　從電壓研究的內容來看主要分三方面：一是電壓崩潰的概念；二是電壓崩潰的物理解釋；三是關于電壓崩潰的預防措施。

　　1電壓崩潰的概念

　　在電力系統(tǒng)中，人們把因擾動、負荷增大或系統(tǒng)變更后造成大面積、大幅度電壓持續(xù)下降，并且運行人員和自動系統(tǒng)的控制無法終止這種電壓衰落的情況稱之為電壓崩潰。這種電壓的衰落可能只需幾秒鐘，也可能長達10~20min，甚至更長，電壓崩潰是電壓失穩(wěn)的最明顯的特征，它會導致系統(tǒng)瓦解。

　　2電壓崩潰的物理解釋

　　對于電壓崩潰現(xiàn)象的物理解釋主要有：P—V曲線解釋、無功功率平衡解釋、OLTC負調壓作用解釋、同步馬達解釋和電網(wǎng)動態(tài)特性和負荷動態(tài)特性相互作用的解釋。

　　（1）P—V曲線解釋。在簡單系統(tǒng)中，當負荷功率因數(shù)不變時，負荷節(jié)點的有功功率和電壓幅值的關系曲線就是P—V曲線。對于給定負荷功率，存在電壓水平不同的兩個解，曲線分為上下兩個半支。在下半支運行時，如果升高電源端電壓，反而會使負荷節(jié)點電壓下降，即電壓控制失去因果性。當負荷加重時，運行點不斷向極限點靠近，最后達到極限，如果負荷繼續(xù)加重，將發(fā)生分歧，導致電壓崩潰。

　　（2）無功功率解釋。在電力系統(tǒng)中電壓水平的高低主要受無功功率的影響，這自然使人們把電壓崩潰與某種形式的無功功率的不平衡聯(lián)系起來，許多文獻中都把電壓失穩(wěn)歸因于系統(tǒng)不能滿足無功功率需求的增加。這類觀點典型的代表是傳統(tǒng)的dΔQ/dU判據(jù)，該判據(jù)的意義是：當某一節(jié)點無功功率不平衡量對該點電壓的導數(shù)小于0時，該節(jié)點是電壓穩(wěn)定的，大于0時則是電壓不穩(wěn)定的，等于0的狀態(tài)對應于靜態(tài)電壓穩(wěn)定的臨界點。另外還有一種觀點是：當負荷節(jié)點電壓下降時，其從電網(wǎng)吸收的無功功率反而增多，無功功率在電網(wǎng)中遠距離傳輸導致電壓進一步下降，形成惡性循環(huán)，導致電壓崩潰的發(fā)生。

　　（3）有載調壓變壓器的負調壓作用。在正常情況下，有載調壓變壓器增大變比，將使副邊電壓上升，保證副邊電壓運行于給定的整定值，但是，但負荷特別重時，有載調壓變壓器增大變比，則可能使電壓反而下降，導致有載調壓變壓器在達到上限以前反復調節(jié)，副邊電壓不斷下降，這就是負調壓作用。

　　（4）同步馬達解釋。在主要的重負荷中心往往裝有與電力系統(tǒng)其它部分保持同步運行的發(fā)電機。有學者認為，在電壓穩(wěn)定研究中，采用同步電動機來表示這樣的負荷中心應該能更好地反映負荷特性，以同步電動機和無窮大電源構成的簡單系統(tǒng)為例，采用解析的小干擾分析和定性的物理討論相結合的方法，提出了同步電動機為維持功率平衡增大電流，負荷特性與網(wǎng)絡特性相互作用導致電壓崩潰機理的解釋。

　（5）電網(wǎng)動態(tài)特性和負荷動態(tài)特性相互作用的解釋。有學者提出電壓失穩(wěn)的根本原因在于負荷為維持有功功率平衡而自動調節(jié)其等效導納的特性和網(wǎng)絡的P—G曲線的錐形特性、V—G特性曲線單調下降特性，以及負荷特性和網(wǎng)絡特性的相互作用。目前，針對導致電壓不穩(wěn)定，電壓崩潰的主要因素這一問題，主流觀點是：電壓穩(wěn)定性就是負荷穩(wěn)定性。針對負荷的非線性性質和動態(tài)性質，及其對電壓穩(wěn)定性的影響，進行了大量的研究工作，主要成果負荷的靜態(tài)非線性性質可以用電壓的指數(shù)模型或多項式模型來描述；對于短期電壓穩(wěn)定問題，可采用計及感應電動機特性的綜合模型來描述其動態(tài)特性；對于長期電壓穩(wěn)定問題，可采用綜合負荷模型；對于一個實際的電力系統(tǒng)，如何獲得其具體參數(shù)是一個關鍵問題，電壓穩(wěn)定的分析結果對這些參數(shù)較為敏感。

這種觀點的不足之處在于：盡管負荷的非線性性質和動態(tài)性質對電壓穩(wěn)定性有重大影響，但是電壓降落發(fā)生在輸電網(wǎng)，正是因為某些輸電線路上的電壓降落不斷增大，才導致了電壓不穩(wěn)定，崩潰，因此，負荷的非線性性質和動態(tài)性質只是導致了電壓不穩(wěn)定，崩潰的外因，而輸電網(wǎng)絡的特性才是內因。目前，基于輸電網(wǎng)絡的傳輸極限的電壓不穩(wěn)定，電壓崩潰機理研究開展的比較多。但是。沒有充分研究輸電網(wǎng)絡的動態(tài)特性。因此無法仿真得到電壓不穩(wěn)定，電壓崩潰的過程。無法全面、清晰地解釋導致了電壓不穩(wěn)定，崩潰現(xiàn)象以及目前防止電壓不穩(wěn)定，崩潰的措施的合理程度。為了尋求較快的分析方法，在電壓穩(wěn)定性的模型如何簡化這一問題上，最主流的觀點是：利用短期現(xiàn)象和長期現(xiàn)象之間存在的時間上的可分性，在研究長期現(xiàn)象時，對快子系統(tǒng)用偽靜態(tài)來近似定義。在研究短期動態(tài)是，可以近似認為慢變量在快暫態(tài)期間是常數(shù)。這種觀點過于直觀,可能忽視了導致了電壓不穩(wěn)定/崩潰的主要動態(tài)因素。

　　3 電壓崩潰的預防措施

　
　　4結束語

　　盡管電壓穩(wěn)定性問題及其相關現(xiàn)象十分復雜，人們已在電壓失穩(wěn)機理的研究方面取得了不少成果，提出了各類電壓失穩(wěn)的防范措施。隨著電壓穩(wěn)定性問題研究的不斷深入，人們需要提出更為準確的電壓穩(wěn)定性指標和實用判據(jù)，需要編制實用化的電穩(wěn)定性分析軟件，實現(xiàn)有效的電壓穩(wěn)定安全評估體系，以減少、消除電壓穩(wěn)定問題造成的危害。

　　參考文獻：

　　[1][美]CARSON W.TAYLOR.王偉勝譯.電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定.中國電力出版社，2002.
　　周雙喜等.電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性及其控制.中國電力出版社，2004.
　　程浩忠等.電力系統(tǒng)無功與電壓穩(wěn)定性.中國電力出版社，2004.
　　潘文霞等.電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性研究綜述.電網(wǎng)技術，2001.
　　 Chiang H.D,et al.On voltage Collapse in Electric Power System.IEEE Trans.On PWRS,1990,5(2): 601-611.