定常状態の安定性

はじめに、電力システムの安定性について理解する必要があります。これは、特定の擾乱を受けた後でも、システムがその安定状態に戻る能力を指します。ここでは同期発電機を例にとって電力システムの安定性を理解しましょう。発電機は接続されている他のシステムと同期しています。バスと発電機は同じ位相順序、電圧、および周波数を持っています。したがって、この電力システムの安定性は、擾乱を受けた際に同期を損なうことなく元の安定状態に戻る能力と言えます。このシステムの安定性は、過渡安定性、動的安定性、安定状態の安定性に分類されます。

過渡安定性：突然の大きな擾乱を受けた電力システムの研究。
動的安定性：小さな連続的な擾乱を受けた電力システムの研究。

安定状態の安定性

これは、システムの動作状態における小さな変化や漸進的な変化に関する研究です。目的は、同期を失う前に機械に負荷できる上限を決定することです。負荷は徐々に増加させます。

同期を損なうことなく受電端に転送できる最大電力は、安定状態の安定性限界と呼ばれます。

スイング方程式は以下の通りです：

Pm → 機械パワー
Pe → 電気パワー
δ → 負荷角
H → 慣性定数
ωs → 同期速度

上記のシステム（上図）は、の安定状態での電力伝送で動作しています。
電力をΔ Peという小さな量だけ増加させると仮定します。結果として、ロータ角度は
δ0から変化します。

p → 振動の周波数。
特性方程式は、小さな変化によるシステムの安定性を決定するために使用されます。

システムの安定性の条件

安定性を損なうことなく、最大電力伝送は以下の通りです：

システムが安定状態の安定性限界よりも低い条件下で動作している場合、減衰が非常に小さいと長時間振動し続ける可能性があります。持続する振動はシステムの安全性に危害を及ぼします。|Vt|は、各負荷に対して励磁を調整することで一定に保つ必要があります。これは安定状態の安定性限界を維持するためです。

• システムは安定状態の安定性限界を超えて動作することはできませんが、過渡安定性限界を超えて動作することは可能です。

• X（リアクタンス）を減少させたり、|E|を高めたり、|V|を増加させることで、システムの安定状態の安定性限界を改善することができます。

• 安定性限界を改善する2つの方法は、高速励磁電圧と高い励磁電圧です。

• リアクタンスが高い送電線においてXを減少させるには、並列線を使用することができます。

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