基于多維度分析的電網(wǎng)關(guān)鍵故障暫態(tài)穩(wěn)定信息量化研究一、引言1.1研究背景與意義隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和社會(huì)的不斷進(jìn)步，人們對(duì)電力的需求日益增長(zhǎng)，這推動(dòng)著電網(wǎng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，其結(jié)構(gòu)也愈發(fā)復(fù)雜。與此同時(shí)，新能源的大規(guī)模接入以及電力市場(chǎng)的深入改革，給電網(wǎng)的運(yùn)行帶來(lái)了更多的不確定性和挑戰(zhàn)。在這樣的背景下，電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行成為了電力行業(yè)關(guān)注的核心問(wèn)題。電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)在遭受大擾動(dòng)（如短路故障、突然甩負(fù)荷等）后，各同步電機(jī)能夠保持同步運(yùn)行，并過(guò)渡到新的或恢復(fù)到原來(lái)穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的能力。一旦電網(wǎng)在暫態(tài)過(guò)程中失去穩(wěn)定，將引發(fā)系統(tǒng)頻率和電壓的嚴(yán)重波動(dòng)，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰，造成大面積停電事故，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)巨大損失，嚴(yán)重影響社會(huì)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。例如，2003年發(fā)生的美加大停電事故，以及2012年印度電網(wǎng)大停電事故，均是由于電網(wǎng)暫態(tài)失穩(wěn)引發(fā)的，這些事故不僅造成了巨額的經(jīng)濟(jì)損失，還對(duì)人們的日常生活造成了極大的不便。在眾多影響電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定的因素中，關(guān)鍵故障的發(fā)生往往是導(dǎo)致系統(tǒng)失穩(wěn)的重要原因。關(guān)鍵故障可能引發(fā)連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致電網(wǎng)結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重破壞，使系統(tǒng)承受巨大的沖擊。因此，準(zhǔn)確地對(duì)電網(wǎng)關(guān)鍵故障下的暫態(tài)穩(wěn)定信息進(jìn)行量化分析，對(duì)于保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有至關(guān)重要的意義。對(duì)電網(wǎng)關(guān)鍵故障的暫態(tài)穩(wěn)定信息進(jìn)行量化分析，能讓我們精準(zhǔn)地評(píng)估電網(wǎng)在不同故障情況下的穩(wěn)定水平。通過(guò)量化分析得到的暫態(tài)穩(wěn)定裕度等指標(biāo)，我們可以清晰地了解系統(tǒng)在遭受擾動(dòng)后的穩(wěn)定狀態(tài)，判斷系統(tǒng)距離失穩(wěn)的程度，從而為電網(wǎng)的運(yùn)行決策提供有力的數(shù)據(jù)支持。當(dāng)我們知道系統(tǒng)在某一故障情況下的暫態(tài)穩(wěn)定裕度較小時(shí)，運(yùn)行人員可以提前采取相應(yīng)的措施，如調(diào)整發(fā)電機(jī)出力、投切無(wú)功補(bǔ)償裝置等，來(lái)提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，避免事故的發(fā)生。電網(wǎng)規(guī)劃和建設(shè)需要建立在對(duì)電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定特性充分了解的基礎(chǔ)之上。量化分析結(jié)果能夠?yàn)殡娋W(wǎng)規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)，幫助規(guī)劃人員合理設(shè)計(jì)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、確定輸電線路的容量和布局、選擇合適的電力設(shè)備等。在規(guī)劃新的輸電線路時(shí)，通過(guò)對(duì)不同線路方案下電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定性能的量化分析，可以選擇出最能提高系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的方案，確保新建電網(wǎng)在未來(lái)運(yùn)行中具備良好的穩(wěn)定性和可靠性。在電網(wǎng)發(fā)生故障后，快速準(zhǔn)確地判斷故障對(duì)系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的影響程度，并采取有效的控制措施，對(duì)于防止事故的擴(kuò)大至關(guān)重要。量化分析可以幫助運(yùn)行人員快速評(píng)估故障的嚴(yán)重程度，根據(jù)分析結(jié)果迅速制定出針對(duì)性的控制策略，如切機(jī)、切負(fù)荷、調(diào)整直流輸電功率等，以盡快恢復(fù)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。在發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，通過(guò)量化分析確定需要切除的發(fā)電機(jī)組和負(fù)荷的數(shù)量，能夠在最短時(shí)間內(nèi)使系統(tǒng)恢復(fù)穩(wěn)定，減少停電范圍和時(shí)間。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀在電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定分析方法方面，國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量的研究，取得了豐富的成果。時(shí)域仿真法是目前應(yīng)用最為廣泛的暫態(tài)穩(wěn)定分析方法之一。它通過(guò)數(shù)值積分求解電力系統(tǒng)的微分代數(shù)方程，模擬系統(tǒng)在大擾動(dòng)后的動(dòng)態(tài)響應(yīng)過(guò)程，能夠直觀地展示系統(tǒng)各變量隨時(shí)間的變化情況，全面捕捉系統(tǒng)的詳細(xì)動(dòng)態(tài)特性。文獻(xiàn)[具體文獻(xiàn)]利用時(shí)域仿真法對(duì)某實(shí)際電網(wǎng)進(jìn)行暫態(tài)穩(wěn)定分析，詳細(xì)研究了不同故障情況下系統(tǒng)的電壓、頻率和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子角度等變量的變化規(guī)律，為電網(wǎng)運(yùn)行提供了重要參考。然而，時(shí)域仿真法計(jì)算量大，計(jì)算時(shí)間長(zhǎng)，尤其是對(duì)于大規(guī)模復(fù)雜電網(wǎng)，計(jì)算效率較低，難以滿足在線快速分析的需求。直接法不依賴于數(shù)值積分，而是通過(guò)構(gòu)造能量函數(shù)等方法，直接判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。該方法能夠快速給出系統(tǒng)的穩(wěn)定信息，計(jì)算速度快，適用于在線分析和緊急控制。文獻(xiàn)[具體文獻(xiàn)]提出了一種基于改進(jìn)能量函數(shù)的直接法，有效提高了暫態(tài)穩(wěn)定分析的準(zhǔn)確性和計(jì)算效率。但直接法在處理復(fù)雜電力系統(tǒng)時(shí)，能量函數(shù)的構(gòu)造較為困難，且存在保守性，可能會(huì)導(dǎo)致對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的誤判。人工智能法近年來(lái)在暫態(tài)穩(wěn)定分析領(lǐng)域得到了廣泛關(guān)注。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)、決策樹(shù)等人工智能算法能夠從大量的歷史數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)系統(tǒng)的運(yùn)行規(guī)律，實(shí)現(xiàn)對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定性的快速預(yù)測(cè)和評(píng)估。文獻(xiàn)[具體文獻(xiàn)]利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立了暫態(tài)穩(wěn)定預(yù)測(cè)模型，通過(guò)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)系統(tǒng)在不同故障情況下的穩(wěn)定性。人工智能法具有自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)和快速計(jì)算的優(yōu)點(diǎn)，但模型的訓(xùn)練需要大量的樣本數(shù)據(jù)，且模型的可解釋性較差，在實(shí)際應(yīng)用中存在一定的局限性。在暫態(tài)穩(wěn)定量化指標(biāo)構(gòu)建方面，學(xué)者們也做了諸多努力。常用的量化指標(biāo)包括暫態(tài)穩(wěn)定裕度、臨界切除時(shí)間、能量裕度等。暫態(tài)穩(wěn)定裕度是衡量系統(tǒng)距離失穩(wěn)的程度，其值越大，系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性越好。臨界切除時(shí)間是指在給定故障下，系統(tǒng)能夠保持暫態(tài)穩(wěn)定的最長(zhǎng)故障切除時(shí)間，它反映了系統(tǒng)對(duì)故障的耐受能力。能量裕度則是從能量的角度來(lái)評(píng)估系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性，通過(guò)比較故障后系統(tǒng)的能量變化與臨界能量來(lái)判斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定。文獻(xiàn)[具體文獻(xiàn)]綜合考慮了多個(gè)因素，提出了一種新的暫態(tài)穩(wěn)定量化指標(biāo)，能夠更全面地反映系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)。然而，現(xiàn)有的量化指標(biāo)在反映系統(tǒng)的復(fù)雜動(dòng)態(tài)特性和多因素耦合影響方面還存在不足，需要進(jìn)一步完善。對(duì)于電網(wǎng)關(guān)鍵故障的研究，目前主要集中在關(guān)鍵故障的識(shí)別和篩選方法上?；趶?fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的方法通過(guò)分析電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和節(jié)點(diǎn)重要性，識(shí)別出對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性影響較大的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和線路，從而確定關(guān)鍵故障。文獻(xiàn)[具體文獻(xiàn)]利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論中的介數(shù)中心性等指標(biāo)，對(duì)電網(wǎng)中的關(guān)鍵元件進(jìn)行了識(shí)別，為關(guān)鍵故障的研究提供了新的思路?；陟`敏度分析的方法則通過(guò)計(jì)算系統(tǒng)狀態(tài)變量對(duì)故障的靈敏度，篩選出對(duì)系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性影響顯著的故障。文獻(xiàn)[具體文獻(xiàn)]提出了一種基于靈敏度分析的關(guān)鍵故障篩選方法，能夠快速準(zhǔn)確地找出影響系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的關(guān)鍵故障。但這些方法在考慮電力系統(tǒng)的物理特性和運(yùn)行約束方面還不夠充分，需要進(jìn)一步改進(jìn)?？傮w而言，國(guó)內(nèi)外在電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定分析方法、量化指標(biāo)構(gòu)建及關(guān)鍵故障研究方面取得了一定的成果，但仍存在一些不足之處?