深入理解電力系統(tǒng),電力系統(tǒng)是如何進行研發(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,小編對電力系統(tǒng)的運行、電力系統(tǒng)的電源規(guī)劃有所闡述。為增進大家對電力系統(tǒng)的認識,本文將對電力系統(tǒng)的研究開發(fā)予以介紹。如果你對電力系統(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)實踐相互推動、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于信息、控制和系統(tǒng)理論以及計算技術(shù)起了推動作用。反過來,這些科學(xué)技術(shù)的進步又推動著電力系統(tǒng)現(xiàn)代化水平的日益提高。
大型電力系統(tǒng)是現(xiàn)代社會物質(zhì)生產(chǎn)部門中空間跨度最大、時間協(xié)調(diào)要求嚴格、層次分工非常復(fù)雜的實體系統(tǒng)。它不僅耗資大,費時長,而且對國民經(jīng)濟的影響極大。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)劃期間的電力負荷增長趨勢做好電力負荷預(yù)測。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)劃問題需要在時間上展開,從多種可行方案中進行優(yōu)選。這是一個多約束條件的具整數(shù)變量的非線性問題,需利用系統(tǒng)工程的方法和先進的計算技術(shù)。
從19世紀末到20世紀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)的不平衡運行狀態(tài)的對稱分量法、電力系統(tǒng)潮流計算、短路電流計算、同步電機振蕩過程和電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析、流動波理論和電力系統(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,人工計算已經(jīng)遠遠不能適應(yīng)要求,從而促進了專用模擬計算工具的研制。20世紀20年代,美國麻省理工學(xué)院電機系首次研制成功機械式模擬計算機──微分儀,后來改進成為電子管、繼電器式模擬計算機,以后又研制成直流計算臺和網(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,電子計算機技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,使大規(guī)模電力系統(tǒng)的精確、快速計算得以實現(xiàn),從而使電力系統(tǒng)分析的理論和方法進入一個嶄新的階段。
電力系統(tǒng)是一個龐大而復(fù)雜的大系統(tǒng),它的規(guī)劃問題還需要在時間上展開,從多種可行方案中進行優(yōu)選。這是一個多約束條件的具有整數(shù)變量的非線性問題,遠非人工計算所能及。60年代以來出現(xiàn)的系統(tǒng)工程理論,以及計算技術(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、動力、發(fā)電、輸變電、負荷等各個環(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100千安, 全開斷時間由早期的數(shù)十個工頻周波縮短到1~2個周波,大大提高了對電網(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)的進步實現(xiàn)了超高壓直流輸電。由電力電子器件組成的各種動力負荷,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)電機已經(jīng)投入試運行,并且還繼續(xù)研制容量為百萬千瓦級的超導(dǎo)發(fā)電機。超導(dǎo)材料性能的改進會使超導(dǎo)輸電成為可能。利用超導(dǎo)線圈可研制超導(dǎo)儲能裝置。動力蓄電池和燃料電池等新型電源設(shè)備均已有千瓦級的產(chǎn)品處于試運行階段,并正逐步進入工業(yè)應(yīng)用,這些研究課題有可能實現(xiàn)電能儲存和建立分散、獨立的電源,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、實時性要求嚴格的實體系統(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,并促進了這些理論、技術(shù)的發(fā)展。針對電力系統(tǒng)的特點,60年代以來在電力系統(tǒng)運行的安全分析與管理中,在電力系統(tǒng)規(guī)劃和設(shè)計中,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)、計算機技術(shù)和信息技術(shù)的進步,使電力系統(tǒng)監(jiān)控與調(diào)度自動化發(fā)展到一個新的階段,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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