电力系统规划设计论文汇总十篇

时间:2023-02-17 21:35:45

电力系统规划设计论文

电力系统规划设计论文篇(1)

(一)电力负荷预测与分析

电力负荷预测与分析是电力系统规划设计中重要的准备工作,对电力系统规划设计有巨大意义。电力负荷需要经过相关人员周密的计算分析,才可以给予电网规划设计获得具有参考价值的数据与信息。对中短期负荷的预测,应该分析我国经济发展情况,分析近几年来经济数据,知道我国经济大概发展情况,从而对电力最大负荷的层次进行分析。另外,规划设计人才可以参考已经完成的大规模电力系统情况,参考其电力负荷数据,对其进行分析,预测电力负荷,这种方式是我国电力负荷预测常采用的方法。预测电力负荷的方式比较多,比较常见的是预测方法、专家预测和模糊理论等。我国电力工程运用这些方法来预测分析电力负荷。分析负荷增长原因,从而可以分析出电力系统发展趋势,从而进行科学合理的电力系统设计。

(二)电源规划情况及出力

电源规划是对即将建设工程供电量分析,其周围的电网建设的规划研究,实现电力工程建设目标,是电力系统规划设计的重要组成部分。电力电源可以分为统一的调度电源和地方性电源两种,其中统一的调度电源是指电网调度统一的大型发电站;而地方电源是具有专用的发电设备的小型的地方性的水电站或发电站,每种电源发挥着作用是不同的,另外电源设备的投入使用可以看出电力系统规划的资金使用情况,对电源的出力情况进行分析可以有利于下一步工作的开展。

(三)电力电量平衡电力电量平衡

对电力系统的规划设计是具有制约作用的,根据电力负荷预测和电源出力分析,电力工程项目所在的供电区域、所在地区的电力与电量进行计算,平衡计算结果并对其进行分析,电力电量的平衡需要考虑分区间的电力电量的交换情况,这样就可以将电力工程的规模与布局确定下来。根据分析预测的电力系统各水平年的最大负荷,再根据各类电源的出力情况,可以计算出电力电量的盈亏,确定电力工程系统所需要的变电设备容量、所需要的发电量。确定的电力工程系统需要的容量应该是要加上系统需要的备用容量。

(四)接入系统方案接入系统方案

拟定的过程需要考虑电力工程的特点和电网的发展情况来确定,还需要考虑政府部门的相关意见及电网规划来进行方案的比较,使得拟定的方案时效性与实用性更强。接入系统方案要注意节远近结合,综合考虑节能降耗、节约用地,并运用电网新技术。同时需要提出电力工程项目各方案的规模与布局,终期近区电网结构、供电电压及运行方式等内容。

(五)电气计算电气计算

主要包括潮流计算、稳定计算、短路流计算和无功补偿计算。潮流计算是对电力网中电压分布和功率的计算。潮流计算可以计算中电网各网络原件电力损耗、电网各节点电压和电力潮流的分布情况,可以分析各接入系统方案的经济性、合理性和可靠性。稳定计算是对电力工程西戎的各故障情况进行模拟计算分析,确定电力工程系统稳定水平和稳定问题,稳定计算是以潮流计算为基础的,可以校验电力工程系统各个接入系统方案运营是否满足稳定性的要求。短路电流计算是验证故障短路在给定的网架中电气元件产生的不正常的电流值。短路电流计算可以校验电气设备,在发生故障的时候切断短路电流,减少短路带来的损失。无功补偿计算可以减少由于传输无功功率的各网络元件造成的电能损耗。

(六)方案比较分析比较方案

可以使得运算结果符合实际需要,确保电力系统更加可靠、安全,对方案进行横向纵向多层次的分析比较,可以形成最优化的方案,得到的方案设计是最符合实际需求的。

(七)系统专业提资

通过合理的系统设计、可靠的系统电气计算,选出综合条件最优的推荐接入系统方案中,确定电力工程项目的投产时间和建设规模,为电力工程规划设计提供准确的数据支撑和有效的设计依据。

二、电力系统规划设计工作的经验总结

随着我国社会经济的发展,电力系统进入快速发展时期,电力系统规划设计在电力工程设计中发挥着重要作用。如何更好的进行电力系统规划设计是电力工程规划设计中遇到的主要问题。本人认为在电力系统规划设计准备阶段应该了解大网区的基本情况和特点,收集附近地区电力系统情况,并将其录入数据库,作为电网现状的基础资料,了解附近区域电网发展变化情况,将其发展规划录入数据库中,为后续工作提供依据。在电力系统设计的时候应该时刻注意电力系统发展变化,收集更新数据资料库,掌握附近地区变电站、电厂和电力路线的数据资料和分布情况,收集当地负荷情况,计算各类系统电气,配合电力项目工程项目工作,不断更新完善基础数据。

电力系统规划设计论文篇(2)

【文章摘要】

对于任何一个国家来说,电能都是经济领域中至关重要的一种能源, 更是人们日常生活中不可或缺的一部分,对于社会的发展与进步有着关键的作用和影响。就我国电力工程建设现状来看,电力工程是先行建设的决定条件,而电力规划设计则是电力工程准备阶段中的核心环节,科学合理的规划安排,能够促使电力系统安全、高效的运行,为人们提供更优质的用电服务。因此,加强做好电力规划设计工作是非常有必要的。为此, 笔者就对电力规划设计在电力工程设计中的主要环节进行了简要的论述,并得出以下相关结论,以供参考。

【关键词】

电力规划设计;电力工程;主要环节

一直以来,电力工业都是我国重要的经济支柱产业、,更是与人们的生活、学习、工作有着密不可分的联系。因此,人们对于电力能源的稳定安全性有着较高的要求。在近些年来,我国社会发展发生了日新月异的变化,用电数量也在不断增多,再加之电力工程建设规模逐渐扩大, 这需要对整体电力工程进行统一的电力规划设计,从而确保电力工程建设的顺利开展。以下本文重点对电力规划设计在电力工程设计中的主要环节进行了详细的剖析。

1 电力工程中所涉及系统规划设计的主要内容

1.1 电力负荷的预测和分析

在正式开展电力工程施工之前,施工单位需要对施工现场进行全面的勘查分析,充分掌握电力负荷情况,从而得出准确的参考数据,这也是为电力规划设计有效开展的必要前提。并且,在实际的电力工程设计过程中,电力设计人员要对近几年中短期电力负荷情况进行详细的预测分析,主要是根据我国经济发展情况进行,设计人员在对这些数据进行统计的同时,需要切实结合我国当前发展规划来确定最终的最大负荷。其次,为了确保电力工程规划设计的合理性,设计人员可以通过对以往电力工程,或是已经建好的电力工程中的电力负荷进行掉研究,着重对影响电网运行的因素进行分析,并在现行电力工程设计阶段中,做出修改设计,避免质量问题的产生。当前,可以采取的电力负荷预测方法非常多,例如:专家系统法、模糊理论法等,都是现代电力工程中比较常见的预测法。这样一来,设计人员们就可以通过采用不同的预测分析方法来对一些变电站、大容量的电机组进行电力负荷预测。

