什么是电力系统的电压稳定性

    如图1所示，QG为向某一枢纽变电站母线供电的电源的无功功率静态电压特性曲线；QL为由这一母线供电的负荷的无功功率静态电压特性曲线。曲线△Q表示QG与QL之间的差额，即△Q=QG-QL。

    图1    电力系统的电压稳定性

    正常运行时，中枢点母线上的输出、输入的无功功率应该是平衡的，也就是说，这个系统的正常运行点应该是曲线QG与曲线QL的交点，或者说是曲线△Q的零点。但是，这种交点有两个点。电力系统在这两个点上是否都能够稳定运行呢？分析如下：

    当电力系统由于某种原因出现一个微小而又瞬间消失的扰动时，先分析在a点的运行情况。在a点，当系统中出现一个微小的扰动使电压上升一个微量△U″时，负荷需求的无功功率将改变到与a″1对应的值，电源供给的无功功率将改变到与a″2对应的值，中枢点母线处无功功率将有缺额，迫使各发电厂向中枢点母线输送更多的无功功率；而随着输送的无功功率的增加，输电系统中的电压降也将增大，中枢点的电压又恢复到原始值。当系统中出现一个微小的扰动使电压下降一个微量△U′时，负荷需求的无功功率将改变到与a′1对应的值，电源供给的无功功率将改变到与a′2对应的值，中枢点母线处无功功率将有过剩，各发电厂向中枢点母线输送的无功功率将减少；而随着输送的无功功率的减少，输电系统中的电压降也将减少；中枢点的电压又恢复到原始值。

    再来分析在b点的运行情况。在b点，当出现一个微小的扰动使电压上升一个微量△U″时，负荷需求的无功功率将改变到与b″1对应的值，电源供给的无功功率将改变到与b″2对应的值，中枢点母线处无功功率将有过剩，各发电厂向中枢点母线输送的无功功率将减少；而随着输送的无功功率的减少，输电系统中的电压降也将减少，中枢点的电压进一步上升，这样循环不已，运行点将越过a点，然后又经过一系列的振荡过程，最终在a点达到新的平衡。当系统中出现一个微小的扰动使电压下降一个微量△U′时，负荷需求的无功功率将改变到与b′1对应的值，电源供给的无功功率将改变到与b′2对应的值，中枢点母线处无功功率将有缺额，迫使各发电厂向中枢点母线输送更多的无功功率；而随着输送的无功功率的增加，输电系统中的电压降也将增大，中枢点的电压进一步下降，循环不已，顷刻之间，电压崩溃，发电厂之间失步，系统中电压、电流、功率大幅度振荡，造成系统瓦解。当然，在b点的运行只是理论分析，实际上是不可能存在这种运行状态的。

    因此，在a点运行时，静态是稳定的；在b点的运行时，静态是不稳定的。