大电网是怎么连接起来的？

大电网是已知人类建造的最复杂人造系统，主要承担电能的输送和分配任务。
当电能从电源侧发电机组（火电、水电、太阳能、风能、核电等）产生后，需要通过电网（输电网、配电网）输送到用电侧（负荷侧），驱动用电设备（农业、工商业、居民生活等）使用，点亮万家灯火。
那么电网是怎么连接的呢？
其实，大电网是依托于一种拓扑结构原理连接（嗯，头条君不禁想到了自己的名字top，看来还挺有缘的）。
首先我们来解释一下拓扑的含义。拓扑本来是指研究几何图形或空间在连续改变形状后还能保持不变的一些性质的一个学科。在大电网中，“拓扑”就是把厂站抽象成“点”，把线路抽象成“线”，进而以特定的图标来表示这些点与线之间关系的方法，其目的在于研究电网中点、线之间的相连关系。
简单来说，发电厂、变电站（换流站）、用电负荷等是大电网的“点”，而输电线路则被视为大电网的“线”，点、线不断增多，就成了电网。小电网不断连接起来，就成了大电网。
目前，我国已经形成七大区域电网，各个区域电网互联互通，一般通过直流相连接，区域电网内部通过交流联通，形成了完整的长距离输电网网架。如下图：

大电网互联有两种输电方式：交流输电和直流输电。这个不难理解。
大电网有三个主要参数——电压、频率、相位。
第一个参数：电压。
两个独立的交流电网如果通过交流线路相连接，一定要电压等级相同。
两个独立的交流电网如果通过直流线路相连接，则电压等级可以不相同。
再看看频率：这是交流输电特有的。
频率是描述研究对象在单位时间内周期变化的次数。交流输电指电流围绕受端方向以波形传输，产生频率，中国大陆地区电网频率为50赫兹，一般情况下上下不超过0.5赫兹。直流输电频率为零。
电网互联方式包括同步互联和异步互联。交流方式的同步互联要求频率完全相同，直流方式的异步电网互联，频率是可以不相同的。
通过交流互联起来的电网，也叫同步电网。它是指电网中并列运行的发电机以同步功率相互联结、在同一额定频率下运行的电网模式。即全网各处，从发电厂到用户，交流电的频率相同。
通过直流互联起来的电网叫异步电网。简单来说，就是用直流相联的两个同步电网是可以异步运行的，即频率可以不用处处时时相同，原理就是通过直流背靠背换流站关联起来，只传输能量不传递频率，我们的东北电网和华北电网就是通过这样的方式连接的。比如A电网稳定运行在50.1赫兹，与他异步互联的B电网可以稳定运行在49.9赫兹。
最后说说相位。这也是交流输电所特有的。相位由电能传输产生，同一时间下，体现在不同位置相位差的形式。如下图所示：

相位差好比两块相同的表，指针转速相同，但同一时刻下，指针的位置不同。这就是比较形象的相位差比喻。[相位与电网互联没啥关系，相位是电网自身的基本参数，交流电网相位一般处处不同。

在交流输电的背景下，我们可以把几个区域电网想象成几块表，表针粗细想象成电压等级，表针转速想象成频率，表针位置想象成相位。
在电压、频率一致，相位差保持稳定的前提条件下，小的电网就能通过交流方式慢慢连接成大的电网。
爱动脑筋的小伙伴可能会担心：电网是连起来了，可是输电线路断了怎么办？不用担心，电网中的线路一般都留有备用容量，由于电网连接呈网状，一条线路断联后传输功率通常可以由一条或几条线路的备用容量来继续进行传输，保障负荷用电。根据《电力系统安全稳定导则》这一国家强制性标准，对于丢失一条线路这种N-1故障扰动，在电网的设计和运行中，应该保证通过保护、开关及重合闸正确动作，不采取稳定控制措施，保持电力系统稳定运行和电网的正常供电，其他元件不超过规定的事故过负荷能力，不发生连锁跳闸。
一度电离开电厂，需要经过低压电网、中压电网、高压电网、超高压电网、特高压电网，才能输送到远方，然后再经过超高压电网、高压电网、中压电网、低压电网来到用户家中。所以说，一度电虽然可以秒到您家，但中间走的路还是挺长的，准备工作也要做很多很多。