operation states of electric power system
简介
电力系统在不同运行条件(系统接线、出力配置、负荷水平、故障等)下的运行情况。电力系统的运行条件一般可采用三组方程式来描述。一组微分方程式用来描述系统元件及其控制的动态规律;两组代数方程式则分别为电力系统运行的等式和不等式约束条件。等式约束条件就是系统发出的有功和无功功率应在任一时刻都与系统中随机变化着的总的有功和无功负荷(包括电网耗损)相等。这是电力系统正常运行的必要条件，可用下列数学公式表示
式中PGi，QGi为发电机或其他电源设备发出的有功和无功功率;PLj，QLj为各种负荷的有功和无功功率;△Ps，△Qs为电力系统中各种有功和无功功率损耗。
不等式约束条件就是涉及系统安全运行的某些参数(如母线电压、线路功率潮流等)，应处于系统或设备安全运行的允许范围之内(上限及下限)，可用下列数学公式表示
式中Ui，Uimax，Uimin分别为母线电压及其上、下限值;PGi，PGimax，PGimin分别为发电机有功出力及其上、下限值;QGi，QGimax，QGimin分别为发电机无功出力及其上、下限值;Sij，Sijmax，Sijmin分别为线路i-j的功率潮流及其上、下限值;f，fmax，fmin分别为频率及其上、下限值。
根据不同的运行条件，一般可将电力系统的运行状态分为正常运行状态(见电力系统正常运行状态)、警戒状态(见电力系统警戒状态)、紧急状态(见电力系统紧急状态)和恢复状态(见电力系统恢复状态)等。随着运行条件的变化，电力系统将在各种状态间进行转变，如图所示。在正常状态，系统供给充裕的质量合格的电能，满足上述的安全运行要求，并有足够的储备，同时可以实现系统的经济运行。如果由于系统运行条件的变化和负荷或干扰增大的原因，使系统的安全水平低于某一值时，系统将进入警戒状态，此时系统承受干扰的能力降低，应采取预防性控制措施，使系统回复到正常状态。在正常或警戒状态，当出现足够大的干扰时，系统将进入紧急状态。在快速消除故障原因，并采取有效的紧急控制措施后，系统有可能恢复到警戒以至正常状态。如果不能及时而有效地采取相应的消除故障和紧急控制措施，系统有可能自行解列，以至出现全系统的崩溃和大面积停电。这时，相等和不相等约束条件将遭到全面破坏。在系统自行解列或崩溃后，当采取各种控制措施使系统稳定下来时，则系统可进入恢复状态。应采取各种恢复出力和送电能力的措施，迅速而平滑地对用户恢复供电，使无计划解列的系统重新并列。根据系统的实际情况，从这种状态可以恢复到正常状态或警戒状态。
电力系统运行状态示意图