導(dǎo)語：如何才能寫好一篇電力系統(tǒng)設(shè)計報告，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)規(guī)劃；運(yùn)行規(guī)劃；發(fā)展規(guī)劃

一、電力系統(tǒng)規(guī)劃的目標(biāo)要求

在電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計中，首先在總體上需要考慮以下兩個問題：一是技術(shù)上的合理性，二是投入上的經(jīng)濟(jì)性。

規(guī)劃設(shè)計所追求的目標(biāo)就是技術(shù)性能合理和總支出費(fèi)用最低的問題。為了使規(guī)劃方案具有相對的合理性，就需要認(rèn)真研究電力系統(tǒng)的自身特點(diǎn)和規(guī)劃的具體環(huán)境，然后選擇有效的量化分析手段，以便使決策行為最大限度符合預(yù)定的目標(biāo)。

電力系統(tǒng)的發(fā)展水平和結(jié)構(gòu)變化對于國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有巨大影響，因此，合理進(jìn)行電力系統(tǒng)規(guī)劃可以避免不必要的重復(fù)投資；同時，電力工業(yè)又是一個設(shè)備和技術(shù)密集性行業(yè)，設(shè)備使用壽命相對較長，不合理的規(guī)劃又將造成連續(xù)順性的費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用的極大浪費(fèi)。由于計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，使得規(guī)劃方案形成的科學(xué)性和求解過程定量化成為可能。

二、電力系統(tǒng)規(guī)劃的任務(wù)及流程

一是能源規(guī)劃，屬于電力規(guī)劃的前期準(zhǔn)備，主要任務(wù)包括研究規(guī)劃區(qū)一次能源平衡關(guān)系和開發(fā)條件；分析各類能源的儲存分布、輸送方式、可供能力、成本估算等，為電力規(guī)劃及其他能量轉(zhuǎn)換需求提供依據(jù)。

二是電力負(fù)荷預(yù)測，主要任務(wù)是，依據(jù)規(guī)劃地區(qū)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度及要求，預(yù)測規(guī)劃期內(nèi)對用電總需求的相關(guān)數(shù)據(jù)。

三是電源規(guī)劃，主要任務(wù)是，根據(jù)能源規(guī)劃和規(guī)劃期電力負(fù)荷需求，提出電源布局與電源容量建設(shè)方案。

四是電網(wǎng)規(guī)劃，主要任務(wù)是，根據(jù)電力負(fù)荷預(yù)測和電源規(guī)劃，提出主干網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)劃方案并給出系統(tǒng)地理接線圖。

實際上，電源規(guī)劃與電網(wǎng)規(guī)劃是不可分割的整體，對電力系統(tǒng)而言，只是兩者的作用或功能不同，一是發(fā)電，一是輸電。一般情況下，兩者分開處理，然后進(jìn)行總體協(xié)調(diào)。但兩者的目的是一致的，即共同實現(xiàn)系統(tǒng)未來的供求平衡。

三、電力系統(tǒng)規(guī)劃的劃分

電力系統(tǒng)可以從不同角度進(jìn)行分類，若按用途劃分，則有運(yùn)行規(guī)劃和發(fā)展規(guī)劃兩類。

運(yùn)行規(guī)劃主要針對電源環(huán)節(jié)而言，它的基本任務(wù)是解決電力系統(tǒng)在短期內(nèi)的電力供求平衡問題。具體內(nèi)容包括：制定發(fā)電設(shè)備檢修計劃，確定機(jī)組出力分配，進(jìn)行發(fā)電成本和互聯(lián)系統(tǒng)效益分析，制定燃料需求及儲存計劃等。

發(fā)展規(guī)劃的基本任務(wù)是解決電力系統(tǒng)在遠(yuǎn)景（5-20年之間）的電力供求平衡問題。其內(nèi)容包括：電源布點(diǎn)、裝機(jī)規(guī)模、更新計劃、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、輸電走向、聯(lián)網(wǎng)設(shè)計等。并在總體上力求電力系統(tǒng)的潮流分布合理，電能質(zhì)量合格和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

發(fā)展規(guī)劃若按規(guī)劃的周期長短，又可以分為短期、中期和長期三種。

短期規(guī)劃一般指5年左右的規(guī)劃設(shè)計，主要針對網(wǎng)絡(luò)部分進(jìn)行優(yōu)化或改進(jìn)設(shè)計。研究5年內(nèi)電源、電網(wǎng)建設(shè)方案并進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。根據(jù)國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展五年規(guī)劃及經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整對電力工業(yè)發(fā)展的要求，找出電力工業(yè)中不相適應(yīng)的主要問題；深入研究電力需求水平及負(fù)荷特性、電力電量平衡、環(huán)境及社會影響等。提出5年內(nèi)電源結(jié)構(gòu)調(diào)整和建設(shè)原則，需調(diào)整和建設(shè)的項目、進(jìn)度及順序；電網(wǎng)結(jié)構(gòu)調(diào)整和建設(shè)原則，需調(diào)整和建設(shè)的項目、進(jìn)度及順序；開展二次系統(tǒng)規(guī)劃工作。進(jìn)行逐年投融資、設(shè)備、燃料及運(yùn)輸平衡，測算逐年電價、環(huán)境指標(biāo)等。

中期規(guī)劃，一般是指10年左右的規(guī)劃設(shè)計，主要對系統(tǒng)未來發(fā)展結(jié)構(gòu)或方向進(jìn)行規(guī)劃估計，通常一個中型水電站建設(shè)周期為10年左右，為此需將電源和電網(wǎng)綜合在一起規(guī)劃設(shè)計。研究5～15年內(nèi)電力系統(tǒng)發(fā)展和建設(shè)方案，根據(jù)：國民經(jīng)濟(jì)及社會發(fā)展目標(biāo)、發(fā)電能源資源開發(fā)條件、節(jié)能分析、環(huán)境及社會影響等。分析：電力需求水平及負(fù)荷特性、電力流向。提出：規(guī)劃水平年的電源布局、結(jié)構(gòu)和建設(shè)項目；電網(wǎng)布局、結(jié)構(gòu)和建設(shè)項目；宜對建設(shè)資金、電價水平、設(shè)備、燃料及運(yùn)輸?shù)冗M(jìn)行測算和分析。

長期規(guī)劃，一般是指20年左右的規(guī)劃設(shè)計，它主要是對系統(tǒng)發(fā)展的未來給出一種趨勢性的設(shè)想方案。

研究電力發(fā)展的戰(zhàn)略性問題。根據(jù)國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展長期規(guī)劃、經(jīng)濟(jì)布局和能源資源開發(fā)與分布情況宏觀分析電力市場需求；綜合分析煤、水、電、運(yùn)和環(huán)境等。提出：電力可持續(xù)發(fā)展的基本原則和方向；電源的總體規(guī)模、基本布局、基本結(jié)構(gòu)，能源多樣化等；電網(wǎng)主框架。必要時提出：更高一級電壓的選擇意見；電力設(shè)備制造能力開發(fā)要求；電力科學(xué)技術(shù)方向。

1.各階段規(guī)劃內(nèi)容與差別

五年規(guī)劃（設(shè)計）包括：大區(qū)電力系統(tǒng)設(shè)計，省或地區(qū)系統(tǒng)設(shè)計，電廠接入系統(tǒng)設(shè)計，工程設(shè)計的系統(tǒng)專業(yè)配合，電力系統(tǒng)專題設(shè)計。

中期規(guī)劃包括：電力需求預(yù)測，動力資源開發(fā)，電源發(fā)展規(guī)劃，電力網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃，環(huán)境及社會影響分析，重點(diǎn)是測算和分析電力建設(shè)資金、電價水平等。長期規(guī)劃包括：電力需求預(yù)測，動力資源開發(fā)，電源發(fā)展規(guī)劃，電力網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃，環(huán)境及社會影響分析，重點(diǎn)是研究資金、電價、設(shè)備供應(yīng)、人員培訓(xùn)等問題，提出措施。

電力系統(tǒng)規(guī)劃之間的關(guān)系及作用。五年規(guī)劃（設(shè)計）以現(xiàn)狀為基礎(chǔ)，并應(yīng)在中期、長期規(guī)劃的指導(dǎo)下進(jìn)行編制。中期規(guī)劃的深化和具體表現(xiàn)，也是對中期、長期規(guī)劃進(jìn)行補(bǔ)充和修訂。其是編制、報批項目建議書、項目可行性研究報告書的依據(jù)，電力工程項目開展設(shè)計工作的依據(jù)。

中期規(guī)劃以五年規(guī)劃為基礎(chǔ)，并應(yīng)在長期規(guī)劃的指導(dǎo)下編制。其是長期規(guī)劃的深化，也是長期規(guī)劃的補(bǔ)充和修訂，是電力工程項目開展初步可行性研究、設(shè)計工作的依據(jù)。

