電磁環(huán)網(wǎng)是指不同電壓等級(jí)運(yùn)行的線路．通過(guò)變壓器電磁回路的聯(lián)接而構(gòu)成的環(huán)路。一般情況中，往往在高一級(jí)電壓線路投入運(yùn)行初期，由于高一級(jí)電壓網(wǎng)絡(luò)尚未形成或網(wǎng)絡(luò)尚不堅(jiān)強(qiáng)，需要保證輸電能力或?yàn)楸Ｖ匾?fù)荷而運(yùn)行電磁環(huán)網(wǎng)。高低壓電磁環(huán)網(wǎng)中高壓線路斷開(kāi)引起的負(fù)荷轉(zhuǎn)移很有可能造成事故擴(kuò)大、系統(tǒng)穩(wěn)定破壞。

弱環(huán)型與強(qiáng)環(huán)型

  簡(jiǎn)單/顯性型與復(fù)雜/隱性型電磁環(huán)網(wǎng)

  雙級(jí)型與多級(jí)型電磁環(huán)網(wǎng)

潮流轉(zhuǎn)移

電磁環(huán)網(wǎng)面臨的普遍問(wèn)題是主干通道故障后潮流轉(zhuǎn)移導(dǎo)致下級(jí)電網(wǎng)過(guò)載。故障前上、下級(jí)電網(wǎng)元件潮流方向一致時(shí)，故障后下級(jí)元件潮流將增大，反之將減少甚至逆轉(zhuǎn)，可分別定義為順向和逆向潮流方式。針對(duì)實(shí)際電網(wǎng)的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，以下因素需要重點(diǎn)關(guān)注：強(qiáng)耦合、大潮流、低裕度（順向）。

由于上、下級(jí)電網(wǎng)的輸電能力可相差3～6倍（如根據(jù)線型不同，500 kV 線路約為1600～3500MW，220kV線路約為200～700MW），對(duì)于強(qiáng)耦合的弱環(huán)網(wǎng)，一般受投資、廊道、站址、、短路水平等因素制約，通過(guò)增強(qiáng)下級(jí)電網(wǎng)來(lái)消除對(duì)上級(jí)電網(wǎng)輸電能力的約束不經(jīng)濟(jì)甚至不可行，優(yōu)先加強(qiáng)上級(jí)電網(wǎng)既能顯著提升輸電能力，也可為環(huán)網(wǎng)解環(huán)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化創(chuàng)造條件。

如何補(bǔ)強(qiáng)或優(yōu)化上級(jí)電網(wǎng)較強(qiáng)的電磁環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)需具體分析，如：將解環(huán)的環(huán)網(wǎng)顯然不宜再加強(qiáng)下級(jí)聯(lián)絡(luò)斷面；已明確不解環(huán)的環(huán)網(wǎng)則應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)下級(jí)聯(lián)絡(luò)斷面；耦合度較高的環(huán)網(wǎng)仍宜優(yōu)先增強(qiáng)上級(jí)網(wǎng)絡(luò)以解決主要矛盾；耦合度較低的強(qiáng)環(huán)網(wǎng)則應(yīng)重點(diǎn)考慮控制短路水平、簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、優(yōu)化潮流分布等。三級(jí)電磁環(huán)網(wǎng)和兩級(jí)電磁環(huán)網(wǎng)的特性并無(wú)本質(zhì)不同，但還需考慮以下運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。

穩(wěn)定和短路

存在失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)的電磁環(huán)網(wǎng)主要是承擔(dān)大功率外送或向末端供電的強(qiáng)耦合型電磁環(huán)網(wǎng)，特別是典型弱環(huán)網(wǎng)。上級(jí)主干通道故障后僅剩下級(jí)輸電通道，系統(tǒng)阻抗為故障前的數(shù)倍（如3～5倍），易導(dǎo)致功角失穩(wěn)；另一方面受端失去主要支撐，易導(dǎo)致電壓失穩(wěn)。當(dāng)上級(jí)電網(wǎng)存在兩個(gè)及以上輸電通道時(shí)，電磁環(huán)網(wǎng)的存在減小了系統(tǒng)整體阻抗，因而并不會(huì)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定產(chǎn)生影響，需要結(jié)合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具體分析。

影響系統(tǒng)短路水平的主要因素為電源規(guī)模和網(wǎng)絡(luò)阻抗，電磁環(huán)網(wǎng)的存在降低了系統(tǒng)短路阻抗，但未必是影響短路水平的決定性因素：對(duì)于下級(jí)電氣距離較長(zhǎng)、聯(lián)系不夠緊密的電網(wǎng)，電磁解環(huán)抑制系統(tǒng)短路水平的效果一般只有0.5～3.0kA；反之，對(duì)于下級(jí)電氣聯(lián)系非常緊密的電網(wǎng)，電磁解環(huán)抑制系統(tǒng)短路水平的效果可達(dá)3～6kA甚至更高，對(duì)于諸如兩個(gè)500kV站中壓側(cè)短線直連的端情況，解環(huán)后兩站中壓側(cè)短路電流可下降10kA 以上。此外，電磁環(huán)網(wǎng)對(duì)于上級(jí)電網(wǎng)的短路水平影響較小。

電磁環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化

消除電磁環(huán)網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)的根本措施是實(shí)施電網(wǎng)解環(huán)，比如110kV 電網(wǎng)基本為輻射+鏈?zhǔn)焦╇娊Y(jié)構(gòu)。然而，由于超高壓電網(wǎng)輸電容量大，對(duì)可靠性要求高，較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)電磁環(huán)網(wǎng)仍將大量存在，但將通過(guò)解環(huán)分片使其結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單清晰。原則上一個(gè)分區(qū)內(nèi)至少應(yīng)有三臺(tái)聯(lián)變，且與外區(qū)至少有三回上級(jí)聯(lián)絡(luò)線（確保檢修方式下的供電）。

