电力系统规划设计论文大全11篇
时间：2023-03-14 15:09:31绪论：写作既是个人情感的抒发，也是对学术真理的探索，欢迎阅读由发表云整理的11篇电力系统规划设计论文范文，希望它们能为您的写作提供参考和启发。
篇（1）
电力系统规划设计是对电力系统长期、中期的规划设计。在我国电力工程中电力系统规划设计具有较强的导向性。在进行电力工程规划设计的时候，涉及到系统规划设计的内容有：分析预测电力工程建设现场的电力负荷指数；处理周边地区电源规划情况；分析电力负荷数据，完善电源规划机构，平衡电力与电量；选择科学的电力工程接入方案；正确计算电力工程介入方案，确保方案的准确性；深入分析计算结果，综合考虑经济效益与方案技术的关系；主义考虑电力设计相关学科，借鉴电力学科资料。
（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。
三、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。
篇（2）
Abstract: With the economic globalization and the development of social science and technology level, the power demand and requirements are also rising. Power system from the beginning to the end in the continuous development and progress of the situation, and the disadvantages of electric field from the advanced technology and the mode of thinking constantly to improve system. Power system planning should consider two aspects of power system development and scientific and technological content, put forward some new views on power system planning etc.. This paper will focus on discussion and analysis of the new idea on power system planning launch plain.
Key words: power system planning; new ideas;
0 前言
电力系统在人们的日常生产和生活中扮演的角色十分重要，直接关系到人们生活水平和生产水平的好坏。作为一项庞大的系统工程的电力系统要想实现电源研发的最佳效果和拥有技术和经济都处于世界尖端水平的济的电力结构需要科学合理的长期战略规划指导。从某种程度上说，电力系统整体设计和实际应用中的质量要由电力系统来决定。但是，鉴于目前我国的市场经济体制、经济发展现状和资金战略规划设计的不合理等因素的影响，电力建设目前的处境是“重视基础设施建设，忽视规划设计；重视当前发展，忽视远期发展目标。”。
对于现在这个500kV 电网建成应用的关键时期，高度重视战略规划大有裨益。本文将就电力系统规划的新观点展开浅显的分析讨论。
1 电力系统规划方面的若干新观点
在刚刚过去的几年里，随着现代控制理论、系统工程、新材料的研发、电力系统的分析方法、运筹学及其计算机技术、分析试验手段等的日渐发展，尤其是计算机在电力系统各个分支领域的大范围实践应用，给电力规划带来了十足的新鲜元素，让电力规划实现了跨越式的进步。下面就是涉及到的一些新观点。
灵活交流输电系统技术
灵活交流输电系统技术融入了电力电子学的最新研究成果和现代控制技术，在对交流输电功率进行有效控制的基础上，使得目前存在的高压输电线路的输送能力和输电系统的排除故障水平大为增加。
依附着电力电子技术的不断创新和改进，灵活交流输电系统技术将会给交流输电技术和国家电网的建设提供更多方便。在近期的文章中，有业内人士表示，大约到2030年，电力系统会伴随着这项技术的发展而发生巨大的变动。鉴于此项技术将在国家电网中的得到大范围的实践检验，在各个电网之间互联运行方面有可能产生一些不可忽视的问题。这个问题的补救办法可能是采取引用一些其他装置辅助的方式完成。
1.2 串联电容补偿技术
串联电容补偿技术的大范围应用是为了保证远距离输电系统的持续平稳进行，从而使系统的暂时稳定状态有所改进和提升。在此项技术中采用以串联方式存在的电容器组装成LC 串联回路，在串联电容补偿度上升到一定程度时，发电机和送电电路的电容可能会随着系统中点的震动而产生串联谐振的现象。这种技术的成熟度有待进一步提高。
1.3 大面积互联和小范围运行
规模较大的电网之间实现的互联较其他电网有明显的技术经济效益，表现在一方面可以使能源得到合理高效的利用并且使装机容量得到显著的降低，另一方面能够保证电力系统的较稳定运行和提升供电的稳定性及安全性最主要的是可以使电能的质量得到明显的提高。在大面积互联的应用成效中，表现最为突出的是错开高峰和水火电三项转换互补。目前的电力建设中将会对以后国家电网的互联方式起到决定作用的建设工程非三峡电站莫属。小范围运行高密度的电网有着一些它们独特的特点，主要表现在：
(1)发电厂与其他设备的布设太过密集，确保机组并网的稳定运行，电能在线路的损耗较大面积的互联会有所降低；(2)高密度负荷，土地资源的利用紧张，要想有效提高变电设备的容量需要尽最大可能降低变电层次；(3)电源高度聚集，电网结构紧密，导致短路现象大范围发生，由于受到断路器的开断能力的限制，需要依照一定的方式来对电力系统进行合理的规划。
1.4 合理高效的对电力系统进行规划
以往的电力系统规划常常围绕方案比较展开，在此过程中的方案往往是人们凭借自己的感觉或者实践经验导出的，因此存在着很强烈的主观想法和一定的局限性。自8O年代到现在，在电力系统规划思维方式改进方面起到前所未有的促进效果的是新的技术和理论。二十一世纪依赖，科学工作者们研发的一系列经济合理和可靠性很强的电力系统优化规划方法，而且在大型电力系统的规划方面得到了高效的。挡墙电力系统优化规划的体系已经在我国初步形成并且得到了广泛应用。用整体和长远的发展眼光来探索电力系统的远期发展规划是电力系统优化规划的目标。计算机在电力系统优化规划中得到了足够的重视，因为，通过计算机，一些繁琐的工作将得到快速的解决，给规划人员腾出大块时间来研究和探讨其他规划方面的问题，进而使规划设计的时间得到显著降低。作为一个较为活跃的学术领域的电力系统优化规划，需要进行深刻讨论的方面颇多。
1.5 电力系统网络接线方案
目前，在我国正在形成的网络把三峡作为重点的网络，将对电力系统的网络产生新的更为严格的要求。在对以往的的接线方式有丰富的实践经验的基础上，可以适当的对其弊端进行改进，增加新的元素来完善其功能。随着系统容量的日渐加大，断路器的开断能力抵不住电网短路电流水平，在这种情况下，降低短路电流水平便很自然的最为改善网络连接的参考因素。
1.6 在规划中对电子地图的应用
文字和数字一直是电力行业的重要数据，除此之外数据还容纳了地形图等各种图件信息。电子地图的特点就是可以随时更新。在目前先进计算机软件的帮助下，电子地图在电网规划中应用成为了可能。技术工作者目前要解决的问题时如何高效的把计算机的软件和电网方面的专业数据完美结合，让计算机很好的应用到电网规划中来。电子地图在电网规划中的有效应用可以大范围的减少琐碎工作耗费的时间和经历，而且可以很好的提高应用效益。
1.7降低大停电对电网结构的要求
减少大停电对电网结构的要求的首要前提就是合理的电网结构。电力系统安全稳定的进行的前提就是合理的电网结构，并且继电保护和安全自动装置的运行也需要合理电网结构的帮助。电网结构一方面属于规划设计的范畴，另一方面也是近期规划的急待结局的问题。在通常的电网结构范围内，增强稳定性的措施的应用可以在一定程度上确保单一故障情况电网的合理高效无故障运行。但是考虑到多元故障问题时，就需要采用切实可行的自动化措施来保证电网的稳定和安全运行。通常条件下，合理的电网结构要求具备以下三个条件：(1)提供可靠数据；（2)提供应变的可能性；(3)做好协调工作。
1.8无功电压问题
在对电网运行的长期观察总结时发现，需要对无功电源进行合理高效的规划。无功的度如果把握不合理，就会给电网稳定和安全运行带来困难，严重的还可能是设备遭到损坏或者系统瘫痪等问题。因此，在电网系统规划和运行中，一定要把无功电源和枢纽点电压的控制放在绝对高度。
2 结语
鉴于电力系统在我们日常生活和生产实践中的重要地位，对于电力系统的改进和完善刻不容缓。在改进中我们一定要与时俱进，不断改变头脑中所形成的传统理念，接受新想法新技术。上文提到的一些新观点仅供参考，如有不足之处还请见谅。
【参考文献】
[1] 胡秀英.张恩涛.浅谈变电所防误系统的设计[期刊论文]-青海电力2005,24(2).
