电力系统基础1绪论.ppt

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1、电力系统工程基础电力系统工程基础主讲人主讲人教材教材专业：电力系统及其自动化专业：电力系统及其自动化电力系统稳态分析电力系统稳态分析电力系统暂态分析电力系统暂态分析侧重强电侧重强电电气及其自动化专业电气及其自动化专业强、弱电都学强、弱电都学电力系统基本概念电力系统基本概念电力系统元件的等值电路和参数计算电力系统元件的等值电路和参数计算电力网络的数学模型电力网络的数学模型电力系统的负荷电力系统的负荷电力传输的基本概念电力传输的基本概念电力系统的潮流计算电力系统的潮流计算电力系统的无功平衡和电压调整电力系统的无功平衡和电压调整电力系统的有功平衡和频率调整电力系统的有功平衡和频率调整电力系统的经济运

2、行电力系统的经济运行电力系统稳态分析电力系统稳态分析-课程的内容课程的内容辅助提高教材：辅助提高教材：电力系统电力系统水库水库 GMM电力网电力网电力系统电力系统动力系统动力系统发电厂发电厂水轮机、发电机水轮机、发电机变电所变电所升压变压器升压变压器输电线路输电线路变电所变电所降压变压器降压变压器用户用户用电设备用电设备五个部分组成：发五个部分组成：发 输输 变变 配配 用用第一章第一章 绪论绪论v第二节第二节 电力系统基本概念电力系统基本概念v第三节第三节 电能质量指标电能质量指标v第四节第四节 电力系统的电压等级及其选择电力系统的电压等级及其选择 v第五节第五节 电力系统中性点接地电力系统

3、中性点接地v第一节第一节 电力系统发展概况及前景电力系统发展概况及前景第一节第一节 电力系统发展概况及前景电力系统发展概况及前景v一、电力工业发展概况一、电力工业发展概况v二、电力系统发展前景二、电力系统发展前景一一、电力工业发展概况、电力工业发展概况电力工业发展史上的第一电力工业发展史上的第一：火电火电：1882年上海电气公司；年上海电气公司；水电水电：1912年云南石龙坝年云南石龙坝2240kW；核电核电：1991年浙江秦山年浙江秦山300MW；v输电线路输电线路：1974年甘肃刘家峡水电站陕西关年甘肃刘家峡水电站陕西关中地区中地区 330kV交流交流 1981年河南姚孟火电厂到武汉年河南

4、姚孟火电厂到武汉500kV 交流；交流；1988年葛州坝水电站到上海南桥年葛州坝水电站到上海南桥变电站变电站500kV直流。直流。u电力系统之最：电力系统之最：我我国国最最大大的的火火电电机机组组容容量量90万万kW（外外高高桥桥第二发电厂），第二发电厂），最大的最大的水电机组水电机组容量容量70万万kW（三峡工程），（三峡工程），最大的最大的核电机组核电机组容量容量100万万kW（岭澳核电厂）；（岭澳核电厂）；举世瞩目的举世瞩目的三峡工程三峡工程，装机容量，装机容量32台（含地下电厂台（含地下电厂6台机组），台机组），单机单机容量容量70万万kW，年均发电量年均发电量846亿亿kWh，比全世

5、界，比全世界70万万kW机组的总和机组的总和还多，是还多，是世界上最大世界上最大的发电厂的发电厂。最最大大的的火火力力发发电电厂厂容容量量300万万kW（北北仑仑港港电厂，电厂，560万万kW），），最最大大的的核核能能发发电电厂厂200万万kW（岭岭澳澳核核电电厂厂，2100万万kW），），最最大大抽抽水水蓄蓄能能电电厂厂240万万kW（广广东东抽抽水水蓄蓄能能电电厂厂，830万万kW），这这也也是是目目前前世世界界上上最最大的抽水蓄能电厂。大的抽水蓄能电厂。第二节第二节 电力系统基本概念电力系统基本概念v一、什么是电力系统一、什么是电力系统v三、电力系统的特点三、电力系统的特点v四、对电力