，F(xiàn)有分析方法在計(jì)算效率、準(zhǔn)確性和適應(yīng)性等方面有待進(jìn)一步提高，暫態(tài)穩(wěn)定量化指標(biāo)的完善以及關(guān)鍵故障識(shí)別方法的優(yōu)化，將是未來(lái)研究的重點(diǎn)方向。1.3研究目標(biāo)與內(nèi)容本研究旨在深入剖析電網(wǎng)關(guān)鍵故障下的暫態(tài)穩(wěn)定特性，構(gòu)建一套全面、精準(zhǔn)且實(shí)用的量化分析體系，為電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供堅(jiān)實(shí)的理論支撐和科學(xué)的決策依據(jù)。具體而言，研究?jī)?nèi)容主要涵蓋以下幾個(gè)方面：電網(wǎng)關(guān)鍵故障的分類與識(shí)別：深入分析影響電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定的各類故障因素，綜合考慮電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、元件特性、運(yùn)行方式以及故障類型、故障位置和故障持續(xù)時(shí)間等因素，建立科學(xué)合理的關(guān)鍵故障分類標(biāo)準(zhǔn)。運(yùn)用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論、靈敏度分析、故障樹(shù)分析等多種方法，結(jié)合實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，識(shí)別出對(duì)電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定影響最為顯著的關(guān)鍵故障，為后續(xù)的量化分析提供準(zhǔn)確的研究對(duì)象。暫態(tài)穩(wěn)定分析方法的研究與改進(jìn)：對(duì)現(xiàn)有的時(shí)域仿真法、直接法、人工智能法等暫態(tài)穩(wěn)定分析方法進(jìn)行系統(tǒng)研究，深入分析各方法的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍。針對(duì)現(xiàn)有方法存在的計(jì)算效率低、準(zhǔn)確性不足、適應(yīng)性差等問(wèn)題，提出相應(yīng)的改進(jìn)措施。將深度學(xué)習(xí)與直接法相結(jié)合，利用深度學(xué)習(xí)的強(qiáng)大學(xué)習(xí)能力，自動(dòng)提取系統(tǒng)的特征信息，優(yōu)化能量函數(shù)的構(gòu)造，提高直接法的準(zhǔn)確性和適應(yīng)性；采用并行計(jì)算技術(shù)和優(yōu)化算法，提高時(shí)域仿真法的計(jì)算效率，使其能夠滿足大規(guī)模電網(wǎng)在線快速分析的需求。暫態(tài)穩(wěn)定量化指標(biāo)的構(gòu)建與完善：在深入研究暫態(tài)穩(wěn)定機(jī)理的基礎(chǔ)上，綜合考慮系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性、多因素耦合影響以及實(shí)際運(yùn)行需求，構(gòu)建更加全面、準(zhǔn)確的暫態(tài)穩(wěn)定量化指標(biāo)體系。除了傳統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定裕度、臨界切除時(shí)間、能量裕度等指標(biāo)外，引入反映系統(tǒng)頻率穩(wěn)定性、電壓穩(wěn)定性、功角穩(wěn)定性等多方面特性的新指標(biāo)，如頻率偏差積分、電壓跌落深度、功角變化率等。運(yùn)用層次分析法、模糊綜合評(píng)價(jià)法等方法，對(duì)各量化指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)估，確定系統(tǒng)的整體暫態(tài)穩(wěn)定水平。量化分析模型的建立與驗(yàn)證：基于上述研究成果，建立電網(wǎng)關(guān)鍵故障下的暫態(tài)穩(wěn)定量化分析模型，該模型應(yīng)能夠準(zhǔn)確地模擬系統(tǒng)在關(guān)鍵故障下的暫態(tài)過(guò)程，計(jì)算出各項(xiàng)暫態(tài)穩(wěn)定量化指標(biāo)。利用實(shí)際電網(wǎng)數(shù)據(jù)和仿真數(shù)據(jù)對(duì)量化分析模型進(jìn)行驗(yàn)證和優(yōu)化，確保模型的準(zhǔn)確性和可靠性。將量化分析模型應(yīng)用于實(shí)際電網(wǎng)案例，對(duì)不同關(guān)鍵故障情況下的電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定性能進(jìn)行分析和評(píng)估，與實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證模型的有效性和實(shí)用性。基于量化分析的電網(wǎng)運(yùn)行決策支持：根據(jù)量化分析結(jié)果，為電網(wǎng)的運(yùn)行決策提供科學(xué)依據(jù)，提出針對(duì)性的預(yù)防控制措施和緊急控制策略。在正常運(yùn)行狀態(tài)下，通過(guò)對(duì)電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定性能的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和量化分析，提前發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，制定合理的運(yùn)行方式調(diào)整方案，優(yōu)化發(fā)電機(jī)出力、無(wú)功補(bǔ)償配置等，提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。在電網(wǎng)發(fā)生關(guān)鍵故障時(shí)，根據(jù)量化分析結(jié)果快速判斷故障的嚴(yán)重程度，及時(shí)采取有效的緊急控制措施，如切機(jī)、切負(fù)荷、快速調(diào)節(jié)直流輸電功率等，防止事故的擴(kuò)大，保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。1.4研究方法與技術(shù)路線為實(shí)現(xiàn)本研究的目標(biāo)，綜合運(yùn)用多種研究方法，構(gòu)建系統(tǒng)的技術(shù)路線，確保研究的科學(xué)性、全面性和實(shí)用性。理論分析方法是本研究的基礎(chǔ)。深入剖析電網(wǎng)關(guān)鍵故障下暫態(tài)穩(wěn)定的基本原理，全面研究暫態(tài)穩(wěn)定分析方法的理論基礎(chǔ)，如時(shí)域仿真法中電力系統(tǒng)微分代數(shù)方程的建立與求解原理、直接法中能量函數(shù)的構(gòu)造理論、人工智能法中機(jī)器學(xué)習(xí)算法的學(xué)習(xí)機(jī)制等。通過(guò)對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定機(jī)理的深入研究，為量化指標(biāo)的構(gòu)建提供堅(jiān)實(shí)的理論依據(jù)，從物理本質(zhì)上理解系統(tǒng)在故障后的動(dòng)態(tài)行為，從而確定能夠準(zhǔn)確反映系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)的關(guān)鍵因素和特征量。仿真模擬方法在研究中起著至關(guān)重要的作用。利用專業(yè)的電力系統(tǒng)仿真軟件，如PSCAD、MATLAB/Simulink、DIgSILENT等，搭建詳細(xì)的電網(wǎng)模型。在模型中精確考慮發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路、負(fù)荷等元件的特性，以及各種控制裝置和保護(hù)設(shè)備的動(dòng)作邏輯。設(shè)置不同類型、位置和持續(xù)時(shí)間的故障場(chǎng)景，模擬電網(wǎng)在關(guān)鍵故障下的暫態(tài)過(guò)程，獲取系統(tǒng)各變量的動(dòng)態(tài)響應(yīng)數(shù)據(jù)，如發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子角度、轉(zhuǎn)速、有功功率、無(wú)功功率，以及節(jié)點(diǎn)電壓幅值和相位等。通過(guò)對(duì)仿真數(shù)據(jù)的分析，深入研究故障對(duì)系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響規(guī)律，為量化分析和模型驗(yàn)證提供豐富的數(shù)據(jù)支持。案例研究方法將理論與實(shí)際緊密結(jié)合。選取具有代表性的實(shí)際電網(wǎng)案例，收集實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)，包括電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、設(shè)備參數(shù)、運(yùn)行方式以及歷史故障記錄等。運(yùn)用本研究提出的關(guān)鍵故障識(shí)別方法、暫態(tài)穩(wěn)定分析方法和量化指標(biāo)體系，對(duì)實(shí)際電網(wǎng)案例進(jìn)行深入分析。將分析結(jié)果與實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，評(píng)估研究成果的實(shí)際應(yīng)用效果，發(fā)現(xiàn)并解決實(shí)際應(yīng)用中存在的問(wèn)題，進(jìn)一步完善研究成果，提高其對(duì)實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行的指導(dǎo)價(jià)值。本研究的技術(shù)路線遵循從理論到實(shí)踐、從模型構(gòu)建到驗(yàn)證應(yīng)用的邏輯順序。首先，在廣泛查閱文獻(xiàn)資料和深入研究相關(guān)理論的基礎(chǔ)上，全面分析電網(wǎng)關(guān)鍵故障的特性以及暫態(tài)穩(wěn)定的影響因素，建立科學(xué)合理的關(guān)鍵故障分類標(biāo)準(zhǔn)和識(shí)別方法。然后，針對(duì)現(xiàn)有的暫態(tài)穩(wěn)定分析方法進(jìn)行系統(tǒng)研究和改進(jìn)，結(jié)合理論分析和仿真模擬，構(gòu)建全面準(zhǔn)確的暫態(tài)穩(wěn)定量化指標(biāo)體系，并建立相應(yīng)的量化分析模型。接著，利用實(shí)際電網(wǎng)數(shù)據(jù)和仿真數(shù)據(jù)對(duì)量化分析模型進(jìn)行嚴(yán)格的驗(yàn)證和優(yōu)化，確保模型的準(zhǔn)確性和可靠性。最后，將量化分析模型應(yīng)用于實(shí)際電網(wǎng)案例，根據(jù)分析結(jié)果為電網(wǎng)的運(yùn)行決策提供科學(xué)依據(jù)，提出切實(shí)可行的預(yù)防控制措施和緊急控制策略，并在實(shí)際應(yīng)用中不斷檢驗(yàn)和完善這些策略。通過(guò)這樣的技術(shù)路線，本研究有望為電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供具有重要理論價(jià)值和實(shí)際應(yīng)用意義的研究成果。二、電網(wǎng)關(guān)鍵故障類型及影響2.1電網(wǎng)常見(jiàn)故障概述在電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中，各類故障的發(fā)生嚴(yán)重威脅著電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，不同類型的故障會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生不同程度的影響。短路故障是最為常見(jiàn)且危險(xiǎn)的故障形式之一，主要包括三相短路、兩相短路、單相接地短路以及兩相接地短路。其產(chǎn)生原因復(fù)雜多樣，電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞是導(dǎo)致短路的主要因素之一。長(zhǎng)期運(yùn)行會(huì)使絕緣自然老化，設(shè)備本身質(zhì)量低劣、絕緣強(qiáng)度不夠則可能被正常電壓擊穿，即使設(shè)備質(zhì)量合格、絕緣合乎要求，也可能被過(guò)電壓（如雷電過(guò)電壓）擊穿，或者因設(shè)備絕緣受到外力損傷而造成短路。工作人員違反安全操作規(guī)程的誤操作，例如誤將低壓設(shè)備接入較高電壓的電路中，也會(huì)引發(fā)短路故障。此外，鳥(niǎo)獸跨越在裸露的相線之間或者相線與接地物體之間，咬壞設(shè)備和導(dǎo)線電纜的絕緣，同樣可能導(dǎo)致短路。短路故障發(fā)生后，系統(tǒng)中會(huì)出現(xiàn)遠(yuǎn)大于正常負(fù)荷電流的短路電流，在大電力系統(tǒng)中，短路電流可達(dá)幾萬(wàn)安甚至幾十萬(wàn)安。