国家能源系统——简要说明，不同情况下的工作特点
该国的能源系统是几个要素的组合——发电厂、升压和降压配电变电站、电力和热力网络。
发电厂生产电能和热能（用于热电联产）。电能， 发电厂产生的, 在升压变电站中增加到所需的电压值并馈入网络，特别是馈入主电网，在那里根据特定区域消耗的能量进一步分配，电力系统内的企业一个国家或一个单独的地区。
如果我们谈论国家的能源系统，骨干网络将其整个领土纠缠在一起。干线网络包括 220、330、750 kV 线路，大量的功率流通过这些线路——从几百兆瓦到几十吉瓦不等。
下一阶段是区域、节点变电站、大型企业变电站110kV高压干线网络改造。数十兆瓦以内的电力流经 110 kV 电网。
110kV变电站以6、10、35kV的电压，将电力分配给人口密集区的小型用户变电站和各类企业。此外，市电电压降低到用户需要的值。如果这些是居民点和小型企业，则电压降至 380/220 V。还有大型工业企业的设备直接由 6 kV 高压供电。
热电联产（热电联产） 除了电能外，它们还产生热量，用于加热建筑物和结构。热电厂提供的热能通过热网分配给消费者。
电力系统特点
在考虑电力系统的运行时，必须特别注意电力传输过程。电能的产生和传输是一个复杂的相互关联的过程。
在电力系统中，消费者产生、传输和消耗能源是连续实时发生的。电力系统容量中的电力积累（积累）不会发生，因此在电力系统中不断监测发电和消耗电力之间的平衡。
电力系统的特点是电能几乎是瞬时从电源传输到消费者，并且不可能大量积累。这些特性决定了电力生产和消耗过程的同时性。
在交流电能的生产和消费中，任何时刻产生和消耗的电量相等，对应于产生和消耗的有功和无功功率相等。
因此，在电力系统静止模式下的任何时刻，发电厂必须产生与消费者功率相等的功率，并弥补输电网中的能量损失，即必须观察到产生和消耗的功率平衡.
无功功率平衡的概念与影响有关 无功功率，通过电网的元件传输到电压模式。无功功率平衡的破坏导致网络中电压水平的变化。
通常，缺乏有功功率的电力系统也缺乏无功功率。然而，更有效的做法是不从邻近的电力系统转移丢失的无功功率，而是在安装在该电力系统中的补偿装置中产生它。
生产和消耗的电能之间存在平衡的主要指标之一是 网络频率……俄罗斯、白俄罗斯、乌克兰和大多数欧洲国家的电网频率为 50 赫兹。如果该国电力系统的频率在 50 赫兹（公差± 0.2 赫兹）以内，则意味着能量平衡得到遵守。
如果产生的电能不足，尤其是其活性成分不足，则会出现功率不足，即能量平衡受到干扰。在这种情况下，电网频率降低到允许值以下。电力系统缺电越大，频率越低。
打破能量平衡的过程对能量系统来说是最危险的，如果不在初始阶段阻止，那么能量系统就会彻底崩溃。
为了防止配电变电站停电时电力系统崩溃，采用了应急自动化—— 自动卸频 (AChR) 和异步模式消除自动化 (ALAR)。
AChR 自动关闭消费者的某一部分负载，从而减少电力系统中的能量赤字。 ALAR 是一个复杂的自动系统，可以自动检测和消除电网中的异步模式。在电力系统缺电的情况下，ALAR 与 AFC 协同工作。
在电力系统的各个环节，都可能发生各种紧急情况：站、变电站各种设备损坏，电缆和架空电力线路损坏，继电保护和自动化装置的正常运行中断等。用户根据自己的 电源可靠性类别.
稳压特性
电力系统中的电压以确保所有区域的正常电压值的方式进行调节。终端用户电压调节是根据从较大的变电站获得的平均电压值来完成的。
通常，这种调整进行一次，然后在大型节点（区域变电站）调整电压，因为由于数量众多，不断调整每个用户变电站的电压是不切实际的。
变电站的电压调节是在电力变压器和自耦变压器内置的无励磁分接开关和负载开关的帮助下进行的。在变压器与电源断开的情况下（无励磁开关），通过断路开关进行调节。 有载开关装置 允许调节负载电压，即无需先断开变压器（自耦变压器）。
电力变压器有载开关调压有自动和手动两种方式，同时根据变压器（自耦变压器）的技术条件，为延长有载开关的使用寿命，可采用决定仅在手动模式下调节电压，并初步移除变压器的负载。同时，保留了切换有载分接开关分接头的能力，在需要快速电压调节的情况下，无需先从变压器上卸下负载即可执行此操作。
失去动力和能量
电能的传输不可避免地伴随着变压器和线路中的功率和能量损耗。这些损失必须由相应增加的供电容量来弥补，这导致电力系统建设的资本投资增加。
此外，电力和能源损失导致发电厂额外的燃料消耗，电力成本，从而增加了电力成本。因此，在设计中有必要努力减少输电网络所有元件中的这些损耗。
也可以看看： 电路中的功率和能量损耗 和 减少电网损耗的措施
电力系统并联运行
各国的电力系统或一个国家内电力系统的不同部分可以相互连接，作为一个整体构成一个相互连接的电力系统。
如果两个能源系统具有相同的参数，则它们可以并行（同步）工作。两个电力系统同步运行的可能性使得显着提高它们的可靠性成为可能，因为在其中一个电力系统出现大的电力不足的情况下，该不足可以由另一个电力系统来弥补。通过连接几个国家的电力系统，可以在这些国家之间输出或输入电力。
但如果两个电力系统在电气参数上存在一些差异，特别是电网的频率，那么如果需要将这些电力系统并联起来，它们的直接并联运行是不可接受的。
在这种情况下，他们通过使用直流线路在电力系统之间传输电力来摆脱困境，这使得可以组合以不同电网频率为特征的非同步电力系统。