Статическая и динамическая устойчивость

Данный вопрос можно формализовать чисто математически, а можно изучить вопрос исходя из реальных режимов в энергосистеме.

Необходимо также обсудить вопрос натуральной мощности электроприемника. При определенном соотношении параметров передающей линии и концевой нагрузки линия способна передавать максимальную мощность (натуральную мощность). Такое состояние электроприемника называется согласованным с линией электропередачи. Согласование нагрузки определяется ее мощностью, волновым сопротивлением линии, а также активным погонным сопротивлением линии и активными утечками (существенны в силовых кабелях). При расщеплении фаз высоковольтной ЛЭП, за счёт уменьшения индуктивного сопротивления и увеличения емкостной проводимости линии, натуральная мощность немного увеличивается. Наибольшей натуральной мощностью обладают кабельные линии, имеющие большую емкостную проводимость и малую индуктивность. Как правило, натуральная мощность приблизительно в два раза меньше значения мощности, ограниченного нагревом ЛЭП. Вопрос согласования нагрузок с ЛЭП, как правило, решается на этапе проектирования, однако в реальности это весьма труднодостижимо. Следует отметить, что при использовании линий постоянного тока такой проблемы не существует в принципе, однако же появляются другие очень существенные проблемы.

Может быть выработка больше потребления, а в случае аккумуляторов в сети – и наоборот. Возможен ли неустановившийся режим в ситуации выработки, меньшей потребления? В идеале нужно смотреть равенство по спектральным составляющим.

Одной из основных характеристик электропередачи является её пропускная способность, то есть та наибольшая мощность, которую можно передать по ЛЭП с учётом ограничивающих факторов: предельной мощности по условиям устойчивости, потерь на корону, нагрева проводников и т. д. Мощность, передаваемая по ЛЭП переменного тока, связана с её протяжённостью и напряжениями зависимостью:

,

где U₁ и U₂ — напряжения в начале и в конце ЛЭП, Z_c — волновое сопротивление ЛЭП, α — коэффициент изменения фазы, характеризующий поворот вектора напряжения вдоль линии на единицу её длины (обусловленный волновым характером распространения электромагнитного поля),
l — протяжённость ЛЭП,  δ — угол между векторами напряжения в начале и в конце линии, характеризующий режим электропередачи и её устойчивость. Иногда его называют углом электропередачи.

Предельная передаваемая мощность достигается при δ = 90°, когда sin(δ ) = 1. Для воздушных ЛЭП переменного тока можно приближённо считать, что максимальная передаваемая мощность примерно пропорциональна квадрату напряжения, а стоимость сооружения ЛЭП пропорциональна напряжению. Поэтому в развитии электропередач наблюдается тенденция к увеличению напряжения как к главному средству повышения пропускной способности ЛЭП. Предельные значения напряжении ЛЭП, связанные с возможными перенапряжениями, ограничиваются изоляцией ЛЭП и электрической прочностью воздуха

В электропередачах постоянного тока отсутствуют многие факторы, свойственные электропередачам переменного тока и осложняющие сопряжение сетей и системное регулирование. Предельная мощность, передаваемая по ЛЭП постоянного тока определяется омическим сопротивлением линии:

,

где Е_в — напряжение на выходе выпрямителя,

R_Σ — суммарное активное сопротивление электропередачи, в которое, кроме сопротивления проводов ЛЭП, входят сопротивления выпрямителя и инвертора.