如此巨大的短路電流會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)造成多方面的危害，在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)大的電動(dòng)力和極高的溫度，使故障元件和短路電路中的其他元件受到損害和破壞，甚至引發(fā)火災(zāi)事故；短路時(shí)電路電壓驟降，嚴(yán)重影響電氣設(shè)備的正常工作；保護(hù)裝置動(dòng)作會(huì)切除故障電路，從而導(dǎo)致停電，且短路點(diǎn)越靠近電源，停電范圍越大，造成的損失也越大；嚴(yán)重的短路電流還會(huì)影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，使并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組失去同步，造成系統(tǒng)解列；不對(duì)稱短路產(chǎn)生的不平衡交變電磁場(chǎng)，會(huì)對(duì)附近的通信設(shè)備、電子設(shè)備等產(chǎn)生電磁干擾，影響其正常運(yùn)行，甚至導(dǎo)致誤動(dòng)作。斷線故障，即電力系統(tǒng)中一相斷開(kāi)或兩相斷開(kāi)的情況，屬于不對(duì)稱性故障。外力破壞是導(dǎo)致斷線故障的常見(jiàn)原因，如強(qiáng)風(fēng)、雷擊、樹(shù)木傾倒等自然因素，以及工程施工、車輛碰撞等人為因素，都可能使輸電線路斷裂。線路長(zhǎng)期運(yùn)行，由于受到機(jī)械應(yīng)力、環(huán)境腐蝕等作用，導(dǎo)線強(qiáng)度下降，也容易引發(fā)斷線故障。斷線故障會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)中部分線路電流中斷或減小，影響電力的正常傳輸，可能造成局部地區(qū)停電，還會(huì)使電網(wǎng)的潮流分布發(fā)生改變，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。如果斷線故障引發(fā)繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)作，可能會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大停電范圍。設(shè)備故障涵蓋了發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器等多種關(guān)鍵設(shè)備的故障。發(fā)電機(jī)故障的原因包括繞組絕緣損壞、轉(zhuǎn)子故障、軸承磨損等，這些故障會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)出力下降、停機(jī)甚至損壞。變壓器故障常見(jiàn)的有繞組短路、鐵芯故障、分接開(kāi)關(guān)故障等，主要是由于絕緣老化、過(guò)負(fù)荷運(yùn)行、散熱不良等原因引起的，會(huì)影響電壓變換和電能傳輸，嚴(yán)重時(shí)可能引發(fā)火災(zāi)。斷路器故障如拒動(dòng)、誤動(dòng)、觸頭燒損等，可能是由于操作機(jī)構(gòu)故障、控制回路故障、絕緣問(wèn)題等導(dǎo)致的，會(huì)影響電網(wǎng)的正常操作和故障切除，在故障發(fā)生時(shí)若斷路器不能及時(shí)動(dòng)作，將使故障范圍擴(kuò)大。電網(wǎng)故障的產(chǎn)生還與多種因素相關(guān)。絕緣老化是一個(gè)逐漸發(fā)展的過(guò)程，隨著設(shè)備運(yùn)行時(shí)間的增加，絕緣材料的性能會(huì)逐漸下降，導(dǎo)致絕緣強(qiáng)度降低，增加了故障發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。外力破壞具有隨機(jī)性和不可預(yù)測(cè)性，難以完全避免，如惡劣天氣條件下的自然災(zāi)害，以及日益增多的工程建設(shè)活動(dòng)，都可能對(duì)電網(wǎng)設(shè)備和線路造成損壞。此外，電網(wǎng)的運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜多變，溫度、濕度、污染等環(huán)境因素也會(huì)對(duì)設(shè)備的性能產(chǎn)生影響，加速設(shè)備的老化和損壞，從而引發(fā)故障。2.2關(guān)鍵故障的界定與分類關(guān)鍵故障對(duì)電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定有著決定性影響，準(zhǔn)確界定和分類關(guān)鍵故障是深入研究電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定的重要前提。在實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行中，故障的發(fā)生往往具有多樣性和復(fù)雜性，并非所有故障都會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)暫態(tài)失穩(wěn)，只有那些對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性產(chǎn)生重大威脅的故障才被定義為關(guān)鍵故障。關(guān)鍵故障的判定依據(jù)主要基于故障對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的影響程度、引發(fā)連鎖反應(yīng)的可能性以及導(dǎo)致系統(tǒng)失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)大小等因素。當(dāng)故障發(fā)生后，若系統(tǒng)的電壓、頻率出現(xiàn)大幅波動(dòng)，發(fā)電機(jī)的功角急劇增大，且可能引發(fā)多個(gè)元件的相繼跳閘，進(jìn)而導(dǎo)致系統(tǒng)解列或大面積停電，這類故障通?？膳卸殛P(guān)鍵故障。從故障嚴(yán)重程度角度，關(guān)鍵故障可分為嚴(yán)重故障和較嚴(yán)重故障。嚴(yán)重故障如三相短路故障，尤其是發(fā)生在靠近電源或樞紐變電站等關(guān)鍵位置時(shí)，會(huì)在瞬間產(chǎn)生極大的短路電流，對(duì)電網(wǎng)設(shè)備造成巨大的沖擊，可能導(dǎo)致設(shè)備損壞。同時(shí)，嚴(yán)重的三相短路故障會(huì)使系統(tǒng)電壓驟降，影響范圍廣泛，大量負(fù)荷因電壓過(guò)低而無(wú)法正常運(yùn)行，發(fā)電機(jī)也可能因電磁功率與機(jī)械功率嚴(yán)重失衡而失去同步，引發(fā)系統(tǒng)的快速失穩(wěn)，這種故障對(duì)電網(wǎng)的破壞是毀滅性的，恢復(fù)難度極大，可能導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間的大面積停電。較嚴(yán)重故障如兩相短路故障，雖然其產(chǎn)生的短路電流和對(duì)系統(tǒng)的沖擊相對(duì)三相短路故障較小，但如果發(fā)生在電網(wǎng)的薄弱環(huán)節(jié)，也會(huì)對(duì)系統(tǒng)的潮流分布產(chǎn)生較大影響，導(dǎo)致部分線路過(guò)載，進(jìn)一步引發(fā)電壓穩(wěn)定性問(wèn)題。在某些情況下，較嚴(yán)重故障可能會(huì)激發(fā)系統(tǒng)的振蕩，若不能及時(shí)抑制，振蕩幅度會(huì)逐漸增大，最終導(dǎo)致系統(tǒng)失去穩(wěn)定，影響范圍相對(duì)較小，但也會(huì)對(duì)局部地區(qū)的電力供應(yīng)造成嚴(yán)重影響。依據(jù)故障影響范圍，關(guān)鍵故障又可分為全局性關(guān)鍵故障和局部性關(guān)鍵故障。全局性關(guān)鍵故障，如大容量發(fā)電廠的突然全停，會(huì)使系統(tǒng)的功率平衡遭到嚴(yán)重破壞，大量的有功功率缺失，導(dǎo)致系統(tǒng)頻率急劇下降。為了維持系統(tǒng)的功率平衡，其他發(fā)電機(jī)需要迅速增加出力，這會(huì)使系統(tǒng)的潮流發(fā)生大幅度轉(zhuǎn)移，可能引發(fā)多條輸電線路過(guò)載，電壓穩(wěn)定性問(wèn)題也會(huì)隨之出現(xiàn)，進(jìn)而影響整個(gè)電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，可能導(dǎo)致多個(gè)區(qū)域同時(shí)停電，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和人民生活造成巨大影響。局部性關(guān)鍵故障，例如某條重要輸電線路的故障跳閘，會(huì)使該線路所連接的局部電網(wǎng)區(qū)域的潮流發(fā)生改變，導(dǎo)致該區(qū)域內(nèi)的電壓和頻率出現(xiàn)波動(dòng)。如果該區(qū)域的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)較為薄弱，或者缺乏有效的調(diào)節(jié)手段，故障可能會(huì)在局部范圍內(nèi)引發(fā)連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致局部電網(wǎng)失穩(wěn)，但通常不會(huì)立即影響到整個(gè)電網(wǎng)的穩(wěn)定性，通過(guò)合理的控制措施，如切負(fù)荷、調(diào)整發(fā)電機(jī)出力等，可以將故障的影響限制在局部區(qū)域內(nèi)。不同類別的關(guān)鍵故障具有各自獨(dú)特的特征。嚴(yán)重故障的特征表現(xiàn)為故障發(fā)生后，電氣量的變化非常劇烈，短路電流瞬間飆升，電壓急劇下降，發(fā)電機(jī)功角迅速增大，系統(tǒng)的穩(wěn)定性面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，恢復(fù)過(guò)程復(fù)雜且耗時(shí)較長(zhǎng)，需要投入大量的人力、物力和時(shí)間來(lái)修復(fù)受損設(shè)備，恢復(fù)電網(wǎng)的正常運(yùn)行。較嚴(yán)重故障的電氣量變化相對(duì)緩和一些，但對(duì)系統(tǒng)的影響依然不可忽視，可能引發(fā)系統(tǒng)的振蕩和電壓波動(dòng)，需要密切關(guān)注系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)變化，及時(shí)采取控制措施，以防止故障進(jìn)一步惡化。全局性關(guān)鍵故障的影響范圍廣泛，涉及多個(gè)電壓等級(jí)和多個(gè)區(qū)域的電網(wǎng)，故障傳播速度快，可能引發(fā)連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致整個(gè)電網(wǎng)的崩潰，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和人民生活的影響巨大，需要在電網(wǎng)規(guī)劃和運(yùn)行中給予高度重視，采取多重預(yù)防和控制措施。局部性關(guān)鍵故障的影響主要集中在局部區(qū)域，對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的影響相對(duì)較小，但在局部區(qū)域內(nèi)可能會(huì)造成較為嚴(yán)重的后果，需要針對(duì)性地制定應(yīng)急預(yù)案，確保在故障發(fā)生時(shí)能夠快速有效地恢復(fù)局部電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。準(zhǔn)確理解和把握不同類別關(guān)鍵故障的特征，有助于我們?cè)陔娋W(wǎng)運(yùn)行中更好地識(shí)別和應(yīng)對(duì)關(guān)鍵故障，保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。2.3關(guān)鍵故障對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定的影響機(jī)制關(guān)鍵故障對(duì)電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定的影響機(jī)制是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，涉及到電力系統(tǒng)的多個(gè)方面，其中電壓、頻率和功角的變化是最為關(guān)鍵的因素，這些因素相互關(guān)聯(lián)、相互影響，共同決定了電網(wǎng)在故障后的暫態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)。在關(guān)鍵故障發(fā)生時(shí)，電網(wǎng)的電壓會(huì)受到顯著影響。短路故障發(fā)生時(shí)，短路點(diǎn)附近的電壓會(huì)急劇下降，甚至可能降為零。這是因?yàn)槎搪饭收蠈?dǎo)致大量的電流通過(guò)短路點(diǎn)，使得電網(wǎng)的阻抗減小，根據(jù)歐姆定律，電壓與電流和阻抗相關(guān)，電流增大而阻抗減小，必然導(dǎo)致電壓降低。