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- 電能生產與消費的系統
- 機械工業出版社圖書
電力系統
電能生產與消費的系統
電力系統是由發電廠、送變電線路、供配電所和用電等環節組成的電能生產與消費系統。它的功能是將自然界的一次能源通過發電動力裝置轉化成電能，再經輸電、變電和配電將電能供應到各用戶。為實現這一功能，電力系統在各個環節和不同層次還具有相應的信息與控制系統，對電能的生產過程進行測量、調節、控制、保護、通信和調度，以保證用戶獲得安全、優質的電能。
電力系統的主體結構有電源（水電站、火電廠、核電站等發電廠），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。各電源點還互相聯接以實現不同地區之間的電能交換和調節，從而提高供電的安全性和經濟性。輸電線路與變電所構成的網路通常稱電力網路。電力系統的信息與控制系統由各種檢測設備、通信設備、安全保護裝置、自動控制裝置以及監控自動化、調度自動化系統組成。電力系統的結構應保證在先進的技術裝備和高經濟效益的基礎上，實現電能生產與消費的合理協調。
英文：power system
建立結構合理的大型電力系統不僅便於電能生產與消費的集中管理、統一調度和分配，減少總裝機容量，節省動力設施投資，且有利於地區能源資源的合理開發利用，更大限度地滿足地區國民經濟日益增長的用電需要。電力系統建設往往是國家及地區國民經濟發展規劃的重要組成部分。
電力系統的出現，使用高效、無污染、使用方便、易於控制的電能得到廣泛應用，推動了社會生產各個領域的變化，開創了電力時代，發生了第二次技術革命。電力系統的規模和技術高低已成為一個國家經濟發展水平的標誌之一。
在電能應用的初期，電力通常是經過小容量發電機單獨向燈塔、輪船、車間等供電。這已經可以把其看作是一種簡單的住戶式供電系統。直到白熾燈發明后，才出現了中心電站式供電系統，如1882年T.A.托馬斯·阿爾瓦·愛迪生在紐約主持建造的珍珠街電站。它裝有6台發電機（總容量約670千瓦），用110伏電壓供1300盞電燈照明。19世紀90年代，三相交流供電系統研製成功，並很快取代了直流輸電，成為電力系統大發展的里程碑。
20世紀以後，人們普遍認識到擴大電力系統的規模可以在能源開發、工業布局、負荷調整、系統安全與經濟運行等方面帶來明顯的社會經濟效益。於是，電力系統的規模迅速增長。世界上覆蓋面積最大的電力系統是前蘇聯的統一電力系統。它東西橫越7000千米，南北縱貫3000千米，覆蓋了約1000萬平方千米的土地。
中華人民共和國的電力系統從50年代開始迅速發展。到1991年底，電力系統裝機容量為14600萬千瓦，年發電量為6750億千瓦時，均居世界第四位。輸電線路以220千伏、330千伏和500千伏為網路骨幹，形成4個裝機容量超過1500萬千瓦的大區電力系統和9個超過百萬千瓦的省電力系統，大區之間的聯網工作也已開始。此外，1989年，台灣建立了裝機容量為1659萬千瓦的電力系統。
電力系統的主體結構有電源、電力網路和負荷中心。電源指各類發電廠、站，它將一次能源轉換成電能；電力網路由電源的升壓變電所、輸電線路、負荷中心變電所、配電線路等構成。它的功能是將電源發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，經配電線路與用戶連接。電力系統中網路結點千百個交織密布，有功潮流、無功潮流、高次諧波、負序電流等以光速在全系統範圍傳播。它既能輸送大量電能，創造巨大財富，也能在瞬間造成重大的災難性事故。為保證系統安全、穩定、經濟地運行，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，組成信息與控制子系統。它成為實現電力系統信息傳遞的神經網路，使電力系統具有可觀測性與可控性，從而保證電能生產與消費過程的正常進行以及事故狀態下的緊急處理。