篇（3）
引言：随着电力系统运行对通信技术的利用及依赖程度的不断提高，整个电力系统的生产及运行对光纤通信网络的运行要求持续增加。其不但要求光纤通信网络具有足够的通信能力，而且还要求其运行具有足够的可靠性和安全性。
一、电力光纤通信网络规划设计原则和目标
为了保证电力光纤通信网络的设计和规划质量， 在设计过程中， 应该遵循一定的原则， 并制定相应的目标， 以此来推动电力光纤通信网络设计规划活动的有序实施。一般来说，电力光纤通信网络规划的基本目标在于使通信网络能够满足电网的管理业务需求， 并且本着增进网络的科学性和先进性的原则， 建设一个稳定、安全和可靠的网络。在这个过程中，保证网络的先进性是通信技术的发展的要求， 而保证网络的安全性， 是通信网络运行的基本条件， 所以二者缺一不可， 不得偏废。另外，为了在系统的设计中， 实现更加经济和高效的运行， 还应该适当的遵循网络的经济性原则， 实现设计方案的优化。
二、电力光纤通信网络的规划设计问题分析
电力光纤是一种比较先进的通信形式，目前已经慢慢的代替了以往的通信方式，促进了网络的进一步发展，自20世纪80年代以来，光纤通信技术就一直在向前发展，现今已获得了相对较突出的发展成果，同时已逐渐大规模的运用到现代通信的市场当中。可是在运用的实践中大家发现，倘若不落实好合理的通讯网络规划及设计，便会造成光纤通讯网络的作业质量的减低，严重的还形成安全隐患。
1、电力光纤通信网络的拓扑结构设计问题。我们知道，电力光纤网络的信息入口为拓扑，因此它设计的科学性将直接地影响到网络的工作实效，所以，在对通信体系的网络进行设计与规划时，要先以拓扑结构的设计为着手点。针对现今中国的拓扑方式来说，主要是星型、链型和环形这3种方式，不一样的拓扑方式在运用过程中的特性也不尽相同，因此相关机构在对拓扑结构进行设计的时候，应该全面考虑到它自身的一些特性。比如，星型的网络拓扑，它的最大优势是能够完成更为简便性的结构设置，同时在运转的过程当中，有着相对高的安全性以及稳定性。此外，因为它存有数个对角节点，便让它可以满足于大量的网络信息传送需求。
2、电力光纤通信设备的选型问题。设备的选型是指在电力光纤的通信网络设备运行的过程当中，要结合网络的真实运用现在，选择恰当的作业设备。而具体性的设备选取标准，要从组网特性、容量以及线路的兼容性等多个方面着手，这里需要注意的是并非容量以及兼容性愈大的设备便愈好，应该按照线路的作业需要以及通信的特性来选取最为适当的设备，要不然将会造成设备内存量的搁浅与废置，致使资源浪费，同时还加大了维护与管理的费用。针对现在我国社会市场当中，通信设备而言，较为常见的有以下多个方面的运用问题。第一，现今我国的大部分通信网络设备都是由通信网来实施设计的，即通讯网络设备所受到的来自于区域网络的约束相对较多，导致在是运用当中不能达到一个更为灵活、敏捷的运用；第二，不一样厂家以及批次的商品缺乏了一个统一性的网络配网标准，这样一来，便无形中造成了的市场中的各类设备以及网络间缺乏连贯性；第三，现今很多通信设备有着接十三种类小的情况，这便造成了在现实的运用过程当中，不能够达到更大范围内的运用；第四，不一样生产厂家之间所生产的商品不具备兼容性，造成的直接性后果便是作业网络存在着安全隐患。
3、电力光纤通信网络专用电缆选择问题。电缆的选用对于电力光纤通信网络的作业质量来说，其的影响力也是极其之大的，就现今而言，我国的电力光纤电缆通信网络当中所运用到的电缆基本是复合光缆（OPGW）、无金属白撑式光缆（ADSS）以及缠缆式光缆（GWWOP）这3种，以上光缆在运用的过程当中同样具有着不一样的特性，要求相关的工作人员及设计人员结合通讯网络的内在需要展开选择。
4、自愈切换时间、切换方式问题。这里的自愈所指的就是电力光纤通信网络在进行作业的过程当中，能够在故障出现之后自动地恢复到健康的性能及作业状态下，如此的自愈能力势必能够避免系统故障所引发的所有的安全问题，因此它切换的时间以及切换的方式便显得十分的关键了，应该尽量地选择那些切换时间比较短以及切换方式更灵活、敏捷的自愈网络。
三、结语
篇（4）
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
篇（5）
中图分类号:TM862文献标识码:A文章编号:1009-2374(2010)04-0031-02
变电站的接地系统是维护电力系统安全、可靠运行,保障运行人员和电气设备安全的根本保证和重要措施。近年来,随着电力系统的发展,故障时经地网流散的电流越来越大,故障时地网的电位也随之升高,由于接地措施的缺陷而造成的事故也屡有发生,给运行人员和检修人员的安全带来威胁,同时使一次设备的绝缘遭到破坏,进而扩大事故,给企业带来巨大的经济损失和不良的社会影响。
本论文主要对变电站电气接地技术展开分析讨论,以期获得可靠的电气接地技术的相关方法及经验,并和广大同行分享。
一、电气接地技术概述
接地网作为变电站交直流设备接地及防雷保护接地,对系统的安全运行起着重要的作用。由于接地网作为隐性工程容易被人忽视,往往只注意最后的接地电阻的测量结果。随着电力系统电压等级的升高及容量的增加,接地不良引起的事故扩大问题屡有发生。因此,接地问题越来越受到重视。接地的实质是控制变电站发生接地短路时,故障点地电位的升高,因为接地主要是为了设备及人身的安全,起作用的是电位而不是电阻,接地电阻是衡量地网合格的一个重要参数,但不是唯一的参数。