6、系统的要求四、对电力系统的要求v二、电力系统的形成二、电力系统的形成能源分类能源分类 电是一种能源电是一种能源l一次能源能源的直接提供者。如：煤，石油，天然气l二次能源如电、汽油水库水库 GMM电力网电力网电力系统电力系统动力系统动力系统发电厂发电厂水轮机、发电机水轮机、发电机变电所变电所升压变压器升压变压器输电线路输电线路变电所变电所降压变压器降压变压器用户用户用电设备用电设备一、什么是电力系统？一、什么是电力系统？电能的传输过程电能的传输过程v 电电力力网网：由由变变电电所所和和不不同同电电压压等等级级输输电电线线路路组成的网络。组成的网络。v动力系统动力系统：在电力系统的基础上，把发电厂

7、的在电力系统的基础上，把发电厂的动力部分包含在内的系统。动力部分包含在内的系统。v电电力力系系统统：由由发发电电机机、变变压压器器、输输电电线线路路以以及及用用电电设设备备（或或发发电电厂厂、变变电电所所、输输配配电电线线路路以以及及用用户），按照一定的规律连接而组成的统一整体。户），按照一定的规律连接而组成的统一整体。水力发电厂水力发电厂火力发电厂火力发电厂超高压远距超高压远距离输电网离输电网地方电力网地方电力网区域电力网区域电力网110kV35kV35kV500kV220kV110kV10 kV变电所变电所A：枢纽：枢纽变电所变电所C：地方：地方变电所变电所D：终端：终端变电所变电所B：中

8、间中间电网的分类和变电所的分类电网的分类和变电所的分类v 电力网电力网：按电压等级的高低、供电范围大小的分类：按电压等级的高低、供电范围大小的分类u地方电力网地方电力网：电压等级在：电压等级在35kV及以下及以下u区域电力网区域电力网：电压等级在：电压等级在35kV以上（一般为以上（一般为110kV220kV）u超高压远距离输电网超高压远距离输电网：电压等级为：电压等级为330kV500kV的网络的网络v变电所变电所：按其在电力系统中的地位分类按其在电力系统中的地位分类u枢纽变电所枢纽变电所u中间变电所中间变电所u地区变电所地区变电所u终端电站所终端电站所二、电力系统的形成二、电力系统的形成小

9、到大，少到多，简单到复杂，孤立到互联小到大，少到多，简单到复杂，孤立到互联 电电力力系系统统规规模模越越大大，给给人人们们带带来来的的技技术术经经济济效效益益越越大大，具体说明如下：具体说明如下：（扩展）（扩展）1.1.可以提高供电可靠性可以提高供电可靠性 2.2.可以减少备用容量可以减少备用容量 3.3.可以减少系统装机容量可以减少系统装机容量 4.4.可合理利用能源，充分发挥水电在系统中的作用可合理利用能源，充分发挥水电在系统中的作用 5.5.采用高效率大容量的火电机组采用高效率大容量的火电机组 6.6.可以提高系统运行的经济性可以提高系统运行的经济性 三、电力系统的特点三、电力系统的特点

10、v电电能能不不能能大大量量存存储储：电电能能的的生生产产、变变换换、输输送、分配和使用是同时进行的。送、分配和使用是同时进行的。能量守恒能量守恒 P发发 P用用 P损耗损耗 频率频率f Q发发 Q用用 Q损耗损耗 电压电压Vv过过渡渡过过程程十十分分短短暂暂：控控制制操操作作自自动动化化程程度高。度高。必必须须借借助助自自动动装装置置对对电电力力系系统统进进行行控控制制：继继电电保保护护装装置置、远远动动装装置置、减减载载装装置、同期装置、励磁装置置、同期装置、励磁装置v电电能能生生产产与与国国民民经经济济各各部部门门和和人人民民生生活活有有着着极为密切的关系极为密切的关系：社会政治经济影响巨

11、大。：社会政治经济影响巨大。负荷分类：负荷分类：一类负荷一类负荷 不能停电不能停电一般双回路供电，而且有自备电源一般双回路供电，而且有自备电源 二类负荷二类负荷 可短时停电可短时停电 三类负荷三类负荷 可暂时停电可暂时停电v电电力力系系统统的的地地区区性性特特点点较较强强：发发展展各各具特色具特色。电源特性、负荷特性电源特性、负荷特性电电力力系系统统的的规规划划设设计计、运运行行等等不不能能盲盲目目搬用其它系统的经验。搬用其它系统的经验。v保证供电可靠保证供电可靠 v保证良好的电能质量保证良好的电能质量 v保证提供充足的电力保证提供充足的电力 v提高电力系统运行经提高电力系统运行经 济性济性