系統的運行指組成系統的所有環節都處於執行其功能的狀態。系統運行中，由於電力負荷的隨機變化以及外界的各種干擾（如雷擊等）會影響電力系統的穩定，導致系統電壓與頻率的波動，從而影響系統電能的質量，嚴重時會造成電壓崩潰或頻率崩潰。系統運行分為正常運行狀態與異常運行狀態。其中，正常狀態又分為安全狀態和警戒狀態；異常狀態又分為緊急狀態和恢復狀態。電力系統運行包括了所有這些狀態及其相互間的轉移。各種運行狀態之間的轉移需通過不同控制手段來實現。
電力系統在保證電能質量、實現安全可靠供電的前提下，還應實現經濟運行，即努力調整負荷曲線，提高設備利用率，合理利用各種動力資源，降低燃料消耗、廠用電和電力網路的損耗，以取得最佳經濟效益。
根據電力系統中裝機容量與用電負荷的大小，以及電源點與負荷中心的相對位置，電力系統常採用不同電壓等級輸電（如高壓輸電或超高壓輸電），以求得最佳的技術經濟效益。根據電流的特徵，電力系統的輸電方式還分為交流輸電和直流輸電。交流輸電應用最廣。直流輸電是將交流發電機發出的電能經過整流后採用直流電傳輸。
電力系統需要依靠統一的調度指揮系統以實現正常調整與經濟運行，以及進行安全控制、預防和處理事故等。根據電力系統的規模，調度指揮系統多是分層次建立，既分工負責，又統一指揮、協調，並採用各種自動化裝置，建立自動化調度系統。
電能生產、供應、使用是在瞬間完成的，並需保持平衡。因此，它需要有一個統一的調度指揮系統。這一系統實行分級調度、分層控制。
其主要工作有：
①預測用電負荷；
②分派發電任務，確定運行方式，安排運行計劃；
③對全系統進行安全監測和安全分析；
④指揮操作，處理事故。完成上述工作的主要工具是計算機。
電能是二次能源。電力系統的發展既要考慮一次能源的資源條件，又要考慮電能需求的狀況和有關的物質技術裝備等條件，以及與之相關的經濟條件和指標。在社會總能源的消耗中，電能所佔比例始終呈增長趨勢。信息化社會的發展更增加了對電能的依賴程度。以美國為例,1920～1970年期間，電能占能源總消耗的比例由11%上升到26%，90年代將超過40%。為滿足用戶對電能不斷增長的需要，必須在科學規劃的基礎上發展電力系統。電力系統的建設不僅需要大量投資，而且需要較長時間。電能供應不足或供電不可靠都會影響國民經濟的發展，甚至造成嚴重的經濟損失；發電和輸、配電能力過剩又意味著電力投資效益降低，從而影響發電成本。因此，必須進行電力系統的全面規劃，以提高發展電力系統的預見性和科學性。
制定電力系統規劃首先必須依據國民經濟發展的趨勢（或計劃），做好電力負荷預測及一次能源開發布局，然後再綜合考慮可靠性與經濟性的要求，分別作出電源發展規劃、電力網路規劃和配電規劃。
在電力系統規劃中，需綜合考慮可靠性與經濟性，以取得合理的投資平衡。對電源設備，可靠性指標主要是考慮設備受迫停運率、水電站枯水情況下電力不足概率和電能不足期望值；對輸、變電設備，可靠性指標主要是平均停電頻率、停電規模和平均停電持續時間。大容量機組的單位容量造價較低，電網互聯可減少總的備用容量。這些都是提高電力系統經濟性需首先考慮的問題。
電力系統是一個龐大而複雜的大系統，它的規劃問題還需要在時間上展開，從多種可行方案中進行優選。這是一個多約束條件的具有整數變數的非線性問題，遠非人工計算所能及。60年代以來出現的系統工程理論，以及計算技術的發展，為電力系統規劃提供了有力的工具。