随着电力系统容量的不断增大,一般情况下单相短路电流值较大。在有效接地系统中单相接地时的短路电流一般都超过4kA,而大部分变电所接地电阻又很难做到0.5Ω。因此,从安全运行的角度出发,不管在什么情况下,都应该验算地网的接触电势和跨步电压,必要时应采取防止高电位外引的隔离措施,这也是我国目前变电站电气接地设计所最常采用的方法。
二、变电站超高电压接地系统设计
(一)入地短路电流
Imax是考虑到换流站长期发展规划时的最大接地短路电流,取值为50kA。
In为发生最大接地短路时,流往变电所主变压器中性点的短路电流。当变压器只有1个中性点,发生所内接地时,In=30%Imax,有2个中性点时,约等于50%Imax。这里假定换流站新建工程是为变压器1个中性点接地,所以发生所内接地时,取In=30%Imax=15kA。
Ke1为短路时,与变电所接地网相连的所有避雷线的分流系数,Ke1应由避雷线的出线回路数确定,出线为1路时,取0.15,2路时取0.28,3路时取0.38,4路时取0.47,5路以上时取0.5～0.58,且应根据出线所跨走廊的分流效果做出相应的增减。这里我们假定避雷线出线回路为2,故Ke1=0.28。
Ke2为所外接地时,避雷线向两侧的分流系数,一般取0.18,这仅适于变电所内有变压器中性点接地的所外接地。
经过公式计算:
I=(Imax-In)(1-Ke1)=(50-15)(1-0.28)≈25.2(kA) (1)
I=In(1-Ke2)=15(1-0.18)=12.3(kA)(2)
比较上述两式,可以得出(1)式的计算结果明显大于(2)式,故取(1)式的计算结果,在乘以发展系数1.2,得出入地电流为I=30.2kA。
(二)接地网面积选择
取土壤电阻率为500Ω•m,接地网埋深为0.6m,网格间距为10m,导体等值半径为0.02m,水平接地网面积从100×100m2逐渐增加到600×600m2。随着接地网面积的增加接地电阻值在不断减少。在200×200m2以后,接地网面积的增加对接地电阻值的降低影响有所减少,这是因为面积增大后,各水平导体之间屏蔽作用增加,对电流的散流有抑制作用,面积越大,屏蔽、抑制作用越明显。
(三)接地电阻
换流站的最大入地短路电流为30.2kA。根据我国电力行业接地规程的规定:有效接地和低电阻接地系统中发电厂、变电站接地装置的接地电阻R一般情况下应满足R
我国电力行业接地规程中还规定:接地装置的接地电阻不符合R
变电站的接地必须与二次系统的安全结合起来考虑,在二者之间求得一个较好的平衡。系统正常工作时地网电位接近于零,而故障时流过地网的电流将在地网接地电阻上产生压降,即地电位升高。如不考虑短路时二次电缆芯线上的感应电位,短路时二次电缆承受的电位差即为地电位升高,该电位差施加在二次电缆的绝缘上,因此地电位升高直接决定于二次电缆的交流绝缘耐压及二次设备的交流绝缘耐压值。综合各方面的因素,如果能够处理通信线的高电位引出问题,变电站的地电位升高取5kV是可行的。
将地电位升提高到5kV,如果换流站的最大入地短路电流为30.2kA,换流站对应接地电阻R应小于0.165344Ω。
(四)接地导体截面积
接地导体截面一般根据热稳定性来确定,通过接地导体的电流最大的情况一般发生在母线单相接地短路故障时,换流站最大单相接地短路电流为50kA,根据我国电力行业标准《交流电气装置的接地》的计算公式有:
S≥ (3)
上式中, S为接地线最小截面,mm2;
IF为流过短路线的短路电流稳定值,A(根据系统5至10年的发展规划,按系统最大运行方式确定);
C为接地线材料的稳定系数,根据材料的种类、性能及最高允许温度和短路前地线的初始温度确定(钢导体K取70,铜导体K取210,铝导体K取120);
tj为短路等效持续的时间,单位为s。
式中,取IF=50000A,tj=0.355,如果材料采用钢材时,C取65,可以得出最小截面积S:S≥455mm2;根据(IEEEStd665-1995)发电站接地标准中的推荐热稳定计算公式:
Sk≥aI(4)
式中,取IF=50000A,tj=0.355,K=60,a=1,可得S≥493mm2。
结合地网的自然腐蚀,应采用的接地体最小截面积应为:
Smin=S(1+a)n
上式中,S为满足热稳定要求的最小截面积;a为接地材料的自然腐蚀率;n为接地网使用年限。
根据相关资料,铜材的年自然腐蚀率为0.2%,普通钢为2.2%,镀锌钢为0.5%,如果选用镀锌钢材,按50年的使用寿命计算,接地体的最小截面积应不小于642 mm2。
三、结语
随着电力系统的发展,电网容量的增大,电力系统发生故障时经接地网流散和电流愈来愈大,短路电流往往会达到几十千安,接地电阻若有很小的误差即可导致难以弥补的损害,所以,近年来变电站电气接地系统的设计,其设计重点已经转向如何准确地测量和计算接地网的接地电阻。
本论文主要针对电气接地系统,给出了详细的接地设计方案和参数计算,对于变电站超高压接地系统的设计,无论是在设计计算还是在系统应用方面,均有一定的借鉴指导意义。
参考文献
[1]陈家斌.接地技术与接地装置[M].北京:中国电力出版社,2002.
