1.3 電力系統運行的基本特點及對電力系統運行的基本要求

電力系統是由電能的生產、輸送、分配和消費的各環節組成的一個整體。與別的工業系統相比較，電力系統的運行具有如下的明顯特點：

1）電能不能大量存儲。電能的生產、輸送、分配和消費實際上是同時進行的。電力系統中，發電廠在任何時刻發出的功率必須等于該時刻用電設備所需的功率與輸送、分配環節中的功率損耗之和。

2）電力系統的暫態過程非常短促。電力系統從一種運行狀態到另一種運行狀態的過渡極為迅速。

3）與國民經濟的各部門及人民日常生活有著極為密切的關系。供電的突然中斷會帶來嚴重的后果。

對電力系統運行的基本要求是：①保證安全可靠的供電；②要有合乎要求的電能質量；③要有良好的經濟性；④盡可能減小對生態環境的有害影響。

保證安全可靠地發、供電是對電力系統運行的首要要求。在運行過程中，供電的突然中斷大多由事故引起。必須從各個方面采取措施以防止和減少事故的發生，例如，要嚴密監視設備的運行狀態和認真維修設備以減少其事故；要不斷提高運行人員的技術水平以防止人為事故。為了提高系統運行的安全可靠性，還必須配備足夠的有功功率電源和無功功率電源；完善電力系統的結構，提高電力系統抵抗干擾的能力，增強系統運行的穩定性；利用計算機對系統的運行進行安全監視和控制等。

整體提高電力系統的安全運行水平，就為保證對用戶的不間斷供電創造了最基本的條件。根據用戶對供電可靠性的不同要求，目前我國將負荷分為以下三級：

第一級負荷：對這一級負荷中斷供電的后果是極為嚴重的。例如，可能發生危及人身安全的事故；使工業生產中的關鍵設備遭到難以修復的損壞，以致生產秩序長期不能恢復正常，造成國民經濟的重大損失；使市政生活的重要部門發生混亂等。

第二級負荷：對這一級負荷中斷供電將造成大量減產，使城市中大量居民的正常活動受到影響等。

第三級負荷：不屬于第一、二級的，停電影響不大的其他負荷都屬于第三級負荷，如工廠的附屬車間，小城鎮和農村的公共負荷等。對這一級負荷的短時供電中斷不會造成重大的損失。

對于以上三個級別的負荷，可以根據不同的具體情況分別采取適當的技術措施來滿足它們對供電可靠性的要求。

電壓和頻率是電氣設備設計和制造的基本技術參數，也是衡量電能質量的兩個基本指標。我國采用的額定頻率為50Hz，正常運行時允許的偏移為±0.2～±0.5Hz。用戶供電電壓的允許偏移對于35kV及以上電壓級為額定值的±5%，對于10kV及以下電壓級為額定值的±7%。為保證電壓質量，對電壓正弦波形畸變率也有限制，波形畸變率是指各次諧波有效值二次方和的方均根值對基波有效值的百分比。對于6～10kV供電電壓，波形畸變率不超過4%；對于0.38kV電壓，波形畸變率不超過5%。電壓和頻率超出允許偏移時，不僅會造成廢品和減產，還會影響用電設備的安全，嚴重時甚至會危及整個系統的安全運行。

頻率主要取決于系統中的有功功率平衡，系統發出的有功功率不足，頻率就偏低。電壓則主要取決于系統中的無功功率平衡，無功功率不足時，電壓就偏低。因此，要保證良好的電能質量，關鍵在于系統發出的有功功率和無功功率都應滿足在額定頻率和額定電壓允許偏差下的功率平衡要求。電源要配置得當，還要有適當的調整手段。對系統中的“諧波污染源”要進行有效的限制和治理。

電能生產的規模很大，消耗的能源在國民經濟能源總消耗中占的比重很大，而且電能又是國民經濟的大多數生產部門的主要動力。因此，提高電能生產的經濟性具有十分重要的意義。

為了提高電力系統運行的經濟性，必須盡量地降低發電廠的煤耗率（水耗率）、廠用電率和電力網的損耗率。這就是說，要求在電能的生產、輸送和分配過程中減少損耗，提高效率。為此，應做好規劃設計，合理利用能源；采用高效率低損耗設備；采取措施降低網損；實行經濟調度等。

目前我國火電廠裝機容量占總容量的70%以上，煤炭燃燒會產生大量的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、粉塵和廢渣等，這些排放物都會對生態環境造成有害影響。因此，應該增加新能源和可再生能源的開發和建設，使電能生產符合環境保護標準，也是對電力系統運行的一項基本要求。