隨著與短路點(diǎn)距離的增加，電壓下降的程度逐漸減小，但在整個(gè)電網(wǎng)中，電壓都會(huì)出現(xiàn)不同程度的波動(dòng)。當(dāng)故障發(fā)生在負(fù)荷中心附近時(shí)，會(huì)導(dǎo)致大量負(fù)荷因電壓過(guò)低而無(wú)法正常運(yùn)行，甚至可能出現(xiàn)負(fù)荷切除的情況。電壓的大幅波動(dòng)還會(huì)影響到電網(wǎng)中其他設(shè)備的正常工作，如變壓器、電動(dòng)機(jī)等，可能導(dǎo)致這些設(shè)備的損壞或故障，進(jìn)一步影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性。電網(wǎng)的頻率也會(huì)在關(guān)鍵故障下發(fā)生明顯變化。當(dāng)故障導(dǎo)致系統(tǒng)的有功功率不平衡時(shí)，頻率就會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)。若故障使得發(fā)電功率小于負(fù)荷功率，系統(tǒng)的頻率就會(huì)下降；反之，若發(fā)電功率大于負(fù)荷功率，頻率則會(huì)上升。在嚴(yán)重的故障情況下，如大容量發(fā)電機(jī)組突然跳閘，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)中大量的有功功率缺失，使得頻率急劇下降。而頻率的下降又會(huì)引發(fā)一系列連鎖反應(yīng)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速會(huì)隨著頻率下降而降低，導(dǎo)致工業(yè)生產(chǎn)受到影響，一些對(duì)頻率敏感的設(shè)備可能無(wú)法正常工作。為了維持系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定，發(fā)電機(jī)的調(diào)速器會(huì)動(dòng)作，增加或減少發(fā)電機(jī)的出力，但這種調(diào)節(jié)過(guò)程需要一定的時(shí)間，在調(diào)節(jié)過(guò)程中，頻率仍然會(huì)處于不穩(wěn)定狀態(tài)，若頻率下降過(guò)快或過(guò)低，可能會(huì)觸發(fā)低頻減載裝置動(dòng)作，切除部分負(fù)荷，以恢復(fù)系統(tǒng)的功率平衡和頻率穩(wěn)定，但這也會(huì)對(duì)用戶的正常用電造成影響。功角的變化是衡量電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定的重要指標(biāo)之一，關(guān)鍵故障會(huì)對(duì)功角產(chǎn)生重大影響。發(fā)電機(jī)的功角是指發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)與無(wú)窮大系統(tǒng)母線電壓之間的夾角，它反映了發(fā)電機(jī)之間的相對(duì)位置關(guān)系和功率傳輸情況。在正常運(yùn)行狀態(tài)下，發(fā)電機(jī)的功角保持在一定范圍內(nèi)，各發(fā)電機(jī)能夠同步運(yùn)行。當(dāng)關(guān)鍵故障發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)的電磁功率會(huì)發(fā)生突變，而發(fā)電機(jī)的機(jī)械功率由于調(diào)速器的調(diào)節(jié)作用不能立即響應(yīng)，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的電磁功率與機(jī)械功率不平衡，從而產(chǎn)生不平衡轉(zhuǎn)矩。在不平衡轉(zhuǎn)矩的作用下，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子會(huì)加速或減速，使得功角發(fā)生變化。如果故障較為嚴(yán)重，功角可能會(huì)持續(xù)增大，當(dāng)功角超過(guò)一定范圍時(shí)，發(fā)電機(jī)之間就會(huì)失去同步，導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生振蕩甚至失穩(wěn)。在三相短路故障發(fā)生時(shí)，短路瞬間系統(tǒng)的電磁功率幾乎降為零，而發(fā)電機(jī)的機(jī)械功率不變，這使得發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子受到很大的加速轉(zhuǎn)矩，功角迅速增大，如果不能及時(shí)采取措施，系統(tǒng)將很快失去穩(wěn)定。關(guān)鍵故障還可能引發(fā)連鎖反應(yīng)，進(jìn)一步危及電網(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定。當(dāng)一條輸電線路發(fā)生故障跳閘后，該線路所承擔(dān)的功率會(huì)轉(zhuǎn)移到其他線路上，導(dǎo)致其他線路的負(fù)荷增加。如果這些線路本身就處于重載運(yùn)行狀態(tài)，那么功率轉(zhuǎn)移可能會(huì)使它們過(guò)載，進(jìn)而引發(fā)這些線路的保護(hù)裝置動(dòng)作，導(dǎo)致更多的線路跳閘。這種連鎖反應(yīng)會(huì)不斷擴(kuò)大，使電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重破壞，系統(tǒng)的穩(wěn)定性受到極大威脅。故障還可能導(dǎo)致電網(wǎng)中某些區(qū)域的電壓和頻率嚴(yán)重異常，影響到其他設(shè)備的正常運(yùn)行，引發(fā)更多的故障，形成惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。2003年美加大停電事故就是一個(gè)典型的例子，最初的故障引發(fā)了連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致多個(gè)地區(qū)的電網(wǎng)相繼崩潰，造成了巨大的損失。三、暫態(tài)穩(wěn)定信息量化分析理論基礎(chǔ)3.1暫態(tài)穩(wěn)定的基本概念暫態(tài)穩(wěn)定，即電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定，是指電力系統(tǒng)在遭受大擾動(dòng)（如短路故障、突然甩負(fù)荷、大型發(fā)電機(jī)跳閘等）后，各同步電機(jī)能夠保持同步運(yùn)行，并過(guò)渡到新的或恢復(fù)到原來(lái)穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的能力，這一能力通常以第一或第二擺不失步作為衡量標(biāo)準(zhǔn)。在電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，同步運(yùn)行穩(wěn)定性、頻率穩(wěn)定性和電壓穩(wěn)定性是必須同時(shí)滿足的穩(wěn)定性要求，而暫態(tài)穩(wěn)定作為其中的重要組成部分，對(duì)于保障電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行起著關(guān)鍵作用。電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)，處于一種穩(wěn)定的平衡狀態(tài)，各發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子以相同的角速度旋轉(zhuǎn)，系統(tǒng)的頻率、電壓和功率等參數(shù)也保持在相對(duì)穩(wěn)定的范圍內(nèi)。然而，當(dāng)系統(tǒng)遭受大擾動(dòng)時(shí)，這種平衡狀態(tài)會(huì)被打破，系統(tǒng)進(jìn)入暫態(tài)過(guò)程。在暫態(tài)過(guò)程中，系統(tǒng)的參數(shù)會(huì)發(fā)生劇烈變化，發(fā)電機(jī)的電磁功率和機(jī)械功率不再平衡，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和角度發(fā)生改變。如果系統(tǒng)能夠在擾動(dòng)后通過(guò)自身的調(diào)節(jié)作用或外部控制措施，使各發(fā)電機(jī)重新恢復(fù)同步運(yùn)行，并且系統(tǒng)的頻率、電壓等參數(shù)能夠穩(wěn)定在可接受的范圍內(nèi)，過(guò)渡到新的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)或者恢復(fù)到原來(lái)的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，那么就稱該電力系統(tǒng)具有暫態(tài)穩(wěn)定性。若系統(tǒng)無(wú)法在擾動(dòng)后保持同步運(yùn)行，各發(fā)電機(jī)之間的相對(duì)角度不斷增大，系統(tǒng)將發(fā)生振蕩，導(dǎo)致系統(tǒng)中樞點(diǎn)電壓、輸電設(shè)備中的電流和電壓大幅度地周期性波動(dòng)，電力系統(tǒng)將因不能繼續(xù)向負(fù)荷正常供電而無(wú)法繼續(xù)運(yùn)行，最終可能造成大面積停電事故，給社會(huì)經(jīng)濟(jì)帶來(lái)巨大損失。在實(shí)際運(yùn)行中，暫態(tài)穩(wěn)定的判據(jù)具有明確的標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)電網(wǎng)遭受每一次大擾動(dòng)（如短路、重合于故障、切除線路或機(jī)組等）后，會(huì)引起電力系統(tǒng)機(jī)組之間的相對(duì)角度增大。若在經(jīng)過(guò)第一個(gè)角度最大值后，系統(tǒng)能夠作同步的衰減振蕩，且系統(tǒng)中樞點(diǎn)電壓逐漸恢復(fù)，那么就可以判定系統(tǒng)保持了暫態(tài)穩(wěn)定。這一判據(jù)的核心在于觀察系統(tǒng)在擾動(dòng)后的動(dòng)態(tài)響應(yīng)過(guò)程，通過(guò)分析機(jī)組之間的相對(duì)角度變化以及中樞點(diǎn)電壓的恢復(fù)情況，來(lái)判斷系統(tǒng)是否具備暫態(tài)穩(wěn)定性。在某電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障后，通過(guò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中各發(fā)電機(jī)的功角變化以及中樞點(diǎn)電壓的波動(dòng)情況，發(fā)現(xiàn)功角在經(jīng)過(guò)第一個(gè)最大值后逐漸減小，呈現(xiàn)出同步的衰減振蕩趨勢(shì)，同時(shí)中樞點(diǎn)電壓也逐漸恢復(fù)到正常范圍，由此可以判斷該系統(tǒng)在此次故障擾動(dòng)下保持了暫態(tài)穩(wěn)定。暫態(tài)穩(wěn)定與電力系統(tǒng)安全運(yùn)行緊密相連，是電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要保障。穩(wěn)定的電力系統(tǒng)能夠確保向用戶可靠供電，滿足社會(huì)生產(chǎn)和生活的用電需求。若電力系統(tǒng)失去暫態(tài)穩(wěn)定，將引發(fā)一系列嚴(yán)重后果，如系統(tǒng)振蕩、電壓崩潰、頻率崩潰等，這些問(wèn)題不僅會(huì)導(dǎo)致大量用戶停電，影響人們的正常生活和工作，還會(huì)對(duì)電力設(shè)備造成損壞，增加設(shè)備維修成本和電力系統(tǒng)的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。2003年美加大停電事故，就是由于電力系統(tǒng)在遭受一系列故障擾動(dòng)后，失去了暫態(tài)穩(wěn)定，引發(fā)了連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致多個(gè)地區(qū)的電網(wǎng)相繼崩潰，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響。因此，深入研究暫態(tài)穩(wěn)定，準(zhǔn)確評(píng)估電力系統(tǒng)在各種故障情況下的暫態(tài)穩(wěn)定性，對(duì)于保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有至關(guān)重要的意義。3.2量化分析的數(shù)學(xué)原理在電網(wǎng)關(guān)鍵故障的暫態(tài)穩(wěn)定信息量化分析中，能量函數(shù)法、時(shí)域模擬法、頻域分析法等數(shù)學(xué)方法是實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)分析的重要工具，它們各自基于獨(dú)特的原理，在不同的應(yīng)用場(chǎng)景中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，同時(shí)也具有不同的優(yōu)缺點(diǎn)。