長期期規(guī)劃以五年規(guī)劃和中期規(guī)劃為基礎(chǔ)，研究電力發(fā)展的戰(zhàn)略性問題。

2.電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計的內(nèi)容

（1）五年規(guī)劃（設(shè)計）即大區(qū)電力系統(tǒng)設(shè)計。任務(wù)是以系統(tǒng)內(nèi)大電源的接入和主網(wǎng)絡(luò)方案為研究對象，主要解決系統(tǒng)內(nèi)主力電廠的合理布局和主網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)問題，相應(yīng)于推薦方案的無功補(bǔ)償容量及其配置，某些系統(tǒng)運(yùn)行技術(shù)條件的校核，可能采取的技術(shù)措施及實施方案（如系統(tǒng)調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)相調(diào)壓及系統(tǒng)穩(wěn)定、短路電流、過電壓等問題）。（2）省或地區(qū)系統(tǒng)設(shè)計。在大區(qū)系統(tǒng)主力電源接入系統(tǒng)方案和主網(wǎng)架方案已經(jīng)確定的條件下，研究省及地區(qū)電源接入系統(tǒng)方式及二次電壓等級的網(wǎng)絡(luò)方案，通過系統(tǒng)潮流、調(diào)相調(diào)壓及短路電流計算，提出省及地區(qū)的系統(tǒng)接線方案及相應(yīng)需要建設(shè)的輸變電項目（包括無功補(bǔ)償配置）。（3）電廠接入系統(tǒng)設(shè)計。根據(jù)負(fù)荷分布和電廠合理供電范圍，研究電廠最佳接入系統(tǒng)方式（包括電壓等級及出線回路數(shù)）、電廠送出工程相關(guān)網(wǎng)絡(luò)方案、建設(shè)規(guī)模及無功補(bǔ)償配置，并提出系統(tǒng)運(yùn)行對設(shè)計電廠的技術(shù)要求（如穩(wěn)定措施、調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)壓設(shè)備的規(guī)范及發(fā)電機(jī)的進(jìn)相及調(diào)相能力等）。（4）本體工程設(shè)計的系統(tǒng)專業(yè)配合。把電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計、電廠接入系統(tǒng)設(shè)計中確定的技術(shù)原則落實到具體工程設(shè)計中去，包括設(shè)計規(guī)模，分期建設(shè)方案，電氣主接線、主設(shè)備規(guī)范，建設(shè)進(jìn)度、技術(shù)條件校核及可能采取的措施等。系統(tǒng)專業(yè)的配合資料是本體工程設(shè)計的依據(jù)和基礎(chǔ)資料。電力系統(tǒng)專題設(shè)計：系統(tǒng)擴(kuò)大聯(lián)網(wǎng)設(shè)計；系統(tǒng)高一級電壓等級論證；交、直流輸電方式選擇；電源開發(fā)方案優(yōu)化論證；輸煤輸電方案比較；弱受端系統(tǒng)供電方案；特殊負(fù)荷的供電方案；發(fā)電機(jī)勵磁方式論證；發(fā)電機(jī)快控汽門控制方式研究等等。

中期規(guī)劃包括電力需求預(yù)測，動力資源開發(fā)，電源發(fā)展規(guī)劃，電力網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃，環(huán)境及社會影響分析等。

長期規(guī)劃包括電力需求預(yù)測，動力資源開發(fā)，電源發(fā)展規(guī)劃根據(jù)動力資源和負(fù)荷分布條件；電廠建設(shè)條件、可能開發(fā)的設(shè)備制造的技術(shù)條件，提出發(fā)電電源構(gòu)成和電源布局方案（包括對發(fā)電機(jī)組設(shè)備技術(shù)水平的要求）。電力網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃根據(jù)對大氣環(huán)境及社會影響的分析，提出相應(yīng)的建議。此外，還必須研究技術(shù)進(jìn)步問題，提出對技術(shù)進(jìn)步的要求和課題，以保證電力系統(tǒng)能不斷地向用戶提供充足、安全、可靠、質(zhì)量合格、價格合理的電力。還包括環(huán)境及社會影響分析等。

四、電力系統(tǒng)規(guī)劃的方法

1.基本條件分析

電力工業(yè)發(fā)展的基本條件有3個，即電力負(fù)荷需要、動力資源開發(fā)及運(yùn)輸條件許可、發(fā)變電設(shè)備的制造及供應(yīng)及時。

2.基本功能分析

分析電網(wǎng)功能就是分析電網(wǎng)各部分及某些大電源及主要網(wǎng)架的作用。對基本功能的分析要分層次進(jìn)行，首先是全網(wǎng)供電范圍、電源建設(shè)地點(diǎn)、電源的作用、分區(qū)電網(wǎng)之間的送受電關(guān)系等，其次應(yīng)分析主力電源的合理送電范圍、功率流向及相應(yīng)的網(wǎng)架，最后是地區(qū)電網(wǎng)的情況。分析時要注意：隨著系統(tǒng)的發(fā)展，電網(wǎng)各部分無論是電源、網(wǎng)架還是輸電線的功能都是變化的。

3.基本形態(tài)分析

分析發(fā)電廠與變電所之間的連接方式，也就是電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。最基本的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)有輻射型、鏈型及環(huán)型3種，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)主要取決于電廠和負(fù)荷的分布、電網(wǎng)覆蓋地域的情況等。電網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則是分層分區(qū)原則，即不同電壓等級電網(wǎng)構(gòu)成不同的層次，不同地域的下一級電網(wǎng)解列構(gòu)成不同的地區(qū)電網(wǎng)，地區(qū)電網(wǎng)本身具有足夠的電壓支撐和無功儲備。

4.動態(tài)分析即彈性分析或可變因素分析

主要是指電網(wǎng)實際發(fā)展進(jìn)程與設(shè)計預(yù)計有差別時規(guī)劃電網(wǎng)的適應(yīng)能力。可變因素主要是指：負(fù)荷實際增長超過或低于預(yù)計；電源建設(shè)進(jìn)度或順序發(fā)生變化；主要送電線路投產(chǎn)時間提前或推遲等。因此電力系統(tǒng)規(guī)劃要采用滾動的方法不斷修正。

5.限制性條件分析

在制定電力系統(tǒng)規(guī)劃方案時要特別注意那些會影響方案成立的限制性因素，這些因素主要是：自然地理條件的限制性因素；供水水源條件；煤礦建設(shè)進(jìn)度不能滿足電廠需要；廠、所區(qū)公路、鐵路、碼頭的建設(shè)進(jìn)度和規(guī)模不能滿足要求；主要輸電線存在跨江、河問題；主要電氣設(shè)備制造困難等。

篇2

電力能源作為國民經(jīng)濟(jì)眾多領(lǐng)域的基礎(chǔ)能源，在社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著舉足輕重的作用。電力工業(yè)的先行建設(shè)，是保證經(jīng)濟(jì)發(fā)展的先決條件。作為電力工程前期工作的重要組成部分，合理的系統(tǒng)規(guī)劃是電力系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的前提，也是具體單項電力工程設(shè)計建設(shè)的方針和原則。

一、電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計的主要內(nèi)容

系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計相關(guān)工作可分為長期的電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃、中期的電力系統(tǒng)發(fā)展設(shè)計。其對單項電力工程設(shè)計具有指導(dǎo)性的作用，也是論證工程建設(shè)必要性的重要依據(jù)。

在進(jìn)行單項電力工程設(shè)計時，其涉及到的系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計主要內(nèi)容包括：（1）工程所在區(qū)域的電力負(fù)荷預(yù)測和特性分析；（2）近區(qū)電網(wǎng)電源規(guī)劃情況及出力分析；（3）根據(jù)負(fù)荷預(yù)測和電源規(guī)劃結(jié)果，進(jìn)行電力和電量平衡；（4）提出電力工程接入電網(wǎng)系統(tǒng)方案；（5）對所提方案進(jìn)行電氣計算；（6）分析計算結(jié)果，并進(jìn)行方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較；（7）為電力設(shè)計其它專業(yè)提供系統(tǒng)資料。

（一）電力負(fù)荷預(yù)測和分析

對擬建電力工程附近片區(qū)進(jìn)行電力負(fù)荷預(yù)測和分析，是電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計的基礎(chǔ)。在電力工程設(shè)計時，主要進(jìn)行10年以內(nèi)的中短期負(fù)荷預(yù)測。中短期負(fù)荷預(yù)測，主要圍繞國民經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行和發(fā)展而進(jìn)行。在總結(jié)歷年經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)之上，結(jié)合社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展規(guī)劃，對中短期的近區(qū)最大負(fù)荷進(jìn)行逐年預(yù)測；同時，根據(jù)已建、在建和規(guī)劃的大項目情況，對負(fù)荷的特性進(jìn)行必要的研究分析，并確定其對電網(wǎng)供電的影響。負(fù)荷預(yù)測的方法多種多樣，即有傳統(tǒng)的序列預(yù)測法，也有模糊理論、專家系統(tǒng)等新方法。對具有重要意義的電力工程，如樞紐變電站、輸送大量潮流的電力線路、或大容量發(fā)電機(jī)組，可采取多種方法預(yù)測負(fù)荷，分析負(fù)荷增長因素及其發(fā)展趨勢，并從中選出一般可能出現(xiàn)的負(fù)荷水平進(jìn)行分析。

