摘要：电磁环网又称高低压电磁环网，是指两组电压等级不同的线路通过两个变压器磁路的连接而并联运行。电磁环网中高压线路断开引起的负荷转移，容易引起事故扩展和系统稳定性破坏。因此，为了防止电磁环网的弊端，有必要对电网的开环展开分析。
关键词：电磁环网；合环；分析控制；研究
国内220kV/110kV电磁环网已基本实现无环运行，但220kV及以上电磁环网仍大量存在。多年来，学者和行业专家对电磁环网进行了大量的分析和讨论，指出了线路无故障跳线检测的重要性。
人们普遍认为,电磁环网的劣势和风险主要包括:(1)失败后的权力交接的上级电网的过载导致下级电网的不匹配造成的上、下电网的输电能力;(2)上级电网故障后阻抗突然增大，引起系统暂态失稳甚至振荡。(3)系统短路电平升高，分电平电网短路Louis超标;(4)网络结构不清晰，潮流传递特性复杂，增加了不可控的连锁故障风险;(5)增加了防护的设置和第二、第三道防线的配置难度。
从结构上看，电磁环网与由相同电压等级的元件组成的普通环网没有本质区别。然而，合理且能充分发挥自身容量的电网总体结构特征相对均衡。随着电力系统的不断发展，电磁环网的形式越来越丰富多样，有必要进行系统分析，采取不同的应对策略。
1 弱环型与强环型
根据电磁环网的结构强度，电磁环网可分为以下几种类型:1)典型的弱环网,降低电网是典型的弱弱环网,临时的结构/热稳定性、动态稳定性较差,上级电网输电能力是相当有限的,没有电网条件下,和弱类型环Ⅰ的共同点是上级渠道失败后当前的100%转移到下级电网。2)弱环Ⅰ型上级电网薄弱不完美(发展)和相对强劲降低电网可以被定义为弱者Ⅰ型环网络,主要问题是上级电网后的权力交接失败会导致薄弱环节下级元素过载。3)强和弱环网型Ⅱ上级下级电网电网相对薄弱可以定义为弱Ⅱ型环网络,故障较高的一个特定的频道,潮流内部转移,主要是在上级电网通过降低网格趋势很小,并且没有显著增加系统阻抗,正常模式操作风险很小,但可能会有一个典型的弱当上级电网维护环的特性。4)电网在较高层和较低层的强大的环形网络环网络,强大的必要性和环解除往往源于短路水平控制要求和不可控的连锁故障风险的预防,当网络规模太大或太复杂。通过开环，有利于电网结构的澄清和解耦。
2 简单/显性型与复杂/隐性型电磁环网
简单类型电磁循环网络,传输通道之间的电磁耦合关系直接和明确的平行结构,通常发生在毗邻上级变电站之间电磁耦合(2分),有明显的优越的骨干传输通道和下属并行传输通道,传输特性的耦合点和趋势比较明显,如:典型的弱环和环Ⅰ型。复杂的电磁环网一般属于隐性结构。上一级通道失效后，潮流沿多通道上下传递。甚至没有明显的优势主渠道。类型两级和多级电磁环网编辑典型,电磁环网一般涉及两个电压等级500千伏电网发展初期出现的500kV/ 220 kV / 110 kV级电磁回路网络110千伏电网分片开环运行,这在很大程度上消失了,但是在建设的过程中又特高压电网1000kV/ 500 kV / 220kV 3级,电磁环网增加了电网运行的复杂性和风险。
3 概述及电磁环网的耦合度指标
作为环网的特例，电磁环网运行分析的重点在于评估主干输电元件或通道故障前后的网络阻抗特性变化及其对下级电网的影响。 上级输电线路/通道可定义为该电磁环网的主干通道（一般是与下级电网并联的上级通道中阻抗最小者），耦合度主要取决于主干通道故障后上、下级电网之间的阻抗差异，也在一定程度上反映了电磁环网的强弱，如,典型弱环网和弱环网Ⅰ型的耦合度为100%，属于典型的强耦合电磁环。
3.1潮流转移