1.2 电源的电力规划情况

在一个完整的电力规划设计中,电源的电力规划是至关重要的组成部分。想要确保该项电力工程是存在建设必要性, 就应该对拟建的电力工程周围电网电力规划中的电源情况进行分析。通常电力系统中的电源主要分为两方面,一方面是地方电源,其主要是指中小型水电站,或是企业自己的发电机组等。另一方面则是同调电源,从字面上,不难理解,其具体是指所有的大型发电厂将统一由电网调度。但是,由于水文期的不同,每一种电源的出力情况也存在着较大的差异。并且,一般新建成的电源机组将会在规划阶段中出现投入生产的现象。因此,这就需要设计人员要对电源出力情况进行全面详细的分析和统计,从而确保后续工作的顺利开展。

1.3 电力电量的平衡

无论是建筑工程项目,还是电力工程,都存在着自身的约束条件,当然,在实际的电力规划设计过程中,也常常会受到一些条件因素的限制,其中,电力电量平衡就起到了关键的约束条件的作用。通常清苦下,设计人员都会对电力负荷以及电源出力情况进行预测和分析之后,才会对该地区,或是区域的电量进行电力平衡计算,通过得到的计算结果来确定最终工程的规模,同时对整个空间进行合理的布局规划。而在这一过程中,设计人员一般是根据电力负荷预测的结果,对每一个水平系统最大的负荷进行设置,并且,电力设计人员还要讲电力电量的盈亏准确计算出来

1.4 系统接入的方案

电力设计人员在对电力工程进行规划设计时,要充分利用施工现场原有的网络资源,并将电源负荷情况、电网发展规划等方面在电力工程中的重要作用进行说明,严格按国家电网规划要求,积极采纳相关部门的审批意见,制定出多项系统接入方案。而且,设计人员在对系统接入方案进行阐释的过程中,需要考虑到全局,同时要加大对节能环保新技术的应用。

1.5 项目接入方案的比较

对项目接入方案的比较需要建立在各种电气类型计算结果的基础上面,从实施性、安全性、发展适应性以及经济性等多个方面进行仔细分析,对各个方案的设计和运行做出优劣总结,从而选出其中最为优秀的方案把它设为推荐方案。总而言之,电力网络的基础数据在电力设计中占据着重要的位置,因为所有的电器计算都是电网数据的基础之上开展的。电力系统正在向“大”的方向发展,比如大机组、高压电以及远距离电力传输等,因此电力规划设计将扮演者越来越重要的角色。

2 电力规划设计中的经验和建议

2.1 电力规划设计的准备阶段

准备工作时是开展规划设计之前所必须的,准备充分才能事半功倍。准备工作的内容包括:对拟建区域附近电力系统的现状进行调查和分析并了解大范围内的基本状况以及特点,对所收集到的资料进行严格的分析统计。收集现有的电网系统资料,录入数据库,为电力规划设计做好准备。与此同时,不仅要收集过往的数据,还要收集最新的电力主网的规划报告,掌握附近区域电网的发展走向以及与过往电网的不同之处,将这些数据资料也录入数据库,从而形成完善的网架基础数据。

2.2 如何开展工作

准备工作做好后,就是工作的开展了,如何高效的开展工作,不走弯路,直达目标是一个值得讨论的问题。首先,设计者需要时刻关注电力系统最近的变化情况,了解第一手数据资料,不仅要收集更要研究其他地区的电力负荷情况以及特点,更要把大网内各种变电站、电网和电力线路的不同地理分布情况和资料数据掌握在手,为马上开始的系统设计做好充足的准备并有充足的把握。对于新的工程项目,要实时跟进工作进度,掌握当地的电力负荷情况,对周边地区的电力系统资料进行及时的更新。而后,需要配合工程项目的设计工作,对各种类型的电气进行周密计算,保证工程设计的顺利进行。

3 结语

如前文所说,电力规划设计就如同一座大楼的地基,规划设计好了,以后的电力工程设计也会事半功倍,尤其是在这个电力系统朝着大机组、大电网、高电压以及远距离传输的时代,电力工程设计的难度在增加,电力规划设计也因此显得尤为重要。在工程设计之前,设计者必须要考虑到方方面面,综合考虑各种影响因素, 完善电力规划设计,将风险降到最低,达到电力工程设计的保质保量完成。

【参考文献】

电力系统规划设计论文篇(3)

电能作为国民经济各个领域的基础能源,在社会发展中起着举足轻重的作用。电力工业的先行建设,是保证经济发展的先决条件。作为电力工程前期工作的重要组成部分,合理的系统规划是电力系统安全、可靠、经济运行的前提,也是具体单项电力工程设计建设的方针和原则。

一、电力工程中所涉及系统规划设计的主要内容

系统规划设计相关工作可分为长期的电力系统发展规划、中期的电力系统发展设计。其对单项电力工程设计具有指导性的作用,也是论证工程建设必要性的重要依据。

在进行单项电力工程设计时,其涉及到的系统规划设计主要内容包括:一是工程所在区域的电力负荷预测和特性分析;二是近区电网电源规划情况及出力分析;三是根据负荷预测和电源规划结果,进行电力和电量平衡;四是提出电力工程接入电网系统方案;五是对所提方案进行电气计算;六是分析计算结果,并进行方案技术经济比较;七是为电力设计其它专业提供系统资料。

1.接入系统方案

根据工程所在地原有网络特点、负荷分布和电网发展规划等情况,说明项目工程在电力系统中的地位和作用,按照电网规划,以及政府部门的审批意见,提出项目接入系统比较方案。

在论述项目接入系统方案时,应远近结合、综合考虑节约用地、节能降耗、电网新技术的应用。与此同时,需提出项目工程各方案的布局和规模,投产年及终期近区的电网结构、运行方式和供电电压等内容。

2.电力电量平衡

电力电量平衡在电力系统规划设计中起约束条件的作用。根据电力负荷预测和电源出力分析,进行项目所在地区、供电区域进行电力、电量平衡计算,并对平衡结果进行分析,从而确定电力工程的布局和规模。

通过负荷预测确定各水平年的系统最大负荷,结合各类电源的出力分析,得出电力电量盈亏,从而确定电力系统所需的发电、变电设备容量。该容量应满足负荷需求的工作容量加上系统需要的备用容量。此外,在进行电力电量平衡时,还需考虑分区间的电力电量交换,并根据情况增减设备容量。

3.电源规划情况及出力

电源规划是电力系统规划设计的核心内容。对拟建工程周边电网的电源规划进行统计,并分析电源的出力情况,是论证单项电力工程建设必要性的重要依据。

电力电源分为统调电源和地方电源,其中统调电源是指归电网调度统一调度的各类大型发电厂;地方电源则包括各类小水电站,以及企业自备发电机组。每种电源在不同的水文期的出力各不相同,同时新建电源机组会出现在规划期间逐年投产的情况,因此,需对电源出力情况进行详细的分析统计,以利于下一步工作开展。

4.电力负荷预测和分析

对拟建电力工程附近片区进行电力负荷预测和分析,是电力系统规划设计的基础。在电力工程设计时,主要进行10年以内的中短期负荷预测。

中短期负荷预测,主要围绕国民经济的运行和发展而进行。在总结历年经济数据的基础之上,结合社会经济的发展规划,对中短期的近区最大负荷进行逐年预测;同时,根据已建、在建和规划的大项目情况,对负荷的特性进行必要的研究分析,并确定其对电网供电的影响。

负荷预测的方法多种多样,即有传统的序列预测法,也有模糊理论、专家系统等新方法。对具有重要意义的电力工程,如枢纽变电站、输送大量潮流的电力线路、或大容量发电机组,可采取多种方法预测负荷,分析负荷增长因素及其发展趋势,并从中选出一般可能出现的负荷水平进行分析。