（二）電源規(guī)劃情況及出力

電源規(guī)劃是電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計的核心內(nèi)容。對擬建工程周邊電網(wǎng)的電源規(guī)劃進(jìn)行統(tǒng)計，并分析電源的出力情況，是論證單項電力工程建設(shè)必要性的重要依據(jù)。電力電源分為統(tǒng)調(diào)電源和地方電源，其中統(tǒng)調(diào)電源是指歸電網(wǎng)調(diào)度統(tǒng)一調(diào)度的各類大型發(fā)電廠；地方電源則包括各類小水電站，以及企業(yè)自備發(fā)電機(jī)組。每種電源在不同的水文期的出力各不相同，同時新建電源機(jī)組會出現(xiàn)在規(guī)劃期間逐年投產(chǎn)的情況，因此，需對電源出力情況進(jìn)行詳細(xì)的分析統(tǒng)計，以利于下一步工作開展。

（三）電力電量平衡

電力電量平衡在電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計中起約束條件的作用。根據(jù)電力負(fù)荷預(yù)測和電源出力分析，進(jìn)行項目所在地區(qū)、供電區(qū)域進(jìn)行電力、電量平衡計算，并對平衡結(jié)果進(jìn)行分析，從而確定電力工程的布局和規(guī)模。通過負(fù)荷預(yù)測確定各水平年的系統(tǒng)最大負(fù)荷，結(jié)合各類電源的出力分析，得出電力電量盈虧，從而確定電力系統(tǒng)所需的發(fā)電、變電設(shè)備容量。該容量應(yīng)滿足負(fù)荷需求的工作容量加上系統(tǒng)需要的備用容量。此外，在進(jìn)行電力電量平衡時，還需考慮分區(qū)間的電力電量交換，并根據(jù)情況增減設(shè)備容量。

（四）接入系統(tǒng)方案

根據(jù)工程所在地原有網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)、負(fù)荷分布和電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃等情況，說明項目工程在電力系統(tǒng)中的地位和作用，按照電網(wǎng)規(guī)劃，以及政府部門的審批意見，提出項目接入系統(tǒng)比較方案。在論述項目接入系統(tǒng)方案時，應(yīng)遠(yuǎn)近結(jié)合、綜合考慮節(jié)約用地、節(jié)能降耗、電網(wǎng)新技術(shù)的應(yīng)用。與此同時，需提出項目工程各方案的布局和規(guī)模，投產(chǎn)年及終期近區(qū)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、運(yùn)行方式和供電電壓等內(nèi)容。

（五）電氣計算

電氣計算是電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計的主要內(nèi)容，包括：潮流計算，穩(wěn)定計算，短路電流計算和無功補(bǔ)償計算。第一，潮流計算主要是對電力網(wǎng)絡(luò)中的功率和電壓的分布進(jìn)行計算，通過潮流計算可確定系統(tǒng)運(yùn)行方式，檢查各元件是否滿足運(yùn)行要求，并為系統(tǒng)繼電保護(hù)和穩(wěn)定計算提供依據(jù)和初值。潮流計算作為電力系統(tǒng)設(shè)計中最基本的計算，是比較電力工程各接入系統(tǒng)方案最直觀的方法。通過潮流計算得出的電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)電壓、各網(wǎng)絡(luò)元件電力損耗、以及電力潮流的分布情況，可直接用于分析各接入系統(tǒng)方案的可靠性、合理性和經(jīng)濟(jì)性。第二，穩(wěn)定計算是指根據(jù)要求，對電力系統(tǒng)的各種故障情況進(jìn)行模擬計算和分析，從而確定電力系統(tǒng)穩(wěn)定問題的主要特征和穩(wěn)定水平。穩(wěn)定計算多是基于潮流計算結(jié)果的基礎(chǔ)之上，在單項工程設(shè)計中常用到的穩(wěn)定計算包括電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計算、電壓穩(wěn)定計算、以及頻率穩(wěn)定計算等。通過進(jìn)行各種穩(wěn)定計算，可校驗各接入系統(tǒng)方案的運(yùn)行參數(shù)能否滿足穩(wěn)定運(yùn)行的要求，在必要的情況下提出安穩(wěn)策略和保障措施。第三，短路電流計算主要是驗算在給定的網(wǎng)架中，由于故障短路而在電氣元件上產(chǎn)生的不正常電流值。計算項目工程接入系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)處的各種短路電流，能為電氣設(shè)備的選型提供依據(jù)。在確定網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)運(yùn)行方式的情況下，進(jìn)行短路電流計算可正確選擇及校驗電氣設(shè)備，選用正確的繼電保護(hù)整定值和熔體的額定電流，從而確保在故障情況下能快速切斷短路電流，減少短路電流持續(xù)時間，減少短路所造成的損失。系統(tǒng)的短路電流宜限制在合理的水平，當(dāng)短路電流水平過大而需要大量更換工程相關(guān)網(wǎng)區(qū)已有電氣設(shè)備時，應(yīng)提出限制短路電流的措施。第四，進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒o功補(bǔ)償，可向電力網(wǎng)絡(luò)中的感性負(fù)荷提供相應(yīng)的無功功率，從而減少各種網(wǎng)絡(luò)元件因傳輸無功功率所造成的電能損耗。在具體電力工程中，需根據(jù)無功平衡，提出無功補(bǔ)償裝置總?cè)萘考胺纸M容量，必要時需對單組低壓電容器投切時電壓波動進(jìn)行校核，進(jìn)行近區(qū)無功平衡分析，和調(diào)相調(diào)壓專題計算。

（六）方案比較

對項目接入方案進(jìn)行比較，在各種電氣計算結(jié)果的基礎(chǔ)之上，從安全可靠性、實施性、發(fā)展適應(yīng)性和經(jīng)濟(jì)性等方面進(jìn)行分析，從而對各方案的設(shè)計及運(yùn)行做出評價，并選擇最優(yōu)者作為推薦方案。

（七）系統(tǒng)專業(yè)提資

通過合理的系統(tǒng)設(shè)計，可靠的系統(tǒng)電氣計算，選出綜合條件最優(yōu)的推薦接入系統(tǒng)方案，確定項目工程的建設(shè)規(guī)模和投產(chǎn)時間，為電力工程設(shè)計的其它專業(yè)提供有效的設(shè)計依據(jù)和準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。

二、電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計工作的一些經(jīng)驗

隨著我國電網(wǎng)電壓的升高，電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電源裝機(jī)總?cè)萘康闹鹉晏嵘?，電力系統(tǒng)的發(fā)展進(jìn)入了新時期。在單項電力工程的設(shè)計中，電力系統(tǒng)專業(yè)的設(shè)計和論證起著重要的指導(dǎo)作用。如何獨(dú)立開展電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計工作，成為中小規(guī)模的電力設(shè)計單位遇到的新問題。

（一）準(zhǔn)備階段

在開展系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計工作前，應(yīng)收集近區(qū)電力系統(tǒng)現(xiàn)狀相關(guān)資料，了解大網(wǎng)區(qū)的基本情況和特點(diǎn)，分析和整理收集到的系統(tǒng)資料。收集現(xiàn)有變電站、線路以及統(tǒng)調(diào)電源資料，并開列成表錄入數(shù)據(jù)庫，形成電網(wǎng)現(xiàn)狀網(wǎng)架的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。與此同時，還需收集最新電力主網(wǎng)規(guī)劃報告，了解近區(qū)電網(wǎng)的發(fā)展方向和變化特點(diǎn)，將規(guī)劃電力網(wǎng)絡(luò)資料錄入數(shù)據(jù)庫，形成各規(guī)劃水平年的網(wǎng)架基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

（二）開展工作

關(guān)注電力系統(tǒng)的最新變化情況，更新數(shù)據(jù)庫資料，收集和研究各地區(qū)的負(fù)荷情況和特點(diǎn)，掌握大網(wǎng)內(nèi)各電廠、變電站、電力線路的地理分布情況和數(shù)據(jù)資料，為系統(tǒng)設(shè)計做好準(zhǔn)備。針對新項目工程，展開對當(dāng)?shù)刎?fù)荷情況的收集工作，及時更新當(dāng)?shù)丶爸苓呺娏ο到y(tǒng)的資料。之后，進(jìn)行各類系統(tǒng)電氣計算，配合項目工程的設(shè)計工作。電力網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)對電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計具有重要意義，所有電氣計算均是基于電網(wǎng)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。因此，不斷更新和完善基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，將是電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計的一個長期工作。

