電力係統負阻尼效應的產生

我們用手掌去拍打水麵,水麵會形成向外擴展的漣漪。假如這個拍打動作不停止，漣漪就不會消失；但若手掌不再拍打而是摁在水麵上，這個漣漪現象很快就會消失了。
如果把水麵比喻為電網，手掌拍打水麵從而使漣漪產生的力就是負阻尼，是一種推波助瀾效應；手掌摁住水麵不動時使漣漪靜止所產生的力就是阻尼，是一種對振蕩起著抑止作用的效應；漣漪就是電網因出現負阻尼而產生的振蕩現象。
一個正常穩定運行的電網，是不會出現負阻尼現象的。當電網遇上負荷突變或其他電氣故障而出現擾動時，電網本身的“自靜”能力會讓擾動逐步穩定下來：如果阻尼大，穩定的時間就短；如果阻尼小，穩定的時間就長，如果阻尼為零甚至出現負阻尼，這個擾動所引起的電網振蕩就不會停止甚至會向更嚴重的形勢發展。
什麼叫“聯係薄弱的電力係統”？
本人見過這麼一個區域網，220千伏雙回路供電，按單相永久接地故障計算，兩線暫態功率極限為350MW，而實際輸送功率長期超越這個限定。其實，就算輸送功率不超標，這樣的區域網也算得上是典型的“薄弱電網”了。
遠距離、聯係薄弱的電力係統之所以容易產生負阻尼效應，在很大程度上是源自於發電機的功率的調整。
遠距離、聯係薄弱的局部電網的電能質量大多乏善可陳。當電壓偏低時，發電機為保持機端電壓的恒定，會依據端電壓的偏差來自動增加勵磁電流進行調節。但若此時電網的有功負荷出現變化，發電機的功角（勵磁電勢和端電壓之間的相角差）隨之就出現了變化：發電機自動調節器的動作信號快，而發電機的機械響應時間慢。二者匹配不當時，發電機自動電壓調節器便產生了負阻尼。
電網負阻尼產生的直接後果就是低頻振蕩，若低頻振蕩的情況無法遏製而導致局麵進一步擴大，電網將陷入解列崩潰的滅頂之災。

為什麼遠距離聯係薄弱的電力係統會產生負阻尼效應？這個問題的答案不是絕對的：“遠距離聯係薄弱”這個條件不過是給“產生”提供了“可能”的空間而已。
聯網結構強大的局部網也有可能出現這個現象的。
本人有過這樣的經曆：一個局部網有多條500千伏的輸電線路連接，是一個超強連接的局部網。但令人費解的是低頻震蕩的現象屢屢發生。振蕩使500千伏變壓器發出震鳴，嚴重威脅電網的安全運行。為了找到振蕩的根本原因並予以消除，有關人員與部門耗費了不少人力物力。
所以說，杜絕電網低頻振蕩的發生是電力係統永恒的話題。