电力系统复杂性及其相关问题研究

文/陈珊、吴虹 乐清市电力实业有限公司 浙江乐清 325600

在人类发展的历史进程中，电的发现与利用极其具有划时代的意义。早在古希腊时代人们就发现了摩擦产生电的现象。在之后的历史中，法拉第发明了发电机，而后又有诸多伟大的发明家围绕“电”发明了各式各样造福人类的工具。在新世纪的人们已经将电力的利用充分融入了生产生活中，电网也与人们生活息息相关，真实地关系到人们的生产生活。因此，认识到电力系统的复杂性并研究简化，进而更好地控制其运行过程至关重要。

1、电力系统的复杂性

1.1 电力系统的工作原理及整体性

从电力系统的构成与运行过程即可发现其存在复杂性的说法极具来源。电力系统通过特定设备将人类无法直接利用的一次能源转化为能被直接利用的电能。这一过程就极其复杂，电力设备承载着完成这一环节的任务，设备中的零件相互关联作用，构成一个整体。若其中一个零件故障或其中一个环节出错，都会导致整个电力系统出现差错，后果不堪设想。

1.2 电力系统的广泛使用

随着全球人口增长和各国科技的飞速发展，全球用电规模快速扩大，用电量激增。因此，电力系统被要求的承载能力也随之增大。在人们日常生活中随处可见的电网，错综复杂但是彼此相连、作用密切。正是这些彼此相连的电网造就电力系统能被大面积地广泛使用，但同时也正因为如此，局部细小的电力故障也会顺着一根根连接的电线传递，进而影响庞大的整体。在人们日常生活中不可避免的停电事故就是最佳证明，即使是一次短暂的、小范围的停电也会导致人们日常生活的诸多麻烦，而规模大的停电事故还会造成数目庞大的财产损失。电力系统的使用利弊皆有，但其弊端随着利处而来，造成其不可避免的复杂性[1]。

1.3 电力系统的性质

电力系统具有实时性、开放性、随机性等特有性质。电力系统的实时性使电力能够通过电力设备瞬间传递。电力系统的开放性使其可以广泛地在全球传递。相对应，同时电力使用范围的扩大也增加了电力系统的复杂性。随机性也是促进复杂化的重要因子，由于不可控制的因素，例如人为损坏电网、自然灾害中断信息，电力系统的运行不能被尽数掌握。诸多性质使电力系统的复杂性累加，只有理清源头才可以动身研究解决方案，进而更好地造福人类[2]。

2、电力系统复杂性相关问题的研究

2.1 对电力系统的运行进行实时监控

当今世界科技发展可谓日新月异，层出不穷的新科技产物应用到人类的生产生活中，可视化技术在其中占有拥有相对重量的一席之地。这一新兴技术产品给人类生活带去不少便利。电力系统的复杂性也可以利用可视化技术减轻。电脑可以对相关区域的电网电力系统进行3D建模，然后利用可视化技术记录电力系统运行过程，还原电网实际运行状态。若电力系统出现故障，利用电脑设备模拟状况，进而分析讨论寻找最佳解决方案。这样相比在实际中寻找事故点以及分析原因的做法，不仅省时省力，也减少了经济消耗。电力系统的复杂性也因此被削减。

2.2 预防电力系统大规模罢工

在电网的铺设过程中，线与线、网与网的结构注定了电力系统的相对相关性。而要减弱电力系统的复杂性，必定离不开对电网电路的设置进行相应调整。首先，区域电网中的电路彼此相连，而不是一个单独的个体。人们可以演示区域停电状态下受影响的位置并分析，计算停电范围的规模并对电路稍作修改，尽可能缩小受影响范围。区域与区域间的电路连接也要分析修改，使电网呈现出防御性[3]。

2.3 对电力系统实施保护

配置继电保护装置可以保护电力系统免受损坏而如常工作。电力系统在日常运作过程中若出现问题，同时各个串联发电机的相角差相对微小，那么此时便能把出现问题的设备从复杂庞大的电力系统中剔除。当安装了继电保护装置并启动后，电力系统便能迅速对问题线路做出判断与行动，一一处理电路运行中的障碍，解决问题后电力系统得以正常运作。

2.4 在电力系统中融合科技力量

电力系统的运行与革新升级离不开日新月异的科学技术。利用高新科技对电力系统进行复杂性的分析演算，对电路进行定期检查维修。对有一定年代的电路和电路布置进行翻新设计，降低电路故障的发生几率。设计复杂性低的电路布置方案并应用到生产生活中[4]。

3、保障电力系统正常运行

电力系统的正常运行取决于电力系统是否可靠，是否能够被充分利用。一个电力系统能否正常运转关系到被其围绕的地区能否按照预期发展，由此可见电力系统的可靠性需要得到保障。

首先，要获得一个电力系统中各个相关部件的可靠度，从小的节点计算分析进而扩大到整体。其次，在不同状态下电力系统的可靠性也都需要被计算分析。在正常通电状态下记录电力系统运作的数据，同时也要模拟停电故障时的电力系统状态，对所得数据进行比较分析，测出电力系统的可靠度。最后，在测试实践的过程中分析电力系统的布置，若有更佳方案可以降低其复杂性，便采取新方案，在分析计算中促进电力系统的升级。

结语：

随着时代的进步、科技的发展，人们对生活质量的要求越来越高，电能作为人类生产生活的必需品，起着至关重要的作用。电力系统具有复杂性不可避免，但是分析处理其复杂性转而更好地被人类利用，这是双赢的做法。人们在扩张电力系统的利用范围时，要注意对电力系统进行保护，不能盲目地追求大范围电力开发而不顾电路设置安全性，如此举动容易酿成电力安全的灾祸，诱发生命危险。因此，重视并保护电力系统相当重要，同时人们也要关注电力系统的复杂性以及其相关问题，进而让其更好的被利用服务人们。