大型電力系統是現代社會物質生產部門中空間跨度最大、時間協調要求嚴格、層次分工非常複雜的實體系統。它不僅耗資大，費時長，而且對國民經濟的影響極大。所以制訂電力系統規劃必須注意其科學性、預見性。要根據歷史數據和規劃期間的電力負荷增長趨勢做好電力負荷預測。在此基礎上按照能源布局制訂好電源規劃、電網規劃、網路互聯規劃、配電規劃等。電力系統的規劃問題需要在時間上展開，從多種可行方案中進行優選。這是一個多約束條件的具整數變數的非線性問題，需利用系統工程的方法和先進的計算技術。
智能電力系統的發展目標
智能電力系統關鍵技術可劃分以下三個層次：
第一個層次：系統一次新技術和智能發電、用電基礎技術，包括可再生能源發電技術、特高壓技術、智能輸配電設備、大容量儲能、電動汽車和智能用電技術與產品等。
第二個層次：系統二次新技術，包括先進的感測、測量、通信技術，保護和自動化技術等。
第三個層次：電力系統調度、控制與管理技術，包括先進的信息採集處理技術、先進的系統控制技術、適應電力市場和雙向互動的新型系統運行與管理技術等。
智能電力系統發展的最高形式是具有多指標、自趨優運行的能力，也是智能電力系統的遠景目標。
多指標就是指表徵智能電力系統安全、清潔、經濟、高效、兼容、自愈、互動等特徵的指標體現。
自趨優是指在合理規劃與建設的基礎上，依託完善統一的基礎設施和先進的感測、信息、控制等技術，通過全面的自我監測和信息共享，實現自我狀態的準確認知，並通過智能分析形成決策和綜合調控，使得電力系統狀態自動自主趨向多指標最優。
指系統的所有組成環節都處於執行其功能的狀態。電力系統的基本要求是保證安全可靠地向用戶供應質量合格、價格便宜的電能。所謂質量合格，就是指電壓、頻率、正弦波形這 3個主要參量都必須處於規定的範圍內。電力系統的規劃、設計和工程實施雖為實現上述要求提供了必要的物質條件，但最終的實現則決定於電力系統的運行。實踐表明，具有良好物質條件的電力系統也會因運行失誤造成嚴重的後果。例如，1977年7月13日，美國紐約市的電力系統遭受雷擊，由於保護裝置未能正確動作，調度中心掌握實時信息不足等原因，致使事故擴大，造成系統瓦解，全市停電。事故發生及處理前後延續25小時，影響到900萬居民供電。據美國能源部最保守的估計，這一事故造成的直接和間接損失達3.5億美元。60～70年代，世界範圍內多次發生大規模停電事故，促使人們更加關注提高電力系統的運行質量，完善調度自動化水平。
電力系統的運行常用運行狀態來描述，主要分為正常狀態和異常狀態。正常狀態又分為安全狀態和警戒狀態，異常狀態又分為緊急狀態和恢復狀態。電力系統運行包括了所有這些狀態及其相互間的轉移(圖3)。
各種運行狀態之間的轉移，需通過控制手段來實現，如預防性控制，校正控制和穩定控制，緊急控制，恢復控制等。這些統稱為安全控制。
電力系統在保證電能質量、安全可靠供電的前提下，還應實現經濟運行，即努力調整負荷曲線，提高設備利用率，合理利用各種動力資源，降低煤耗、廠用電和網路損耗，以取得最佳經濟效益。
安全狀態 指電力系統的頻率、各點的電壓、各元件的負荷均處於規定的允許值範圍，並且，當系統由於負荷變動或出現故障而引起擾動時，仍不致脫離正常運行狀態。由於電能的發、輸、用在任何瞬間都必須保證平衡，而用電負荷又是隨時變化的，因此，安全狀態實際上是一種動態平衡，必須通過正常的調整控制（包括頻率和電壓──即有功和無功調整）才能得以保持。
警戒狀態 指系統整體仍處於安全規定的範圍，但個別元件或局部網路的運行參數已臨近安全範圍的閾值。一旦發生擾動，就會使系統脫離正常狀態而進入緊急狀態。處於警戒狀態時，應採取預防控制措施使之返回安全狀態。