12、有饭吃有饭吃有可口的饭菜吃有可口的饭菜吃有足够的饭菜吃有足够的饭菜吃便宜便宜四、对电力系统的要求四、对电力系统的要求第三节第三节 电能质量指标电能质量指标电能的质量指标主要包括：电能的质量指标主要包括：v电电 压压 v频频 率率v波波 形形即：需要一条即：需要一条标准光滑标准光滑的正弦曲线的正弦曲线140120100806080 90 100 110 120寿寿命命光通量光通量发光效率发光效率电电流流电压电压/%寿命寿命光通量光通量发光效率发光效率电流电流/%140120100806080 90 100 110 120电压电压/%效率效率cos 电流电流/%电电流流效效率率cos 图图1-3

13、1-3 照明负荷（白炽灯）的电压特性照明负荷（白炽灯）的电压特性 图图1-4 1-4 异步电动机的电压特性异步电动机的电压特性 （图中的（图中的100%表示额定值）表示额定值）（图中的（图中的100%表示额定值）表示额定值）v电压：电压：u必必要要性性：影影响响负负荷荷寿寿命命、影影响响负负荷荷工工作作性性能能u电压质量标准：电压质量标准：v频率频率：u频率偏差：0.2Hz（3000MW系统）0.5Hz（3000MW系统）国外：(0.10.2)Hz 或 0.5Hzu电钟时偏：30s（3000MW系统）1min（3000MW系统）u额定频率：50Hz（国外：50 或 60Hz）v波形：波形：1.

14、谐波电压限值 表表1-3 1-3 公用电网谐波电压限值公用电网谐波电压限值 电网标准电压(kV)电压总谐波畸变率（%）各次谐波电压含有率（%）说 明奇次偶次0.385.04.02.01.衡量点为PCC，取实测95%概率值；2.对用户允许产生的谐波电流，提供计算方法；3.对测量方法和测量仪器作出基本规定；4.对同次谐波随机性合成提供算法。6及104.03.21.635及663.02.41.21102.01.60.8注：220kV电网参照110kV执行。第四节第四节 电力系统的电压等级及其选择电力系统的电压等级及其选择 v一、电力系统额定电压和最高电压一、电力系统额定电压和最高电压 v二、电气设备

15、额定电压和最高电压二、电气设备额定电压和最高电压v三、电力系统电压等级三、电力系统电压等级v四、电压等级选择四、电压等级选择u电电气气设设备备的的额额定定电电压压：电电气气设设备备制制造造厂厂根根据据所所规规定定的的电电气气设设备备工工作作条条件件而而确确定定的的电电压。压。u电气设备的最高电压电气设备的最高电压：考虑到设备的绝：考虑到设备的绝缘性能和与最高电压有关的其它性能所确定缘性能和与最高电压有关的其它性能所确定的允许最高运行电压，其数值等于所在电力的允许最高运行电压，其数值等于所在电力系统的最高电压值。系统的最高电压值。二、二、电气设备额定电压和最高电压电气设备额定电压和最高电压 注注

16、：受电设备的额定电压电力系统的额定电压。：受电设备的额定电压电力系统的额定电压。三、电力系统电压等级三、电力系统电压等级1.低于低于3kV系统的额定电压系统的额定电压u低于低于3kV3kV交流三相交流三相/单相电力系统额定电压和电气设备单相电力系统额定电压和电气设备 额定电压额定电压u直流系统的额定电压：直流系统的额定电压：u100V以以下下的的额额定定电电压压，受受电电设设备备与与供供电电设设备备相相同。同。u对受电设备为对受电设备为110V、220V和和440V的直流系统的直流系统 供电设备的额定电压分别为供电设备的额定电压分别为115V、230V和和460V。2、3kV及以上系统的额定电

17、压及以上系统的额定电压 GMM电力网电力网电力系统电力系统变电所变电所升压变压器升压变压器输电线路输电线路变电所变电所降压变压器降压变压器用户用户用电设备用电设备1.051.11.01.05就近接设备就近接设备1.1继续接线路继续接线路电力线路电力线路额定电压：电力线路的额定电压和电力系统的额定电压相等。额定电压：电力线路的额定电压和电力系统的额定电压相等。发电机发电机的额定电压：的额定电压：105%系统额定电压系统额定电压变压器的额定电压变压器的额定电压 GMM电力网电力网电力系统电力系统变电所变电所升压变压器升压变压器输电线路输电线路变电所变电所降压变压器降压变压器用户用户用电设备用电设备