篇（6）
作者简介：王颖（1980-），女，河南商丘人，中国计量学院机电工程学院，讲师。（浙江杭州310018）
中图分类号：G642.477 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）06-0100-02
中国计量学院电气工程及其自动化专业中电力系统类的毕业设计一直向着新颖、实用的方向不断调整选题、推陈出新。作为软件类的电力系统仿真题目一直受到广大学生的青睐，这就对仿真工具提出了“界面友好”、“方便实用”等要求，更重要的是，仿真软件的运行结果一定要在行业内有较高的认可度。
Power World Simulator（PWS，电力世界仿真器）软件是美国伊利诺亚大学开发的一款面向对象的电力系统可视化软件包。PWS具有潮流功能模块、事故分析模块、灵敏度分析模块、最优潮流分析模块、故障分析模块。
将PWS仿真软件引入毕业设计环节，顺应了教学需求。经过几年的教学实践，该软件受到了一线教师和学生的广泛认可。笔者所指导的采用该软件进行的毕业设计曾经连续两届被评为本校本科学生“优秀毕业论文”。
在毕业设计环节，应用PWS可以进行有关电压调整、静态安全分析等方面的课题研究。本文将主要就PWS在电网规划设计方面的应用做详细介绍，在此，所用到的主要是潮流功能模块和事故分析模块。
一、PWS简介[1]
PWS是一个电力系统仿真软件包，建构在对用户良好交互性的基础上。它的核心是一个功能强大的潮流计算软件，可以有效求解多达100000个节点的系统[2-3]。这使得电力世界仿真器作为一个独立的潮流分析软件包十分有用。与其他同类商业应用软件不同，PWS允许用户通过可缩放的彩色动画单线图来模拟一个系统。在PWS中，输电线路的通断、变压器或发电机的增加以及联络线功率的交换，一切仅需点击鼠标即可完成。此外，图形和动画演示的广泛使用增强了用户对系统特性、存在问题和限制条件的理解以及方便修改。
PWS提供了极为方便的模拟电力系统时间特性的工具。同样，它可以图形化地显示负荷、发电量和联络功率随时间的变化，以及因此产生的系统运行条件的变化。这项功能在解决电网扩建引起的网络结构变化之类问题时十分有用。
除了上述特点，PWS以其一体化的经济调度、联络功率交易经济性分析、功率传输分配因子（PTDF）计算和突发事故的强大分析能力为特色，所有这一切都可以通过一个简单易用的界面来实现。
二、PWS应用实例
1.设计任务与要求
某铝材公司ABC将在城市北部建一座新工厂。该工厂的负荷峰值预计将会达到48MW，10Mvar。然而，城北的电网较为薄弱。为满足该工厂的新增负荷，在该厂处需新建一所变电站。新的变电站适合安装138/69kV等级的变压器。此外，工厂要求至少接入两回线。现在的任务是保证在峰值负荷情况下，工厂的新增负荷接入后，城市北郊的输电网可以在正常和发生偶然事故时稳定运行。新增变电站不仅能满足工厂的用电需求，还可以使北部电网得到加强。新增变电站的地理位置与城市电网中邻近母线之间的距离已给定。
具体的研究内容是铝材工厂的新负荷接入后，使得系统能保证在正常状态和偶然事故时的正常运行，提出最合理的方案。系统安全运行要求线路和变压器负荷不得超过额定值，且母线电压水平保持在额定值的95%至106%间。母线间的相对位置和相关设备的价格也已知。
设计要求：
（1）利用PWS对该城市电网建模。演示初始潮流已确定在不接入铝材公司负荷的情况下的系统中运行。要求所有线路潮流和母线电压在限度以内。
（2）对原电网考虑任一条输电线路或变压器故障的影响，进行事故分析。
（3）母线间的相对位置和输电线参数及相关设备的价格已知。确定铝材工厂新负荷接入后能保证系统基本运行和抵御偶然事故的最经济的设计方案。改造总费用定义为建设成本减去未来五年内因降低系统损耗而所节省的花费[4]。
2.仿真建模
根据任务要求，利用PWS建立仿真模型，并进行初步潮流计算。计算结果显示在图1。
潮流结果显示，原始的城市电网各处母线及线路的运行情况均正常，无任何电气参数越限。
3.对原始电网进行预想事故分析
选择Option/Tools-Contingency Analysis的任一条输电线或变压器故障选项进行自动事故分析。
结果显示：
（1）若断开RAY69-FERNA69线路，就会出现两个越限情况，见图2：节点FERNA69的电压过低和节点DEMAR69和BLT69间的输电线路过载。
（2）若断开RAY69-RAY138线路则会出现一个越限情况，即节点DEMAR69和BLT69间的输电线路过载。
说明原始电网虽然正常运行时潮流不越限，但是其背后却隐藏着薄弱环节，通过预想事故分析仿真即可暴露其缺陷。
对此，提出了相应的解决方案：对于电压过低现象的解决办法是选择利用无功补偿设备来调压。
从图2中，可以看到母线FERNA69电压过低，为额定值的94%。因这条母线上已经并联了无功电源――补偿电容，故只需增大母线FERNA69的并联电容无功输出值即可达到要求。补偿的容量可以通过“试错法”得到。
4.计及安全的新电网经济方案设计
已知条件：输电线路（69kV及138kV）――新输电线路包括固定成本和可变成本。固定成本指购买和安装断路器、继电保护的费用以及改变变电站母线构造所需费用。变压器（138kV/69kV）――变压器价格包括所连断路器、继电保护费用和安装费用。母线成本，等等。因篇幅限制，此处省略具体成本参数。
根据课题要求，为了将新的负荷连入电网，可以设计两种接线方案[5-6]，分别如图3、4所示。
（1）方案1：从GROSS、PETE、DEMAR、FERNA中任取两个69kV等级的母线连接到母线ABC69。
（2）方案2：在母线RAY138与ABC69间添加一台变压器，从GROSS、PETE、DEMAR、FERNA中任取一个69kV等级的母线连接到母线ABC69。
成本计算公式：
改造总价格=新增的建设成本-改造后节约的成本
=新增的建设成本-50×24×365×减少的有功电网损耗
=新增的建设成本-50×8760×减少的有功损耗
5.方案仿真分析及成本计算
（1）根据方案1，经过仿真，发现都不能使系统正常运行，电网出现崩溃。新负荷接入后的新网损为原来的2.58倍。故不采用方案1的接线方式。
（2）根据方案2，以ABC69连接GROSS69和RAY138的接线情况为例：
1）运行潮流演示，潮流功率分布也都在要求范围内，这表示电网能保证日常工作的正常运行。
2）进行预想事故分析，结果显示电网无越限情况，表明该电网能保证偶然事故时的稳定运行。
3）成本计算。查看case summary菜单，可得此时的有功电网损耗为10.41MW，进而计算相应的建造成本：
新增的建设成本=870000+100000+170000×11.9+250000+870000+100000+170000×10+50000+105000×3.2=6299000（美元）
改造总价格=6299000-50×8760×（11.56-10.41）=5795300（美元）
用相同的方法对其余三种接线方式进行仿真及成本计算，得到的改造总价如表1。
6.小结
按方案1进行线路连接，新的负荷加入后，电网会出现崩溃现象。出现此现象的原因是：原来这部分区域的电网较为薄弱，新负荷的接入进一步加重了电网的负担，使得ABC69连接端的电压连续下降。
按方案2进行线路连接，可使输电网达到在基本情况和偶然事故时稳定运行的目标。比较四种方式，发现在负荷接入后，电网运行时产生的新的电网损耗较原来电网损耗的减少量相差无几，故选择方案时，主要考虑建设的成本大小。
经比较，最终选择方案2中的方式①，即母线ABC69连接母线GROSS69和RAY138，变压器容量选为101MVA，改造总价格为5795300美元，电网损耗比原来减少9.9%。同时在预想事故分析时未出现电压降低或线路潮流功率过载现象，原电网也得到了加强。
三、结论
本文主要介绍了Power World在电网规划设计方面的应用，即对原电网进行了潮流分析、预想事故分析，并着重比较了计及安全情况下新负荷接入后的经济方案，制定出最合理的接线方式。
将电力仿真软件PWS引入电气专业的毕业设计环节，经多方反馈，一致认为取得了非常有意义的教学效果。不仅让学生通过实例运行加深对电力系统的认识，而且可以充分发挥其创造力，进一步进行电网的规划设计。希望本文能够对兄弟院校的相关教学提供有效的帮助。
参考文献：
[1]张仰飞,李先允,郝思鹏.可视化软件包Power World Simulator在电力系统教学中的应用[J].中国电力教育,2006,(S1).
