電磁環(huán)網是指不同電壓等級運行的線路．通過變壓器電磁回路的聯(lián)接而構成的環(huán)路。一般情況中，往往在高一級電壓線路投入運行初期，由于高一級電壓網絡尚未形成或網絡尚不堅強，需要保證輸電能力或為保重要負荷而運行電磁環(huán)網。高低壓電磁環(huán)網中高壓線路斷開引起的負荷轉移很有可能造成事故擴大、系統(tǒng)穩(wěn)定破壞。

弱環(huán)型與強環(huán)型

  簡單/顯性型與復雜/隱性型電磁環(huán)網

  雙級型與多級型電磁環(huán)網

潮流轉移

電磁環(huán)網面臨的普遍問題是主干通道故障后潮流轉移導致下級電網過載。故障前上、下級電網元件潮流方向一致時，故障后下級元件潮流將增大，反之將減少甚至逆轉，可分別定義為順向和逆向潮流方式。針對實際電網的運行風險，以下因素需要重點關注：強耦合、大潮流、低裕度（順向）。

由于上、下級電網的輸電能力可相差3～6倍（如根據線型不同，500 kV 線路約為1600～3500MW，220kV線路約為200～700MW），對于強耦合的弱環(huán)網，一般受投資、廊道、站址、、短路水平等因素制約，通過增強下級電網來消除對上級電網輸電能力的約束不經濟甚至不可行，優(yōu)先加強上級電網既能顯著提升輸電能力，也可為環(huán)網解環(huán)和結構優(yōu)化創(chuàng)造條件。

如何補強或優(yōu)化上級電網較強的電磁環(huán)網結構需具體分析，如：將解環(huán)的環(huán)網顯然不宜再加強下級聯(lián)絡斷面；已明確不解環(huán)的環(huán)網則應適當加強下級聯(lián)絡斷面；耦合度較高的環(huán)網仍宜優(yōu)先增強上級網絡以解決主要矛盾；耦合度較低的強環(huán)網則應重點考慮控制短路水平、簡化網絡結構、優(yōu)化潮流分布等。三級電磁環(huán)網和兩級電磁環(huán)網的特性并無本質不同，但還需考慮以下運行風險。

穩(wěn)定和短路

存在失穩(wěn)風險的電磁環(huán)網主要是承擔大功率外送或向末端供電的強耦合型電磁環(huán)網，特別是典型弱環(huán)網。上級主干通道故障后僅剩下級輸電通道，系統(tǒng)阻抗為故障前的數(shù)倍（如3～5倍），易導致功角失穩(wěn)；另一方面受端失去主要支撐，易導致電壓失穩(wěn)。當上級電網存在兩個及以上輸電通道時，電磁環(huán)網的存在減小了系統(tǒng)整體阻抗，因而并不會對系統(tǒng)穩(wěn)定產生影響，需要結合網絡結構具體分析。

影響系統(tǒng)短路水平的主要因素為電源規(guī)模和網絡阻抗，電磁環(huán)網的存在降低了系統(tǒng)短路阻抗，但未必是影響短路水平的決定性因素：對于下級電氣距離較長、聯(lián)系不夠緊密的電網，電磁解環(huán)抑制系統(tǒng)短路水平的效果一般只有0.5～3.0kA；反之，對于下級電氣聯(lián)系非常緊密的電網，電磁解環(huán)抑制系統(tǒng)短路水平的效果可達3～6kA甚至更高，對于諸如兩個500kV站中壓側短線直連的端情況，解環(huán)后兩站中壓側短路電流可下降10kA 以上。此外，電磁環(huán)網對于上級電網的短路水平影響較小。

電磁環(huán)網結構變化

消除電磁環(huán)網運行風險的根本措施是實施電網解環(huán)，比如110kV 電網基本為輻射+鏈式供電結構。然而，由于超高壓電網輸電容量大，對可靠性要求高，較長時期內電磁環(huán)網仍將大量存在，但將通過解環(huán)分片使其結構更加簡單清晰。原則上一個分區(qū)內至少應有三臺聯(lián)變，且與外區(qū)至少有三回上級聯(lián)絡線（確保檢修方式下的供電）。