18、1.051.11.01.05就近接设备就近接设备1.1继续接线路继续接线路设备：供电设备：供电 电压高电压高 考虑传输损耗考虑传输损耗 受电受电 额定电压额定电压U1I U2SZ考虑：考虑：电网架构电网架构建设费用建设费用运行灵活运行灵活设备制造设备制造三、电压等级的选择三、电压等级的选择一般而言，传送功率越大，输送距离越远，一般而言，传送功率越大，输送距离越远，选择较高电压越有利选择较高电压越有利第四节第四节 电力系统中性点接地电力系统中性点接地v一、概述一、概述v二、中性点不接地系统二、中性点不接地系统v三、中性点经消弧线圈接地的电力系统三、中性点经消弧线圈接地的电力系统v四、中性点直接接

19、地的电力系统四、中性点直接接地的电力系统v五、中性点经电阻接地的电力系统五、中性点经电阻接地的电力系统一、概一、概 述述u 接地接地：为为了了保保证证电电力力网网或或电电气气设设备备的的正正常常运运行行和和工工作作人人员员的的人人身身安安全全，人人为为地地使使电电力力网网及及其其某某个个设设备备的的某某一一特特定定地地点点通通过过导导体体与大地作良好的连接。与大地作良好的连接。u接地分类：接地分类：u工工作作接接地地：为为了了保保证证电电气气设设备备在在正正常常或或发发生故障情况下可靠地工作而采取的接地。生故障情况下可靠地工作而采取的接地。1、中性点不接地、中性点不接地2、中性点直接接地、中性

20、点直接接地3、中性点经消弧线圈、中性点经消弧线圈4、中性点经高阻抗接地、中性点经高阻抗接地其中其中1、3为小电流接地系统，为小电流接地系统，2、4为大电流接地系统为大电流接地系统划分原则：单相接地，接地故障电流的大小划分原则：单相接地，接地故障电流的大小u保保护护接接零零：在在中中性性点点直直接接接接地地的的低低压压电电力力网网中中，把把电电气气设设备备的的外外壳壳与与接接地地中中性性线线直直接接连连接，以实现对人接，以实现对人 身安全的保护作用。身安全的保护作用。u防防雷雷接接地地：为为消消除除大大气气过过电电压压对对电电气气设设备备的的威胁，而对过电压保护装置采取的接地措施。威胁，而对过电

21、压保护装置采取的接地措施。u防静电接地防静电接地：对生产过程中有可能积蓄电荷的对生产过程中有可能积蓄电荷的设备所采取的接地。设备所采取的接地。u保护接地保护接地：将一切正常工作时不带电而在：将一切正常工作时不带电而在绝缘损坏时可能带电的金属部分接地，绝缘损坏时可能带电的金属部分接地，以保证工作人员接触时的安全。以保证工作人员接触时的安全。u如何确定如何确定电力系统中性点接地方式：电力系统中性点接地方式：应应从从供供电电可可靠靠性性、内内过过电电压压、对对通通信信线线路路的的干干扰扰、继继电电保保护护以以及及确确保保人人身身安全安全诸方面综合考虑。诸方面综合考虑。u电力系统的电力系统的中性点接地

22、方式中性点接地方式：小接地电流系统小接地电流系统大接地电流系统大接地电流系统中性点分析思路：中性点分析思路：l中性点有无电压中性点有无电压 三相是否对称三相是否对称l中性点有无电流中性点有无电流 是否形成回路是否形成回路然后在回路中，根据电压，电网参数，计算分析然后在回路中，根据电压，电网参数，计算分析电流，得出不同的特性电流，得出不同的特性负负荷荷ABCCCCICa.电路图电路图UAUBUC0IAIBIC00UAUBUCIB0IC0IA0b.矢量图矢量图二、中性点不接地的电力系统二、中性点不接地的电力系统u 适用范围适用范围3kV60kV的电力系统的电力系统u 正常运行时正常运行时结论结论：