三、結(jié)語

篇3

關(guān)鍵詞：ETAP；電力系統(tǒng)；潮流分析；仿真實驗

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）26-0128-02

電力系統(tǒng)運(yùn)行概念比較抽象，而且難以采用實物操作或演示，學(xué)生理解起來存在很大難度。通過形象的圖形界面直觀反映電力系統(tǒng)，可以加深學(xué)生對電力系統(tǒng)運(yùn)行原理和過程的理解，因此利用可視化的仿真軟件作為輔助教學(xué)工具，加深學(xué)生對電力系統(tǒng)概念的理解很有必要。ETAP是一款能夠滿足教學(xué)和企業(yè)使用的圖形界面友好、建模直觀、運(yùn)行方式多樣并且功能強(qiáng)大的電力和電氣系統(tǒng)分析軟件。

一、ETAP簡介

ETAP（Electrical Transient Analysis Program）是由美國OTI公司（Operation Technology Inc）開發(fā)的面向企業(yè)應(yīng)用的軟件，主要用于電力系統(tǒng)設(shè)計、模擬、運(yùn)行、監(jiān)測、控制、優(yōu)化和自動化，能夠為企業(yè)提供智能電力監(jiān)測、能量管理、系統(tǒng)優(yōu)化和自動化、實時預(yù)測等應(yīng)用方案。其采用單線圖等可視化技術(shù)，模擬電力系統(tǒng)的各種運(yùn)行狀態(tài)，直觀地闡述了電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本概念。其智能交互式圖形用戶界面給使用帶來極大方便，元件選擇及運(yùn)行方式等設(shè)置豐富全面，可以滿足各種情況下的電力系統(tǒng)分析的需求。ETAP除了基本的運(yùn)行分析之外，還包含很多功能，使其成為一款出色的商用電力系統(tǒng)分析軟件，ETAP的電力系統(tǒng)基本功能包括潮流分析、短路分析、電動機(jī)起動分析、暫態(tài)穩(wěn)定分析、繼電保護(hù)配合、諧波分析、接地網(wǎng)系統(tǒng)等[1]。計算結(jié)束后ETAP不但能夠在圖中直觀地顯示出一些基本數(shù)據(jù)，還能形成多份不同種類的詳細(xì)數(shù)據(jù)報告。

二、應(yīng)用ETAP建模和演示潮流分析

電力系統(tǒng)的潮流計算是電力系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)，課堂教學(xué)中往往注重解析算法的推導(dǎo)或計算機(jī)算法原理的講解，而忽視了潮流分析的實際應(yīng)用。潮流分析的目的主要有：在電力系統(tǒng)規(guī)劃和設(shè)計中選擇系統(tǒng)接線方式、選擇電氣設(shè)備及導(dǎo)線截面、確定電力系統(tǒng)運(yùn)行方式和研究電力系統(tǒng)穩(wěn)定性等[2-4]。使用ETAP軟件可以方便地實現(xiàn)這些應(yīng)用，使學(xué)生對電力系統(tǒng)研究的問題和方法有整體了解，而不會淹沒在各種計算中把握不到電力系統(tǒng)分析和應(yīng)用的方向。

1.電力系統(tǒng)原型及其建模。ETAP提供了便捷的圖形化使用界面用于建立單線圖，可以添加、刪除、移動、連接、縮放、設(shè)置參數(shù)等。將各元件模塊選出來、連接并設(shè)置好參數(shù)，就可以建立基于ETAP的電力系統(tǒng)仿真模型。

本文采用輻射型網(wǎng)絡(luò)主接線系統(tǒng)為原型建模，建好的模型如圖1所示，發(fā)電機(jī)G1為平衡節(jié)點(diǎn)，額定電壓為18kV，電壓相角為0，變壓器B1的額定容量為360MVA，變比為18/121，Uk%=14.3，X/R=2.238；變壓器T2、T3的額定容量為15MVA，變比為110/11，Uk%=10.5，X/R=0.123；線路L1、L2長度為80km，電阻為0.21Ω/km，電抗為0.4160Ω/km，電納為2.74×10e-6S/km；負(fù)荷F1：20+j15MVA，負(fù)荷F2：28+j10MVA。

發(fā)電機(jī)G1的運(yùn)行模式選擇平衡節(jié)點(diǎn)，設(shè)置的有功和無功數(shù)值只是迭代時的初值。母線標(biāo)稱電壓標(biāo)示在圖中。負(fù)荷F1、F2類型選擇恒容量。

2.潮流分析。ETAP潮流分析模塊計算電力系統(tǒng)中的母線電壓、支路功率、電流和功率等，用戶能夠選擇不同的計算方法來提高運(yùn)行效率，如牛頓-拉夫遜法、快速解耦法。潮流計算結(jié)果可以在圖中直觀地顯示出來，也可以查看結(jié)果輸出報告。

在潮流分析運(yùn)行模式下，點(diǎn)擊運(yùn)行，其結(jié)果如圖2所示，其中紅色數(shù)據(jù)是運(yùn)行計算的結(jié)果，黑色箭頭表示功率流向，圖中顯示了計算所得的各支路的有功功率、無功功率和母線電壓。通過潮流結(jié)果分析器可以查看潮流分析的詳細(xì)結(jié)果報告，在分析報告里可以選擇查看通用信息、母線結(jié)果、支路結(jié)果、負(fù)荷、電源這五種報告類型，每個類型里面可以選擇所需顯示的潮流結(jié)果。圖3是支路結(jié)果報告，顯示了各支路的有功和無功潮流、電壓降、有功和無功損耗。

ETAP有詳盡的越線報警功能，當(dāng)有母線過壓、負(fù)荷或電纜等過負(fù)荷時，ETAP潮流分析出現(xiàn)報警提示，根據(jù)此提示，更改電力系統(tǒng)元件或接線方式使系統(tǒng)運(yùn)行正常，該功能為電力系統(tǒng)設(shè)計提供了方便。學(xué)生也可以通過更改參數(shù)設(shè)置或增減元件等方法觀察比較仿真結(jié)果，進(jìn)一步研究有功功率和無功功率的分布特點(diǎn)。

三、在教學(xué)實踐中引入ETAP

《電力工程基礎(chǔ)》及《電力系統(tǒng)分析》對初學(xué)者而言是一門比較抽象的課程，其知識點(diǎn)多，各種計算比較復(fù)雜，課堂分章節(jié)講授，更多拘泥于概念的認(rèn)知和計算過程的強(qiáng)調(diào)，使得學(xué)生將大量時間花在公式的記憶上，難以對電力系統(tǒng)從整體上把握和全面理解，導(dǎo)致知識割裂，很多概念無法真正理解，不能與實際應(yīng)用聯(lián)系起來。不但挫傷了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，而且學(xué)習(xí)起來也十分困難。電力系統(tǒng)作業(yè)計算過程復(fù)雜，也難以在作業(yè)題中體現(xiàn)想要實現(xiàn)的目的。引入ETAP仿真，通過元件參數(shù)的設(shè)計及其自身提供的幫助文件中的解釋，學(xué)生聯(lián)系理論知識，可以直觀地鞏固電力系統(tǒng)中的一些基本概念，把各章節(jié)的知識連貫起來理解。ETAP以可視化的方式建立模型，直觀地反映要分析的問題，計算部分都由內(nèi)部程序完成，使得授課的重心更多地放在模型建立和結(jié)果分析上。

ETAP雖然能解決不少問題，但它只是一個工具，在教學(xué)生使用前應(yīng)該要求學(xué)生掌握好電力工程基礎(chǔ)知識和電力系統(tǒng)分析計算理論，這樣實驗課才能順利進(jìn)行。用ETAP軟件做電力系統(tǒng)模型分析有相當(dāng)大一部分工作是建立系統(tǒng)模型，模型的質(zhì)量直接關(guān)系到實驗分析的成敗。為了保證模型的正確性，建模前要先弄清楚各元件的數(shù)學(xué)模型并了解軟件中元件參數(shù)代表的含義[5]。