[2]廖青华,赵斌.电力系统可视化仿真软件Power World的应用[J].河南机电高等专科学校学报,2008,(6).
[3]王庆红,等.电力系统可视化计算分析平台用户手册[M].广西:电力勘察设计研究院数字电网研究中心,2005.
篇（7）
哪些电气期刊容易发表？不管是什么行业，想要获得更好的晋升机会，必须要通过一些方法来证明和提升自己，所以很多人都选择在期刊上这种方法，那么比较好发表的电气期刊有哪些？下面小编就整理了一些，欢迎大家前来借鉴参考。
发表电气设计论文可以投稿到哪些刊物上呢？投稿电器设计论文可以围绕电气安全、电气自动化、电力系统等方向去写，例如“电气自动化控制备的可靠性分析”、“电气自动化在电气工程中的应用探讨”等，发表电气设计论文可以投稿的期刊有《华北电力技术》和《电力勘测设计》，两本期刊均可以发表电力设计类论文。
《华北电力技术》(月刊)创刊于1971年，是国家电网公司主管，华北电网有限公司和华北电力科学研究院有限责任公司主办的电工技术类刊物，经国家新闻出版总署批准面向国内外公开发行。在国内电工技术类杂志中具有一定影响力。期刊设置栏目有试验研究、新技术开发及其应用、供用电技术、技术改造、故障分析、综述、技术院校专家建议。
《电力勘测设计》杂志是电力勘测设计行业唯一的国内外公开发行的科技类刊物，由国务院国有资产监督管理委员会主管，中国电力规划设计协会承办，本刊为双月刊，逢双月末发行。期刊推广电力勘测设计科研成果，推动科技创新和进步；交流电力勘测设计企业的改革与发展以及管理工作经验；促进电力勘测、设计事业的发展。本刊面向全国各电力勘测设计企业、电力产品制造企业、相关行业勘测设计企业及科研院所、大专院校发行。
优秀的电气期刊还有很多，读者们也可以自行进行搜索，关键是要适合自己的论文风格，这样才会提升自己的文章投稿成功率，对于文章投稿有任何的疑问，都可以咨询我们。
篇（8）
随着社会经济的快速发展，对电力系统的稳定经济运行提出了越来越高的要求，传统的计划停电检修已不能满足电力发展的要求，即用最低的成本，建设具有足够可靠水平的输送电能的电力网络。科技论文，设备。电气设备的状态检修势在必行。各种微电子技术、通信测控技术的发展为电气设备的状态检修提供了必要的条件。本文主要就变电站设备的状态检修结合实际工作进行一些探讨。
1 状态检修的概念
状态检修是最近几十年来发展起来的一种新的检修模式，美国工业界认为：状态检修是试图代替固定检修时间周期，根据设备状态确定的一种检修方式。而在国内则认为：状态检修是利用状态监视和诊断技术获取的设备状态和故障信息，判断设备异常，预测故障发展趋势，在故障发生前，根据设备状态决定对其检修。设备状态检修是根据先进的状态监测和诊断技术提供的设备状态信息，判断设备的异常，预知设备的故障，在故障发生前进行检修的方式，即根据设备的健康状态来安排检修计划，实施设备检修。状态检修不是唯一的检修方式，企业根据设备的重要性、可控性和可维修性，需结合其他的检修方式（故障检修、定期检修、主动检修）一起，形成综合的检修方式。
相比以前的的检修体制是预防性计划检修。这种体制出的问题是：设备缺陷较多检修不足，设备状况较好的又检修过剩。也有国外的进口设备和一些合资企业产品，按设备的使用寿命运行，规定不允许检修，随着社会经济的发展和科学技术水平的提高，由预防性计划检修向预知性的状态检修过渡已经成为可能。状态检修可以减少不必要的检修工作，节约工时和费用，使检修工作更加科学化。科技论文，设备。
2 变电站的状态检修
变电站一次设备的检修应从实际出发，按照“该修的修，修必修好”的原则，并且结合变电站的具体情况进行合理选取。在新建或改建项目中可以率先引入状态检修把监测和诊断设备的安装事先融入规划设计之中。由于目前设备的状态检修依据大部分为根据检修历史及当前运行的实际情况，对设备进行评估后得出的结论。我们应挥设备的在线监测功能，完善设备的监测装置，为状态检修提供充足的依据。至于那些故障率较低或非重要地区的变电站，为了预防事故的发生而全部采用价格高昂的监测诊断系统，有时从经济上考虑是不合算的，可以只针对发生故障率较高的关键部件进行监测。安装实用并且功能简单的监测诊断设备，然后在探索设备使用寿命过程中，用科学的方法先逐渐延长变电站一次设备定期检修的周期，待变电站资金宽裕时，再予以完善安装监测装置。
3 一次设备的状态检修
3.1 变压器
（1）声音异常。变压器在正常运行时发出均匀的有节律的“嗡嗡”声，如果出现其它不正常声音，均为声音异常。科技论文，设备。变压器产生声音异常的主要原因有以下几方面：当有大容量的动力设备起动时，负荷突然增大；由于变压器内部零件松动；当低压线路发生接地或短路事故时。
（2）绝缘状态检测。变压器的绝缘状态主要是对变压器的受潮和老化现象进行检测。变压器绝缘状态检测通过电气绝缘特性试验、油简化试验、绝缘纸含水量、老化试验等进行状态评估、分析。
（3）引线部分故障。引线部分故障主要有引线烧断、接线柱松动等。引线部分与接线柱连接松动，导致接触不良。引线之间焊接不牢，造成过热或开焊。如果不及时处理，将造成变压器不能正常运行或三相电压不平衡而烧坏用电设备。
3.2 断路器
断路器常见的故障有：断路器拒动、断路器误动、断路器出现异常声响和严重过热、断路器分合闸中间态、断路器着火和断路器爆炸等。由于直流电压过低、过高，合闸保险及合闸回路元件接触不良或断线，合闸接触器线圈极性接反或低电压不合格，合闸线圈层次短路，二次接线错误，操作不当，远动回路故障及蓄电池容量不足等因素，都能造成断路器拒动。由于开关本体和合闸接触器卡滞，大轴窜动或销子脱落和操动机构等出现故障，都能造成断路器拒动。
由于合闸接触器最低动作电压过低和直流系统出现瞬时过电压，造成断路器操作机构误动；由于直流系统两点或多点接地造成二次回路故障；由于互感器极性接反、变比接错，造成二次回路错接线；由于绝缘降低、两点接地，造成直流电源回路故障以及误操作或误碰操作机构，这些都会导致断路器误动。
对此的处理方法是，先投入备用断路器继续供电，然后查明误动原因，设法及时排除误动的因素，使开关恢复正常运行。
3.3 隔离开关
隔离开关常见的故障主要有以下两方面：
（1）隔离开关载流接触面过热。由于隔离开关本身的特点和设计的局限，不少载流接触面的面积裕度较小，加上活动性接触环节多，容易发生接触不良现象。因此隔离开关载流接触面过热成为较为普遍的问题，隔离开关过热部位主要集中在触头和接线座。