從19世紀末到20世紀20、30年代，交流電路的理論、三相交流輸電理論、分析三相交流系統的不平衡運行狀態的對稱分量法、電力系統潮流計算、短路電流計算、同步電機振蕩過程和電力系統穩定性分析、流動波理論和電力系統過電壓分析等均已成熟，形成了電力系統分析的理論基礎。隨著系統規模的增大，人工計算已經遠遠不能適應要求，從而促進了專用模擬計算工具的研製。20世紀20年代，美國麻省理工學院電機系首次研製成功機械式模擬計算機──微分儀，後來改進成為電子管、繼電器式模擬計算機，以後又研製成直流計算台和網路分析儀，成為電力系統研究的有力工具。50年代以來，電子計算機技術的發展和應用，使大規模電力系統的精確、快速計算得以實現，從而使電力系統分析的理論和方法進入一個嶄新的階段。
在電力系統的主體結構方面，燃料、動力、發電、輸變電、負荷等各個環節的研究開發，大大提高了電力系統的整體功能。高電壓技術的進步，各種超高壓輸變電設備的研製成功，電暈放電與長間隙放電特性的研究等，為實現超高壓輸電奠定了基礎。新型超高壓、大容量斷路器以及氣體絕緣全封閉式組合電器，其額定切斷電流已達100千安，全開斷時間由早期的數十個工頻周波縮短到1～2個周波，大大提高了對電網的控制能力，並且降低了過電壓水平。依靠電力電子技術的進步實現了超高壓直流輸電。由電力電子器件組成的各種動力負荷，為節約用電提供了新的技術裝備。
超導電技術的成就展示了電力系統的新前景。30萬千瓦超導發電機已經投入試運行，並且還繼續研製容量為百萬千瓦級的超導發電機。超導材料性能的改進會使超導輸電成為可能。利用超導線圈可研制超導儲能裝置。動力蓄電池和燃料電池等新型電源設備均已有千瓦級的產品處於試運行階段，並正逐步進入工業應用，這些研究課題有可能實現電能儲存和建立分散、獨立的電源，從而引起電力系統的重大變革。
在各工業部門中，電力系統是規模最大、層次很複雜、實時性要求嚴格的實體系統。無論是系統規劃和基本建設，還是系統運行和經營管理，都為系統工程、信息與控制的理論和技術的應用開拓了廣闊的園地，並促進了這些理論、技術的發展。針對電力系統的特點，60年代以來在電力系統運行的安全分析與管理中，在電力系統規劃和設計中，都廣泛引入了系統工程方法，包括可靠性分析及各種優化方法。電子技術、計算機技術和信息技術的進步，使電力系統監控與調度自動化發展到一個新的階段，並在理論上和技術上繼續提出新的研究課題。
火電：鍋爐－汽輪機－發電機
水電：水庫－水輪機－發電機
核電：核反應堆－汽輪機－發電機
其它：如風能、地熱能、太陽能、潮汐等
電力系統——是由發電廠、變電所、輸電線、配電系統及負荷組成的。是現代社會中最重要、最龐雜的工程系統之一。
電力網——是由變壓器、電力線路等變換、輸送、分配電能設備所組成的部分。
動力系統——在電力系統的基礎上，把發電廠的動力部分（例如火力發電廠的鍋爐、汽輪機和水力發電廠的水庫、水輪機以及核動力發電廠的反應堆等）包含在內的系統。
總裝機容量——指該系統中實際安裝的發電機組額定有功功率的總和，以千瓦（kW）、兆瓦（MW）、吉瓦（GW）為單位計。
年發電量——指該系統中所有發電機組全年實際發出電能的總和，以千瓦時（kWh）、兆瓦時（MWh）、吉瓦時（GWh）為單位計。
最大負荷——指規定時間內，電力系統總有功負荷的最大值，以千瓦（kW）、兆瓦（MW）、吉瓦（GW）為單位計。
額定頻率——按國家標準規定，我國所有交流電力系統的額定頻率為50Hz。
最高電壓等級——是指該系統中最高的電壓等級電力線路的額定電壓。