ETAP軟件是一款商業(yè)軟件，與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)教學(xué)專用軟件MATLAB電力系統(tǒng)仿真模塊集（SinPower Systems Blockset，PSB）相比，具有更多的分析應(yīng)用程序功能供用戶選擇，其元件的參數(shù)設(shè)置和系統(tǒng)控制方式也較為豐富，一方面它可以更好地解決實際電力及電氣的問題，另一方面這對于學(xué)生掌握該軟件的使用造成一定的難度?？紤]到目前學(xué)生在本科階段學(xué)習(xí)側(cè)重于理論，使用的軟件大多也偏向于教學(xué)應(yīng)用類，遠(yuǎn)不能滿足培養(yǎng)工科應(yīng)用型人才的需求，要培養(yǎng)與國際接軌的工程類專業(yè)人才，有必要了解和學(xué)習(xí)使用復(fù)雜一些的商用軟件。通常課堂實驗的設(shè)置以驗證性實驗為多，通過校企合作，學(xué)校為學(xué)生提供了功能強(qiáng)大的ETAP軟件作為實踐學(xué)習(xí)的工具，如果充分利用好該軟件，有利于激發(fā)教師和學(xué)生的興趣，還為學(xué)生進(jìn)一步探索更廣泛的電力系統(tǒng)的知識及其應(yīng)用提供了平臺。

四、結(jié)束語

電力系統(tǒng)是一門實踐性很強(qiáng)的學(xué)科，系統(tǒng)規(guī)模龐大，算法復(fù)雜，很多概念和運(yùn)行方式需要在大系統(tǒng)中模擬才能更透徹地理解。ETAP基于直觀的圖形顯示和封裝的計算運(yùn)行，可以幫助學(xué)生理解電力系統(tǒng)相關(guān)知識概念，加深對系統(tǒng)運(yùn)行的認(rèn)識，同時由于其功能強(qiáng)大，可以便于學(xué)生進(jìn)一步探索研究相關(guān)問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]李廣凱，李庚銀.電力系統(tǒng)仿真軟件綜述[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報，2005，（3）.

[2]唐志平.供配電技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2013.

[3]孫麗華.電力工程基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.

篇4

0引言

電力系統(tǒng)綜合實驗是電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)人才培養(yǎng)的重要實踐環(huán)節(jié)，主要培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用專業(yè)知識處理工程問題的能力。電力系統(tǒng)綜合實驗是涵蓋“電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析”“電力系統(tǒng)暫態(tài)分析”“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)”“電力系統(tǒng)自動裝置”“變電站綜合自動化”等多門專業(yè)課程知識交叉的綜合性實驗。燕山大學(xué)電力實驗室中的實驗設(shè)備通過物理模擬及數(shù)字仿真等形式呈現(xiàn)電力系統(tǒng)運(yùn)行及自動化控制的全過程，使學(xué)生從全局、系統(tǒng)的角度認(rèn)識理解電力系統(tǒng)[1，2]。

目前，實驗室開設(shè)的電力系統(tǒng)綜合實驗大多為傳統(tǒng)的驗證型實驗。在實驗過程中，學(xué)生按照指導(dǎo)教師所講及指導(dǎo)書中的實驗步驟操作即可得出結(jié)論。實驗教學(xué)內(nèi)容及考核方式陳舊單一，實驗過程中學(xué)生發(fā)揮獨(dú)立分析思考解決問題的能力受限，處于被動地位。從實驗教學(xué)效果來看，傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式難以有效地提高學(xué)生實踐技能和綜合素質(zhì)[3]。

隨著CDIO現(xiàn)代工程教育培養(yǎng)模式的引入與逐漸推廣，對電力系統(tǒng)綜合實驗課程進(jìn)行項目式教學(xué)改革成為必然趨勢。電力系統(tǒng)綜合實驗的改革注重專業(yè)核心課程之間知識點(diǎn)的相互聯(lián)系，打破以理論驗證為主的傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式，強(qiáng)調(diào)實驗構(gòu)思、設(shè)計、運(yùn)作、實踐基于項目進(jìn)行。轉(zhuǎn)變教師和學(xué)生在實驗中的地位，要求學(xué)生參與構(gòu)思、自主設(shè)計、協(xié)作實施，實現(xiàn)從被動教育到自主學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)變[4，5]。

本文在研究CDIO工程教育理念的基礎(chǔ)上，結(jié)合項目式教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)，提出基于CDIO理念的電力系統(tǒng)綜合實驗課程改革方案，對實驗教學(xué)內(nèi)容、實驗方法及實驗考核方式等進(jìn)行改革。以燕山大學(xué)2012級電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)本科生為對象的項目式培養(yǎng)教學(xué)實踐，獲得了豐富的教學(xué)經(jīng)驗和顯著效果，為未來教學(xué)改革實踐的持續(xù)改進(jìn)奠定基礎(chǔ)。

1綜合實驗項目實施方案

為推進(jìn)電力系統(tǒng)綜合實驗教改實施，對實驗課程教學(xué)大綱進(jìn)行調(diào)整。為提高教改課程的可行性，形成教學(xué)效果對比，只對綜合實驗中的部分項目進(jìn)行改革，其余項目按傳統(tǒng)方式授課，并在未來的課程改革中不斷持續(xù)改進(jìn)。

由表1可知，未改革的綜合實驗項目由指導(dǎo)教師講解實驗原理及設(shè)備使用方法，學(xué)生連接實驗電路，并按照指導(dǎo)書上的實驗步驟做實驗，記錄實驗結(jié)果。教改的綜合實驗項目與傳統(tǒng)驗證型實驗相比，在實驗內(nèi)容、實驗形式方面有較大的改變。

1.1綜合實驗改革項目實施形式

電力系統(tǒng)綜合實驗課程改革打破傳統(tǒng)“學(xué)與做”的教學(xué)模式，實驗項目選題具有工程環(huán)境與背景，實驗?zāi)康牟辉偈悄骋焕碚摰尿炞C，而是實現(xiàn)工程目標(biāo)。讓學(xué)生以小組形式共同完成項目，從構(gòu)思階段的概念設(shè)計開始，經(jīng)歷設(shè)計討論和實施階段，讓學(xué)生主動學(xué)習(xí)課程知識點(diǎn)之間的有機(jī)聯(lián)系。在教學(xué)過程中注重引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考，開展啟發(fā)式、探究式、參與式教學(xué)[6]。

與傳統(tǒng)實驗流程不同，基于CDIO理念的?C合實驗教學(xué)改革按照項目開發(fā)過程設(shè)計實施，包括項目方案構(gòu)思討論、項目設(shè)計、系統(tǒng)接線方案設(shè)計、實驗操作及仿真測試。實驗過程中，遵從“構(gòu)思、設(shè)計、實施、運(yùn)作”的工程教育指導(dǎo)思想，強(qiáng)調(diào)綜合性學(xué)習(xí)和主動學(xué)習(xí)[710]，圖1為綜合實驗項目開展環(huán)節(jié)。

1） 構(gòu)思環(huán)節(jié)。實驗開始，由指導(dǎo)教師提出項目題目及設(shè)計任務(wù)，學(xué)生分組形成團(tuán)隊，查閱項目實施涉及的課程基本原理，學(xué)習(xí)相關(guān)設(shè)備原理及操作方法，構(gòu)思項目實施方案。該階段的任務(wù)是每組學(xué)生至少提出兩種方案的設(shè)計，并進(jìn)行可行性分析與討論。指導(dǎo)教師對學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)，確定最合理的方案。

2） 設(shè)計環(huán)節(jié)。在完成項目實施方案的確定后，要求學(xué)生完成實驗原理圖及實驗電氣接線圖的設(shè)計及繪制，主要包括電網(wǎng)組網(wǎng)方式、主系統(tǒng)接線方式、電力系統(tǒng)一次設(shè)備及二次設(shè)備選型、繼電保護(hù)整定及二次設(shè)備接線方式設(shè)計等。學(xué)生還需對自己要完成實驗的操作步驟進(jìn)行設(shè)計。最后上交實驗接線圖及實驗操作步驟，由指導(dǎo)教師進(jìn)行檢查。

3） 實施環(huán)節(jié)。學(xué)生根據(jù)設(shè)計圖，在實際可操作的實驗臺或虛擬培訓(xùn)軟件進(jìn)行操作，教師對實驗設(shè)備的操作規(guī)范通過實物演示的方式進(jìn)行講述，學(xué)生可直觀地掌握該部分的知識和技能。學(xué)生利用實驗設(shè)備，完成設(shè)計圖的調(diào)試、連線、相關(guān)一次設(shè)備投切及二次設(shè)備控制整定。完成系統(tǒng)接線后，教師對每組系統(tǒng)接線進(jìn)行檢查，確定無誤后，方可讓學(xué)生上電操作。最終，學(xué)生通過設(shè)備上的軟件分析或相關(guān)參數(shù)的讀取，對自己設(shè)計系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行分析得出結(jié)論。

4） 運(yùn)作環(huán)節(jié)。項目完成后，指導(dǎo)教師進(jìn)行項目驗收。在此環(huán)節(jié)，學(xué)生需對項目成果進(jìn)行展示，對自己的設(shè)計思路、系統(tǒng)原理圖、關(guān)鍵技術(shù)、創(chuàng)新點(diǎn)、存在問題等內(nèi)容進(jìn)行公開匯報。然后，開展項目討論，進(jìn)行技術(shù)交流。

