深入理解電力系統(tǒng)，電力系統(tǒng)是如何進(jìn)行研發(fā)的?

電力系統(tǒng)的重要性不言而喻，在電力系統(tǒng)的保障下，居民每天的生活用電才能得到保障。上篇文章中，小編對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行、電力系統(tǒng)的電源規(guī)劃有所闡述。為增進(jìn)大家對(duì)電力系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)電力系統(tǒng)的研究開發(fā)予以介紹。如果你對(duì)電力系統(tǒng)具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

電力系統(tǒng)的發(fā)展是研究開發(fā)與生產(chǎn)實(shí)踐相互推動(dòng)、密切結(jié)合的過程，是電工理論、電工技術(shù)以及有關(guān)科學(xué)技術(shù)和材料、工藝、制造等共同進(jìn)步的集中反映。電力系統(tǒng)的研究與開發(fā)，還在不同程度上直接或間接地對(duì)于信息、控制和系統(tǒng)理論以及計(jì)算技術(shù)起了推動(dòng)作用。反過來，這些科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步又推動(dòng)著電力系統(tǒng)現(xiàn)代化水平的日益提高。

大型電力系統(tǒng)是現(xiàn)代社會(huì)物質(zhì)生產(chǎn)部門中空間跨度最大、時(shí)間協(xié)調(diào)要求嚴(yán)格、層次分工非常復(fù)雜的實(shí)體系統(tǒng)。它不僅耗資大，費(fèi)時(shí)長，而且對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的影響極大。所以制訂電力系統(tǒng)規(guī)劃必須注意其科學(xué)性、預(yù)見性。要根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和規(guī)劃期間的電力負(fù)荷增長趨勢(shì)做好電力負(fù)荷預(yù)測(cè)。在此基礎(chǔ)上按照能源布局制訂好電源規(guī)劃、電網(wǎng)規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)規(guī)劃、配電規(guī)劃等。電力系統(tǒng)的規(guī)劃問題需要在時(shí)間上展開，從多種可行方案中進(jìn)行優(yōu)選。這是一個(gè)多約束條件的具整數(shù)變量的非線性問題，需利用系統(tǒng)工程的方法和先進(jìn)的計(jì)算技術(shù)。

從19世紀(jì)末到20世紀(jì)20、30年代，交流電路的理論、三相交流輸電理論、分析三相交流系統(tǒng)的不平衡運(yùn)行狀態(tài)的對(duì)稱分量法、電力系統(tǒng)潮流計(jì)算、短路電流計(jì)算、同步電機(jī)振蕩過程和電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析、流動(dòng)波理論和電力系統(tǒng)過電壓分析等均已成熟，形成了電力系統(tǒng)分析的理論基礎(chǔ)。隨著系統(tǒng)規(guī)模的增大，人工計(jì)算已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)要求，從而促進(jìn)了專用模擬計(jì)算工具的研制。20世紀(jì)20年代，美國麻省理工學(xué)院電機(jī)系首次研制成功機(jī)械式模擬計(jì)算機(jī)──微分儀，后來改進(jìn)成為電子管、繼電器式模擬計(jì)算機(jī)，以后又研制成直流計(jì)算臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)分析儀,成為電力系統(tǒng)研究的有力工具。50年代以來,電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，使大規(guī)模電力系統(tǒng)的精確、快速計(jì)算得以實(shí)現(xiàn)，從而使電力系統(tǒng)分析的理論和方法進(jìn)入一個(gè)嶄新的階段。

電力系統(tǒng)是一個(gè)龐大而復(fù)雜的大系統(tǒng)，它的規(guī)劃問題還需要在時(shí)間上展開，從多種可行方案中進(jìn)行優(yōu)選。這是一個(gè)多約束條件的具有整數(shù)變量的非線性問題，遠(yuǎn)非人工計(jì)算所能及。60年代以來出現(xiàn)的系統(tǒng)工程理論，以及計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，為電力系統(tǒng)規(guī)劃提供了有力的工具。

在電力系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu)方面，燃料、動(dòng)力、發(fā)電、輸變電、負(fù)荷等各個(gè)環(huán)節(jié)的研究開發(fā)，大大提高了電力系統(tǒng)的整體功能。高電壓技術(shù)的進(jìn)步，各種超高壓輸變電設(shè)備的研制成功，電暈放電與長間隙放電特性的研究等，為實(shí)現(xiàn)超高壓輸電奠定了基礎(chǔ)。新型超高壓、大容量斷路器以及氣體絕緣全封閉式組合電器，其額定切斷電流已達(dá)100千安， 全開斷時(shí)間由早期的數(shù)十個(gè)工頻周波縮短到1～2個(gè)周波，大大提高了對(duì)電網(wǎng)的控制能力,并且降低了過電壓水平。依靠電力電子技術(shù)的進(jìn)步實(shí)現(xiàn)了超高壓直流輸電。由電力電子器件組成的各種動(dòng)力負(fù)荷，為節(jié)約用電提供了新的技術(shù)裝備 。

超導(dǎo)電技術(shù)的成就展示了電力系統(tǒng)的新前景。30萬千瓦超導(dǎo)發(fā)電機(jī)已經(jīng)投入試運(yùn)行，并且還繼續(xù)研制容量為百萬千瓦級(jí)的超導(dǎo)發(fā)電機(jī)。超導(dǎo)材料性能的改進(jìn)會(huì)使超導(dǎo)輸電成為可能。利用超導(dǎo)線圈可研制超導(dǎo)儲(chǔ)能裝置。動(dòng)力蓄電池和燃料電池等新型電源設(shè)備均已有千瓦級(jí)的產(chǎn)品處于試運(yùn)行階段，并正逐步進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用,這些研究課題有可能實(shí)現(xiàn)電能儲(chǔ)存和建立分散、獨(dú)立的電源，從而引起電力系統(tǒng)的重大變革。

在各工業(yè)部門中，電力系統(tǒng)是規(guī)模最大、層次很復(fù)雜、實(shí)時(shí)性要求嚴(yán)格的實(shí)體系統(tǒng)。無論是系統(tǒng)規(guī)劃和基本建設(shè)，還是系統(tǒng)運(yùn)行和經(jīng)營管理，都為系統(tǒng)工程、信息與控制的理論和技術(shù)的應(yīng)用開拓了廣闊的園地，并促進(jìn)了這些理論、技術(shù)的發(fā)展。針對(duì)電力系統(tǒng)的特點(diǎn)，60年代以來在電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全分析與管理中，在電力系統(tǒng)規(guī)劃和設(shè)計(jì)中，都廣泛引入了系統(tǒng)工程方法，包括可靠性分析及各種優(yōu)化方法。電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的進(jìn)步，使電力系統(tǒng)監(jiān)控與調(diào)度自動(dòng)化發(fā)展到一個(gè)新的階段，并在理論上和技術(shù)上繼續(xù)提出新的研究課題。

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