电磁环网普遍存在的问题是：主通道故障后的潮流传输导致下位电网过载。当故障前上、下电网组件潮流方向相同时，故障后下电网组件潮流会增大，反之则会减小甚至逆转。针对实际电网运行风险，需要重点考虑以下因素:强耦合、大潮流、低裕度(正向)。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因为,降低电网输电能力的3 ~ 6倍(如根据不同的线路,500 kV线路大约是1600 ~ 3500 mw, 220千伏线路200 ~ 700 mw),弱环网的强耦合,一般投资,走廊,网站,限制因素,如环境保护、短路水平,通过加强消除电网输电能力较低的权力限制不是经济更高的甚至是不可行的,优先加强优势电网不仅可以大大提高输电能力，还可以为环网和电网的结构优化创造条件。如何加强或优化上级电网的电磁环网结构，应详细分析。若环网明显无环，则应适当加强下接触段。高耦合度的环网仍应优先加强上级网络，以解决主要矛盾。低耦合度强环网应重点控制短路电平，简化网络结构，优化潮流分配。三级和两级电磁环网的特点并没有根本的不同，但应考虑以下运行风险。
3.2 稳定和短路
具有失稳风险的电磁环网主要是强耦合电磁环网，尤其是典型的弱环网。上一级主通道故障后只剩下一级传输通道，系统阻抗比故障前高几倍(如3 ~ 5倍)，容易导致功率角不稳定。另一方面受端失去主支撑，容易导致电压不稳定。当上级电网中存在两个或多个传输通道时，电磁环网的存在降低了系统的总阻抗。因此，它不一定会对系统稳定性产生负面影响，需要对网络结构进行具体的分析。
系统短路水平的主要影响因素是:权力大小和网络阻抗,电磁环网的存在,降低了系统的短路阻抗,但不一定是决定性因素影响短路水平:初级电网距离较长,近距离接触,电磁的影响电网抑制系统短路水平通常只有0.5 ~ 3.0 kA;相反，对于低层电气连接非常紧密的电网，电磁破乳系统的短路电平可以达到3 ~ 6kA甚至更高。对于两个500kV变电站中压侧短路的直接连接等极端情况，两个变电站经破乳后中压侧短路电流可下降10kA以上。此外，电磁环网对上级电网的短路水平影响不大。消除电磁环网运行风险的根本措施是实现网络开环。
例如：110kV电网基本是辐射+连锁供电结构。但是，由于特高压电网传输能力大，对安全可靠性要求高，在很长一段时间内，仍会有大量的电磁环网存在。原则上每个分区至少应有3台并联变压器，并与外部分区至少有3条上级联络线(以保证维护中电源的安全)。
4电磁环网的潮流转移控制
4.1预控制措施方法
实际电磁环网运行中存在的主要问题是潮流的传递和控制。对于非联锁故障，上一级通道故障后，下一级电网各部件的有功功率不得超过安全值。可以近似认为，故障前后的有功功率转移特性是线性的，主要由网络结构决定。对于连锁跳闸的潮流控制(包括故障后采用切、切等主动跳闸措施)，在线性假设下，可以考虑叠加法来获得该模式的预控制极限。因为实际有功功率流传递特性不是完全线性的计算误差会逐渐扩大后考虑功率流传递的联系,特别是当上级主干信道的功率流变化范围大,传输容量水平差异从属组件和优越的渠道太大,它可能导致潜在的电网安全风险。在这种情况下，一种折衷且相对容易实现的方法是预控制极限的分割计算。对于简单的电磁环网，潮流传输特性易于分析。形式尤其是电磁环网的耦合点,转移趋势分析可以结合优越的通道失败后的趋势主要传递路径:通过强(耦合点)的净功率可以改变分析表明主要分布趋势的转移,因此,找到需要重点控制的趋势电网组件在一个较低的水平,提高经营管理的效率。
4.2基于解耦控制的安全稳定措施
除了安全与稳定的裁切机切负荷措施,在实际的操作实施有效的流量控制以更少的成本,提出了解决切,剪切类型列(临时)特别的安全措施,它的核心思想是解耦控制,连锁块,平衡的趋势,提高整个电网的稳定性,主要应用于趋势、强耦合和强电磁回路网络结构:由于下游电网在主通道故障后的大流量，常规的安全稳定措施往往难以实施，效果不佳，甚至会导致新的稳定问题。而上下电网的解耦或潮流分配的优化可以通过去除潮流传递的关键环节来实现或近似实现。
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论文作者:黄涛
论文发表刊物:《电力设备》2019年第21期
论文发表时间:2020/3/16
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