23、三三相相电电压压对对称称，三三相相导导线线对对地地电电容容电电流流也也是是对对称称的的，三三相相电电容容电电流流相相量量之之和和为为零零，这这说说明明没没有有电容电流经过大地流动。电容电流经过大地流动。0UBUAUC60-UA UCUB -UA ICBICC-ICAICAICAICBICBICCICCIPE负负荷荷ABCCCCUAUBUCu 单相金属性接地故障时单相金属性接地故障时(A相相)A相接地，相接地，BC相对地电压就是对相对地电压就是对A相电压相电压BC相对地电压升高相对地电压升高倍倍线电压依然对称线电压依然对称中性点不接地系统单相接地故障的中性点不接地系统单相接地故障的结论结论：u三

24、相之间的线电压仍然对称，用户的三相用电三相之间的线电压仍然对称，用户的三相用电设备仍能照常运行设备仍能照常运行，但允许继续运行的时间不能，但允许继续运行的时间不能超过超过2h。u 故故障障相相对对地地电电压压降降为为零零；非非故故障障相相对对地地电电压压升升高高为为线线电电压压，且且相相位位相相差差600。因因此此，线线路路及及各各种种电电气气设设备备的的绝绝缘缘要要按按线线电电压压设设计计，绝绝缘缘投投资资所所占占比比重重加加大，显而易见，电压等级越高绝缘投资越大。大，显而易见，电压等级越高绝缘投资越大。0UBUAUC60-UA UCUB -UA ICBICC-ICAu 接地故障电容电流接地

25、故障电容电流IPE假设假设A相短路，则相短路，则A相对地电容短接相对地电容短接此时：此时：接地点短路电流：接地点短路电流：接地故障电流值：对地电容电流的总和接地故障电流值：对地电容电流的总和正常运行时每相对地电容电流正常运行时每相对地电容电流ICAICAICBICBICCICCIPE负负荷荷ABCCCCUAUBUC幅值关系：幅值关系：结论：结论：非故障相电压升高非故障相电压升高故障点短路电流为故障点短路电流为三相对地电容电流三相对地电容电流总和总和中性点不接地系统单相接地故障的中性点不接地系统单相接地故障的讨论讨论：u如果接地电流在如果接地电流在5A以下以下，当电流经过零值时，电，当电流经过零

26、值时，电弧就会自然熄灭。弧就会自然熄灭。u如果接地电流如果接地电流大于大于5A10A，而小于，而小于30A，则有，则有可能形成间歇性电弧；间歇性电弧容易引起弧光可能形成间歇性电弧；间歇性电弧容易引起弧光接地过电压，其幅值可达（接地过电压，其幅值可达（2.53）U，将危害，将危害整个电网的绝缘安全。整个电网的绝缘安全。u接地电流接地电流大于大于30A时，将形成稳定电弧，成为时，将形成稳定电弧，成为持续性电弧接地，这将烧毁电气设备和可能引持续性电弧接地，这将烧毁电气设备和可能引起多相相起多相相 间短路。间短路。0UAUBUC-UCUAUBILICICAICB负负荷荷ABCCCCILICICCICB

27、ICAICCICBICAIPEL三、中性点经消弧线圈接地的电力系统三、中性点经消弧线圈接地的电力系统u消弧线圈消弧线圈:安安装装在在变变压压器器或或发发电电机机中中性性点点与与大大地地之之间间的的具具有有气气隙隙铁铁芯的电抗器。芯的电抗器。u单相单相(C相相)金属性接地故障金属性接地故障:u 消弧线圈的作用消弧线圈的作用 当当发发生生单单相相接接地地故故障障时时，接接地地故故障障相相与与消消弧弧线线圈圈 构构成成了了另另一一个个回回路路，接接地地故故障障相相接接地地电电流流中中增增加加了了一一个个感感性性电电流流，它它和和装装设设消消弧弧线线圈圈前前的的容容性性电电流流的的方方向向刚刚好好相相

28、反反，相相互互补补偿偿，减减少少了了接接地地故故障障点点的的故故障障电电流流，使使电电弧弧易易于于自自行行熄熄灭灭，从从而而避避免免了了由由此此引引起起的的各各种种危危害害，提提高了供电可靠性。高了供电可靠性。C相相发发生生接接地地时时，中中性性点点电电压压变变为为-UC，在在消消 弧弧线线圈圈作作用用下下，产产生生电电感感电电流流（滞滞后后90），其其数数值为值为:ILUC/XLU/XLu 消弧线圈的补偿方式消弧线圈的补偿方式u欠欠补补偿偿方方式式：按按ILIC选选择择消消弧弧线线圈圈的的电电感感，此此时接地故障点有剩余的电感电流流过。时接地故障点有剩余的电感电流流过。四、中性点直接接地的电