在整個實驗項目完成過程中，學(xué)生以具體應(yīng)用工程問題為驅(qū)動，通過查閱學(xué)習(xí)資料，綜合運(yùn)用專業(yè)理論知識解決實踐中的問題，最終提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題和解決問題的能力。

1.2綜合實驗項目組織形式及評價設(shè)計

綜合實驗項目組織采用學(xué)生分組、團(tuán)隊協(xié)作的形式，由5～6名學(xué)生組成一個小組，確定1名小組負(fù)責(zé)人；每個實驗設(shè)置4～5個工程項目，每組負(fù)責(zé)1個實驗項目；小組負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)實驗項目任務(wù)分解和人員分配，組內(nèi)人員分工協(xié)作完成整個實驗項目。以學(xué)生自我設(shè)計和實際操作為主、教師輔導(dǎo)為輔。

傳統(tǒng)的實驗教學(xué)評價主要采用“實驗結(jié)果+實驗報告”的考核方式，對學(xué)生動手能力和綜合素質(zhì)考察不足?；诠こ探逃膶嶒灲虒W(xué)模式是個循序漸進(jìn)的過程，要在不同階段針對學(xué)生不同能力的培養(yǎng)進(jìn)行評價，并在最后階段進(jìn)行整體效果評估[11，12]。基于CDIO理念的電力系統(tǒng)綜合實驗教學(xué)改革評價考核方式將學(xué)生在構(gòu)思、設(shè)計和實踐等各環(huán)節(jié)的表現(xiàn)結(jié)合起來，從實驗態(tài)度、實驗操作技能、綜合素質(zhì)幾個方面進(jìn)行綜合評定。

總成績中，態(tài)度評價占10%，主要評價學(xué)生對實驗的興趣及重視程度；實驗方案設(shè)計占總成績的30%，主要評價學(xué)生設(shè)計實驗方案的可行性及實驗效果；實驗操作技能占30%，主要評價學(xué)生操作實驗設(shè)備的準(zhǔn)確性及完成實驗的情況；答辯及實驗報告占總成績20%，主要評價學(xué)生口頭報告及撰寫實驗報告的能力；組內(nèi)互評占10%，主要評價學(xué)生團(tuán)隊溝通協(xié)作能力。

2綜合實驗項目主要內(nèi)容

電力系統(tǒng)綜合實驗課程改革內(nèi)容涉及電力系統(tǒng)的設(shè)計規(guī)劃、調(diào)度、監(jiān)控、運(yùn)行控制及二次設(shè)備調(diào)節(jié)、測量、保護(hù)的理論和技術(shù)。課程改革由配電網(wǎng)靜態(tài)模擬及微機(jī)保護(hù)設(shè)計實驗項目、電網(wǎng)虛擬仿真設(shè)計實驗項目及常規(guī)三相四線制系統(tǒng)設(shè)計及綜合監(jiān)測3個實驗項目組成。根據(jù)項目式教學(xué)電力專業(yè)畢業(yè)要求，使實驗項目內(nèi)容設(shè)置具有綜合性、設(shè)計性和創(chuàng)新性。

2.1配電網(wǎng)靜態(tài)模擬及微機(jī)保護(hù)設(shè)計實驗項目

為了使學(xué)生掌握電力系統(tǒng)運(yùn)行與保護(hù)控制技術(shù)，通過實驗室中配電網(wǎng)靜態(tài)模擬系統(tǒng)及KLD94 300微機(jī)保護(hù)測控裝置，開設(shè)不同接地方式的配電網(wǎng)無功補(bǔ)償、線路故障電壓電流監(jiān)控測量、微機(jī)線路保護(hù)、距離保護(hù)、差動保護(hù)等實驗。

本實驗從構(gòu)思、設(shè)計、實施和運(yùn)作4個環(huán)節(jié)設(shè)置項目內(nèi)容，項目技術(shù)路線如圖2所示。

實驗項目主要內(nèi)容如下。

1） 項目方案構(gòu)思。根據(jù)設(shè)計要求，構(gòu)思10 kV配電網(wǎng)運(yùn)行及保護(hù)控制設(shè)計方案并進(jìn)行可行性分析討論。

2） 項目內(nèi)容設(shè)計。對中性點(diǎn)不接地、中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地及中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地配電網(wǎng)主系統(tǒng)接線、無功補(bǔ)償進(jìn)行設(shè)計；通過分析不同接地方式配電網(wǎng)故障特性，設(shè)計保護(hù)方案，計算保護(hù)定值。

3） 項目實施。（1）無功補(bǔ)償。根據(jù)1）中設(shè)計，對系統(tǒng)進(jìn)行無功補(bǔ)償，在配電網(wǎng)靜態(tài)模擬裝置上，投切不同數(shù)值組合的無功補(bǔ)償裝置，使系統(tǒng)在設(shè)定的功率因數(shù)下運(yùn)行；（2）故障特性分析。對1）中?O計系統(tǒng)，進(jìn)行配電網(wǎng)的故障特性分析。在配電網(wǎng)靜態(tài)模擬系統(tǒng)上設(shè)置線路故障，從測量裝置中讀出不同接地方式配電網(wǎng)的故障電流及電壓，判斷其特征是否與理論分析一致，對比不同接地方式配電網(wǎng)接地故障特性的異同；（3）微機(jī)保護(hù)。對1）中設(shè)計的保護(hù)方法，進(jìn)行保護(hù)定值及參數(shù)的整定。在KLD9300微機(jī)保護(hù)裝置上設(shè)置整定控制字以控制保護(hù)的投退；通過在配網(wǎng)靜態(tài)模擬系統(tǒng)線路上設(shè)置故障，驗證自己所設(shè)計的保護(hù)方法及動作值整定是否有效。

4） 項目運(yùn)作。在實驗臺上演示講解項目實施過程，展示項目設(shè)計成果，進(jìn)行技術(shù)交流。

2.2電網(wǎng)虛擬仿真綜合設(shè)計實驗項目

電網(wǎng)調(diào)度虛擬仿真培訓(xùn)系統(tǒng)能夠?qū)﹄娋W(wǎng)運(yùn)行、電網(wǎng)調(diào)度、變電站運(yùn)行監(jiān)控巡視、繼電保護(hù)、系統(tǒng)事故分析和處理、電氣一二次設(shè)備操作等進(jìn)行全方位的模擬，3D場景單元再現(xiàn)真實變電站現(xiàn)場，仿真變電站工作人員的就地操作和操作結(jié)果。

本實驗項目充分利用虛擬實驗室技術(shù)，讓學(xué)生從角色上進(jìn)行轉(zhuǎn)變，切身感受作為變電站運(yùn)維人員、電網(wǎng)調(diào)度人員、檢修人員在在企業(yè)及工程中具備的技能，體會專業(yè)崗位的職能特點(diǎn)。根據(jù)項目任務(wù)要求，學(xué)生分組完成項目設(shè)計及實施，最終以技能競賽的形式展示項目運(yùn)作，技術(shù)路線如圖3所示。

1） 檢修任務(wù)。根據(jù)下達(dá)的檢修任務(wù)，構(gòu)思變電站設(shè)備檢修方案。設(shè)計檢修操作方案，包括開關(guān)及斷路器倒閘停送電操作、備用母線就地投切等。開操作票，在3D模擬的真實變電站現(xiàn)場對設(shè)備進(jìn)行檢修。

2） 調(diào)度任務(wù)。根據(jù)接受的調(diào)令，構(gòu)思執(zhí)行調(diào)度任務(wù)。根據(jù)突發(fā)事件情況，設(shè)計調(diào)度指令，并協(xié)調(diào)、組織現(xiàn)場操作人員或自動化控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，執(zhí)行動態(tài)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視，并向上級匯報電網(wǎng)實際運(yùn)行參數(shù)。

3） 五防開票。根據(jù)任務(wù)，完成五防開票、五防驗證的操作。在3D場景中的一次設(shè)備操作機(jī)構(gòu)中添加五防鎖，設(shè)計五防邏輯，執(zhí)行接收操作票，開五防鎖。

4） 繼電保護(hù)。對變電站內(nèi)保護(hù)室，根據(jù)繼電保護(hù)仿真軟件，進(jìn)行保護(hù)定值的整定，時間整定，控制字整定，定值換區(qū)等設(shè)計，對保護(hù)柜執(zhí)行壓板操作、開關(guān)操作并能夠?qū)崿F(xiàn)燈光信號字顯示。

2.3常規(guī)三相四線制系統(tǒng)設(shè)計及綜合監(jiān)測

電能綜合監(jiān)測實驗臺，能夠使學(xué)生掌握電力系統(tǒng)常用二次設(shè)備的測量原理及接線方法，掌握不同類型負(fù)荷的三相四線制系統(tǒng)交流電量的特點(diǎn)。