5.电气计算

电气计算是电力系统规划设计的主要内容,包括:潮流计算,稳定计算,短路电流计算和无功补偿计算。

在确定网架结构和系统运行方式的情况下,进行短路电流计算可正确选择及校验电气设备,选用正确的继电保护整定值和熔体的额定电流,从而确保在故障情况下能快速切断短路电流,减少短路电流持续时间,减少短路所造成的损失。系统的短路电流宜限制在合理的水平,当短路电流水平过大而需要大量更换工程相关网区已有电气设备时,应提出限制短路电流的措施。

二、电力系统规划设计工作的一些经验

随着我国电网电压的升高,电网规模的不断扩大,电源装机总容量的逐年提升,电力系统的发展进入了新时期。在单项电力工程的设计中,电力系统专业的设计和论证起着重要的指导作用。如何独立开展电力系统规划设计工作,成为中小规模的电力设计单位遇到的新问题。

1.开展工作

关注电力系统的最新变化情况,更新数据库资料,收集和研究各地区的负荷情况和特点,掌握大网内各电厂、变电站、电力线路的地理分布情况和数据资料,为系统设计做好准备。针对新项目工程,展开对当地负荷情况的收集工作,及时更新当地及周边电力系统的资料。之后,进行各类系统电气计算,配合项目工程的设计工作。

电力网络基础数据对电力系统规划设计具有重要意义,所有电气计算均是基于电网数据的基础上进行的。因此,不断更新和完善基础数据,将是电力系统规划设计的一个长期工作。

2.准备阶段

在开展系统规划设计工作前,应收集近区电力系统现状相关资料,了解大网区的基本情况和特点,分析和整理收集到的系统资料。收集现有变电站、线路以及统调电源资料,并开列成表录入数据库,形成电网现状网架的基础数据。

电力系统规划设计论文篇(4)

前言

目前,我国的经济发展有了长足的进步,人们的生活质量有了大幅度提升,故此在用电需求上也得到了增加。为能够有效保障电力系统的稳定可靠安全的运行,对电力资源最大化的得到节约,电力系统规划设计就是最为关键的环节,这对整个电力工程的运行效率都会产生影响。故此加强这一领域的理论研究对实际有着重要的意义。

1.电力系统的规划设计及方法分析

1.1电力系统规划的内涵分析

现阶段我国对电力的需求及质量都有着要求上的提高,电力系统的安全稳定运行是保障人们正常用电的基础,所以对电力系统的科学规划就显得比较重要。而电力系统主要就是通过配电以及输、发电等环节所组成的电能生产及消费的系统,其主要功能就是将一次性能源发电动力装置转换成电能形式,在输电的支持下将电能供应给用户,所以它是我国国民经济系统中的重要子系统。对其进行有效的规划就是结合某地区内人口、经济和工业发展规模等实际情况,进行对电力的负荷加以预测,同时对各分区进行电力电量的平衡分析,对可能出现的盈缺情况加以预测。然后论证规划方案的经济可行性,对相关的设备等一系列内容进行科学合理实施。

1.2电力系统规划的方法分析

电力系统在实际的规划过程中必须要结合实际情况进行,电力系统规划设计的主要方法是通过对原始资料进行的,任何设计规划不能一次性就设计出最佳的方案,是在不断的完善改进过程中进行的。故此对电力系统的规划设计也如此,要能够将前期的工作基础做好,将电力负荷的相关资料进行详细的搜集,要结合当地的经济发展状况进行规划设计,只有这样才能够将电力系统规划设计的效果以最佳形式呈现出来。

2.电力工程系统设计规划注意事项及应用分析

2.1电力工程系统设计规划注意事项分析

我国的电力工程建设规划正不断的扩大规模和完善,其中的系统电压在不断提高,以及电源的容量也得到了全面上升,这些方面的变化使得电力系统的规划设计就发挥着关键作用。所以在规划设计的初级阶段要能够将准备工作完善做好,对数据的收集以及数据库的建立等,都要能够加强力度,这些也会之后的相关工作打下了坚实基础。对相关的基础性数据的建立是一项长期工作,同时也是整个系统规划设计的导向,这就需要在这一方面的网络基础数据进行及时有效的更新,并要形成规划的相关报告,如此才能够设计的更加科学化与合理化。

2.2电力工程设计中电力系统规划设计应用分析

针对电力工程设计中的系统规划设计可将其分为长期与中期电力系统发展规划类型,具体的规划设计当中,主要有近区电网电源规划情况和出力分析,以及工程所在区域电力负荷预测及特性分析等。在电力负荷预测及分析层面,对拟建电力工程附近片区进行电力负荷预测以及分析这是一项基础性的工作,对电力工程的设计主要进行十年以内的中短期负荷预测,也就是围绕着国民经济运行及发展所进行的。非负荷进行预测的方法是多样化的,其中的专家系统和模糊理论等新的方法所起到的作用比较关键。另外从电源的规划层面来看,这是电力系统规划设计的一个核心内容,对拟建工程周边电网电源规划进行统计以及对电源的出力情况进行分析是论证单项电力工程建设必要性的重要依据。从实际情况来看,电力电源的类型主要有地方电源及统调电源两种,所谓的统调电源主要是大型的发电厂对电网调度的统一所使用的电源,而地方电源则是一些比较小型的水电站。具体的规划过程中,新建电源机组会出现逐年投产的情况发生,这就需要对电源的出力情况进行详细的分析统计。再者就是电力的平衡在电力系统规划设计当中的约束条件,这就需要结合前面的负荷预测及电源出力的情况进一步的对电力工程的布局和规模等进行详细的分析。对电力电量平衡进行分析的过程中,分区间的电力电量交换也要进行充分考虑。为能够说明电力系统当中项目工程的地位及作用,要按照工程所在地网络特点及负荷分布等情况,在经了政府部门的审批之后接入系统就能够被提出,同时运行方式和供电电压的内容也要得到充分考虑。还有就是对电力系统规划设计中的电气计算环节,在这一过程中主要包含着几个重要层面的内容,也就是稳定计算机潮流计算和务工补偿计算、短路电流计算。然后通过各种电气计算的结果进行分析项目接入方案安全性及可靠性等,对设计的方案进行比较择取最佳方案。对电力系统规划设计方案过程中的准备阶段主要是了解在大网地区基本情况和特点加以了解,对现有的统调电源及线路等方面的资料进行收集,将其作为电力电网现状设计的基础数据,接着就行调度。通过对电力系统中发电动力装置的转化,再进行输电及变电和配电等程序。对电力系统的细节进行设置,保证输电稳定性,在规划的重点上要得到重视,主要就是规划周期,规划设计成本,安全这几个重要方面。例如在规划设计的成本方面对电力系统规划时,对元件以及电缆和设备等都有着重要的影响,这一过程的规划设计就需要对电力系统功能方面都要达到相关要求,在保证质量的同时将投入实现最小化。电力网络的基础数据对电力系统规划设计有着比较重要而对意义,所以要不断的更新及完善基础数据,这样才能够更加有利于电力工程设计的科学性。

3.结束语

综上所述,电力系统的规划设计作用及影响的进一步扩大,也将对电力工程的设计起到促进作用,随着我国的电网电压及电网的规模不断扩大,也需要更加科学的电力系统布局。在这一过程中要能够结合实际的情况进行设计规划,注重人才的培养,多角度的分析问题,如此才能够最大化的提高电力工程的设计质量和水平。