上級兩站直連的（或三站，取決于下級網絡的緊密程度和供電范圍）手拉手結構仍是電磁環(huán)網，但結構簡單清晰，一般每站有兩臺主變?yōu)橐耍ㄖ髯冞^少影響供電能力，過多則中壓側短路水平易超標），可兼顧短路控制和供電能力等各方面的需求，但要求區(qū)內聯(lián)絡線具備足夠的互供（功率交換）能力。若上級變電站不直連，則不再是電磁環(huán)網或是隱性電磁環(huán)網。

單站手拉手結構只有一個上級變電站，但出于短路控制要求將其中壓側母線分段運行，在形式上消除了電磁環(huán)網，但仍需考慮一臺聯(lián)變跳閘后下級電網的潮流轉移控制。這種結構往往適用于供電區(qū)域相對較小的分區(qū)電網，否則可能會出現(xiàn)供電距離過長的情況；且考慮變電站全停風險，其供電可靠性相對較低。

饋供結構是電磁環(huán)網打開的形式，不存在電磁耦合，缺點是降低了供電可靠性，特別是母線檢修方式下需足夠備用聯(lián)絡線支持以確保供電，適用于供電區(qū)域和規(guī)模較小的分區(qū)電網；由于下級變電站之間缺乏互供，可能需要更高的設備冗余。

實際電網中，饋供結構較為少見，且往往會發(fā)展成為其他供電結構。值得推薦的是單站背靠背型手拉手結構，即隨著單站主變的增加，變電站中壓側母線分列運行，每個分站再與其他變電站母線分列運行后的分站形成手拉手結構，這既是出于短路控制的需要，也增加了網絡結構調整的靈活性，對電網發(fā)展適應性也較好。

電磁環(huán)網的潮流轉移控制

1.方式預控措施

實際電磁環(huán)網運行的主要問題是潮流轉移和控制。對于非連鎖故障，需控制上級通道故障后下級電網任一元件有功功率不超過值。近似認為故障前后的有功轉移特性是線性的，主要由網絡結構決定，對于連鎖跳閘（包括故障后采取切線、切變等主動跳閘措施）的潮流控制，在線性假設下，可考慮利用疊加法求取方式預控限額。

由于實際有功潮流的轉移特性并非線性，考慮連鎖潮流轉移后計算誤差將逐步擴大，特別是當上級主干通道潮流變化范圍大且下級元件與上級通道的輸電能力級差過大時可能產生電網隱患。針對這種情況，一個折中且實施相對簡便的方法是分檔計算方式預控限額。

對于簡單型電磁環(huán)網，潮流轉移特性較易分析；對于復雜型特別是多耦合點的電磁環(huán)網，其潮流轉移分析可結合上級通道故障后的潮流主轉移路徑進行：通過聯(lián)變（耦合點）的下網功率變化可以分析得出潮流轉移的主要分布，從而找出需重點進行潮流控制的下級電網元件，提高運行控制的效率。

2.基于解耦控制的穩(wěn)定措施

除了切機和切負荷穩(wěn)定措施外，實際運行中為以較小代價實現(xiàn)有效的潮流控制，提出了切線、切變的解列型（過渡性）穩(wěn)定措施，其核心思想是解耦控制，阻斷連鎖，均衡潮流，提升電網的整體穩(wěn)定性，主要應用于大潮流、強耦合且結構較強的電磁環(huán)網中：由于主干通道故障后下級電網的潮流穿越較大，此時，常規(guī)穩(wěn)定措施往往實施困難、效果不佳甚至引發(fā)新的穩(wěn)定問題，而切除潮流轉移的關鍵聯(lián)絡元件可以實現(xiàn)或近似實現(xiàn)上、下級電網的解耦或潮流分布的優(yōu)化。