本實驗項目要求學(xué)生分組完成以下實驗內(nèi)容，項目技術(shù)路線如圖4所示。

1） 項目方案構(gòu)思。根據(jù)設(shè)計要求，構(gòu)思常規(guī)三相四線制系統(tǒng)綜合電量監(jiān)測設(shè)計方案，進(jìn)行可行性分析討論。

2） 項目內(nèi)容設(shè)計。根據(jù)給定元件及所測電量，設(shè)計三相四線制系統(tǒng)接線圖，包括電源元件、電壓電流互感器、有功功率表、無功功率表、功率因數(shù)表、電壓表、電流表、阻性負(fù)荷、容性負(fù)荷、感性負(fù)荷。

3） 項目實施。根據(jù)設(shè)計的接線圖，在電能綜合監(jiān)測實驗臺上連接三相不對稱負(fù)載線路，模擬操作電力系統(tǒng)單相短路和斷路狀態(tài)，實現(xiàn)常規(guī)三相四線制系統(tǒng)綜合電量監(jiān)測。

4） 項目運(yùn)作。在實驗臺上演示講解項目實施過程，展示項目設(shè)計成果，進(jìn)行技術(shù)交流。

3綜合實驗教學(xué)改革效果分析

基于CDIO以項目設(shè)計為導(dǎo)向的工程教育理念，調(diào)整和優(yōu)化了電力系統(tǒng)綜合實驗結(jié)構(gòu)與實驗內(nèi)容，教學(xué)方法及教學(xué)思路也進(jìn)行了優(yōu)化創(chuàng)新，豐富了實驗教學(xué)形式?；贑DIO理念的電力系統(tǒng)綜合實驗教學(xué)改革實施以來，在實驗內(nèi)容、教學(xué)形式、考核方式及能力培養(yǎng)方面有很大的改進(jìn)，其中配電網(wǎng)靜態(tài)模擬及微機(jī)保護(hù)設(shè)計實驗項目與改革前單純的驗證性實驗相比，教學(xué)效果尤為突出（詳見表2）。從項目評價結(jié)果可以看出，學(xué)生通過項目設(shè)計實施能夠準(zhǔn)確掌握電力系統(tǒng)基本理論知識和使用技能。項目式教學(xué)更能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動性。項目實踐過程中，培養(yǎng)了學(xué)生工程實踐能力、團(tuán)隊協(xié)作能力、分析和解決問題的能力，取得良好的教學(xué)效果。

篇5

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)；可靠性管理；系統(tǒng)設(shè)計；電力應(yīng)用；電站建設(shè) 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM77 文章編號：1009-2374（2016）07-0022-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.07.011

當(dāng)前階段，電站的建設(shè)如火如荼地開展起來，其帶給人們更加方便快捷的生活，讓人們的生活發(fā)生了極大的變化，帶領(lǐng)人們走進(jìn)新時代的現(xiàn)代化社會。但是，電站的蓬勃興起，并沒有讓繼電保護(hù)獲得更大的發(fā)展，繼電保護(hù)的可靠性依然是其主要的研究方向和重要內(nèi)容，繼電保護(hù)可靠性管理系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)成為其未來的研究重點(diǎn)。由于保護(hù)系統(tǒng)可靠性所涉及的因素較多，其進(jìn)行設(shè)計和實現(xiàn)方面的難度較大，更加需要相關(guān)人員的付出和努力對其進(jìn)行不斷的探索和研究。因此，更加成熟的保護(hù)方案也正在研究過程中。雖然對繼電保護(hù)的可靠性正處于研究階段，但是其未來的發(fā)展趨勢我們可以預(yù)見，其必將為我們帶來更加安全的用電系統(tǒng)，為人類的用電安全保駕護(hù)航，為人類的電力發(fā)展提供更加堅強(qiáng)的后盾和支持。

1 繼電保護(hù)淺析

電力系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中，會因為外界因素或者自身原因發(fā)生各種故障，對電力系統(tǒng)或者電站的保護(hù)非常不利。為了更好地避免由于故障而給電力系統(tǒng)或者電站造成損失，對故障進(jìn)行提前預(yù)防就顯得非常有必要。在對電力系統(tǒng)安全保護(hù)措施的研究中我們發(fā)現(xiàn)，帶有觸點(diǎn)的繼電器可以對其進(jìn)行有效保護(hù)，這種機(jī)電保護(hù)裝置保護(hù)電力系統(tǒng)的過程就叫做繼電保護(hù)。保護(hù)系統(tǒng)可靠性涉及的因素多、保護(hù)可靠性基礎(chǔ)數(shù)據(jù)量大等問題，有針對性的實用化軟件系統(tǒng)仍在探索中。做好繼電保護(hù)的研究不僅對電力企業(yè)具有非常重要的作用，對我國電力建設(shè)也具有非常深遠(yuǎn)的意義。一般情況下，繼電保護(hù)能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)運(yùn)行中的故障進(jìn)行預(yù)警設(shè)置，也就是說電力系統(tǒng)在發(fā)生運(yùn)行異常的時候，繼電保護(hù)就會采取相應(yīng)的手段，對異常進(jìn)行警報處理，便于維護(hù)人能夠及時了解故障的發(fā)生時間，并采取有效手段對故障進(jìn)行排除。在配電網(wǎng)的環(huán)境下，電力系統(tǒng)發(fā)生異常的時候，繼電保護(hù)能夠讓電力設(shè)備與配電網(wǎng)相脫離，保證電力設(shè)備的安全。因此，在電力系統(tǒng)中進(jìn)行繼電保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行，能夠有效地對電力系統(tǒng)的可靠性提供支持，為電力企業(yè)的安全提供支撐。電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的主要依靠是繼電保護(hù)的正常運(yùn)行，對其可靠性管理進(jìn)行設(shè)計和研究，對其裝置發(fā)揮正常作用、優(yōu)化功能方面具有重要意義。

2 繼電保護(hù)可靠性數(shù)據(jù)及預(yù)處理

繼電保護(hù)所需要的可靠性數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式多樣，不僅包括數(shù)字，還包括圖表、符號等形式，均產(chǎn)生于系統(tǒng)各項工作正常運(yùn)行的情況下所收集的數(shù)據(jù)。對系統(tǒng)來說，主要包括裝置運(yùn)行時間、裝置產(chǎn)生缺陷時間、缺陷類型、系統(tǒng)運(yùn)行記錄、系統(tǒng)動作記錄等。其數(shù)據(jù)的來源主要為系統(tǒng)進(jìn)行檢修時的報告、系統(tǒng)的故障信息、相應(yīng)的維護(hù)記錄、調(diào)度中心出具的運(yùn)行報告等。

繼電保護(hù)裝置龐大、型號較多，并且在部分電廠更新的較為頻繁。其原始數(shù)據(jù)較多，在對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的過程中還發(fā)現(xiàn)很多無效數(shù)據(jù)，因此對繼電保護(hù)裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理就顯得非常有必要。繼電保護(hù)裝置正常運(yùn)行的前提是需要對其運(yùn)行中的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選和補(bǔ)充，保證在對系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)的時候所獲得的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。所謂的“原始數(shù)據(jù)”指的是包括記錄號、電壓等級、設(shè)備投入時間、型號、批次、ID、設(shè)備發(fā)生故障的時間、狀態(tài)、原因、故障處理時間、恢復(fù)運(yùn)行時間等相關(guān)信息，其中的每一條信息都有其特殊性，都需要對其進(jìn)行充分收集和整理，在其中篩選出具有價值的信息。

經(jīng)過篩選之后所得的數(shù)據(jù)包括完整數(shù)據(jù)、左截尾數(shù)據(jù)和定時截尾數(shù)據(jù)。不同的設(shè)備因為其投入的時間和運(yùn)行的情況不同，獲得的數(shù)據(jù)也不盡相同，甚至還會有很大的差別。因此完整數(shù)據(jù)的獲得大多數(shù)情況下很難實現(xiàn)，大部分?jǐn)?shù)據(jù)為定時截尾數(shù)據(jù)。定時截尾數(shù)據(jù)還需要對設(shè)備的維修情況進(jìn)行考慮，這時候才能說對其數(shù)據(jù)的收集和整理具有一定的完整性。

3 繼電保護(hù)可靠性的時變特征

繼電保護(hù)裝置其實質(zhì)的函數(shù)的套用，通過函數(shù)計算出其使用壽命、可靠性程度、失效率等。對其可靠性的保護(hù)不僅需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和整理，同時也需要對其時變特征進(jìn)行分析，以保證客觀地反映保護(hù)系統(tǒng)可靠性水平。