参考文献:

[1]黄齐明.电力工程设计档案的开发与利用[J].机电兵船档案.2009(01)

电力系统规划设计论文篇(5)

中图分类号:G322.1;文献标识码:A ;文章编号:

电力做为我国经济和众多领域的基础能源,在我们的生活中有着重要的位置,衡量我国经济发展的重要标志是电力工业的发展水平和电气化程度,在生活中如果没有了电可以说等于没了一切,生活中各处要用到电,但如果我们不合理的规划用电,会影响到我们经济发展。因此,合理的电力系统规划设计就显得尤为重要。

一、电力工程中所涉及系统规划设计的主要内容

系统规划设计相关工作可分为长期的电力系统发展规划、中期的电力系统发展设计。其对单项电力工程设计具有指导性的作用,也是论证工程建设必要性的重要依据。在进行单项电力工程设计时,其涉及到的系统规划设计主要内容包括:(1)工程所在区域的电力负荷预测和特性分析;(2)近区电网电源规划情况及出力分析;(3)根据负荷预测和电源规划结果,进行电力和电量平衡;(4)提出电力工程接入电网系统方案;(5)对所提方案进行电气计算;(6)分析计算结果,并进行方案技术经济比较;(7)为电力设计其它专业提供系统资料。(一)电力负荷预测和分析对拟建电力工程附近片区进行电力负荷预测和分析,是电力系统规划设计的基础。在电力工程设计时,主要进行10年以内的中短期负荷预测。中短期负荷预测,主要围绕国民经济的运行和发展而进行。在总结历年经济数据的基础之上,结合社会经济的发展规划,对中短期的近区最大负荷进行逐年预测;同时,根据已建、在建和规划的大项目情况,对负荷的特性进行必要的研究分析,并确定其对电网供电的影响。负荷预测的方法多种多样,即有传统的序列预测法,也有模糊理论、专家系统等新方法。对具有重要意义的电力工程,如枢纽变电站、输送大量潮流的电力线路、或大容量发电机组,可采取多种方法预测负荷,分析负荷增长因素及其发展趋势,并从中选出一般可能出现的负荷水平进行分析。

(二)电源规划情况及出力电源规划是电力系统规划设计的核心内容。对拟建工程周边电网的电源规划进行统计,并分析电源的出力情况,是论证单项电力工程建设必要性的重要依据。

电力电源分为统调电源和地方电源,其中统调电源是指归电网调度统一调度的各类大型发电厂;地方电源则包括各类小水电站,以及企业自备发电机组。每种电源在不同的水文期的出力各不相同,同时新建电源机组会出现在规划期间逐年投产的情况,因此,需对电源出力情况进行详细的分析统计,以利于下一步工作开展。

(三)电力电量平衡

电力电量平衡在电力系统规划设计中起约束条件的作用。根据电力负荷预测和电源出力分析,进行项目所在地区、供电区域进行电力、电量平衡计算,并对平衡结果进行分析,从而确定电力工程的布局和规模。通过负荷预测确定各水平年的系统最大负荷,结合各类电源的出力分析,得出电力电量盈亏,从而确定电力系统所需的发电、变电设备容量。该容量应满足负荷需求的工作容量加上系统需要的备用容量。此外,在进行电力电量平衡时,还需考虑分区间的电力电量交换,并根据情况增减设备容量。(四)接入系统方案根据工程所在地原有网络特点、负荷分布和电网发展规划等情况,说明项目工程在电力系统中的地位和作用,按照电网规划,以及政府部门的审批意见,提出项目接入系统比较方案。在论述项目接入系统方案时,应远近结合、综合考虑节约用地、节能降耗、电网新技术的应用。与此同时,需提出项目工程各方案的布局和规模,投产年及终期近区的电网结构、运行方式和供电电压等内容。转

(五)电气计算

电气计算是电力系统规划设计的主要内容,包括:潮流计算,稳定计算,短路电流计算和无功补偿计算。

第一,潮流计算主要是对电力网络中的功率和电压的分布进行计算,通过潮流计算可确定系统运行方式,检查各元件是否满足运行要求,并为系统继电保护和稳定计算提供依据和初值。潮流计算作为电力系统设计中最基本的计算,是比较电力工程各接入系统方案最直观的方法。通过潮流计算得出的电网各节点电压、各网络元件电力损耗、以及电力潮流的分布情况,可直接用于分析各接入系统方案的可靠性、合理性和经济性。

第二,稳定计算是指根据要求,对电力系统的各种故障情况进行模拟计算和分析,从而确定电力系统稳定问题的主要特征和稳定水平。

稳定计算多是基于潮流计算结果的基础之上,在单项工程设计中常用到的稳定计算包括电力系统暂态稳定计算、电压稳定计算、以及频率稳定计算等。通过进行各种稳定计算,可校验各接入系统方案的运行参数能否满足稳定运行的要求,在必要的情况下提出安稳策略和保障措施。第三,短路电流计算主要是验算在给定的网架中,由于故障短路而在电气元件上产生的不正常电流值。计算项目工程接入系统节点处的各种短路电流,能为电气设备的选型提供依据。

在确定网架结构和系统运行方式的情况下,进行短路电流计算可正确选择及校验电气设备,选用正确的继电保护整定值和熔体的额定电流,从而确保在故障情况下能快速切断短路电流,减少短路电流持续时间,减少短路所造成的损失。系统的短路电流宜限制在合理的水平,当短路电流水平过大而需要大量更换工程相关网区已有电气设备时,应提出限制短路电流的措施。

(六)方案比较

对项目接入方案进行比较,在各种电气计算结果的基础之上,从安全可靠性、实施性、发展适应性和经济性等方面进行分析,从而对各方案的设计及运行做出评价,并选择最优者作为推荐方案。

(七)系统专业提资

通过合理的系统设计,可靠的系统电气计算,选出综合条件最优的推荐接入系统方案,确定项目工程的建设规模和投产时间,为电力工程设计的其它专业提供有效的设计依据和准确的数据支撑。

二、电力系统规划设计工作的一些经验

随着我国电网电压的升高,电网规模的不断扩大,电源装机总容量的逐年提升,电力系统的发展进入了新时期。在单项电力工程的设计中,电力系统专业的设计和论证起着重要的指导作用。如何独立开展电力系统规划设计工作,成为中小规模的电力设计单位遇到的新问题。

(一)准备阶段

在开展系统规划设计工作前,应收集近区电力系统现状相关资料,了解大网区的基本情况和特点,分析和整理收集到的系统资料。收集现有变电站、线路以及统调电源资料,并开列成表录入数据库,形成电网现状网架的基础数据。

与此同时,还需收集最新电力主网规划报告,了解近区电网的发展方向和变化特点,将规划电力网络资料录入数据库,形成各规划水平年的网架基础数据。

(二)开展工作

关注电力系统的最新变化情况,更新数据库资料,收集和研究各地区的负荷情况和特点,掌握大网内各电厂、变电站、电力线路的地理分布情况和数据资料,为系统设计做好准备。针对新项目工程,展开对当地负荷情况的收集工作,及时更新当地及周边电力系统的资料。之后,进行各类系统电气计算,配合项目工程的设计工作。