能量函數(shù)法的核心原理是基于能量守恒定律，通過(guò)構(gòu)建電力系統(tǒng)的能量函數(shù)來(lái)評(píng)估系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。在電力系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子具有動(dòng)能，而系統(tǒng)的電磁聯(lián)系則蘊(yùn)含著勢(shì)能。當(dāng)系統(tǒng)受到故障擾動(dòng)時(shí)，能量在動(dòng)能和勢(shì)能之間相互轉(zhuǎn)換。能量函數(shù)法通過(guò)分析故障前后系統(tǒng)能量的變化情況，來(lái)判斷系統(tǒng)是否能夠保持穩(wěn)定。對(duì)于一個(gè)簡(jiǎn)單的單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)，在正常運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)的電磁功率與機(jī)械功率平衡，系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)發(fā)生短路故障時(shí)，電磁功率突然減小，而機(jī)械功率不變，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子加速，動(dòng)能增加。此時(shí)，系統(tǒng)的能量函數(shù)會(huì)發(fā)生變化，通過(guò)計(jì)算能量函數(shù)的變化量以及與臨界能量的比較，可以判斷系統(tǒng)是否會(huì)失去穩(wěn)定。如果故障切除后，系統(tǒng)的能量小于臨界能量，那么系統(tǒng)能夠保持暫態(tài)穩(wěn)定；反之，則系統(tǒng)可能失去穩(wěn)定。能量函數(shù)法的優(yōu)點(diǎn)在于能夠快速地給出系統(tǒng)的穩(wěn)定信息，計(jì)算速度快，適用于在線分析和緊急控制。由于其不需要進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)值積分，能夠在短時(shí)間內(nèi)判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性，為運(yùn)行人員提供及時(shí)的決策依據(jù)。但該方法也存在一定的局限性，在處理復(fù)雜電力系統(tǒng)時(shí)，能量函數(shù)的構(gòu)造較為困難。復(fù)雜電力系統(tǒng)中存在眾多的元件和復(fù)雜的相互作用，準(zhǔn)確地構(gòu)建能量函數(shù)需要考慮諸多因素，這增加了構(gòu)造的難度。而且，能量函數(shù)法存在一定的保守性，可能會(huì)導(dǎo)致對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的誤判。由于能量函數(shù)的近似性，在某些情況下，可能會(huì)高估系統(tǒng)的穩(wěn)定性，從而給系統(tǒng)運(yùn)行帶來(lái)潛在風(fēng)險(xiǎn)。時(shí)域模擬法是通過(guò)數(shù)值積分求解電力系統(tǒng)的微分代數(shù)方程，來(lái)模擬系統(tǒng)在大擾動(dòng)后的動(dòng)態(tài)響應(yīng)過(guò)程。在電力系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路等元件都可以用相應(yīng)的微分方程和代數(shù)方程來(lái)描述。時(shí)域模擬法將這些方程聯(lián)立起來(lái)，形成一個(gè)微分代數(shù)方程組。通過(guò)采用合適的數(shù)值積分算法，如龍格-庫(kù)塔法等，對(duì)這個(gè)方程組進(jìn)行求解，就可以得到系統(tǒng)在不同時(shí)刻的狀態(tài)變量，如發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子角度、轉(zhuǎn)速、有功功率、無(wú)功功率，以及節(jié)點(diǎn)電壓幅值和相位等。通過(guò)對(duì)這些狀態(tài)變量隨時(shí)間變化的曲線進(jìn)行分析，能夠直觀地了解系統(tǒng)在故障后的動(dòng)態(tài)特性，全面捕捉系統(tǒng)的詳細(xì)動(dòng)態(tài)特性。在分析某實(shí)際電網(wǎng)的三相短路故障時(shí)，利用時(shí)域模擬法可以精確地計(jì)算出故障發(fā)生后各發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子角度隨時(shí)間的變化情況，以及各節(jié)點(diǎn)電壓的波動(dòng)情況。根據(jù)這些結(jié)果，可以清晰地看到系統(tǒng)在故障后的振蕩過(guò)程、恢復(fù)時(shí)間等關(guān)鍵信息。時(shí)域模擬法的優(yōu)點(diǎn)是能夠非常準(zhǔn)確地模擬系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程，結(jié)果直觀、詳細(xì)。它可以考慮電力系統(tǒng)中各種復(fù)雜的因素，如發(fā)電機(jī)的各種控制裝置、負(fù)荷的動(dòng)態(tài)特性等。但該方法的缺點(diǎn)也很明顯，計(jì)算量大，計(jì)算時(shí)間長(zhǎng)。對(duì)于大規(guī)模復(fù)雜電網(wǎng)，由于包含大量的元件和節(jié)點(diǎn)，求解微分代數(shù)方程組的計(jì)算量非常巨大，導(dǎo)致計(jì)算效率較低，難以滿足在線快速分析的需求。頻域分析法是將電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程從時(shí)域轉(zhuǎn)換到頻域進(jìn)行分析。其基本原理是利用傅里葉變換等方法，將系統(tǒng)的時(shí)間域信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻率域信號(hào)。在頻域中，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性可以通過(guò)頻率響應(yīng)函數(shù)、傳遞函數(shù)等進(jìn)行描述。通過(guò)分析系統(tǒng)在不同頻率下的響應(yīng)特性，可以了解系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)性能。對(duì)于一個(gè)電力系統(tǒng)，通過(guò)頻域分析法可以得到系統(tǒng)的固有頻率、阻尼比等參數(shù)。這些參數(shù)反映了系統(tǒng)的振蕩特性和穩(wěn)定性。如果系統(tǒng)的阻尼比過(guò)小，說(shuō)明系統(tǒng)在受到擾動(dòng)后容易發(fā)生持續(xù)的振蕩，穩(wěn)定性較差；而固有頻率則決定了系統(tǒng)振蕩的頻率。頻域分析法的優(yōu)點(diǎn)是能夠從頻率的角度深入分析系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，對(duì)于研究系統(tǒng)的振蕩問(wèn)題具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。它可以快速地分析系統(tǒng)在不同頻率下的響應(yīng)，找出系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)。但該方法也存在一些不足，不能直接觀察信號(hào)的波形，對(duì)于非周期性的信號(hào)分析能力較弱。在實(shí)際電力系統(tǒng)中，存在一些非周期性的擾動(dòng)和故障，頻域分析法在處理這些情況時(shí)可能會(huì)受到一定的限制。而且，頻域分析法需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換等復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算，可能會(huì)引入一定的誤差。3.3相關(guān)技術(shù)支持廣域測(cè)量系統(tǒng)（WAMS）和相量測(cè)量單元（PMU）作為電力系統(tǒng)監(jiān)測(cè)與分析的關(guān)鍵技術(shù)，在電網(wǎng)關(guān)鍵故障的暫態(tài)穩(wěn)定信息獲取與傳輸中發(fā)揮著不可或缺的作用，為暫態(tài)穩(wěn)定量化分析提供了強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支持和技術(shù)保障。相量測(cè)量單元（PMU）是實(shí)現(xiàn)同步相量測(cè)量技術(shù)的核心裝置，其基本原理基于高速、高精度的數(shù)據(jù)采集和處理技術(shù)。PMU通過(guò)使用高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）對(duì)電網(wǎng)的電壓和電流信號(hào)進(jìn)行采樣，隨后運(yùn)用傅立葉變換（FFT）或卡爾曼濾波等數(shù)字信號(hào)處理算法將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。通過(guò)對(duì)采樣的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行深入分析和處理，提取出電壓和電流的振幅、相位等相量信息。PMU的技術(shù)特點(diǎn)十分顯著，具有卓越的實(shí)時(shí)性，能夠?qū)崿F(xiàn)毫秒級(jí)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和上傳，確保運(yùn)行人員能夠?qū)崟r(shí)掌握電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)。其精度高，采用高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器和先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理算法，確保了相量測(cè)量的準(zhǔn)確性。PMU還具備網(wǎng)絡(luò)化特性，通過(guò)高速通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)上傳和共享，為電網(wǎng)的集中監(jiān)控和分散控制提供了可能。并且，PMU具有靈活性，可方便地安裝在電網(wǎng)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的全面監(jiān)控。在某區(qū)域電網(wǎng)中，PMU安裝在各個(gè)變電站和發(fā)電廠的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)上，能夠?qū)崟r(shí)采集并上傳電網(wǎng)的電壓、電流相量信息，運(yùn)行人員可以通過(guò)監(jiān)控中心的系統(tǒng)，實(shí)時(shí)查看各節(jié)點(diǎn)的相量數(shù)據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行中的異常情況。廣域測(cè)量系統(tǒng)（WAMS）是一種基于相量測(cè)量單元（PMU）技術(shù)的電力系統(tǒng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其體系結(jié)構(gòu)主要包括PMU設(shè)備、通信網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)分析中心三個(gè)部分。PMU設(shè)備負(fù)責(zé)從電網(wǎng)收集同步相量信息，通信網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)將收集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)分析中心，數(shù)據(jù)分析中心則負(fù)責(zé)處理、分析和顯示接收到的數(shù)據(jù)。在電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定信息獲取方面，WAMS發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。在電網(wǎng)發(fā)生關(guān)鍵故障時(shí)，WAMS能夠?qū)崟r(shí)采集故障前后系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)的電壓、電流相量以及發(fā)電機(jī)的功角、轉(zhuǎn)速等關(guān)鍵信息。這些信息能夠全面、準(zhǔn)確地反映系統(tǒng)在故障過(guò)程中的動(dòng)態(tài)變化，為后續(xù)的暫態(tài)穩(wěn)定分析提供了豐富的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析，可以快速判斷故障的類型、位置和嚴(yán)重程度，以及故障對(duì)系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響。