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电力系统根底知识

电力系统，最想解决的是怎样产生电能，然后再传递出去，

解决掉传输过程中到的问题，再送到用户这里供用户使用。

最直观的分类，就是发电，输电，变电，配电和用电这五个

部分。

发电，简单说就是其他形式的能量作为发电机的原动机,

推动发电机发出电能。常见的如火力，以及各式各样的新能

源发电。可以用到的电气知识是：发电厂电气部分、电力电

子，电机学等，当然，励磁控制这个肯定也会有，只是现在

没有对励磁部分专门开的课，如果要了解，只能通过自动控

制理论来理解了。热动应该会有关于发电的很多根底课，比

方脱硫，比方冷凝等，这个了解不够深入，不展开了。

输电，一直是重点研究的方向，侧重于对输电网络的分

析。如果用一个大黑箱来比喻，可以理解为研究输入和输出

的关系。可以用一个中心，两个基本点来概括。一个中心：

是怎样尽可能提高电能输送效率，尽可能降低损耗。两个基

本点：有功功率，无功功率，也就是潮流。虽然有功功率和

功角强耦合，电压幅值和无功功率强耦合，但不影响有功和

无功的地位。产生的学科分类很多，从数学角度来抽象，是

矩阵，电网络分析，电路等，必备的数学根底知识包括高等

数学、线性代数，以及复变函数和积分变换；从专业内容来

看，是电力系统分析，包括稳态分析，暂态分析，电力系统

继电保护原理，还有如工程电磁场，自动控制理论等。近些

年，还有针对输电方式的研究，如高压直流输电等，其根源

是电力电子应用的放大实际版，侧重于控制。

变电，感觉知高压输电有些重叠。变电其实就是交流输

电降低损耗的一种方法，常见于交流电。那么在高电压对电

网会产生怎样的影响？如何解决？这样的问题，就交给高电压

技术了，仔细的学科分类，已经产生了很准确的答案，不再

赘述。

配电和用电，与输电类似，只不过对可靠性的要求不如

输电那么高，简单来概括，输电断一路，容易造成过大的功

率找不到出口，极容易造成电网的不稳定甚至崩溃，是不允

许的！而配电，断一路最多断一小片区域，而且是接近用户

端，对电网造成的影相比之下要小得多。配电领域已经接

近用户终端，重点是电能质量的提升。随着智能电网、能源

互联网等技术的兴起，计算机、通信与保护、暂稳态分析、

电力电子等相关学科及分析方法，也会在配电自动化的未来

大展拳脚的。

至于模电和数电，以及单片机，感觉动手的意义更大,

就是让自己真正理解电力电子器件的工作特性以及如何实

现动作逻辑，个人认为可以属于电力电子实践学科。

计算机语言，如C,C++等，是从根本上理解计算机的计

算原理和实现形式，然后根据现有的理论知识利用这些工具

完成计算和仿真。

所以，根本上说，数学知识和计算机知识，对电力系统

的学生来说，是必修课，数学是用自然语言解释电力系统存

在的原理，对现实的电力系统开展抽象，同时也提供了在计

算机上实现的途径。

在我的理解，知识体系应该是下列图这样的，展开大多

比较困难，具体可以后详解。

一、电力系统的构成

一个完整的电力系统由分布各地的各种类型的发电厂、

升压和降压变电所、输电线路及电力用户组成，它们分别完

成电能的生产、电压变换、电能的输配及使用。

电力系统运行特点：

电能不能大量存储；各环节组成的统一整体不可分割;

过渡过程非常迅速（百分之几秒到十分之几秒）；电力系统

的地区性特点较强；对电能质量的要求颇为严格；与国民经

济各部门和人民生活关系极其密切。

电力系统的组成示意图：

电网电压是有等级的，电网的额定电压等级是根据国民

经济发展的需要、技术经济的合理性以及电气设备的制造水

平等因素，经全面分析论证，由国家统一制定和公的。

1.用