电力网络基础数据对电力系统规划设计具有重要意义,所有电气计算均是基于电网数据的基础上进行的。因此,不断更新和完善基础数据,将是电力系统规划设计的一个长期工作。三、结语随着电力系统向大机组、大电网、高电压和远距离输电发展,电力系统规划设计起的作用进一步增加,在单项具体的电力工程设计中,对系统设计专业的要求也越来越高。本文对电力工程设计中所涉及到的系统设计的内容,进行论述和探讨,并总结部分相关工作经验,以供参考。

参考文献:

[1]梁磊.浅谈建筑施工电气的设计与施工阶段电气工程师的主要工作.城市建设理论研究.2011(22)

电力系统规划设计论文篇(6)

中图分类号:TM73 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)11(b)-0090-01

建设地区电网规划支撑系统是符合电网规模化、复杂化发展趋势的有力举措,能够为未来的电网规划工作提供管理支持、工具支持以及数据支持,可以显著提高电网规划的科学性。在设计地区电网规划支撑系统时,必须要充分考虑相关工作的标准和要求,合理化相关的工作流程,实现电网规划支撑系统管理流程的优化目标,最终实现电网规划能力、工作效率、管理水平的有效提升,使其能够真正发挥出决策辅助工具的价值。为了能够为相关人员提供有益的借鉴同时推动地区电网规划科学化进程,笔者在本文中简要地论述并探讨了地区电网规划支撑系统的设计方案。

1 地区电网规划的管理目标

电网规划是一项比较复杂的系统工程,它不仅要求规划者具有很强的整体观和系统观,还需要充分考虑投资估算、输变电建设、电网结构论证、电气计算、电力电量平衡、电源规划、电力需求预测等多种因素,统筹布局,平衡分配,使得电网的网架结构能够满足地区中期和长期的用电负荷目标,而且同时满足当地社会发展、工业发展、经济发展、群众用电等需求,在确保电网可靠性、稳定性、安全性的前提下,实现电网投资决策的最优化。简而言之,电网规划的目标便是要建设一个安全可靠、技术先进、结构科学并且统一开放的具有这些明显现代化特征的电力网络。

2 地区电网规划支撑系统设计方案概述

2.1 地区电网规划需要攻克的难点

第一,数据收集和数据整理。不论从何种角度来看,地区电网规划都是一项涉及因素众多、结构作用复杂的系统工程,正如上文所述,规划地区电网时需要考虑投资估算、输变电建设、电网结构论证、电气计算、电力电量平衡、电源规划、电力需求预测等多种因素,这也导致规划方案所需要的底层数据规模异常巨大,因此,单单是数据收集和数据整理这项基础性工作便需要耗费大量的人力和物力,工作难度非常大。

第二,需要确保数据的有效、真实、唯一。没有规模庞大的数据的支撑,地区电网规划工作是根本无法完成;而且数据来源广泛、数据接口复杂,确保数据的有效、真实、唯一成为了保证数据质量的关键所在。正是因为这些原因,构建地区电网规划支撑系统来解决数据利用困难的情况成为了系统建设的重要原因之一。

第三,资料电子化程度不高。电网规划历史及各个阶段所形成的研究报告、文档、数据、图纸以及本企业运营数据的归档等方面,电子化程度不高,甚至满足不了地方政府项目审批对文档报告电子化的要求。

2.2 系统建设目标

第一,管理方面的决策辅助。该系统需要能够为地区电网规划提供管理方面的决策辅助,因此该系统的业务平台需要提供综合统计功能、综合计划功能、项目管理功能、电网规划功能,这些功能基本上涵盖了电网规划工作的所有业务内容。该系统能够对上述全部数据进行集中、分类和显示,能够有效提高相关工作人员的管理水平和工作效率。通过对这些数据的汇总分析,相关领导能够凭借这些结果做出更加科学、符合实际的决策,真正发挥系统的管理辅助决策功能。

第二,多元化的规划功能。该系统需要能够为地区电网规划提供各种必要的工具功能。一般而言,该系统需要具备下述几种功能:(1)变电站选址与定容工具功能。以空间负荷预测结果为基本的计算依据对各个变电站的供电范围进行计算。(2)负荷及负荷分布预测工具功能。可以校核多种路径负荷预测的相关结果,协调负荷分布预测结果和负荷总量预测结果。(3)网络拓扑工具功能。能够对电力网络的网络现状、网络待建状态、未来网络规划进行自由地查看。(4)画图工具功能。允许相关工作人员在地区电网规划支撑系统当中绘制各种电力网络拓扑。

第三,能够提供各种数据功能。该系统可以非常方便地进行数据收集、数据整理、数据处理、数据查询、数据分析以及数据统计等工作,相对于以往的人工处理模式,该种模式的数据处理效率显著提高,电力网络规划过程中的收资工作量也会因此而显著降低。另外,借助三维GIS提供的数据叠加、数据分析、数据展示功能,以往巨大的数据处理量现在交给计算机完成,同时也提高了电网规划方案的精度。

2.3 系统实现技术分析

第一,本系统将提供业务数据通用接口,实现各个业务系统指标的采集。对于无法提供接口的指标数据和外部数据,提供手工录人方式。同时数据维护模块可以对接口取过来的业务系统数据进行校正和维护,从而搭建供电企业统一的数据平台。第二,提供电网规划过程记录管理、电网规划基础数据支持、中长期负荷预测、电网现状及规划成果基于Google Earth三维地图展现,对规划修编过程及相关记录管理。图形平台中输电线路各杆塔GPS数据均经过现场实测,收集整理后导人本系统得到误差20 m内的电网地理接线图,该图形平台的应用前所未有地提高了电网规划的精度,以直观的方式展现了电网全貌,为科学决策提供了有力的保障。第三,提供项目前期基础数据支持,项目前期过程及相关文档分项目分类别管理、项目计划管理、技术经济全过程管理、在Google Earth三维地图和Google Maps平面地图上定位分析项目所处地理环境。第四,提供对综合计划的编制、下达、分解、跟踪分析、调整、考核的全过程管理。以关键指标为核心,与各业务系统各有分工,对关键指标的结果做统计汇总和事后分析。第五,对供电局内部的指标数据做统计分析,同比和环比,生成报表和图形曲线等。对于企业外部数据的统计和分析,例如下级供电企业之间做比较分析,对政府部门的历年数据做趋势分析。第六,可以很方便地在地理接线示意图和变电站主接线图的基础上,建立输电线路、配电线路、变电站的模型。在规划图形上分层显示电网规划结果,及查看各个规划水平年的电网结构情况。

3 结语

在系统设计过程中,应该将统一数据平台的思想贯彻到系统设计和建设中,满足地区供电企业在规划电网时所需要的各种外部数据和业务数据,并将地区供电企业的关键指标和关键数据作为设计的核心,借助先进的系统开发平台,开发出能够为电网规划过程中的经济技术工作、项目前期工作、综合技术工作、综合统计工具、规划方案设计工作提供有力支持的先进系统。

电力系统规划设计论文篇(7)

电能在中国经济发展中发挥着无可替代的作用,大力发展电力工业有助于中国经济快速健康的发展。电力系统安全、可靠、经济运行的前提是合理的系统规划,同时合理的系统规划也是具体单项电力工程建设的原则与方针。

