【涨知识】从宏观角度看电力系统的知识框架

电力系统，最想解决的是怎样产生电能，然后再传递出去，解决掉传输过程中遇到的问题，再送到用户这里供用户使用。最直观的分类，就是发电，输电，变电，配电和用电这五个部分。

发电，简单说就是其他形式的能量作为发电机的原动机，推动发电机发出电能。常见的如火力，以及各式各样的新能源发电。可以用到的电气知识是：发电厂电气部分、电力电子，电机学等，当然，励磁控制这个肯定也会有，只是现在没有对励磁部分专门开的课，如果要了解，只能通过自动控制理论来理解了。热动应该会有关于发电的很多基础课，比如脱硫，比如冷凝等，这个了解不够深入，不展开了。

输电，一直是重点研究的方向，侧重于对输电网络的分析。如果用一个大黑箱来比喻，可以理解为研究输入和输出的关系。可以用一个中心，两个基本点来概括。一个中心：是怎样尽可能提高电能输送效率，尽可能降低损耗。两个基本点：有功功率，无功功率，也就是潮流。虽然有功功率和功角强耦合，电压幅值和无功功率强耦合，但不影响有功和无功的地位。产生的学科分类很多，从数学角度来抽象，是矩阵，电网络分析，电路等，必备的数学基础知识包括高等数学、线性代数，以及复变函数和积分变换;从专业内容来看，是电力系统分析，包括稳态分析，暂态分析，电力系统继电保护原理，还有如工程电磁场，自动控制理论等。近些年，还有针对输电方式的研究，如高压直流输电等，其根源是电力电子应用的放大实际版，侧重于控制。

变电，感觉和高压输电有些重叠。变电其实就是交流输电降低损耗的一种方法，常见于交流电。那么在高电压对电网会产生怎样的影响?如何解决?这样的问题，就交给高电压技术了，仔细的学科分类，已经产生了很准确的答案，不再赘述。

配电和用电，与输电类似，只不过对可靠性的要求不如输电那么高，简单来概括，输电断一路，容易造成过大的功率找不到出口，极容易造成电网的不稳定甚至崩溃，是不允许的!而配电，断一路最多断一小片区域，而且是接近用户端，对电网造成的影响相比之下要小得多。配电领域已经接近用户终端，重点是电能质量的提升。随着智能电网、能源互联网等技术的兴起，计算机、通信与保护、暂稳态分析、电力电子等相关学科及分析方法，也会在配电自动化的未来大展拳脚的。

至于模电和数电，以及单片机，感觉动手的意义更大，就是让自己真正理解电力电子器件的工作特性以及如何实现动作逻辑，个人认为可以属于电力电子实践学科。

计算机语言，如C，C++等，是从根本上理解计算机的计算原理和实现形式，然后根据现有的理论知识利用这些工具完成计算和仿真。

所以，根本上说，数学知识和计算机知识，对电力系统的学生来说，是必修课，数学是用自然语言解释电力系统存在的原理，对现实的电力系统进行抽象，同时也提供了在计算机上实现的途径。在我的理解，知识体系应该是下图这样的，展开太多比较困难，具体可以后详解。

潮流与短路

电力系统的基础部分。涉及到很多基本知识，对有功、无功、电压、频率等基本参数的认识，潮流计算、短路计算的原理，短路电流的影响，无功控制的过程等等。这部分，显然是后续学习的基础。

电力系统稳定

电力系统的精华部分，个人觉得。虽然这部分偏理论，而且实际工作中可能用的不多。但如果对稳定了解的不透彻，很难说对电力系统认识有多深。功角、电压、频率稳定的界定，静稳、暂稳、动稳的分析，小干扰、低频振荡、失步解列的影响因素等，这部分内容很多，值得静下心来好好学学。

保护与控制

偏实际应用的一部分。电机学的相关内容也包含在里面。保护的基本原理，距离、差动、高频保护的不同应用，自动重合闸的影响分析等等。至于电机和控制，理论性稍强些，但也是很多后续学习的基础。

电力电子在系统中的应用

比较新的一部分。大家都熟悉的柔性交直流：FACTS，VSC-HVDC等等。主要是也是应用型的学习，比如SVC、STATCOM、TCSC、UPFC等器件的原理，作用和对电网的影响等等。

过电压与绝缘

比较独立的一部分。涉及很多高压、绝缘的知识，上面已经有人总结的很好了。

新技术(智能电网、微网等)

前沿的部分。比如微网的优化控制策略、智能电网的体系、分布式电源下的主动配电网的发展等等，都是很有意思的内容。新能源相关的很多东西虽然不算新技术，也可以包含在这一部分。