（2）接触不良。由于制造工艺不良或安装调试不当，使隔离开关合闸不到位，造成接线座与触头臂接触不良从而导致接线座过热。科技论文，设备。进行刀闸大修时常发现接线座与触指（触头）臂连接的紧固螺母松动现象。这种情形一般是由于制造质量不良加上现场安装时没能检查出来造成的。科技论文，设备。接线座与引线设备线夹接触不良，多数是由于安装工艺不良造成的。科技论文，设备。例如安装时没有对接触面进行足够的打磨和进行可靠的连接，铜铝接触时不采用铜铝过渡材料等。
4 结束语
就技术层面看，目前在线监测得到的数据分析和综合评判还处于初步状态，最终的结论还需要人的参与，这与在线监测的数据积累不够充足有关，在数据的融合和判据的效用方面还有许多工作要做。同时在管理上客观要求提高运行人员的素质，打破目前按一次设备、二次设备、计量和通信等专业划分的运行、检修模式，以便详细地分析所有能得到的信息资料，综合判断设备的状态。
随着我国电力体制改革的不断深入，定期检修制度已经不能完全适应形势发展的需要。因此，迫切希望能实现对变电站一次设备检修管理由“到期必修、修必修好”的方针向“应修必修、修必修好”的观念转变，对变电站一次设备实施状态检修。随着国网公司智能化变电站的建设和在线监测技术、数字化变电站的快速发展，以及我国电力体制正逐步解除管制，对变电站一次设备实现状态检修将会极大地提高电网的供电可靠性，为社会的发展提供强劲、充足的电力能源。
参考文献：
[1]黄树红李建兰发电设备状态检修与诊断方法中国电力出版社.2008
[2]江苏省电力公司电力系统继电保护原理与实用技术中国电力出版社，2006
[3]关根志，贺景亮.电气设备的绝缘在线监测与状态维修[J]中国电力，2000,33(3)
篇（9）
0引言
随着科技的发展，能源问题日益受到国际社会的重视。风力发电是解决当前突出的能源和环境问题的有效手段，是目前世界上增长速度最快的能源和最有发展前景的新能源技术[1]。目前，对风能的利用也已达到商用阶段[2]。在大电网难以达到的孤立地区，如海岛、牧区，以前都使用燃料昂贵的柴油发电机。而这些地区，却有着较丰富的风能资源，在这些地区推广风力发电已是新能源建设中的一项重要工作。
风能总体上是一种丰富的可再生资源，发展风力发电可以在一定程度上节约一次能源的消耗和减少环境污染，然而，风能资源的地域分布具有明显的差异性，并且在时间和空间上的分布具有很大的不均匀性[3]。由于风速经常处于变化的状态，从而造成风力发电机组出力的波动，且这种变化不受控制，进而难以预测。孤立风力发电系统中的风力发电机容量较小、输配电网络结构简单、用户负荷单一，这些特点使得孤立风力发电系统的可靠性对整个系统来说尤为重要。为了保证用户供电的安全、可靠、经济，以及对今后孤立电网的建设有更好的改进，提高供电质量，因此对孤立风力发电系统进行可靠性评估是必不可少的。本文拟以东南沿海的某海岛为研究对象，根据该岛用电负荷和风速等数据，依照中国电力企业联合所的2005--2010年全国电力可靠性指标，对其孤立风力发电系统的可靠性进行研究。
1 可靠性概念和分析方法
所谓电力系统可靠性，是指在电力系统按照可接受的质量标准和一定的用户需求的情况下，对其不间断地供应电能的能力所进行的度量[4]。由于电力系统的复杂性，对其整体进行可靠性的评估会有一定的困难。
通常，电力系统可靠性分析可以分为充裕度与安全性两个方面。其中，充裕度是从静态的角度出发，用于评价系统持续供应以满足用户电能需求的能力；安全性则是从暂态的角度出发，用于评价系统承受突然扰动后继续保持稳定的能力。电力系统规模庞大，为了更准确地进行可靠性分析评估，对电力系统进行可靠性分析时可将其划分成三个子系统。基于电力系统的组成结构，可将其划分为发电系统、输电系统和配电系统三部分来进行可靠性评估：1、发电系统可靠性，是指评估统一并网运行的全部发电机组，按可接受标准及期望数量来满足电力系统负荷电能需求的能力的度量。为确定电力系统能否保证电力供应所需的发电容量，因此衡量发电系统可靠性的指标是系统的充裕度，通常衡量系统充裕度的方法用概率方法。2、输电系统可靠性，其可靠性包括充裕度和安全性。充裕度指标分为负荷点指标和系统指标两类，两者均采用故障筛选技术。安全性指标为了评估系统对突发故障的经受能力，其主要通过因故障引起的负荷损失量来度量。3、配电系统可靠性，它的指标主要评估的是充裕度。其典型的分析方法是故障模式影响分析法和可靠度预测分析法。
随着科技的不断进步，我国电力系统已经进入了快速发展的时期，实现电网大区域互联、特高压交直流混合输电。由于系统规模的不断扩大和结构的日益复杂，从而使得停电可能会导致巨大的财产损失和人员伤亡。所以，对电力系统进行合理的可靠性评估有着十分重要的现实意义。
本文依据大陈海岛上的星星风电场一年的实际运行情况，针对风力发电机组的运行规律和其配电网自身的特点，建立的它们的可靠性数学模型，用发电系统可靠性分析方法对该海岛风力发电系统进行可靠性分析，证明该海岛风力发电系统能够满足电网稳定性指标，对负荷的电力供应可以达到安全、可靠的要求。
2 海岛孤立电力系统可靠性的特点
我国的海岛资源非常丰富，根据1996年第一次《全国海岛综合调查报告》的数据指出，我国面积在500m2以上的海岛共有6961个（港澳台及海南岛除外，海南岛本岛和台湾、香港、澳门所属有的410个海岛）其中有人居住的海岛为433个，人口达452.7万人。这些海岛大多拥有丰富的渔业资源、旅游资源以及风能资源，因此对海岛的开发将是今后国家建设中的一项重要工作。考虑到海岛的交通不便，距离大陆架较远，传统的柴油发电已经不能满足海岛的经济和环保发展需要，因此，海岛孤立风力发电系统是既利于环保又有利于海岛经济建设的项目。
在海岛孤立风力发电系统中，本文重点关注的是确定电力系统能否有充足的发电容量来满足用电负荷的需要。海岛孤立风力发电系统的可靠性指标是发电系统的充裕度。通过前一章可知，可靠性分析方法有确定性方法和概率方法。确定性方法，主要根据长期累计的发电系统可靠性资料、负荷预测资料和电源配置以及规划设计人员的经验来确定。概率方法，即电力不足概率法（loss of load probability，LOLP）、电力不足频率、持续时间法（frequency and duration，F&D）和模拟法。任何估计发电系统充裕度的概率方法的基本途径在原理上都相同，均由3部分组成，如图2.1所示：
图2.1 发电系统可靠性分析原理示意图
将发电系统模型和发电系统负荷模型相结合形成适当的风险模型后，即可计算出一系列的可靠性指标。这些指标通常不考虑输电网络的约束（惟一例外的是互联系统的联络线），也不反映任何特定用户负荷点的供电不足，但能衡量整个发电系统的充裕度[5]。