1、系统规划设计的主要内容

电力系统发展规划的相关性工作包括两部分,为别为长期与中期规划。这有助于指导单项电力工程设计的工作,同时也可作为评判工程建设必要性的重要参考。

电力系统规划设计在单项电力工程设计的工作中,其内容包括以下部分:电力工程所在地的电力负荷与特性的分析;预选范围内电网电力的规划和负载分析;在满足上述结果的同时进行电量和电力的平衡;给出该区域工程的电力系统规划解决方案;进行相关数据的演算;对结果进行分析比较,优选方案;进行文档整理,对电力系统规划提供设计参考资料。

1.1 负荷预测与分析

电力系统规划设计的基础是对预选地区的电力进行电力负荷预测与分析。在这一设计过程中,一般为中短期负荷预测,年限一般在10年及以下。电力负荷预测是电力市场建设发展的基础工作,随着电力市场改革的深入开展,其作用日益重要,它不但成为发电厂电能报价的依据,更是保证电网安全稳定运行的重要前提,其预测精度直接影响到了电网及各发电厂的经济效益。电力系统是一个运行高度统一的大系统,由于电能不能大量储存的特点,因此负荷预测的需求对于电力系统运行具有十分重要的意义。[1]

1.2 电源规划与出力情况

电力系统规划设计核心内容是电源规划,在拟建区域进行电源规划的系统设计有助于了解其电源的处理情况,同时也给单项电力工程的可行性论证提供了重要的支撑依据。电源包括地方电源和系统电源,归电厂统一调度的大型发电厂和水电厂称为统调电源,小水电站及公司企业的自备发电机组为地方电源。每种电源在不同时期内出力的情况各不相同,同时规划期间的新建电源机组也将进入投产阶段。因此,需要详细分析各种情况并做好统计工作,为下一步的工作打好基础。

1.3 电量平衡

通常在电力系统规划设计中起约束作用的是电力电量的平衡。我们对负荷预测与出力情况进行分析及所选区域的电力进行电量平衡计算,有助于优化结果,辅助工程技术人员确定电力工程的规模和布局。在负荷预测的基础上,确定其系统最大负荷并根据出力情况的分析,计算出电力电量的盈亏,以此来确定该区域所需要的发电、变电设备容量。在满足负荷需求的同时也需要考虑到分区间的电力电量交换,基于实际情况来增减设备,在满足该区域的电力电量的要求的同时达到高效经济运行的目的。

1.4 系统方案

分析电力系统中项目工程的作用与地位,我们一般采取综合分析原有网络特点、电力电量负荷分布和近期电网发展规划来确定。依据电网的区域规划和相关政府部门的审批意见,结合该区域的地理环境,综合考虑,采用新技术实施绿色环保经济的电网项目接入系统方案,并优选最佳方案。

1.5 电气综合计算

系统规划设计的重中之重是相关电气计算,主要为:潮流,稳定,无功补偿和短路电流等方面的计算。

(1)潮流计算,就是已知电网的接线方式与参数及运行条件,计算电力系统稳态运行各母线电压、各支路电流与功率及网损。对于正在运行的电力系统,通过潮流计算可以判断电网母线电压、支路电流和功率是否越限,如果有越限,就应采取措施,调整运行方式。

(2)根据项目工程要求进行稳定计算,可以进行模拟计算和分析电力系统的各种故障,以此来确定其主要特征和稳定水平。

潮流计算结果之后可以进行稳定计算,而且电力系统稳态、电压以及频率等稳定计算也是单项工程设计中的主要部分。稳定计算之后,可以对各接入系统方案的运行参数等进行试检验,给出安稳策略和改进措施,从而保证项目系统的运行。

(3)电力系统在运行中,相与相之间或相与地(或中性线)之间发生非正常连接(即短路)时流过的电流为短路电流。其值可远远大于额定电流,并取决于短路点距电源的电气距离。我们项目实施中也要进行短路电流计算,计算接入各节点处的短路电流,辅助工程技术人员选择合适的电气设备。

2、工程设计中的经验总结

随着我国经济的高速发展,对电力需求越来越大,电网建设正朝着高电压、大规模、电源装机容量需求高的方向发展。在开展单项电力工程的设计中,项目工程中电力系统的设计与论证起的作用越来越大。因此,如何做好电力系统规划设计工作,已经成为阻碍一些规模不大的电力设计单位的巨大难题。

2.1 开始阶段

系统规划设计工作之前,需要分析和整理收集关于集近区电力系统现状资料和大网区的基本情况和特点。然后对收集到的现有线路、变电站和统一调度电源的资料要进行归档处理,形成关于电网现状的专有基础数据库,并指派专人进行管理。

2.2 工作阶段

通过互联网查阅与实地走访,及时了解电力系统的最新情况,对已建立起来的数据库要实时更新。重点关注各个地区的独有特点和负荷情况,而且收集关于大网内电厂、变电站和该地区的地理分布资料也是建立合理电力系统的必要工作。

3、结语

随着我国经济的高速发展,对电力系统要求越来越高,总体发展趋势是大电网、大机组、高电压和远距离输电。因此,电力系统规划设计的作用也越来越受到重视,在单项具体的设计中,其相关要求也愈来愈严苛。2002年全国电力缺口是2035万千瓦,2003年高达4485万千瓦,2004年虽然国家加快电力建设,但电力缺口仍有2500一3000万千瓦。全国大范围缺电状况导致因素较多,但根本原因是电力供应总量严重不足,电力建设滞后于电力需求增长。[2]该文对电力项目中设计到关于系统规划设计的内容进行了初步的论述和探讨,并对相关工作经验进行了总结,可供于参考。

电力系统规划设计论文篇(8)

1、引言(Introduction)

传统电源规划的对象主要为火电、水电及核电。然而在大规模风电接入的今天,由于风电自身的间歇性、不可控性,传统的电源规划模型已不能满足当前含风电场的电源规划的实际需要,相应电源规划软件开发也存在明显滞后,因此风电规划建设缺乏科学依据,成为风电建设的制约因素之一。

因此,设计考虑风电场接入的电源规划模型,开发相应的电源规划系统,也成为当前电源规划的研究热点[1-4]。文[2]采用动态规划算法对规划期为N年的由风电场和光伏电池组成的有限规模并网发电系统最优扩建规划问题进行了研究,考虑了气象数据、历史负荷数据、风电场和光伏电池的特性、能源的成本及相关的增长率等因素,适用于中小规模系统的规划。文[2]则更多的从政策层面讨论了电力市场环境下风电场规划的政策导向。文[5]比较深入的讨论了电源电网协调规划问题,遵循先进行电源规划后进行电网规划的途径,在电源规划部分提出了风力发电系统最优规划模型,以风电机组的平均功率输出最大作为目标函数,其假设条件是风电能够完全被电网吸收。以上述研究结果为基础,传统的电源规划软件,诸如Power Plan Analysis等,也不断推出相应的风电场规划功能。

上述方法从不同的角度讨论了含风电场的电源规划问题,但是没有形成标准化的含风电场接入的电源规划模型。而简单的风电规划功能模块更是难以满足当前大规模风电接入条件下实际规划的需要。

针对上述问题,本文重点研究含风电场的电源规划标准模型和支持系统,首先提出考虑风电场接入的电源规划模型,然后以此为核心介绍支持系统的开发设计,最后基于实际电网对该电源规划系统规划结果的合理性进行验证。

2、考虑风电场的电源规划模型(generation expansion planning model considering wind power plants)