29、力系统四、中性点直接接地的电力系统 u 特点特点：u供供电电可可靠靠性性不不如如电电力力系系统统中中性性点点不不接接地地和和经经消消弧弧线线圈圈接接地地方方式。式。u为为提提高高供供电电可可靠靠性性，在在线线路路上上广广泛泛安安装装三三相相或或单单相相自自动动重重合合闸装置。闸装置。u电电气气设设备备的的绝绝缘缘水水平平只只需需按按电电力力网网的的相相电电压压考考虑虑，可可以以降降低低工程造价。工程造价。u我我国国380/220V系系统统中中一一般般都都采采用用中中性性点点直直接接接接地地方方式式，主主要要是从人身安全考虑问题。是从人身安全考虑问题。负负荷荷ABCk(1)Ik(1)Ik(1)u

30、 适用范围适用范围：u我我国国110kV（国国外外220kV）及及以以上上电电压压等等级级的的电力系统电力系统。u380/220V低压系统。低压系统。五、中性点经电阻接地的电力系统五、中性点经电阻接地的电力系统 u 特点：特点：u降低工频过电压，抑制弧光过电压；降低工频过电压，抑制弧光过电压；u消除铁磁谐振过电压，防止断线谐振过电压；消除铁磁谐振过电压，防止断线谐振过电压；u设置零序保护动作跳闸；设置零序保护动作跳闸；u避免发生高压触电事故；避免发生高压触电事故；u供电可靠性有保证。供电可靠性有保证。u 适适用用范范围围：配配网网系系统统（与与中中性性点点经经消消弧弧线圈接地、不接地比较）线圈

31、接地、不接地比较）u全全电电缆缆出出线线变变电电站站的的单单相相接接地地故故障障电电容容电电流流超过超过30A时采用中性点经时采用中性点经电阻电阻接地；接地；u全全架架空空线线路路出出线线变变电电站站的的单单相相接接地地故故障障电电流流超过超过10A时，采用中性点经时，采用中性点经消弧线圈消弧线圈接地；接地；u对对电电缆缆与与架架空空线线混混合合线线路路的的单单相相接接地地故故障障电电容容电电流流超超过过10A时时，可可采采用用中中性性点点经经消消弧弧线线圈圈接接地或采用中性点经电阻接地。地或采用中性点经电阻接地。二、电力系统发展前景二、电力系统发展前景1.做好电力规划，加强电网建设做好电力规

32、划，加强电网建设 加强电力规划，确定合理的电源结构和布局，加强电力规划，确定合理的电源结构和布局，留有足够的容量和能量的备用，建成容量充足、留有足够的容量和能量的备用，建成容量充足、结构合理、运行灵活的联合电力系统结构合理、运行灵活的联合电力系统 2.电力工业现代化电力工业现代化u高电压、大系统高电压、大系统u大电厂、大机组大电厂、大机组u高度自动化高度自动化3.联合电力系统联合电力系统 v效益效益u各系统间电负荷的错峰效益各系统间电负荷的错峰效益u提高供电可靠性、减少系统备用容量提高供电可靠性、减少系统备用容量u有利于安装单机容量较大的机组有利于安装单机容量较大的机组u进行电网的经济调度进行电网的经济调度u进行水电跨流域调度进行水电跨流域调度u调峰能力互相支援调峰能力互相支援u增加联络线和电网内部加强所需投资以及联增加联络线和电网内部加强所需投资以及联络线的运行费用络线的运行费用u当系统间联系较弱时，有可能引起调频的复当系统间联系较弱时，有可能引起调频的复杂性和出现低频振荡杂性和出现低频振荡u增加了系统短路容量，并可能导致增加或调增加了系统短路容量，并可能导致增加或调换已有设备换已有设备u增加联合电网的通讯和高度自动化的复杂性增加联合电网的通讯和高度自动化的复杂性v联合电力系统的代价联合电力系统的代价