篇（10）
0引言
随着电网规模的不断扩大和电力市场竞争机制的引入，ems和dms各自积累了海量的数据，如何更好地利用和管理这些日益庞大的同构和异构数据库，并挖掘出数据之间的潜在联系，帮助企业更好地分析和决策，已成为地区供电企业日益紧迫的需求。数据仓库技术可以把企业内、外部数据进行有效的集成，主要应用于分析型处理，基于此，本文提出了建立地区电力调度数据仓库的思想和应用模型。
1数据仓库技术
1.1数据仓库技术概要数据仓库以改进后的数据库技术作为存储数据和管理资源的基本手段，以统计分析技术作为分析数据和提取信息的有效方法，通过人工智能、神经网络、知识推理等数据挖掘方法来发现数据背后隐藏的规律，实现从“数据——信息——知识的过程，从而为企业管理阶层提供各种层次的支持”。
1.2数据仓库在电力调度的应用特点①面向主题：调度部门的ems和dms是以优化事务处理的方式来构造数据结构的，对于某个主题的数据常常分布在不同的数据库中，这意味着访问某个主题的数据实际上需要访问分布在不同数据库中的数据集合。论文百事通②数据集成。③数据的稳定性。④随时间变化。
2地区调度数据仓库模型
建立地区调度数据仓库的基本思想就是在现有ems和dms基础上，把ems和dms中的海量数据进行抽取和转化后存人数据仓库，并针对不同的主题在数据仓库中建立数据集市，然后利用oltp和数据挖掘软件对不同主题的数据进行分析处理，从而帮助调度人员做出决策。
2.1源数据层源数据层主要是指地区电力调度现在所拥有的数据库系统，即ems和dms。另外，由于电力调度在分析和决策时需要用外部数据，如气象资料，省域网的部分资料数据等，因此，需要使用的外部数据也包括在源数据层内。
2.2数据提取、转换／装载层地区电力调度系统数据库中的数据量非常巨大，并不是所有数据都是分析决策所必须的，因此，只需用专用软件提取分析决策所必须的ems、dms数据和外部数据。另外针对原数据库系统中数据不一致的情况，必须对不一致的数据进行清洗和转换，使载人数据仓库中的数据和数据格式能够保持一致，供分析决策使用。
2.3数据仓库层
2.3.1数据仓库存储数据仓库中存储了数据和元数据，其中数据的存储方式主要有虚拟存储方式、关系表存储方式和多维结构存储方式。由于虚拟存储方式效率差，而关系数据库的使用比较普遍，故采用关系表存储方式。使用oracle作为数据仓库设施，将数据存储在oracle的表结构中，并按星型结构来组织这些关系表。现具体介绍数据仓库中的数据、元数据、数据的组织结构和对数据的处理。
数据。地区电力调度数据仓库中的数据指的是从ems、dms或外部数据库中提取，并经过清洗和转化的数据。由于数据仓库主要用于olap分析和数据挖掘，因此需在原始数据的基础上增加冗余信息，进行预运算，建立多维数据库，以迅速转换数据。
元数据。元数据是描述数据的数据，它描述了数据仓库中的数据和环境，遍及数据仓库的所有方面。它包括两种，一种是操作型环境向数据仓库环境转换而建立的元数据，包括所有源数据项的名称、属性及其在提取仓库中的变化；第二种元数据是数据仓库中用来与最终用户的多维商业模型和前端工具之间建立映射的，这种数据称为决策支持系统(dds)元数据。在数据仓库中建立专用的元数据库来存放和管理元数据。
电网数据组织结构。由于ems和dms中数据量非常庞大，因此有必要对数据进行综合。在数据仓库中，数据被分成4种级别，分别是高度综合级、轻度综合级、当前细节级和早期细节级。数据总是首先进入当前细节级，然后根据应用的需求，通过预运算将数据聚合成轻度综合级和高度综合级。若系统中的一些细节数据随着时间的推移已经老化，很少会被使用，可以将这些数据导出备份到设备上。
数据的处理。数据仓库中一般存放5至10年的数据，若将全部数据放在一张表内，由于数据量太大，会降低数据访问效率，因此必须对数据表进行合理的分割。可按时间对表进行分割，在表中增加时间字段，去除与分析主题无关的纯操作型数据。
在数据仓库中，有些数据更新的较为频繁，如实时数据，而有些数据更新的时间较长，如设备信息等。因此，有必要按数据更新的频率对表进行划分，将不同变化频度的字段放在不同的表中，各表之间使用相同的“标识号”进行关联，以节省存储空间。
2.3.2数据集市由于数据仓库中的数据量很大，若每次访问都要在海量数据中进行数据检索，会降低数据处理效率，故此可建立数据集市。数据集市是面向某一特定主题的、从数据仓库中逻辑上或物理上划分出来的数据子集。使用数据集市的主要目的是减少数据处理量。它具有面向部门、有特定的应用、规模小和实现速度快的优点。在地区电力调度中可建立的数据集市有：
负荷预测。负荷预测是地区电力调度工作的重要环节，可分为系统负荷预测和母线负荷预测两类；而系统负荷预测按周期又分为超短期负荷预测、短期负荷预测、中期负荷预测和长期负荷预测。
系统安全稳定性评估。电力系统有五种运行状态，分别为正常运行状态、告警状态、紧急状态、危急状态和恢复状态。可利用挖掘技术挖掘海量的电力系统运行数据，获悉电力系统在何种条件下处于正常运行状态、告警状态、紧急状态、危急状态和恢复状态，并对系统的安全稳定性做出评估，从而辅助调度人员做出决策。
电力系统故障分析。地区电力调度部门已经积累了大量的故障数据。系统故障的发生既有偶然的一面，又有规律性可遵循。运用数据挖掘技术对电网故障数据进行挖掘分析，获得发生故障与气候变化和负荷变化之间的联系，从而辅助调度人员进行决策，合理安排检修计划，保证电网安全可靠运行。
电力系统规划设计。电网规划是地区供电企业规划活动的基本环节，在规划过程中，需要处理大量的信息，可利用聚类、分类、关联、总结等挖掘工具挖掘模型和数据间的关系，为辅助决策系统增加约束条件，从而更合理地规划电网。
电力用户特征分析。随着电力市场的发展和竞争的加剧，地区供电企业需要制定出有竞争力的实时电价，因此，必须对电力用户进行准确分析。电力系统的用户具有多样性和随机性，可利用olap多维分析的特性，对用户的行为模式及负荷要求进行分门别类，在保证系统安全和稳定性的前提下，对不同类别的用户，采用不同的营销策略，制定出合理的电价收费表，以提高市场竞争力。新晨
2.4逻辑应用层逻辑应用层主要包括olap、数据挖掘和界面子系统。现具体分析如下：
2.4.1olap子系统在ems和dms中，调度人员通过联机事务处理(oltp)和sql可对数据库进行简单查询。随着时间的推移，电网规模不断扩大，ems和dms中的数据量也急剧增加，调度人员需要从多个维度来观察调度系统的运营情况，从而辅助决策。