2.1风电可信容量

从厂网协调关系来看,与传统的电源相比,风电最大的特点在于其间歇性和不可控性。由于气象因素的多变性,风电的装机与实际发电能力存在明显差距。

为了描述风电有效发电水平,本文引入可信容量概念。所谓可信容量,是指从发电侧考虑,以系统可靠性不变为衡量指标,将风电等效为具有一定强迫停运率的常规机组,此时能够代替常规机组的容量即为风电的可信容量[6]。

3.3风电管理建议

风电的快速发展,一方面提升了电网运行的节能性,但另一方面也成为电网安全运行的一大挑战。基于本文的研究工作,在电源规划中,对于风电的规划本文认为应该特别注意以下方面:1)加强气象监测管理,为科学分析计算风电可信容量奠定基础;2)加强水火电检修计划编制,保证电力电量可靠供应;3)加强规划分析中,对调频、调峰等运行约束条件的考虑,避免弃风现象的发生。

4、结语

资源环境压力下,风电等可再生能源接入已成为电力系统发展的必然趋势。本系统设计了考虑风电场接入的电源规划模型,并开发了相应的支持系统。期望本文的工作能对风电的规划建设起到一定促进作用,推动风电的建设发展。

参考文献

[1]王敏,丁明.含分布式电源的配电系统规划[J].电力系统及其自动化学报,2004,(06):5-8.

[2]袁建党,袁铁江,晁勤等.电力市场环境下大规模风电并网系统电源规划研究[J]. 电力系统保护与控制,2011(05):22-26.

[3]吴德义.大规模风电并网的电源规划研究[J].黑龙江电力,2013(02):138-142.

[4]张节潭,程浩忠,姚良忠等.分布式风电源选址定容规划研究[J].中国电机工程学报,2009(16): 1-7.

[5]高赐威,吴天婴,何叶等.考虑风电接入的电源电网协调规划[J].电力系统自动化,2012(22):30-35.

电力系统规划设计论文篇(9)

关键词: 配电网规划;因地制宜;优化设计

Key words: distribution network planning; adjustment measures;optimization design

中图分类号:TM7 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)07-0051-02

0 引言

我国始建于七、八十年代的电网系统经过近20年的改造取得了巨大成就,但是深入的规划改造仍然是必须的。在此过程中,配电网规划是城市电网规划的重要组成部分,因为配电系统是发输电系统与用户之间连接的纽带,无论对发输电系统的安全稳定运行,还是对用户的高质量供电,均具有非常重要的意义[1-4]。因此,科学合理而行之有效的改造规划直接关系到改造规划工程的成功。但是配电网规划是一个复杂过程,其与改造地区的自身特性是密切相关的,包括规划区域的经济发展特性、自然环境特性、年负荷特性等等,都直接影响规划方案的设计与实施。然而,我国幅员辽阔,地域间自然环境变化迥异,经济发展不平衡,导致目前还没有统一的优化规划设计理论与方法。以往的评估中重点考察配电网的经济性与安全性,未考虑规划区环境与经济实力等因素造成的影响。鉴于此,本文综合考虑配电网的安全可靠性、经济性、高效性和抗灾变以及抗干扰性,提出了一套以因地制宜为指导原则的配电网规划优化设计方法,并详细介绍了该设计方法的内涵,以期能够为支持我国配电网规划事业的发展,对节能创收、充分利用资源以及可持续发展具有重大意义[1-4]。

1 考虑规划区综合安全特性指标

配电网规划首要解决安全问题,因此在规划设计中必须具体研究与评估规划区的地理地形,合理设计以提高供电安全[2]。供电安全不仅关系用户利益,同时关系到供电企业。统计数据[2]表明,大约80%以上的停电事故是由配电系统引起的。由此需要保证合理规划和优化配电系统将。配电系统安全规划必须考虑如下情况:

①如何结合规划区域地理地形实施效果计算规划网的供电安全性;②如何在充分协调各规划分区间的联系以优化出综合性能最强的规划方案,从而达到高质量与低成本间的合理平衡;③明确各个规划分区间的规划方案间所存在的复杂关系,不以减少停电损失为规划最终目的,而是以高安全可靠性的电力供应为蓝图进行综合规划。

因此,如何合理划分规划区,分别设计科学合理规划子方案,结合各分区规划的特点,对整个规划区进行综合安全性分析,并且设计一套能够在有限投资额度下,对若干安全性薄弱点进行提升并满足最终指标要求的配电网规划是十分重要的。

2 考虑规划区自然环境特性指标

传统的配电网评估主要包括可靠性评价、经济性评价、安全性评价、供电质量评价等单项指标的评估,这些评估从不同角度、不同程度上评价了配电网的运行水平,但未综合起来考虑,其原因之一是未能充分考虑规划区的自然环境特性。环境特性对规划指标的影响主要有如下两点[1]:

①自然环境如冰雪腐蚀磨损等造成的电力系统本身的灾变;②自然重大灾害发生后如何在灾害中保证电力系统特级负荷的供电。

但从电网规划角度考虑,目前通过构造科学、合理的电网来提高电网适应自然环境的能力的还不充分,需要在具体的规划项目当中深入考虑规划区域自然环境特性,减少非人为因素造成的能源事故与损失。

3 考虑规划区负荷特性指标

近年来,由于传统的大电网集中供电存在控制复杂难以管理等弊端导致电力系统事故频发。与此同时,分布式电源由于投资省、损耗低、供电方式灵活、效率高、环境价值显著等从而得到广泛关注与实际应用。但是,分布式电源的并网连接一直是一个难以解决的问题,因为它与负荷特性密切相关,形成网络式电网配电网结构。如果规划得体,这样的新型配电网可以成倍提高供电质量与性能,然而规划不合理,分布式电源将是巨大的干扰与安全隐患。因此,选择合适的规划方法确定分布式电源与网络的扩展容量以及具体规划方案对于改善配电网投资的经济性、可靠性等目标具有至关重要的意义[3]。

4 结论

本文针对配电网规划建设方案设计进行了研究,提出了因地制宜的设计优化原则,即在考虑常规评价指标的基础上,要按照规划区域的自身特性,综合评估规划区的安全特性、自然环境特性以及负荷特性,以对配电网网络规划方案进行优化。从分析可知,配电网的合理优化设计对电网系统改造至关重要,不仅关系到线路的安全可靠运行,而且直接影响线路运行的经济效益。因此,本文所提出的因地制宜设计原则为配电网的优化设计提供了新思路,对电网系统的节能减排具有一定促进意义。

参考文献:

[1]马丽.计及抗灾能力和地区偏好的配电网规划方案评估

[D].河北:华北电力大学,2011.