指正常狀態的電力系統受到干擾后，一些快速的保護和控制已經起作用，但系統中某些樞紐點的電壓仍偏移，超過了允許範圍；或某些元件的負荷超過了安全限制，使系統處於危機狀況。緊急狀態下的電力系統，應儘快採用各種校正控制和穩定控制措施，使系統恢復到正常狀態。如果無效，就應按照對用戶影響最小的原則，採取緊急控制措施，使系統進入恢復狀態。這類措施包括使系統解列（即整個系統分解為若干局部系統，其中某些局部系統不能正常供電）和切除部分負荷（此時系統尚未解列，但不能滿足全部負荷要求，只得去掉部分負荷）。在這種情況下再採取恢復控制措施，使系統返回正常運行狀態。
是制訂電力系統規劃的重要基礎。它要求預先估算規劃期間各年需要的總電能和最大負荷，並預測各負荷點的地理位置。預測方法有按照地區、用途（工業、農業、交通、市政、民用等）累計的方法和宏觀估算方法。後者就是考慮電力負荷與國民生產總值的關係，電力負荷增長率與經濟增長率的關係，按時間序列由歷史數據估算出規劃期間電力負荷的增長。由於負荷預測中不確定因素很多，因此，往往需採用多種方法互相校核，最後由規劃者作出決策。
可用於發電的一次能源主要有河流的水力、化石燃料(煤、石油、天然氣)和核燃料等。一次能源的規劃決定於各種能源的儲量及開發條件。
水力資源屬再生能源，一般講具有發電成本低的特點，但建造周期長。水力資源和大型水利樞紐的開發方案是發電、灌溉、航運、水土保持及生態環境效益綜合平衡的結果。許多國家的電力系統在發展初期是優先發展水電，形成“水主火從”的局面。20世紀50年代末，發達國家中條件較好的水力資源已經充分開發，逐漸轉為“火主水從”的局面。在火電開發中，以煤為燃料佔主要地位。發達國家用於發電的煤炭約佔煤炭總消費量的50%以上。利用天然氣和石油為燃料的火電廠也佔一定比例。70年代世界性石油危機后，以核燃料為動力的發電站得到了較快的發展。
主要是根據各種發電方式的特性和資源條件，決定增加何種形式的電站(水電、火電、核電等)，以及發電機組的容量與台數。承擔基荷為主的電站，因其利用率較高，宜選用適合長期運行的高效率機組，如核電機組和大容量、高參數火電機組等，以降低燃料費用。承擔峰荷為主的電站，因其年利用率低，宜選用啟動時間短、能適應負荷變化而投資較低的機組，如燃汽輪機組等。至於水電機組，在豐水期應盡量滿發，承擔系統基荷；在枯水期因水量有限而帶峰荷。
由於水電機組的造價僅占水電站總投資的一小部分，近年來多傾向於在水電站中適當增加超過保證出力的裝機容量（即加大裝機容量的逾量），以避免棄水或減少棄水。對有條件的水電站，世界各國均致力發展抽水蓄能機組，即系統低谷負荷時，利用火電廠的多餘電能進行抽水蓄能；當系統高峰負荷時，再利用抽蓄的水能發電。儘管抽水-蓄能-發電的總效率僅2/3,但從總體考慮，安裝抽水蓄能機組比建造調峰機組還是經濟，尤其對調峰容量不足的系統更是如此。
電網規劃，即在已確定的電源點和負荷點的前提下，合理選擇輸電電壓等級，確定網路結構及輸電線路的輸送容量，然後對系統的穩定性、可靠性和無功平衡等進行校核。
目的
電力系統中的信息與控制子系統是實現電力系統信息傳遞的神經網路。它使電力系統具有可觀測性與可控性，從而保證電能生產與消費過程的正常進行，以及在事故狀態下的緊急處理。從電力系統誕生之日起，信息與控制子系統就是電力系統必不可少的組成部分，它在不同水平上的完善和發展，才使電能的廣泛應用成為現實。
電力系統信息與控制子系統的進步，保證了電能質量，提高了電力系統安全運行水平，改善了勞動條件，提高了勞動生產率，還為電力系統的經營決策提供有力支援，從概念上、方法上對電力系統運行分析和經營管理賦予新的內容。
任務
信息與控制子系統的作用主要在保證電力系統安全、穩定、經濟地運行。