2.4.2数据挖掘子系统随着计算机技术在电力系统的广泛应用，地区电力调度部门已经积累了大量的运行数据和非运行数据，这些数据记录了地区供电企业多年的运行状况，电力调度人员急需对这些历史数据进行深入分析，以获得有价值的信息，辅助调度员进行决策，提高电网运行的可靠性。
篇（11）
一、整站配置方案规划设计
1.监控、远动通信服务器、VQC 采用X7000变电站自动化系统的软硬件或PS6000 变电站自动化系统, 走IEC 61850 协议或IEC 60870 - 5- 103 协议, 五防、直流系统及低压保护设备通过规约转换器接入。
2.小电流接地选线功能分块进行实现, 10KV保护测控装置采集零序电流采样值, 通过监控软件的小电流接地选线模块进行判断。
3.监控采用双网双主机, 可同时工作并互为备用。
4.站内配置保护管理机按IEC 61850 规约收集站内信息。
5.35kV 开关的端子箱(或GIS 控制柜)配置智能终端, 输入开关位置、低气压、刀闸位置等状态量, 输出跳合闸命令, 含操作回路。
6.10kV 开关柜内配置智能终端设备采集电流电压信号后送至控制室。
7.变压器保护双重化配置, 接收来自各间隔合并器的信息, 分布式采样。
8.35kV 母线保护双重化配置, 接收来自220kV 各间隔合并器数据, 分布式采样。
9.控制室内屏间传输的开关位置信号、跳闸闭锁信号仍需进行少量电缆连接。
10.保护双重化配置时智能终端按双CPU 架构设计, 各自完成一套独立的操作回路。
11.故障录波采用FT3协议将数据集中器集成在装置内部实现故障录波功能。
二、35kV 变电站电气二次设计实现
1.主要二次电气设备配置。35kV 的二次设备下放到开关柜, 与一次设备距离很近, 开关设备和二次设备间仍采用传统的硬接线交换信息。35kV 电流互感器也采用模拟输出的电子式互感器, 用电缆直接接到二次设备。由于35kV 电压互感器与二次设备间距离较远, 输出数字信号, 用点对点光纤通信线路传输到二次设备。
1.1互感器选用数字接口的光电式互感器, 35kV 电流电压互感器和10kV 电压互感器选用输出数字信号的电子式互感器。10kV 系统的
二次设备下放到开关柜, 选用模拟输出的电子式电流互感器。
1.2开关设备选用传统设备+ 智能终端方案, 35kV 的开关设备用传统开关设备+ 智能终端的方式改造成智能开关, 有利于降低造价和风险, 保证工期, 同时也能满足数字化变电站的要求。10kV 开关设备与二次设备距离小, 与二次设备用硬接线交换信息, 不需智能化改造。个别与二次设备距离较远的10kV 开关设备, 也按传统开关设备+ 智能终端的方式实现智能化。
1.3主要二次设备和系统软件选用改进的成熟产品, 部分现在广泛使用的成熟二次设备和系统软件通过改造可满足数字化变电站的要求。按IEC61850 标准改进产品的通信协议。如果二次设备需与过程层设备直接交换信息, 则为其增加过程层总线接口代替原有的硬接线。
2.继电保护和自动装置配置。
2.1 35kV 配电装置保护配置。根据小电流接地系统线路保护的配置原则, 35kV线路配置如下: 三相式电流闭锁电压速断保护; # 三相式定时限过电流保护; 三相一次自动重合闸: 手动、远动跳闸不重合;%低周减载(带滑差闭锁功能)出口跳闸; & 小电流接地选线及零序2段过流保护; 采用完全星形接线, 不设单独的零序CT, 装置内部合成3 I0。过负荷报警; ( 35kV 分段保护配置: 电流速断和过电流保护。
2.2 10kV 配电装置保护配置。根据小电流接地系统线路保护的配置原则, 10kV 线路配置如下: 三相三段式电流保护; # 三相两次自动重合闸: 手动、远动掉闸不重合(重合闸次数应能选择) ; 低周减载(带滑差闭锁功能)出口跳闸; %小电流接地选线及零序2段过流保护; &采用完全星形接线, 不设单独的零序CT, 装置内部合成3I0。过负荷报警; 10kV分段保护配置: 电流速断和过电流保护。
2.3并联无功补偿装置保护配置。电容器组保护按照)并联电容器装置设计规程*的要求进行设置, 设置如下: 三相式限时电流速断保护; # 三相式过电流保护; 母线过电压保护; %PT 断线闭锁的母线失压保护; & 三次谐波过滤的零序电压保护(开口三角电压)。
2.4安全自动装置配置如下:
2.4.1备用电源自动投切装置: 开关手跳闭锁自投。要求具备运行方式自动识别功能、闭锁/启动备用电源互投装置功能、PT 断线识别和闭锁功能。35kV 备用电源自投: 设为分段自投方式。主变中压后备保护动作闭锁备自投;10kV 备用电源自投: 设为分段自投方式。主变低压后备保护动作闭锁备自投。2. 4. 2 PT 并列: 35kV、10kV 分别设置PT 并列装置, 完成保护、测量电压回路和计量电压回路切换功能。可以手动或自动并列。
2.4.3三相自动重合闸装置: 保护装置内部已配置有三相自动重合闸插件, 不再独立配置。
2.4.4低周(低压)减载装置: 本站配置一套独立的微机型低周(低压)减载装置。
2.4.5全站配置一套微机型主变过负荷联切装置。
2.4.6全站配置一套微机型故障录波器。
三、结语
数字化变电站是指信息采集、传输、处理、输出过程完全数字化的变电站, 基本特征为设备智能化、通信网络化、运行管理自动化等。数字化变电站主要是充分利用现在国内最先进的数字化技术对变电站现有的一、二次设备进行改造, 使之能够达到数字化变电站的建设目的。实现变电站信息数字化, 提供实时、可靠、完整的共享信息平台, 并以此为基础提升现有设备和功能的技术水平, 发展新的自动化功能, 以提高变电站的技术性和经济性。数字式变电站实现的基本原理是将现有的电磁式互感器更换为数字式、光电式或者电子式互感器, 主变压器及一次开关设备为传统设备加装智能终端设备, 使之成为智能化的一次设备, 再配以数字化变电站系统, 所有二次设备均通过改造使之能够与上述一次设备进行无缝连接, 真正实现了全站数字化的目的。为此, 本论文主要针对变电站的二次系统, 结合35KV变电站的电气规约展开二次电气设备及数字化系统的设计分析, 以期从中找到可靠可行合理的数字化变电站电气控制设计的方法, 并以此和广大同行分享。
参考文献:
[1]王晓京,500KV大型变电站配电装置的选型问题[J].电力建
设,2001,22(10):30-31,36.
[2]曾庆禹.电力系统数字光电量测系统的应用及效益分析[J].