电力系统规划设计论文篇(10)

粤中(珠江三角洲地区)地网是广东电网的核心,也是全省最大的负荷中心,该电网与广西、香港等电网互联,除了向珠江三角洲地区提供电力外,还担负着电力交换任务。在粤中地区建设一个强大的500kV电网,对保证广东电网乃至香港电网以及澳门电网的安全运行有着重大意义。目前广东500kV电网东已延伸至汕头西翼,江门——茂名500kV输变电工程正加紧建设,2000年前可望投入使用。

广东省的电力工业已经步入了大电网、高电压和大机组时代。随着整个电网变得越来越复杂,电网规划中以往那种人为臆断和局部最优的规划方式会给电网运行、发展带来隐患,资金盲目使用的可能性加大。结合目前理论的发展,我们认为电网规划是一个受到多种条件约束的、以电网总效益为最终目标的多目标的系统工程。对于这样一个系统,我们认为适宜以控制论为基础,结合信息论、运筹学和系统工程等理论来研究。

从控制论角度来看,电网是一个巨维数的典型动态大系统,它具有强非线性、时变且参数不确切可知、含大量未建模动态部分的特征。另外,电力网络地域分布广阔,大部分元件具有延迟、磁滞、饱和等复杂的物理特性,对这样的系统实现有效决策控制是极为困难的。另一方面,由于公众对新建高压线路的不满日益增强,线路造价,特别是走廊使用权的费用日益昂贵,以及电力网的不断增大,使得人们对电力网络的决策控制提出了越来越高的要求。正是由于电网具有这样的特征,一些先进的控制论思想和技术被不断地引入到电网中来。下面将阐明综合智能控制技术引入电网规划中的必要性和可行性。

1综合智能控制技术

1.1智能控制的概念

迄今为止,智能控制尚无统一的概念,文献[1]有如下归纳:

a)最早提出智能控制概念当推傅京孙教授,他通过对人-机控制器和机器人方面的研究,将智能控制概括为自动控制和人工智能的结合。他认为在低层次控制中用常规的基本控制器,而在高层次的智能决策,应具有拟人化功能。

b)Saridis在傅京孙工作的基础上,提出了三元结构的智能控制理论体系,他认为仅有二元结合无助于智能控制的有效和成功应用,必须引入运筹学,使其成为三元结合,并提出了其递阶智能控制的理论框架。

c)国内蔡自兴教授在研究了上述理论结构以后,从系统的整体性和目的性出发,于1986年提出了四元结构价格体系,将智能控制概括为控制理论、人工智能、运筹学和系统理论4学科交叉。

总之,智能控制是多学科知识的结合,除了从控制论出发来研究它,还可以从信息论、生物学以及社会科学角度来讨论和研究。

1.2综合智能控制技术

综合智能控制一方面包含了智能控制与传统方法的结合,如模糊变结构控制,自适应模糊控制,自适应神经网络控制,神经网络变结构控制等;另一方面包含了各种智能控制方法之间的交叉综合,如专家模糊控制,模糊神经网络控制,专家神经网络控制等。

2一个国外的电网规划专家系统

目前为止,在电网规划方面较成功的综合智能控制技术系统不是很多,其中比较好的有加拿大魁北克水电公司(Hydro-Quebec)的“直流/交流输电网络设计专家系统”。

在80年代末期,随着人员的退休和长期不用,一些60年代和70年代加拿大电网高速发展时期由工程师们获得的大量有关电力系统规划设计的专门知识逐渐被人遗忘,这引起了加拿大电力部门的关注,魁北克水电公司将专家系统技术看成是表达和保存某些目前在人类专家头脑中的专门经验和知识的潜在方法。他们认为在电力系统规划设计领域里,专门知识的损失非常明显,尤其是在电力系统增长缓慢的时期。这些专门知识来自于各门学科,在多层次的电力系统设计决策过程中起着重要的作用。一些选择决策,如发电类型、发电厂位置、输电类型(交流/直流)、电压等级、输电线路的数量型号和补偿设备的数量型号的选择必须根据一些准则仔细权衡,包括可靠性、稳定性、稳态性能、费用和环境状况的准则等。基于此,魁北克水电公司的专家们开发了一个用于输电网络初步设计的专家系统,该专家系统具有以下特点。

2.1目标和预期效益

主要目的是研究使用专家系统(ES)来模仿人类专家在AC/DC输电网络初步设计中的行为的可能性。系统地确定和表达进行一项合格设计所必须的知识,包括符号和数字数据,以及指导该项设计的原理、规则、准则折衷方法和数学模型。合格的设计基于费用、环境状况、稳定性、可靠性和设计灵敏度或鲁棒性等准则。ES原型还应指导用户通过完成设计所需的各步骤,使用户与知识库交互作用,并提供达到每一中间步骤后相应推理路径的解释。预期的主要效益是:

a)专家知识能够保留和传授给未来的工程师;

b)知识可以用更加具体的形式加以表达,而不是一些不明确的、没有根据的判断;

c)将获得得更一致的结果;

d)与人类专家相比,ES可以检查、比较更多的方案,得到更经济的设计;

e)借助于推理解释功能,ES可以作为未来专家的教学和训练工具;

f)作为一种“咨询”手段或者一个对已有设计进行评价和改进的工具,ES对专家将很有帮助;

g)ES将充当进行各种电力系统设备设计的专家系统家族的先驱,作为一种模型,从中抽取更加一般的设计方法论;

h)ES起到收集常常分散在整个设计机构中的知识的作用。

2.2领域专家和知识工程师的交互作用

知识工程师应当具有电力系统分析和设计领域以及人工智能(AI)领域的经验,已经证明两种知识的混合对于从领域专家处抽取和浓缩专家知识非常有效。专家知识来自于电力系统规划工程师,他们具有多年的规划、设计和调试大型工程项目的经验。

2.3对设计的评价因素一个候选的设计必须满足下述条件:

a)DC系统最小故障恢复特性;

b)容许的无线电和谐波干扰要求;

c)故障后的最小稳定判据;

d)稳定电压和无功电源的极限;

e)甩负荷后的暂态过电压极限;

f)可靠性所要求的最小设备冗余度;

g)必须对输入数据变化不敏感(鲁棒性);

h)必须满足某一最大费用要求;

i)必须适合现有技术。

魁北克水电公司的“直流/交流输电网络网络设计专家系统”已经成功地应用了近十年,并在不断地发展、完善。随着模糊技术和人工神经网络等的迅速发展,综合智能控制技术在电网规划中的应用前景愈来愈广阔。

3电网规划决策系统的分解及协调

电网的建设是资金和技术密集型的工程,线路和设备的经济使用寿命长达数十年之久,所以网络的结构合理与否,对电网的技术性能和经济效益将产生长期的影响。一次规划失误的损失,若干年难以挽回。随着广东省电网的不断发展,如何合理地布局电网已是当前电网乃至整个电力工业发展的重要课题之一。

电网规划需要确定的决策是大量的,而这些决策在时间和空间上是相互影响的。目前,限于各方面条件,无法将其统一在一个模型中考虑。只能将其分解成相对简单的子问题,再通过子问题间的迭代进行协调。按照问题划分,电网规划可分为:负荷预测,网架规划,无功规划,稳定性分析,短路电流分析。

4结束语

电网负担着将电源与用户连接起来的任务。此外为了得到最大的供电可靠性和经济性,它还担负着与邻近地区电力系统联系起来的任务。由于电网设备投资需求大,并且设备寿命长达数十年,从而导致电力系统强烈地受“过去权重”的制约,因此,寻求最佳的电网投资决策以保证整个电力系统的长期优化发展,是电网规划所要达到的目标。

结合本文的论述可以看出,电网这一巨维数的典型动态大系数,具有强非线性、时变且参数不确切可知、含大量未建模动态部分的特征,而我们所要达到的控制效果是一种多目标、滚动优化的动态非量化指标(电网的工程效益),在这个过程中知识的表示和处理占了较大的比重。这样就需要利用综合智能控制技术去有效地组织有关电网规划的大量知识,进行选优运算,得到优化的决策。目前广东省电力工业局联合华南理工大学电力学院共同开展了“电网规划专家决策系统”的有关理论研究工作,并有望在2000年开发一个有效的基于综合智能控制技术的电网规划决策系统,它的使用将对广东省电网的建设起到积极的促进作用。

参考文献

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