什么是电网

电网是由发电设施、输电线路、变电系统和配电网络构成的电能输送与分配体系，它将各类发电厂产生的电能通过高压输电线路远距离传输，经变电站降压后配送给终端用户。现代电网集成了智能化监控与调度系统，是实现能源跨区域优化配置的核心基础设施。

       电能传输的宏观架构

       电网本质上是连接电能生产与消费的巨型工业系统。根据国家能源局发布的《电力系统术语》标准，其正式定义为：由发电、输电、变电、配电及用电等环节组成的电能生产与消费系统。这个系统通过物理线路和设备网络，实现电能从西部能源基地到东部负荷中心、从大型发电厂到千家万户的时空转移。

       历史演进的三个阶段

       1882年上海外滩的15盏电弧灯点亮了中国电网史的序章。从孤立小电网到跨省互联，其发展历经三个典型阶段：早期分散式低压直流供电系统、20世纪中叶形成的交流互联区域电网，以及21世纪以特高压为骨干网架的智能电网。每个阶段都伴随着电压等级提升和控制技术革新。

       核心构件解剖

       发电机组如同系统的心脏，产生50赫兹工频交流电；输电线路构成血管网络，其中1000千伏特高压线路可实现3000公里以上电能输送；变电站则类似换乘枢纽，完成电压升降和潮流分配。根据国家电网公司技术规范，这些设备需满足N-1安全准则，即任单一元件故障不影响系统连续供电。

       电压等级的划分逻辑

       我国采用分层电压体系：1000千伏/800千伏为特高压，330-750千伏属超高压，110-220千伏为高压，35千伏及以下为中低压配电。高电压等级用于远距离输电减少损耗，低电压等级适配用户侧用电设备。这种分级结构犹如高速公路网，主干道承担大流量，支路实现末端通达。

       实时平衡的物理特性

       电能不能大规模存储的特性，要求发电与用电时刻保持平衡。调度中心通过自动发电控制（AGC）系统，每分钟调整机组出力以跟踪负荷变化。当风光新能源占比提升时，这种平衡难度呈指数级增长，需配备抽水蓄能、电化学储能等灵活性资源。

       网架结构拓扑形态

       主要形成环型、放射型及网格式三种结构。华北电网采用双环网架构提高可靠性，配电网普遍采用"手拉手"环网设计，故障时可通过联络开关转移负荷。国家能源局《电力系统安全稳定导则》要求重要城市中心区供电可靠率需达到99.99%，对应年停电时间不超过52分钟。

       智能化升级路径

       智能电网通过部署千万级传感器实现毫秒级数据采集，应用大数据分析进行负荷预测和故障诊断。江苏电网已投运的虚拟电厂平台，可聚合300兆瓦分布式资源参与电网调度。这些技术使电网从单向电能输送向能源互联网演进。

       跨区互联战略意义

       西电东送工程形成北、中、南三大输电通道，年输送电量超过2万亿千瓦时。±1100千伏准东-皖南特高压直流工程输送距离达3324公里，相当于将新疆煤电基地的电力输送到长三角负荷中心。这种配置有效缓解了能源逆向分布矛盾。

       新能源消纳技术体系

       为应对风电光伏的波动性，电网需具备深度调峰能力。国网青海分公司通过水光互补技术，将光伏电站与龙羊峡水电站联合调度，使不稳定光伏电力转化为稳定电源。同时应用预测技术，风电功率预测精度已达90%以上。

       保护控制神经系统

       继电保护装置能在0.1秒内隔离故障区段，避免系统崩溃。调度自动化系统采用三层防御体系：正常预防控制、紧急状态控制和恢复控制。2022年白鹤滩-江苏特高压工程投运的混合级联控制系统，可实现故障电流的精准抑制。

       配电网演进方向

       现代配电网正从无源网络向有源网络转变。分布式光伏的接入使配电网出现双向潮流，主动配电网技术通过协调控制逆变器、储能和柔性负荷，实现局部能量自治。浙江海宁试点项目已实现配电网100%新能源小时级运行。

       市场交易机制设计

       电力市场通过现货交易发现价格，中长期合同锁定风险。广东现货市场采用"中长期+现货+辅助服务"全体系交易，发电侧报量报价，用电侧通过售电公司参与市场。这种机制引导发电资源优化配置，促进新能源消纳。

       数字化转型实践

       电网数字孪生系统通过三维建模与实时数据融合，实现设备状态精确感知。深圳供电局打造的数字化电网，可自动生成最优检修方案，将故障定位时间从小时级压缩至分钟级。5G技术应用使配电网差动保护延时降至10毫秒内。

       安全防御体系构建

       国家电网建立全网一体安全防护体系，包含物理安全、网络安全和数据安全三层防护。针对极端天气设防标准不断提高，重要枢纽变电站防洪标准从50年一遇提升至100年一遇，并配备应急移动变电站形成冗余备份。

       低碳转型核心载体

       电网成为能源清洁低碳转型的关键支撑。通过跨省区输电通道促进西北清洁能源基地开发，依托抽水蓄能和新型储能平抑新能源波动。据国网能源研究院预测，2060年电网跨区输电能力将较2020年提升150%，支撑非化石能源消费占比超80%。

       用户侧服务拓展

       现代电网正从单一供电服务向综合能源服务延伸。通过智能电表采集的用电数据，为用户提供能效诊断、需求响应等服务。上海居民参与虚拟电厂项目，可通过调整空调温度获得电费补贴，实现电网与用户双向互动。

       未来形态演进趋势

       能源互联网将成为电网发展的终极形态。通过电力电子技术实现交直流混合运行，应用区块链技术构建分布式交易平台，发展无线输电等新型输送方式。这些创新将使电网更加柔性开放，最终形成资源优化配置的能源生态系统。