由發(fā)電、輸電、變電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費系統(tǒng)。它的功能是將自然界的一次能源通過發(fā)電動力裝置轉(zhuǎn)化成電能,再經(jīng)輸電、變電和配電將電能供應(yīng)到各用戶。
為實現(xiàn)這一功能,電力系統(tǒng)在各個環(huán)節(jié)和不同層次還具有相應(yīng)的信息與控制系統(tǒng),對電能的生產(chǎn)過程進行測量、調(diào)節(jié)、控制、保護、通信和調(diào)度,以保證用戶獲得安全、經(jīng)濟、優(yōu)質(zhì)的電能。
電力系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu)有電源(水電站、火電廠、核電站等發(fā)電廠),變電所(升壓變電所、負荷中心變電所等),輸電、配電線路和負荷中心。各電源點還互相聯(lián)接以實現(xiàn)不同地區(qū)之間的電能交換和調(diào)節(jié),從而提高供電的安全性和經(jīng)濟性。輸電線路與變電所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)通常稱電力網(wǎng)絡(luò)。電力系統(tǒng)的信息與控制系統(tǒng)由各種檢測設(shè)備、通信設(shè)備、安全保護裝置、自動控制裝置以及監(jiān)控自動化、調(diào)度自動化系統(tǒng)組成。電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)應(yīng)保證在先進的技術(shù)裝備和高經(jīng)濟效益的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)電能生產(chǎn)與消費的合理協(xié)調(diào)。
電力系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu)有電源、電力網(wǎng)絡(luò)和負荷中心。電源指各類發(fā)電廠、站,它將一次能源轉(zhuǎn)換成電能;電力網(wǎng)絡(luò)由電源的升壓變電所、輸電線路、負荷中心變電所、配電線路等構(gòu)成。它的功能是將電源發(fā)出的電能升壓到一定等級后輸送到負荷中心變電所,再降壓至一定等級后,經(jīng)配電線路與用戶相聯(lián)。電力系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)結(jié)點千百個交織密布,有功潮流、無功潮流、高次諧波、負序電流等以光速在全系統(tǒng)范圍傳播。它既能輸送大量電能,創(chuàng)造巨大財富,也能在瞬間造成重大的災(zāi)難性事故。為保證系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟地運行,必須在不同層次上依不同要求配置各類自動控制裝置與通信系統(tǒng),組成信息與控制子系統(tǒng)。它成為實現(xiàn)電力系統(tǒng)信息傳遞的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),使電力系統(tǒng)具有可觀測性與可控性,從而保證電能生產(chǎn)與消費過程的正常進行以及事故狀態(tài)下的緊急處理。
系統(tǒng)的運行指組成系統(tǒng)的所有環(huán)節(jié)都處于執(zhí)行其功能的狀態(tài)。系統(tǒng)運行中,由于電力負荷的隨機變化以及外界的各種干擾(如雷擊等)會影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定,導(dǎo)致系統(tǒng)電壓與頻率的波動,從而影響系統(tǒng)電能的質(zhì)量,嚴重時會造成電壓崩潰或頻率崩潰。系統(tǒng)運行分為正常運行狀態(tài)與異常運行狀態(tài)。其中,正常狀態(tài)又分為安全狀態(tài)和警戒狀態(tài);異常狀態(tài)又分為緊急狀態(tài)和恢復(fù)狀態(tài)。電力系統(tǒng)運行包括了所有這些狀態(tài)及其相互間的轉(zhuǎn)移。各種運行狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移需通過不同控制手段來實現(xiàn)。
電力系統(tǒng)在保證電能質(zhì)量、實現(xiàn)安全可靠供電的前提下,還應(yīng)實現(xiàn)經(jīng)濟運行,即努力調(diào)整負荷曲線,提高設(shè)備利用率,合理利用各種動力資源,降低燃料消耗、廠用電和電力網(wǎng)絡(luò)的損耗,以取得最佳經(jīng)濟效益。