稳定性事故是涉及电力系统全局的重大事故。正常运行中的电力系统是否会因为一个突然发生的事故而导致失去稳定，这个问题是十分重要的。校核假想事故后电力系统是否能保持稳定运行的离线稳定计算，一般采用数值积分法，逐时段地求解描述电力系统运行状态的微分方程组，得到动态过程中各个状态变量随时间变化的规律，并用此来判别电力系统的稳定性。这种方法计算工作量很大，无法满足实施预防性控制的实时性要求，因此要寻找一种快速的稳定性判别方法，即电力系统动态安全分析。但是到目前为止，还没有很成熟的算法。

本书简单介绍已取得一定研究成果的模式识别法、李雅普诺夫法，以及我国学者创新研发的扩展等面积法。

9．3．2．1　模式识别法

根据经验看山看水预测天气，可以说就是模式识别法；而气象中心则是采用巨型计算机求解高阶高维方程进行预测计算，这是完全不同的两种方法。

模式识别法是建立在对电力系统各种运行方式的假想事故离线模拟计算的基础上的，需要事先对各种不同运行方式和故障种类进行稳定计算，然后选取少数几个表征电力系统运行的状态变量（一般是节点电压和相角），通过自学习过程构成稳定判别式。稳定分析时，将在线实测的运行参数代入稳定判别式，根据判别式的结果来判断系统是否稳定。

上述模式识别法是一个快速的判别电力系统安全性的方法，只要将特征量代入判别式就可以得出结果。所以这个判别式本身必须可靠，误差率很大的判别式没有实用价值。判别式的建立不是靠理论推导，而是通过大量“样本”计算后归纳整理出来的。如何使这样归纳整理出来的判别式尽量逼近客观存在的“分界面”，不是一件容易的事。

模式识别一般分以下四个步骤：

（1）确定样本。选择若干个典型的电力系统运行方式，进行离线稳定计算，确定出哪些运行方式是稳定的，哪些是不稳定的，组成样本集。

（2）抽取特征。在电力系统的运行参数中，选择少数与判定电力系统稳定性有着密切关系的运行参数，一般是部分母线的电压及其相角，也可以用线路功率等其他参数。这些参数称为特征参数。

（3）建立判别式。稳定判别式的建立不是采用理论分析推导的方法，而是根据样本集已知的结论，试探着建立一个符合已知结论的、相关于特征参数的稳定判别式，这个过程通常称为“自学习”。

（4）试验。构成样本集的各种典型运行方式是全部符合稳定判别式的，但样本集没有包括所有运行方式和事故。因此，还要选择样本集以外的若干电力系统运行方式和事故形式，组成试验样本集，检验判别式的准确性，同时结合试验对判别式加以修正。

9．3．2．2　李雅普诺夫法(www.daowen.com)

李雅普诺夫法是在状态空间中找出一个包含稳定平衡点的区域，使得凡是属于这一区域的任何扰动，系统以后的运动最终都趋于稳定平衡点。这一区域称为关于稳定平衡点的渐进稳定域，简称稳定域。

为了求得稳定域，需要构造李雅普诺夫函数，或称V函数，通过V函数和系统状态方程就可以决定稳定域。在进行电力系统动态过程计算时，不必计算出整个动态过程随时间变化的曲线，而只要计算出系统最后一次操作时的状态变量（即故障切除后的状态变量），并相应计算出该时刻的V函数值。将该函数值与最邻近的不稳定平衡点的V函数值进行比较，如果前者小于后者，系统就是稳定的；反之，系统是不稳定的。李雅普诺夫法避免了常规稳定计算时大量的数值积分计算，计算速度比较快，是一种有前途的适于实时控制的计算方法。

但是如何建立适合于复杂系统的V函数和如何计算最邻近的不稳定平衡点，目前还没有很好的解决办法。加之其计算结果也偏于保守，使得李雅普诺夫法还尚未在电力系统中得到实际应用。

9．3．2．3　扩展等面积法

扩展等面积法（extended equal-area criterion，EEAC）是我国学者首创的一种暂态稳定快速定量计算方法，已成功开发出世界上至今唯一的暂态定量分析商品软件，并已应用于国内外电力系统的各项工程实践中。该方法由静态EEAC、动态EEAC和集成EEAC三部分（步骤）构成一个有机集成体。在EEAC理论应用中，发现了许多与传统控制理念不相符合的“负控制效应”现象，例如，切除失稳的部分机组、动态制动、单相开断、自动重合闸、快关气门、切负荷、快速励磁等经典控制手段，在某种条件下会使系统更加趋于不稳定。

静态EEAC采用“在线预决策，实时匹配”的控制策略。整个系统分为两大部分：实时匹配控制子系统和在线预决策子系统。

实时匹配控制子系统安装在有关发电厂和变电站，监测系统的运行状态，判断本厂站出线、主变压器、母线的故障状态。它在系统发生故障时根据判断出的故障类型，迅速与存放在装置内的决策表对号入座，查到与之匹配的控制措施，并通过执行装置进行切机、快关、切负荷、解列等稳定控制。

在线预决策子系统则在正常时段，根据电力系统当前运行工况搜索最优稳定控制策略，定期刷新后者的决策表。这类方案的精髓是一个快速的在线定量分析和相应的灵敏度分析，其分析计算的速度比离线分析要高得多，但比故障中实时计算要低得多，完全在技术能力之内。

静态EEAC已于1993年在东北电网投入在线应用，并已先后应用在我国陕西东部电网、四川二滩电网、广东韶关电网、山东邹—济—淄电网等实际工程中。

同时，南京电力自动化研究院和加拿大PLI（美国电科院的软件支持中心）合作，成功开发暂态稳定分析国际商品软件包FASTEST。该软件包将稳定分析领域中独一无二的严格的定量方法EEAC与国际上最前沿的时域仿真程序集成在一起，成为新一代暂态稳定分析和控制的工具，已在中国、美国、加拿大、韩国、芬兰等国得到应用。