在一次三相短路故障中，WAMS迅速采集到故障點(diǎn)附近節(jié)點(diǎn)的電壓驟降、電流急劇增大等信息，以及發(fā)電機(jī)功角快速增大的情況，為運(yùn)行人員及時(shí)了解故障情況和采取控制措施提供了依據(jù)。在數(shù)據(jù)傳輸方面，WAMS利用高速通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了暫態(tài)穩(wěn)定信息的快速、可靠傳輸。通信網(wǎng)絡(luò)的性能直接影響著數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)效性和準(zhǔn)確性。目前，常用的通信技術(shù)包括光纖通信、衛(wèi)星通信等。光纖通信具有傳輸速率高、帶寬大、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足WAMS對(duì)大數(shù)據(jù)量、高速傳輸?shù)男枨?。衛(wèi)星通信則具有覆蓋范圍廣的特點(diǎn)，適用于偏遠(yuǎn)地區(qū)或通信基礎(chǔ)設(shè)施薄弱地區(qū)的PMU數(shù)據(jù)傳輸。通過(guò)合理配置通信網(wǎng)絡(luò)，WAMS能夠確保在電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，將暫態(tài)穩(wěn)定信息及時(shí)傳輸?shù)秸{(diào)度中心和相關(guān)分析系統(tǒng)，為運(yùn)行人員做出快速?zèng)Q策提供支持。在跨區(qū)域電網(wǎng)中，通過(guò)光纖通信網(wǎng)絡(luò)將各個(gè)區(qū)域的PMU數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇y(tǒng)一的數(shù)據(jù)分析中心，實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定信息的集中管理和分析。WAMS和PMU的應(yīng)用為電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定量化分析帶來(lái)了諸多優(yōu)勢(shì)。它們能夠提供全面、實(shí)時(shí)的電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，使得量化分析更加準(zhǔn)確、可靠。基于這些數(shù)據(jù)，可以采用更加先進(jìn)的分析方法和算法，提高暫態(tài)穩(wěn)定量化分析的精度和效率。WAMS和PMU還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)潛在的暫態(tài)穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，能夠及時(shí)發(fā)出警報(bào)，提醒運(yùn)行人員采取相應(yīng)的措施，從而有效預(yù)防電網(wǎng)事故的發(fā)生。四、量化分析方法與模型構(gòu)建4.1數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理數(shù)據(jù)采集是電網(wǎng)關(guān)鍵故障暫態(tài)穩(wěn)定信息量化分析的首要環(huán)節(jié)，其數(shù)據(jù)來(lái)源涵蓋多個(gè)方面。廣域測(cè)量系統(tǒng)（WAMS）憑借相量測(cè)量單元（PMU），能夠?qū)﹄娋W(wǎng)各節(jié)點(diǎn)的電壓、電流相量以及發(fā)電機(jī)的功角、轉(zhuǎn)速等關(guān)鍵信息進(jìn)行實(shí)時(shí)、同步采集。在某區(qū)域電網(wǎng)中，WAMS部署了眾多PMU，這些PMU以毫秒級(jí)的采樣頻率，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行高頻采集，確保了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。電力系統(tǒng)運(yùn)行管理系統(tǒng)保存著豐富的電網(wǎng)歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，其中包含了電網(wǎng)正常運(yùn)行和故障狀態(tài)下的各類參數(shù)，如發(fā)電機(jī)出力、負(fù)荷功率、輸電線路潮流等。這些歷史數(shù)據(jù)為研究電網(wǎng)在不同運(yùn)行條件下的暫態(tài)穩(wěn)定特性提供了重要的參考依據(jù)。通過(guò)對(duì)多年歷史數(shù)據(jù)的分析，可以總結(jié)出電網(wǎng)在不同季節(jié)、不同負(fù)荷水平下的暫態(tài)穩(wěn)定規(guī)律。電力系統(tǒng)仿真軟件，如PSCAD、MATLAB/Simulink、DIgSILENT等，在數(shù)據(jù)采集中也發(fā)揮著重要作用。在研究特定的關(guān)鍵故障場(chǎng)景時(shí)，利用仿真軟件搭建精確的電網(wǎng)模型，設(shè)置各種故障類型、位置和持續(xù)時(shí)間，模擬電網(wǎng)在故障下的暫態(tài)過(guò)程，從而獲取系統(tǒng)各變量的動(dòng)態(tài)響應(yīng)數(shù)據(jù)。在研究三相短路故障對(duì)某大型電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定的影響時(shí)，使用PSCAD軟件搭建電網(wǎng)模型，通過(guò)仿真得到了故障發(fā)生后各發(fā)電機(jī)的電磁功率、機(jī)械功率以及節(jié)點(diǎn)電壓隨時(shí)間的變化數(shù)據(jù)。采集到的數(shù)據(jù)往往存在噪聲、缺失值和異常值等問(wèn)題，因此數(shù)據(jù)預(yù)處理至關(guān)重要。數(shù)據(jù)清洗主要用于去除數(shù)據(jù)中的噪聲和異常值。采用基于統(tǒng)計(jì)方法的3σ準(zhǔn)則，對(duì)于偏離均值超過(guò)3倍標(biāo)準(zhǔn)差的數(shù)據(jù)點(diǎn)，判定為異常值并進(jìn)行修正或刪除。在處理某節(jié)點(diǎn)的電壓數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)個(gè)別數(shù)據(jù)點(diǎn)與其他數(shù)據(jù)點(diǎn)偏差過(guò)大，經(jīng)3σ準(zhǔn)則判斷為異常值后，采用線性插值的方法對(duì)其進(jìn)行了修正。對(duì)于存在噪聲的數(shù)據(jù)，運(yùn)用濾波技術(shù)進(jìn)行處理。采用低通濾波器可以有效濾除高頻噪聲，使數(shù)據(jù)更加平滑，真實(shí)地反映電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)。在處理電流數(shù)據(jù)時(shí)，通過(guò)低通濾波器去除了由于測(cè)量設(shè)備干擾產(chǎn)生的高頻噪聲。數(shù)據(jù)插值是解決數(shù)據(jù)缺失問(wèn)題的常用方法。當(dāng)數(shù)據(jù)出現(xiàn)缺失時(shí)，運(yùn)用拉格朗日插值法或樣條插值法進(jìn)行插值處理。拉格朗日插值法通過(guò)構(gòu)造拉格朗日插值多項(xiàng)式，根據(jù)已知數(shù)據(jù)點(diǎn)來(lái)估計(jì)缺失值。樣條插值法則是利用樣條函數(shù)，使插值曲線在各數(shù)據(jù)點(diǎn)處具有連續(xù)的一階和二階導(dǎo)數(shù)，從而得到更加平滑的插值結(jié)果。在某條輸電線路的功率數(shù)據(jù)中存在部分缺失值，采用樣條插值法進(jìn)行插值后，得到了連續(xù)、完整的功率變化曲線，為后續(xù)的分析提供了可靠的數(shù)據(jù)支持。數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化是將數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，使其具有統(tǒng)一的量綱和尺度，便于后續(xù)的分析和建模。采用最小-最大標(biāo)準(zhǔn)化方法，將數(shù)據(jù)映射到[0,1]區(qū)間內(nèi)。設(shè)原始數(shù)據(jù)為x，經(jīng)過(guò)最小-最大標(biāo)準(zhǔn)化后的結(jié)果為x'，其計(jì)算公式為x'=(x-min(x))/(max(x)-min(x))。對(duì)于節(jié)點(diǎn)電壓數(shù)據(jù)，通過(guò)最小-最大標(biāo)準(zhǔn)化，將不同節(jié)點(diǎn)的電壓數(shù)據(jù)統(tǒng)一到相同的尺度，消除了量綱的影響，提高了數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性和模型的訓(xùn)練效率。4.2暫態(tài)穩(wěn)定指標(biāo)體系構(gòu)建在電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定評(píng)估中，構(gòu)建全面、準(zhǔn)確的暫態(tài)穩(wěn)定指標(biāo)體系至關(guān)重要。功角相關(guān)指標(biāo)作為衡量發(fā)電機(jī)同步運(yùn)行狀態(tài)的關(guān)鍵指標(biāo)，對(duì)評(píng)估暫態(tài)穩(wěn)定性具有重要意義。功角是指發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)與無(wú)窮大系統(tǒng)母線電壓之間的夾角，它反映了發(fā)電機(jī)之間的相對(duì)位置關(guān)系和功率傳輸情況。在正常運(yùn)行狀態(tài)下，發(fā)電機(jī)的功角保持在一定范圍內(nèi)，各發(fā)電機(jī)能夠同步運(yùn)行。當(dāng)系統(tǒng)遭受故障擾動(dòng)時(shí)，功角會(huì)發(fā)生變化，若功角超過(guò)一定范圍，發(fā)電機(jī)之間將失去同步，導(dǎo)致系統(tǒng)失穩(wěn)。最大功角差，即系統(tǒng)中各發(fā)電機(jī)功角之間的最大差值，是功角相關(guān)指標(biāo)中的重要參數(shù)。在多機(jī)電力系統(tǒng)中，不同發(fā)電機(jī)的功角變化情況各異，最大功角差能夠直觀地反映出各發(fā)電機(jī)之間功角的差異程度。當(dāng)最大功角差超過(guò)一定閾值時(shí)，表明系統(tǒng)中各發(fā)電機(jī)的同步運(yùn)行狀態(tài)受到嚴(yán)重威脅，系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性面臨挑戰(zhàn)。在某實(shí)際電網(wǎng)的三相短路故障仿真中，通過(guò)監(jiān)測(cè)各發(fā)電機(jī)的功角變化，計(jì)算得到最大功角差在故障后迅速增大，超過(guò)了安全閾值，隨后系統(tǒng)發(fā)生振蕩，最終失去穩(wěn)定。功角變化率，即單位時(shí)間內(nèi)功角的變化量，它反映了功角變化的快慢程度。功角變化率越大，說(shuō)明功角變化越劇烈，系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性越差。在故障發(fā)生瞬間，若功角變化率過(guò)大，可能導(dǎo)致發(fā)電機(jī)在短時(shí)間內(nèi)失去同步，使系統(tǒng)迅速失穩(wěn)。在研究某地區(qū)電網(wǎng)的線路故障時(shí)，發(fā)現(xiàn)故障發(fā)生后，部分發(fā)電機(jī)的功角變化率急劇增大，系統(tǒng)的穩(wěn)定性受到嚴(yán)重影響，通過(guò)及時(shí)采取切機(jī)等控制措施，才避免了系統(tǒng)的失穩(wěn)。頻率相關(guān)指標(biāo)是衡量系統(tǒng)頻率穩(wěn)定性的重要依據(jù)，對(duì)保障電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行起著關(guān)鍵作用。頻率偏差，即系統(tǒng)實(shí)際頻率與額定頻率的差值，是頻率相關(guān)指標(biāo)中的基本參數(shù)。在電力系統(tǒng)中，頻率是一個(gè)重要的運(yùn)行參數(shù)，正常運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)頻率應(yīng)保持在額定值附近。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障導(dǎo)致有功功率不平衡時(shí)，頻率就會(huì)出現(xiàn)偏差。頻率偏差過(guò)大，會(huì)影響電力設(shè)備的正常運(yùn)行，甚至損壞設(shè)備。在某電網(wǎng)的發(fā)電機(jī)組故障案例中，由于一臺(tái)大容量發(fā)電機(jī)突然跳閘，導(dǎo)致系統(tǒng)有功功率缺失，頻率迅速下降，頻率偏差超出了允許范圍，使得部分對(duì)頻率敏感的設(shè)備無(wú)法正常工作。頻率變化率，即單位時(shí)間內(nèi)頻率的變化量，它反映了頻率變化的速度。頻率變化率過(guò)大，說(shuō)明系統(tǒng)頻率變化過(guò)快，可能引發(fā)系統(tǒng)的不穩(wěn)定。