立足基礎理論，推動電力系統電壓穩定研究

立足基礎理論，推動電力系統電壓穩定研究

建設統一堅強智能電網是國家電網公司的戰略發展目標，這是經濟、社會和電網發展的必然選擇，對于充分發揮電網在資源優化配置、服務國民經濟發展中的作用，促進經濟社會全面、協調和可持續發展具有十分重要的意義。為實現安全、經濟、清潔、高效、可持續的電力供應，以風能等可再生能源為代表的分布式電源將得到大力的發展，同時風電場電壓穩定性問題也受到人們關注。另外，由于我國資源和經濟發展的不平衡，高壓直流輸電方式在大容量、遠距離輸電中的優勢，多回直流落點同一個交流受端系統不可避免，這也給交流系統的電壓支撐能力帶來了壓力，使得交直流系統的電壓穩定性問題變得日益突出。而電壓穩定問題一直是困擾世界電力學術界的難題，對電壓穩定的基礎理論研究仍不完善。到目前為止，國內外還沒有統一的、物理意義明確的電壓穩定定義，缺乏具有理論性和工程實用性的暫態和中長期電壓穩定判據，工程分析中需要解決暫態電壓失穩和功角失穩的區分方法的問題，等等。因此，亟需深入開展對電壓穩定的基礎理論研究。

中國電力科學研究院承擔了國家重點基礎研究發展計劃項目（973項目）“提高大型互聯電網運行可靠性的基礎研究”項目中的第1子課題“電力受端系統的動態特性及安全性評價的基礎研究”（課題編號：2004CB217901），深入開展了電壓穩定基礎理論研究。湯涌等撰寫的論文《考慮負荷變化特性的電壓穩定判據分析》發表在《中國電機工程學報》（Proceedings of the CSEE）2010年6月第30卷16期，該文章是課題組取得的重要研究成果之一。

論文基于理論推導和仿真驗證，研究了暫態電壓穩定分析中通常采用的電壓失穩判據在考慮負荷變化特性的情況下的適用性。通過深入剖析目前暫態電壓穩定研究方法中存在的問題，提出了當負荷變化不滿足特定方式（恒定負荷功率因數變化）時，目前常用的電壓穩定判據不可作為暫態電壓穩定性的判斷依據，并提出了求取不同負荷增長特性下暫態電壓穩定臨界點的計算方法。

中國電力科學研究院973課題組自2004年成立以來，立足于電壓穩定的基礎理論研究，解決了電壓穩定領域的多個關鍵問題，在電壓穩定的定義、機理和判據等理論和技術方面取得了多項擁有自主知識產權的創新性成果：

1）提出了基于功率、電流關系的電壓穩定定義，解決了以往定義大都從現象上描述電壓穩定的問題；

2）提出了暫態及中長期電壓穩定判據，并實現工程應用，解決了長期了工程分析中只能依據經驗判據判斷電壓穩定性的問題；

3）提出了區分暫態電壓失穩和功角失穩的方法，解決了在理論分析和工程應用中常常混淆兩種暫態失穩模式的問題；

4）提出了判斷多饋入交直流系統強弱的短路比指標，奠定了利用多饋入短路比評估多饋入交直流系統的電壓穩定性的理論基礎，為系統的規劃、運行提供了參考依據，等等。

這些研究成果構建了關于電壓穩定的基礎理論和應用體系，并于2009年順利通過了由多位院士、專家組成的973項目驗收專家組驗收，驗收專家組給予了本課題高度評價，認為課題取得的研究成果是電力系統電壓穩定領域的重大理論和技術突破。研究成果已被《電力系統安全穩定導則》的修編建議稿采用，將成為我國電力系統規劃、設計、運行的準則。

該項研究成果進一步推進了電壓穩定的基礎理論研究的深度和廣度，并已在馬來西亞、福建、河南、重慶、廣西、云南電壓以及云電送粵特高壓工程分析中應用，創造了顯著的經濟效益。從進一步優化提高電網的電壓穩定性，保障智能電網的發展建設，避免電網發生大停電事故角度，具有不可估量的經濟效益和社會效益。