它執行以下 3項任務。
①正常運行狀態的監測、記錄，正常操作與調整(自動維持頻率和電壓等);
②異常狀態及事故狀態下的報警、保護、緊急控制及事故記錄；
③運行管理，進行短期負荷預測，制定發電計劃，實現經濟調度等。
組成與運行
20世紀50年代以來，隨著通信技術與控制理論的發展，以及電子計算機和微電子技術的應用，電力系統的信息與控制逐步向以計算機網路為標誌的綜合調度自動化方向發展。電力系統調度自動化計算機系統的基本組成如圖4。由被控端（發電廠、變電所）採集各種運行信息（包括開關量、模擬量和數字量），經轉換後由通道（數據傳輸系統）傳送到調度端，再由調度端計算機接受數據，經過處理后，或進行顯示監測，或進行記錄製表，或作出控制決策，再由通道傳送到被控端進行操作、控制。由於電力系統結構複雜，地域廣闊，一般採用分級、分層調度控制。圖5是一個二層控制系統的示例。
電能是國民經濟和人民生活極為重要的能源，它作為電力部門向用戶提供的由發電、供電、用電三方面共同保證質量的特殊商品，其質量的好壞越來越受到關注。電能質量的技術治理與控制是改善電能質量的有效方法，也是優質供用電的必要條件，但電能質量具有動態性、相關性、傳播性、複雜性等特點，對電能質量的控制和提高並不是一件輕而易舉的事。為確保電能質量的有效控制，本文從電能質量的全面質量管理的技術角度對提高電能質量的方法進行了分析與探討，努力滿足電能質量的設計要求和目標，並和同行分享。
1電能質量控制分析概述
1. 1電能質量的衡量指標
圍繞電能質量的含義，電能質量的衡量指標通常包括如下幾個方面：
( l) 電壓質量
指實際電壓與理想電壓的偏差，反映供電企業向用戶供應的電能是否合格。這裡的偏差應是廣義的，包含了幅值、波形和相位等。這個定義包括了大多數電能質量問題，但不包括頻率造成的電能質量問題，也不包括用電設備對電網電能質量的影響和污染。
( 2) 電流質量
反映了與電壓質量有密切關係的電流的變化，電力用戶除對交流電源有恆定頻率、正弦波形的要求外，還要求電流波形與電壓同相位以保證高功率因數運行。這個定義有助於電網電能質量的改善，並降低線損，但不能概括大多數因電壓原因造成的質量問題。
其它的指標還有供電質量、用電質量等，這些指標共同反映了電力系統生產傳輸的電能的質量，並可以依據這些指標對電能進行管理。
1. 2電能質量的影響因素
( 1) 電力負荷構成的變化
目前，電力系統中存在大量非線性負荷: 大規模電力電子應用裝置( 節能裝置、變頻設備等) ，大功率的電力拖動設備、直流輸出裝置、電化工業設備( 化工、冶金企業的整流) 、電氣化鐵路、鍊鋼電弧爐( 交、直流) 、軋機、提升機、電石機、感應加熱爐及其它非線性負荷。
( 2) 大量諧波注入電網
含有非線性、衝擊性負荷的新型電力設備在實現功率控制和處理的同時，都不可避免地產生非正弦波形電流，向電網注入諧波電流，使公共連接點( PCC) 的電壓波形嚴重畸變，負荷波動性和衝擊性導致電壓波動、瞬時脈衝等各種電能質量干擾。
( 3) 電力設備及裝置的自動保護和正常運行
大型電力設備的啟動和停運、自動開關的跳閘及重合等對電能質量的影響，使額定電壓暫時降低、產生電壓波動與閃變，對電能質量也會產生影響。
2提高電能質量的方法探討
2. 1常用技術措施
( 1) 中樞調壓
電力系統電壓調整的主要目的是採取各種調壓手段和方法，在各種不同運行方式下，使用戶的電壓偏差符合國家標準。但由於電力系統結構複雜、負荷眾多，對每個用電設備的電壓都進行監視和調整，既不可能也無必要。