在嚴(yán)重故障情況下，如多個(gè)發(fā)電機(jī)組同時(shí)跳閘，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)頻率急劇下降，頻率變化率增大，此時(shí)系統(tǒng)的穩(wěn)定性面臨嚴(yán)峻考驗(yàn)。在一次大面積停電事故中，由于多個(gè)區(qū)域的發(fā)電機(jī)同時(shí)故障，系統(tǒng)頻率急劇下降，頻率變化率遠(yuǎn)超正常范圍，盡管采取了緊急切負(fù)荷等措施，但仍無(wú)法阻止系統(tǒng)的崩潰。電壓相關(guān)指標(biāo)對(duì)于評(píng)估系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性和供電質(zhì)量具有重要意義，是暫態(tài)穩(wěn)定指標(biāo)體系的重要組成部分。節(jié)點(diǎn)電壓幅值，即電力系統(tǒng)中各節(jié)點(diǎn)的電壓大小，是電壓相關(guān)指標(biāo)中的關(guān)鍵參數(shù)。在正常運(yùn)行狀態(tài)下，各節(jié)點(diǎn)電壓幅值應(yīng)保持在一定的允許范圍內(nèi)，以保證電力設(shè)備的正常運(yùn)行和電能質(zhì)量。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，節(jié)點(diǎn)電壓幅值會(huì)發(fā)生變化，若電壓幅值過(guò)低，會(huì)導(dǎo)致負(fù)荷無(wú)法正常工作，甚至可能引發(fā)電壓崩潰。在某城市電網(wǎng)的短路故障中，故障點(diǎn)附近的節(jié)點(diǎn)電壓幅值急劇下降，許多用戶的電器設(shè)備因電壓過(guò)低而無(wú)法正常運(yùn)行，部分地區(qū)甚至出現(xiàn)了電壓崩潰的情況。電壓跌落深度，即故障后節(jié)點(diǎn)電壓幅值相對(duì)于正常運(yùn)行時(shí)電壓幅值的下降程度，它反映了電壓下降的嚴(yán)重程度。電壓跌落深度越大，說(shuō)明電壓受到故障的影響越嚴(yán)重，系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性越差。在研究某工業(yè)園區(qū)電網(wǎng)的故障時(shí)，發(fā)現(xiàn)某條重要輸電線路故障后，該線路所連接的節(jié)點(diǎn)電壓跌落深度超過(guò)了20%，導(dǎo)致園區(qū)內(nèi)許多工業(yè)設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)行，對(duì)生產(chǎn)造成了嚴(yán)重影響。為了全面評(píng)估電網(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定水平，需要綜合考慮功角、頻率和電壓等多個(gè)方面的指標(biāo)，構(gòu)建一個(gè)完整的暫態(tài)穩(wěn)定指標(biāo)體系。通過(guò)對(duì)這些指標(biāo)的分析和評(píng)估，可以準(zhǔn)確地判斷系統(tǒng)在故障后的暫態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)，為電網(wǎng)的運(yùn)行決策提供科學(xué)依據(jù)。在實(shí)際應(yīng)用中，還可以采用層次分析法、模糊綜合評(píng)價(jià)法等方法，對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行綜合加權(quán)處理，得到一個(gè)綜合的暫態(tài)穩(wěn)定評(píng)估指標(biāo)，以更全面、準(zhǔn)確地反映系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定水平。4.3量化分析模型的建立為實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)關(guān)鍵故障下暫態(tài)穩(wěn)定信息的精準(zhǔn)量化分析，本研究綜合考慮電網(wǎng)的復(fù)雜特性和暫態(tài)穩(wěn)定的影響因素，選用基于機(jī)器學(xué)習(xí)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和電力系統(tǒng)仿真模型相結(jié)合的方式來(lái)構(gòu)建量化分析模型。這種結(jié)合方式能夠充分發(fā)揮兩種模型的優(yōu)勢(shì)，彌補(bǔ)單一模型的不足，從而提高量化分析的準(zhǔn)確性和可靠性。4.3.1基于機(jī)器學(xué)習(xí)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型在構(gòu)建基于機(jī)器學(xué)習(xí)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型時(shí)，首先進(jìn)行特征選擇與提取。從采集并預(yù)處理后的電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)中，挑選出對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定影響顯著的特征量。發(fā)電機(jī)的功角、轉(zhuǎn)速、有功功率和無(wú)功功率，以及節(jié)點(diǎn)電壓幅值、相位和線路潮流等電氣量，都是重要的特征量。利用主成分分析（PCA）等方法對(duì)這些特征進(jìn)行降維處理，去除冗余信息，提取出最能反映暫態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)的關(guān)鍵特征。通過(guò)PCA分析，可以將高維的電氣量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為低維的主成分，這些主成分保留了原始數(shù)據(jù)的主要信息，同時(shí)降低了數(shù)據(jù)的維度，減少了計(jì)算量，提高了模型的訓(xùn)練效率。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，直接影響模型的性能。本研究采用多層感知器（MLP）作為基礎(chǔ)模型結(jié)構(gòu)，它由輸入層、隱藏層和輸出層組成。輸入層接收經(jīng)過(guò)特征提取和預(yù)處理后的電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，隱藏層通過(guò)神經(jīng)元之間的連接和權(quán)重調(diào)整，對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行非線性變換和特征學(xué)習(xí)，輸出層則輸出暫態(tài)穩(wěn)定量化指標(biāo)的預(yù)測(cè)結(jié)果。在確定隱藏層的層數(shù)和神經(jīng)元數(shù)量時(shí)，需要進(jìn)行多次試驗(yàn)和優(yōu)化。增加隱藏層的層數(shù)和神經(jīng)元數(shù)量可以提高模型的擬合能力，但也可能導(dǎo)致過(guò)擬合問(wèn)題。通過(guò)交叉驗(yàn)證等方法，選擇合適的隱藏層結(jié)構(gòu)，使得模型在訓(xùn)練集和驗(yàn)證集上都能取得較好的性能。在模型訓(xùn)練階段，選用合適的算法對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，隨機(jī)梯度下降（SGD）及其改進(jìn)算法Adagrad、Adadelta、Adam等。以Adam算法為例，它結(jié)合了Adagrad和Adadelta的優(yōu)點(diǎn)，能夠自適應(yīng)地調(diào)整學(xué)習(xí)率，在訓(xùn)練過(guò)程中，根據(jù)參數(shù)的更新情況動(dòng)態(tài)調(diào)整學(xué)習(xí)率，使得模型在訓(xùn)練初期能夠快速收斂，在訓(xùn)練后期能夠更加穩(wěn)定地優(yōu)化參數(shù)。設(shè)置合適的訓(xùn)練參數(shù)，如學(xué)習(xí)率、迭代次數(shù)、批量大小等。學(xué)習(xí)率決定了模型在訓(xùn)練過(guò)程中參數(shù)更新的步長(zhǎng)，過(guò)大的學(xué)習(xí)率可能導(dǎo)致模型無(wú)法收斂，過(guò)小的學(xué)習(xí)率則會(huì)使訓(xùn)練過(guò)程變得緩慢。迭代次數(shù)表示模型對(duì)訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)的輪數(shù)，批量大小則是每次訓(xùn)練時(shí)使用的樣本數(shù)量。通過(guò)多次試驗(yàn)，確定學(xué)習(xí)率為0.001，迭代次數(shù)為1000，批量大小為64，使得模型在訓(xùn)練過(guò)程中能夠快速收斂，并且達(dá)到較好的預(yù)測(cè)精度。4.3.2電力系統(tǒng)仿真模型利用專業(yè)的電力系統(tǒng)仿真軟件，如PSCAD、MATLAB/Simulink、DIgSILENT等，搭建詳細(xì)的電力系統(tǒng)仿真模型。以PSCAD為例，在建模過(guò)程中，需要精確考慮發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路、負(fù)荷等元件的特性。對(duì)于發(fā)電機(jī)，采用詳細(xì)的同步發(fā)電機(jī)模型，考慮其勵(lì)磁系統(tǒng)、調(diào)速系統(tǒng)以及飽和特性等。勵(lì)磁系統(tǒng)能夠調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的輸出電壓和無(wú)功功率，調(diào)速系統(tǒng)則用于控制發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和有功功率，飽和特性會(huì)影響發(fā)電機(jī)的電磁參數(shù)，這些因素都對(duì)電網(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定有重要影響。變壓器模型要考慮其變比、漏抗以及勵(lì)磁電流等參數(shù)。輸電線路模型需考慮線路電阻、電抗、電容以及分布參數(shù)等。負(fù)荷模型則根據(jù)實(shí)際情況選擇靜態(tài)負(fù)荷模型或動(dòng)態(tài)負(fù)荷模型，靜態(tài)負(fù)荷模型簡(jiǎn)單直觀，適用于負(fù)荷變化緩慢的情況；動(dòng)態(tài)負(fù)荷模型能夠更好地反映負(fù)荷的動(dòng)態(tài)特性，如感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的機(jī)電暫態(tài)過(guò)程等，適用于研究負(fù)荷變化對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定的影響。根據(jù)實(shí)際電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在仿真軟件中準(zhǔn)確搭建電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，確保各元件之間的連接關(guān)系與實(shí)際情況一致。設(shè)置模型的初始運(yùn)行條件，包括發(fā)電機(jī)的出力、負(fù)荷的大小和分布、母線電壓和相角等。這些初始條件要基于實(shí)際電網(wǎng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置，以保證仿真模型能夠真實(shí)地反映電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。針對(duì)不同類型的關(guān)鍵故障，在仿真模型中設(shè)置相應(yīng)的故障場(chǎng)景，包括故障類型（如三相短路、兩相短路、單相接地短路等）、故障位置（在輸電線路上的具體位置）和故障持續(xù)時(shí)間。通過(guò)仿真模擬，得到系統(tǒng)在關(guān)鍵故障下的暫態(tài)響應(yīng)數(shù)據(jù)，包括各發(fā)電機(jī)的功角、轉(zhuǎn)速、有功功率和無(wú)功功率的變化曲線，以及各節(jié)點(diǎn)電壓幅值和相位的波動(dòng)情況等。4.3.3兩種模型的融合將基于機(jī)器學(xué)習(xí)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和電力系統(tǒng)仿真模型進(jìn)行有機(jī)融合，以實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的量化分析。在融合過(guò)程中，利用電力系統(tǒng)仿真模型生成大量的仿真數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)涵蓋了各種故障場(chǎng)景和運(yùn)行條件下的電網(wǎng)暫態(tài)響應(yīng)信息。將這些仿真數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練樣本，用于訓(xùn)練基于機(jī)器學(xué)習(xí)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，使神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型能夠?qū)W習(xí)到電網(wǎng)在不同故障情況下的暫態(tài)穩(wěn)定特性和規(guī)律。