上級(jí)兩站直連的（或三站，取決于下級(jí)網(wǎng)絡(luò)的緊密程度和供電范圍）手拉手結(jié)構(gòu)仍是電磁環(huán)網(wǎng)，但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單清晰，一般每站有兩臺(tái)主變?yōu)橐耍ㄖ髯冞^(guò)少影響供電能力，過(guò)多則中壓側(cè)短路水平易超標(biāo)），可兼顧短路控制和供電能力等各方面的需求，但要求區(qū)內(nèi)聯(lián)絡(luò)線具備足夠的互供（功率交換）能力。若上級(jí)變電站不直連，則不再是電磁環(huán)網(wǎng)或是隱性電磁環(huán)網(wǎng)。

單站手拉手結(jié)構(gòu)只有一個(gè)上級(jí)變電站，但出于短路控制要求將其中壓側(cè)母線分段運(yùn)行，在形式上消除了電磁環(huán)網(wǎng)，但仍需考慮一臺(tái)聯(lián)變跳閘后下級(jí)電網(wǎng)的潮流轉(zhuǎn)移控制。這種結(jié)構(gòu)往往適用于供電區(qū)域相對(duì)較小的分區(qū)電網(wǎng)，否則可能會(huì)出現(xiàn)供電距離過(guò)長(zhǎng)的情況；且考慮變電站全停風(fēng)險(xiǎn)，其供電可靠性相對(duì)較低。

饋供結(jié)構(gòu)是電磁環(huán)網(wǎng)打開(kāi)的形式，不存在電磁耦合，缺點(diǎn)是降低了供電可靠性，特別是母線檢修方式下需足夠備用聯(lián)絡(luò)線支持以確保供電，適用于供電區(qū)域和規(guī)模較小的分區(qū)電網(wǎng)；由于下級(jí)變電站之間缺乏互供，可能需要更高的設(shè)備冗余。

實(shí)際電網(wǎng)中，饋供結(jié)構(gòu)較為少見(jiàn)，且往往會(huì)發(fā)展成為其他供電結(jié)構(gòu)。值得推薦的是單站背靠背型手拉手結(jié)構(gòu)，即隨著單站主變的增加，變電站中壓側(cè)母線分列運(yùn)行，每個(gè)分站再與其他變電站母線分列運(yùn)行后的分站形成手拉手結(jié)構(gòu)，這既是出于短路控制的需要，也增加了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)調(diào)整的靈活性，對(duì)電網(wǎng)發(fā)展適應(yīng)性也較好。

電磁環(huán)網(wǎng)的潮流轉(zhuǎn)移控制

1.方式預(yù)控措施

實(shí)際電磁環(huán)網(wǎng)運(yùn)行的主要問(wèn)題是潮流轉(zhuǎn)移和控制。對(duì)于非連鎖故障，需控制上級(jí)通道故障后下級(jí)電網(wǎng)任一元件有功功率不超過(guò)值。近似認(rèn)為故障前后的有功轉(zhuǎn)移特性是線性的，主要由網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)決定，對(duì)于連鎖跳閘（包括故障后采取切線、切變等主動(dòng)跳閘措施）的潮流控制，在線性假設(shè)下，可考慮利用疊加法求取方式預(yù)控限額。

由于實(shí)際有功潮流的轉(zhuǎn)移特性并非線性，考慮連鎖潮流轉(zhuǎn)移后計(jì)算誤差將逐步擴(kuò)大，特別是當(dāng)上級(jí)主干通道潮流變化范圍大且下級(jí)元件與上級(jí)通道的輸電能力級(jí)差過(guò)大時(shí)可能產(chǎn)生電網(wǎng)隱患。針對(duì)這種情況，一個(gè)折中且實(shí)施相對(duì)簡(jiǎn)便的方法是分檔計(jì)算方式預(yù)控限額。

對(duì)于簡(jiǎn)單型電磁環(huán)網(wǎng)，潮流轉(zhuǎn)移特性較易分析；對(duì)于復(fù)雜型特別是多耦合點(diǎn)的電磁環(huán)網(wǎng)，其潮流轉(zhuǎn)移分析可結(jié)合上級(jí)通道故障后的潮流主轉(zhuǎn)移路徑進(jìn)行：通過(guò)聯(lián)變（耦合點(diǎn)）的下網(wǎng)功率變化可以分析得出潮流轉(zhuǎn)移的主要分布，從而找出需重點(diǎn)進(jìn)行潮流控制的下級(jí)電網(wǎng)元件，提高運(yùn)行控制的效率。

2.基于解耦控制的穩(wěn)定措施

除了切機(jī)和切負(fù)荷穩(wěn)定措施外，實(shí)際運(yùn)行中為以較小代價(jià)實(shí)現(xiàn)有效的潮流控制，提出了切線、切變的解列型（過(guò)渡性）穩(wěn)定措施，其核心思想是解耦控制，阻斷連鎖，均衡潮流，提升電網(wǎng)的整體穩(wěn)定性，主要應(yīng)用于大潮流、強(qiáng)耦合且結(jié)構(gòu)較強(qiáng)的電磁環(huán)網(wǎng)中：由于主干通道故障后下級(jí)電網(wǎng)的潮流穿越較大，此時(shí)，常規(guī)穩(wěn)定措施往往實(shí)施困難、效果不佳甚至引發(fā)新的穩(wěn)定問(wèn)題，而切除潮流轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵聯(lián)絡(luò)元件可以實(shí)現(xiàn)或近似實(shí)現(xiàn)上、下級(jí)電網(wǎng)的解耦或潮流分布的優(yōu)化。