電力系統電壓的監視和調整可以通過對中樞點電壓的監視和調整來實現。所謂中樞點是指電力系統可以反映系統電壓水平的主要發電廠和變電站的母線，很多負荷都由這些母線供電。若控制了這些中樞點的電壓偏差，也就控制了系統中大部分負荷的電壓偏差。
除了對中樞點進行調壓，還可以進行發電機調壓、調壓器調壓等，實現對電力系統電壓的穩定，從而提高電能質量。
( 2) 諧波的抑制
解決電能諧波的污染和干擾，從技術上實現對諧波的抑制，從工程現場的實際來看，已經有很多行之有效的解決方法，概括起來主要可以採取下面的兩種方法：
a.增加換流裝置的相數換流裝置是供電系統主要諧波源之一。理論分析表明，換流裝置在其交流側與直流側產生的特徵諧波次數分別為p k+ 1 和p k( p 為整流相數或脈動數， k 為正整數) ，當脈動數由p = 6 增加到p = 12 時，其特徵諧波次數為可以有效清除的幅值較大的低頻項，從而大大地降低了諧波電流的有效值。
b. 無源濾波法和有源濾波法為了減少諧波對供電系統的影響，實現對電氣設備的保護，最根本的方法是從諧波的產生源頭抓起，設法在諧波源附近防止諧波電流的產生，從而有效降低諧波電壓。
防止諧波電流危害的方法，一是被動的防禦，即在已經產生諧波電流的情況下，採用傳統的無源濾波的方法，由一組無源元件: 電容、電抗器和電阻組成的調諧濾波裝置，減輕諧波對電氣設備的危害；另一種方法是主動的預防諧波電流的產生，即有源濾波法，其基本原理是利用關斷電力電子器件產生與負荷電流中諧波電流分量大小相等、相位相反的電流來消除諧波。
供電部門的防雷工作是極其艱巨的，設備一旦損壞就有可能促使整個電力系統癱瘓，造成無法挽回的損失。因此，在變電站設計的過程中，要重視變電站設備的安全穩定，確保供電的可靠性。下面就主要分析一些國內電網架空線路以及變電站的主要防雷措施：
● ● 高壓防雷技術
2. 間隙保護技術
間隙保護就是變壓器中性點間隙接地保護裝置。線路大體的兩極由角形棒組成，一極固定在絕緣件上連接帶電導線，另一極直接接地，間隙擊穿后電弧在角形棒間上升拉長，當電弧電流變小時可以自行熄弧，間隙保護技術的優點是結構簡單，運行維護量小，而缺點則是當電弧電流大到幾十安以上時就沒法自行熄弧，保護特性一般，而且間隙動作會產生截波，對變壓器本身的絕緣也不利。
3. 避雷器保護技術
避雷器是一種雷電流的泄放通道，也是一種等電位連接體，在線路上並聯對地安裝，正常運行下處於高阻抗狀態。當雷電發生時，避雷器將雷電電流迅速泄入大地，同時使大地、設備、線路處在等電位上，從而保護設備免遭強電勢差的損害。避雷器技術當然也存在很多的缺點，由於避雷器的選用受安裝地點的限制，其當受到雷擊或者雷擊感應的能量相當大，靠單一的避雷器件很難將雷電流全部導入大地而自身不會損壞。另外，間隙保護和避雷器技術都是靠間隙擊穿接地放電降壓來起到保護的作用，這兩種防雷技術往往會造成接地故障或者相間短路故障，所以不能達到科學合理的保護作用。
電力系統微機保護裝置機保護是由高集成度、匯流排不出晶元單片機、高精度電流電壓互感器、高絕緣強度出口中間繼電器、高可靠開關電源模塊等部件組成。微機保護裝置主要作為110KV及以下電壓等級的發電廠、變電站、配電站等，也可作為部分70V-220V之間電壓等級中系統的電壓電流的保護及測控。
電力系統微機保護裝置的數字核心一般由CPU、存儲器、定時器/計數器、Watchdog等組成。目前數字核心的主流為嵌入式微控制器（MCU），即通常所說的單片機；輸入輸出通道包括模擬量輸入通道（模擬量輸入變換迴路（將CT、PT所測量的量轉換成更低的適合內部A/D轉換的電壓量，±2.5V、±5V或±10V）、低通濾波器及採樣、A/D轉換）和數字量輸入輸出通道（人機介面和各種告警信號、跳閘信號及電度脈衝等）。
