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件的投切。电力系统稳定性根据电量的不同，也可以分为电压稳定、功角稳定和频率
稳定。 （1）电压稳定是在稳态运行时，遭到干扰，系统中所有的电压参数能够保持平
稳的能力。它包括两种状态：小干扰电压稳定（如负荷的波动）和大干扰电压稳定（如
系统故障） 。电压失稳根据时间的不同有长期和短期两种情况。 （2）功角稳定是指同
步发电机遭受干扰后，继续稳定运行的能力。这种情况下的失稳往往是由于阻尼转矩
不足造成的。 （3）频率稳定是指系统发生有功功率扰动后，系统仍能运行在允许频率
范围内不会导致系统崩溃的能力，频率失稳也可以是长期情况或者短期的情况[1]
。具
体分类情况见下面的框图1.1。频率、功角的测量数值在安全稳定的范围内波动。一旦受到干扰，这些参数就会大幅
度变化，系统的继电保护装置开启，切断故障，保证系统能够及时恢复到正常状态。
电力系统稳定属于整体性问题，根据电力系统安全规定的要求，系统必须同时
满足发电机同步运行的稳定性、频率稳定性和电压稳定性三种状态。根据稳定性的分
类，电力系统的失稳表现形式比较复杂，在早期，电力系统发展处于初步阶段，大电
网尚未建立，人们对大干扰的动态情况关注的也甚少。如今，大区域、大容量、重负
荷电网的日益发展，电网稳定性对人们的生活影响更为重要。动态稳定成为当下的主
要问题。深入研究动态稳定，及时解决干扰的问题，是保证日常生活的条件。
1.2 电力系统发展现状及研究背景
1.2.1 发展现状
1875年，火力发电机组出现，电进入使用阶段。众所周知，电能已得到了广泛的
使用。较电能不存在时代相比，电能给现代生活带来了许多便利。人们生活质量的提
高与电能有很大关系。从直流发电，到交流发电；从小机组到大机组；从单一的发电
厂到互联系统，如今，大型发电厂和高压输电线路的建设，电网发展逐步扩大。电力
工业发展早期，发电站独立运行，为附近用户提供电能。随着工业的发展，电能需求
增加，能源出现区域不平衡，大型发电厂随之建立起来，逐步形成现今的电力系统[2]
。
随着大型电站的建设，长距离、大容量输电成为电力发展的主要特点。为了解决能源
分布和电力消费之间的矛盾，大区域电网互联成为电网发展的主要趋势[3]
。大电网的
优势在于：系统的装机容量减小；能够充分合理的利用地球资源，减少了对有限资源
的浪费；各地电网之间构成互联网络，可以相互作为备用，从而提高电网的稳定性；
大电网承受冲击的能力相对较强，能够提高电能的质量。当然，电能带来生活便利的
同时，也出现了一些弊端。比如，容易受到干扰波动，具有不稳定性。这主要是因为
目前对电能研究的技术还不够成熟造成的。
保证电力系统供电的可靠性是电力系统稳定运行的基本要求之一。同时合理的电
网结构是保证电力系统稳定运行的条件。电力系统的安全运行关系到国家重要的基础
产业和公共事业，以及千家万户的生活，保证电力系统的运行稳定性是安全用电的前提[2]
。
全国电网分布情况如下图：目前，我国电网进入快速发展时期，进入特高压电网的建设时代。2009 年，国内
首条特高压示范工程建立，根据电网计划，到 2020 年，还将继续建立高压线路，实
现能源的合理利用。但是，影响电网安全的因素也随之增多，需要更加先进的技术解
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