1. 研究目的与意义
1. 研究背景
随着我国电力体制改革的不断深入发展，国民经济建设的不断快速推进，电网建设也在不断地进行。特别是当特高压和智能电网建设已经成为未来电网建设的方向以后，全国的电网由区域电网为主的现状转变为全国一张大网的新局面，使得地区电网之间的联系也就更加紧密。而智能电网把各种新型负荷以及设备引入到现有的电网，使得传统的电网结构变得日趋复杂化，对其控制的要求也越来越高。同时，由于电力体制改革的持续进行以及电力市场的引入，系统运行方式发生了极大地改变。为了追求经济利益最大化，使得电力系统往往运行在更加接近稳定极限的状态，这使得电力系统安全稳定性问题日趋严重[1]。
统计表明，在电力系统稳定破坏事故中，暂态稳定破坏的事故居于首位[2-3]。上世纪60年代以来，国际上出现过多次大面积停电事故。例如：1981年，在墨西哥电力系统中，由于火电厂和水电厂事故共发，导致电力系统发生故障，最终引发墨西哥城及该国中部和南部长达三小时的停电事故；2006年，欧洲电网发生大面积停电事故，此次事故发生于电网用电负荷高峰时段，电网联络薄弱环节设备相继退出运行，导致欧洲跨国互联电网基本结构遭到破坏，各区域发用电严重失衡，最终造成大量负荷损失[4-5]。由此可见，电力系统暂态不稳定很容易导致电网大面积停电事故，最终造成大量负荷损失。
2. 研究内容和问题
基本内容：
电力系统运行中会遭受各种大的扰动，如各种短路故障等。电力系统暂态稳定分析主要任务是判断系统在遭受大扰动后能否回到原有的稳定运行点，或建立新的同步稳定运行状态。快速、准确地稳定分析结果对保障电力系统的安全稳定运行、支撑大规模新能源消纳具有重要意义。目前，常用电力系统稳定性分析方法为数值积分法，该方法首先建立能反映电力系统受扰后运行状态的微分方程组，接着，采用数值积分方法对微分方程组进行求解，最后，根据求解获得的功角曲线判断电力系统稳定运行状态。
数值积分法其基本思想是采用数值积分方法对微分方程组进行求解得出关于不同时间的离散解，通过求得的各发电机的功角变化确定系统的稳定性。通常按对网络方程和微分方程的求解过程分为两类，即联立求解法和交替求解方法。前者是将微分方程与网络代数方程一起形成联立非线性方程组，进行差分化后求解方程组可得到所要的解。该方法的好处在于计算过程中不存在交接误差。而交替求解法是指分别求取二者的数值，一方面计算微分方程求得状态变量，通过微分方程所得结果计算网络方程，另一方面再由网络方程计算结果进行微分方程的求解，二者交替迭代达到收敛为止。关于微分方程的求解的方法一般分为显式求解方法和隐式求解方法，其中较常见的显式积分方法有显示欧拉法和龙格－库塔法，适用较广泛的隐式方法为隐式梯形积分方法。
3. 设计方案和技术路线
研究方法：查阅资料，了解同步发电机模型、电网模型与常用的数值积分算法；编制基于数值积分的电力系统暂态稳定程序；对实际系统（或IEEE经典系统）进行计算，分析如何提高积分计算的数值稳定性。
技术路线：
4. 研究的条件和基础
熟悉电力系统分析的基础知识；PC机。
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