Необходимость исследования режимной надежности при решении задач оценки надежности электрических сетей, а также по генерирующей мощности обусловлена главным образом ограниченностью пропускной способности как отдельных линий электропередачи, так и их групп. Причинами ограничений пропускной способности являются: предельно допустимые токовые нагрузки проводов линий электропередачи; уровни напряжения у потребителей электроэнергии; условия статической и динамической устойчивости.
Все это заставляет при оценке надежности электрической сети для каждого расчетного ее состояния производить расчет электрического режима, а именно потоков мощности в ветвях и напряжений в узлах электрической схемы замещения рассматриваемой сети. Кроме того, для системообразующих сетей необходимы оценка запаса статической устойчивости послеаварийного установившегося режима и динамической устойчивости перехода к нему, вызванного отказами какого-либо элемента сети.
Активная и реактивная мощности, потребляемые нагрузками при снижении напряжения, изменяются в соответствии с их статическими характеристиками. Ими и следует представлять нагрузку в расчетах режимов работы сети. Для упрощения расчетов иногда нагрузку представляют постоянными активной и реактивной мощностями или постоянными проводимостями. В последнем случае мощность нагрузки изменяется пропорционально квадрату напряжения. И то и другое упрощение расчета приемлемо при незначительных снижениях напряжения и может быть использовано для оценки допустимости режима по току и напряжению. Однако при расчете на постоянство мощности нагрузки режим может не существовать, иначе говоря, в рассматриваемом состоянии сети нельзя передать мощности, потребляемые нагрузками при ее полном составе. При замещении нагрузки постоянной проводимостью режим в распределительной сети всегда существует, хотя при напряжениях ниже допустимого достоверность его очень невысока. Здесь также нужно иметь в виду, что типовые статические характеристики нагрузки по напряжению не учитывают возможности нарушения устойчивости двигателей и, следовательно, их применение справедливо лишь в ограниченном диапазоне снижения напряжения.
Исследование поведения нагрузки при больших снижениях напряжения представляет весьма сложную задачу, требующую учета их индивидуальных характеристик и практически невозможно при расчетах надежности, что вынуждает ограничиться лишь проверкой уровня напряжения, предполагая, что при его снижении ниже допустимого происходит нарушение электроснабжения соответствующего узла нагрузки. После введения диспетчерских ограничений электроснабжение может быть частично восстановлено. Длительность полного перерыва электроснабжения может быть принята равной времени реализации диспетчерских ограничений (0,5-1 ч), а длительность работы с ограничениями - времени восстановления элемента, вызвавшего снижение напряжения.
Перегрузка линии (трансформатора) по току приводит к действию релейной защиты и ее отключению. Здесь должен производиться расчет электрического режима для нового состояния (состава) сети и так до тех пор, пока ни одна из линий не будет перегружена.
В системообразующих сетях отсутствие режима может также свидетельствовать о нарушении статической устойчивости из-за недостаточной пропускной способности оставшихся в работе линий электропередачи, включенных параллельно с отказавшей. В этом случае либо произойдет нарушение устойчивости с последующим действием автоматики ликвидации асинхронного режима (АЛАР), либо должна сработать автоматика предотвращения нарушения устойчивости (АПНУ). В случае, если режим существует, необходима проверка запаса статической устойчивости, а также хотя бы приближенная оценка динамической устойчивости.
В случаях, когда происходит деление системы на несинхронно работающие части, необходим расчет послеаварийного режима в каждой из них. При этом необходимо считаться с изменением частоты из-за временного небаланса генерирующей и потребляемой активной мощности. Здесь должны использоваться статические характеристики по частоте генераторов электростанций и нагрузок, а при глубоких посадках частоты учитывается действие автоматической частотной разгрузки (АЧР).
И, наконец, существует группа потребителей, работа которых нарушается при кратковременных относительно глубоких посадках напряжения, например при близких к ним коротких замыканиях в сети. В этих случаях необходим расчет напряжения прямой последовательности при однофазном коротком замыкании, как наиболее часто имеющем место, и сопоставление его с допустимым по условию сохранения работоспособности потребителя.