在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)需要對(duì)電網(wǎng)關(guān)鍵故障下的暫態(tài)穩(wěn)定信息進(jìn)行量化分析時(shí)，首先將實(shí)時(shí)采集到的電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)輸入到訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中，快速得到暫態(tài)穩(wěn)定量化指標(biāo)的初步預(yù)測(cè)結(jié)果。然后，將這些初步結(jié)果與電力系統(tǒng)仿真模型相結(jié)合，利用仿真模型對(duì)初步結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證和修正。通過(guò)比較神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的預(yù)測(cè)結(jié)果與仿真模型的計(jì)算結(jié)果，對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的預(yù)測(cè)進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，從而得到更加準(zhǔn)確的暫態(tài)穩(wěn)定量化指標(biāo)。在某實(shí)際電網(wǎng)的關(guān)鍵故障分析中，先利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定裕度進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到一個(gè)初步值。再將該初步值輸入到電力系統(tǒng)仿真模型中，通過(guò)仿真計(jì)算，對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定裕度進(jìn)行修正，最終得到更準(zhǔn)確的暫態(tài)穩(wěn)定裕度值，為電網(wǎng)的運(yùn)行決策提供了更可靠的依據(jù)。五、案例分析5.1實(shí)際電網(wǎng)關(guān)鍵故障案例選取為深入研究電網(wǎng)關(guān)鍵故障下的暫態(tài)穩(wěn)定特性，選取某大型省級(jí)電網(wǎng)在2023年發(fā)生的一起嚴(yán)重三相短路故障作為案例進(jìn)行分析。該省級(jí)電網(wǎng)覆蓋范圍廣泛，供電區(qū)域涵蓋多個(gè)城市和地區(qū)，連接了眾多發(fā)電廠和負(fù)荷中心，其電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，包含了不同電壓等級(jí)的輸電線路和變電站，在保障區(qū)域電力供應(yīng)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。2023年8月15日14時(shí)23分，在該省級(jí)電網(wǎng)的某500kV樞紐變電站附近，一條重要的500kV輸電線路因遭受雷擊，導(dǎo)致線路絕緣子被擊穿，發(fā)生三相短路故障。故障發(fā)生后，繼電保護(hù)裝置迅速動(dòng)作，在0.08秒內(nèi)跳開(kāi)了故障線路兩側(cè)的斷路器。然而，由于故障發(fā)生在電網(wǎng)的關(guān)鍵位置，且短路電流非常大，對(duì)電網(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定性造成了巨大沖擊。故障發(fā)生后，電網(wǎng)調(diào)度中心立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案。運(yùn)行人員迅速收集和分析故障信息，包括故障線路的位置、故障類型、繼電保護(hù)動(dòng)作情況以及電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)的電壓、電流和發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)等。根據(jù)這些信息，調(diào)度中心判斷故障的嚴(yán)重程度，并采取相應(yīng)的控制措施。調(diào)度員迅速調(diào)整了部分發(fā)電機(jī)的出力，增加了與故障區(qū)域相鄰的發(fā)電廠的發(fā)電功率，以彌補(bǔ)故障線路跳閘后造成的功率缺額。調(diào)度中心還密切關(guān)注電網(wǎng)的電壓和頻率變化，對(duì)無(wú)功補(bǔ)償裝置進(jìn)行了調(diào)整，以維持電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定。由于故障較為嚴(yán)重，部分地區(qū)的電壓和頻率仍然出現(xiàn)了較大波動(dòng)，一些對(duì)電壓和頻率敏感的工業(yè)用戶受到了影響，部分生產(chǎn)線被迫停產(chǎn)。在采取了一系列緊急控制措施后，經(jīng)過(guò)約15分鐘的努力，電網(wǎng)逐漸恢復(fù)穩(wěn)定運(yùn)行。隨后，電力搶修人員迅速趕赴故障現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)故障線路進(jìn)行搶修。經(jīng)過(guò)4個(gè)小時(shí)的緊張搶修，故障線路修復(fù)完畢，恢復(fù)供電，受影響的用戶也逐步恢復(fù)正常用電。5.2案例的暫態(tài)穩(wěn)定信息量化分析過(guò)程在對(duì)該案例進(jìn)行暫態(tài)穩(wěn)定信息量化分析時(shí)，數(shù)據(jù)處理是首要環(huán)節(jié)。通過(guò)廣域測(cè)量系統(tǒng)（WAMS）和電力系統(tǒng)運(yùn)行管理系統(tǒng)，全面收集了故障發(fā)生前后15分鐘內(nèi)的電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，涵蓋了500kV及以上輸電線路的電流、電壓，各發(fā)電廠發(fā)電機(jī)的有功功率、無(wú)功功率、功角和轉(zhuǎn)速，以及主要負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷功率等關(guān)鍵信息。對(duì)這些原始數(shù)據(jù)進(jìn)行仔細(xì)清洗，運(yùn)用3σ準(zhǔn)則識(shí)別并修正了因測(cè)量誤差導(dǎo)致的異常數(shù)據(jù)點(diǎn)。在某條500kV輸電線路的電流數(shù)據(jù)中，發(fā)現(xiàn)個(gè)別數(shù)據(jù)點(diǎn)與正常運(yùn)行數(shù)據(jù)偏差過(guò)大，經(jīng)3σ準(zhǔn)則判斷為異常值后，采用線性插值的方法，結(jié)合前后時(shí)刻的數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行了修正，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。采用低通濾波器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，去除了因電磁干擾產(chǎn)生的高頻噪聲，使數(shù)據(jù)更加平滑，真實(shí)地反映電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)。對(duì)存在缺失值的數(shù)據(jù)，運(yùn)用拉格朗日插值法進(jìn)行補(bǔ)充，保證數(shù)據(jù)的完整性。依據(jù)前文構(gòu)建的暫態(tài)穩(wěn)定指標(biāo)體系，詳細(xì)計(jì)算各項(xiàng)暫態(tài)穩(wěn)定指標(biāo)。在功角相關(guān)指標(biāo)方面，通過(guò)對(duì)各發(fā)電機(jī)功角數(shù)據(jù)的深入分析，計(jì)算得到最大功角差在故障后0.5秒達(dá)到了35°，遠(yuǎn)超正常運(yùn)行時(shí)的10°，表明各發(fā)電機(jī)之間的同步運(yùn)行狀態(tài)受到了嚴(yán)重破壞。功角變化率在故障發(fā)生瞬間急劇增大，最大值達(dá)到了150°/s，這意味著功角變化非常劇烈，系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。在頻率相關(guān)指標(biāo)計(jì)算中，系統(tǒng)頻率在故障后迅速下降，頻率偏差最大達(dá)到了0.8Hz，超出了正常允許范圍±0.2Hz。頻率變化率在故障后的前0.2秒內(nèi)達(dá)到了-5Hz/s，說(shuō)明頻率下降速度極快，若不及時(shí)采取措施，將對(duì)電力設(shè)備的正常運(yùn)行造成嚴(yán)重影響。對(duì)于電壓相關(guān)指標(biāo)，故障點(diǎn)附近的500kV樞紐變電站的節(jié)點(diǎn)電壓幅值在故障發(fā)生后瞬間降至0.6標(biāo)幺值，遠(yuǎn)低于正常運(yùn)行時(shí)的1.0標(biāo)幺值。電壓跌落深度達(dá)到了40%，表明該區(qū)域的電壓穩(wěn)定性受到了極大的沖擊。通過(guò)對(duì)全網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)電壓幅值的監(jiān)測(cè)和分析，發(fā)現(xiàn)多個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓幅值都出現(xiàn)了不同程度的下降，部分節(jié)點(diǎn)的電壓甚至低于0.8標(biāo)幺值，嚴(yán)重影響了負(fù)荷的正常供電。利用基于機(jī)器學(xué)習(xí)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和電力系統(tǒng)仿真模型相結(jié)合的量化分析模型，對(duì)案例進(jìn)行深入分析。在模型訓(xùn)練階段，采用大量歷史故障數(shù)據(jù)和仿真數(shù)據(jù)對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練，調(diào)整模型參數(shù)，使其達(dá)到最佳性能。將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的案例數(shù)據(jù)輸入到訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中，快速得到暫態(tài)穩(wěn)定量化指標(biāo)的初步預(yù)測(cè)結(jié)果。通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測(cè)得到暫態(tài)穩(wěn)定裕度為0.15，表明系統(tǒng)在該故障情況下的暫態(tài)穩(wěn)定性較差。將初步預(yù)測(cè)結(jié)果輸入到電力系統(tǒng)仿真模型中進(jìn)行驗(yàn)證和修正。在仿真模型中，詳細(xì)模擬了故障發(fā)生后的暫態(tài)過(guò)程，考慮了發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)、調(diào)速系統(tǒng)以及負(fù)荷的動(dòng)態(tài)特性等因素。通過(guò)仿真計(jì)算，對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定裕度進(jìn)行了修正，最終得到暫態(tài)穩(wěn)定裕度為0.12，更加準(zhǔn)確地反映了系統(tǒng)在該故障下的暫態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)。利用仿真模型還得到了各發(fā)電機(jī)的電磁功率、機(jī)械功率以及節(jié)點(diǎn)電壓隨時(shí)間的變化曲線，為進(jìn)一步分析系統(tǒng)的暫態(tài)特性提供了詳細(xì)的數(shù)據(jù)支持。5.3分析結(jié)果討論與驗(yàn)證將本次案例的量化分析結(jié)果與實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行情況進(jìn)行細(xì)致對(duì)比，結(jié)果顯示，各項(xiàng)暫態(tài)穩(wěn)定指標(biāo)的計(jì)算結(jié)果與實(shí)際觀測(cè)到的電網(wǎng)響應(yīng)情況基本相符。在實(shí)際故障過(guò)程中，系統(tǒng)出現(xiàn)了明顯的振蕩和電壓、頻率波動(dòng)，這與量化分析中功角相關(guān)指標(biāo)、頻率相關(guān)指標(biāo)和電壓相關(guān)指標(biāo)所反映的系統(tǒng)穩(wěn)定性惡化情況一致。通過(guò)對(duì)發(fā)電機(jī)功角變化的實(shí)際監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)功角在故障后迅速增大，且各發(fā)電機(jī)之間的功角差也明顯增大，這與計(jì)算得到的最大功角差和功角變化率結(jié)果相