3.1 偶然失效及失效率估算

繼電器的偶然失效一半是因為外力的作用，也就是說因為外界環(huán)境的突然作用而造成的保護(hù)裝置故障。外界環(huán)境對繼電保護(hù)裝置作用的強(qiáng)度不同，其所產(chǎn)生的常數(shù)不同，那么對其失效率的計算就可以通過函數(shù)公式進(jìn)行計算。對n個裝置進(jìn)行觀察和監(jiān)測，此時如果存在截尾數(shù)據(jù)，則應(yīng)當(dāng)對保護(hù)裝置進(jìn)行截尾實驗。

3.2 老化失效及失效率估算

老化失效指的是設(shè)備因為使用年限的久遠(yuǎn)而造成的老化現(xiàn)象或者因為絕緣而產(chǎn)生的設(shè)備故障。對老化率的計算一般采用威布爾分布和正態(tài)分布，兩者因為參數(shù)和指數(shù)的不同，在等效指數(shù)分布方面有所不同。其通過函數(shù)公式，對可靠度和失效率方面進(jìn)行明確的表達(dá)。其典型的函數(shù)公式包括如下：

式中：m為形狀參數(shù)；為尺度參數(shù)。就老化失效率方面采用的是威布爾函數(shù)，在結(jié)合最小二乘擬合法估算方法之后，將兩個參數(shù)代入到其他公式進(jìn)行計算。

4 繼電保護(hù)程序設(shè)計

繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行程序設(shè)計的時候，應(yīng)當(dāng)從數(shù)據(jù)處理和可靠性內(nèi)核分析兩方面進(jìn)行設(shè)計，以保證系統(tǒng)在數(shù)據(jù)處理方面的準(zhǔn)確性，在對其可靠性運(yùn)行方面做到準(zhǔn)確把握。

4.1 數(shù)據(jù)處理

程序在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理方面，應(yīng)當(dāng)經(jīng)過兩個步驟：一個是原始數(shù)據(jù)的獲得；另一個是對數(shù)據(jù)的整理和分析。在原始數(shù)據(jù)取得方面，要做到數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、全面，力爭將不同系統(tǒng)不同部分的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集整理，從而為系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的整理分析做好準(zhǔn)備。另外，要對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，其主要是原始數(shù)據(jù)中的“系統(tǒng)狀態(tài)變化時間”和“設(shè)備投入運(yùn)行時間”相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，通過設(shè)備的運(yùn)行和變化了解到設(shè)備的狀態(tài)，對設(shè)備的各個部分運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)測。其經(jīng)過數(shù)據(jù)收集整理，經(jīng)過數(shù)據(jù)篩選，最后所形成的數(shù)據(jù)將會具有極大的使用價值，因此人員在進(jìn)行數(shù)據(jù)收集整理中要認(rèn)真對待，仔細(xì)核對。

4.2 可靠性分析軟件內(nèi)核

可靠性分析軟件主要包括以下三部分：

第一部分為數(shù)據(jù)運(yùn)算。其中包括對設(shè)備運(yùn)行時間的統(tǒng)計和運(yùn)算，對設(shè)備整體運(yùn)行的可靠性分析以及對設(shè)備運(yùn)行的細(xì)節(jié)部分的可靠性分析。通過對此三類數(shù)據(jù)的分析，可以得出設(shè)備可靠性運(yùn)行方面的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)也是對其可靠性運(yùn)行的有力支撐。在此部分首先對設(shè)備運(yùn)行時間進(jìn)行計算，主要計算設(shè)備運(yùn)行時間，是數(shù)據(jù)預(yù)處理和指標(biāo)計算必需的組成部分；其次，統(tǒng)計計算整體平均可靠性指標(biāo)。電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置的平均運(yùn)行概況，如統(tǒng)計全年的裝置總動作次數(shù)，計算一定范圍內(nèi)所有保護(hù)裝置的正確動作率、誤動率等指標(biāo)；最后，細(xì)節(jié)可靠性指標(biāo)的計算?？梢愿鶕?jù)需要選擇不同變電站、不同電壓等級、不同型號、不同批次的設(shè)備計算其統(tǒng)計可靠性指標(biāo)。

第二部分為對可靠性時變特征的分析。此部分是在原始數(shù)據(jù)收集整理的基礎(chǔ)上，對設(shè)備的運(yùn)行變化所做的分析，通過對數(shù)據(jù)的分析獲得設(shè)備可靠性隨著時間變化而產(chǎn)生的變化。此部分能夠獲得設(shè)備老化率、失效率的相關(guān)計算，其通過函數(shù)運(yùn)行得到對設(shè)備的可靠性運(yùn)行進(jìn)行實時監(jiān)控，通過模塊管理提供可靠性管理。比如，針對不同區(qū)域的電壓等級進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)，對其主設(shè)備裝置進(jìn)行相應(yīng)的記錄，對臺賬進(jìn)行信息記錄，此時可以將數(shù)據(jù)預(yù)處理之后的文件名保存為“電網(wǎng)保護(hù)可靠性數(shù)據(jù)”，通過老化率進(jìn)行相應(yīng)的計算，通過“電壓等級”“設(shè)備型號”“設(shè)備批次”選出符合用戶要求評估的繼電保護(hù)裝置，點(diǎn)擊“確定”即得失效率函數(shù)和可靠度函數(shù)，同時可通過點(diǎn)擊“函數(shù)圖形顯示”按鈕，顯示失效率和可靠度函數(shù)圖形。

第三部分是對繼電保護(hù)的可靠性進(jìn)行預(yù)測，對其未來可能發(fā)生的故障進(jìn)行預(yù)防。此部分建立在第二部分基礎(chǔ)上，只有做好第二部分，才能做好第三部分的預(yù)測。此部分主要是針對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的數(shù)形，比如所取得的硬件故障等數(shù)據(jù)，對設(shè)備的運(yùn)行和故障進(jìn)行計算和預(yù)算，計算設(shè)備故障的工作時間、失效率函數(shù)、可靠度函數(shù)等，并通過核實的數(shù)值及函數(shù)進(jìn)行時間變量的取值，從而對被研究的對象進(jìn)行時間點(diǎn)上的可靠性檢測分析，為特定檢修策略提供參考。

5 結(jié)語

繼電保護(hù)的可靠性管理系統(tǒng)是對電力系統(tǒng)最有效的保護(hù)，無論從電廠建設(shè)考慮，還是從管理人員角度考慮，都應(yīng)當(dāng)做好繼電保護(hù)系統(tǒng)的建設(shè)和管理，讓繼電保護(hù)能夠為電力系統(tǒng)的運(yùn)行提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支持，為人類提供更加安全、有效的電力服務(wù)。國家層面也要對繼電的保護(hù)做好相應(yīng)的政策支持，從相關(guān)的規(guī)章制度上對電力企業(yè)做好規(guī)范，讓電力企業(yè)對繼電保護(hù)引起高度重視，在電力運(yùn)行過程中做好相應(yīng)管理工作，保證電力可靠、有序、穩(wěn)定地發(fā)展，保證電力生產(chǎn)能夠為人們的生活造福，為人類的未來做好積淀。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊文芳.淺議電力系統(tǒng)繼電保護(hù)可靠性問題[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2015，（20）.

[2] 張玉英.關(guān)于供電系統(tǒng)繼電保護(hù)可靠性分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014，（10）.

[3] 蒲曉瑛.繼電保護(hù)故障分析整定管理及仿真系統(tǒng)的應(yīng)用探析[J].中國科技信息，2013，（3）.

[4] 李芷筠，戴志輝，焦彥軍，等.繼電保護(hù)可靠性管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2013，（14）.

篇6

關(guān)鍵詞：變電站監(jiān)控；JPush； SQLite；TCP

引言

眾所周知，電力行業(yè)是關(guān)乎國家經(jīng)濟(jì)，人民生活的重要行業(yè)，同時也是技術(shù)和裝備密集型產(chǎn)業(yè)。電力監(jiān)控系統(tǒng)是整個電力系統(tǒng)的控制中樞，能有效保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行和電力的供應(yīng)，因此十分有必要研究電力監(jiān)控系統(tǒng)。

本文設(shè)計了一種功能完備、實時性強(qiáng)、靈活性佳的電力監(jiān)控移動終端軟件，彌補(bǔ)現(xiàn)有的電力監(jiān)控系統(tǒng)在移動監(jiān)控方面的功能單一、可拓展性不強(qiáng)和可靠性不高的劣勢。

1 電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計方案

1.1 系統(tǒng)的整體架構(gòu)

應(yīng)用于移動終端的電力監(jiān)控系統(tǒng)，可以實現(xiàn)電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的監(jiān)視、信息的查詢、事故的報告和故障的分析等，電力監(jiān)控系統(tǒng)移動終端軟件的系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

1.2 系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)

在電力監(jiān)控系統(tǒng)移動終端軟件的整體框架上，設(shè)計出軟件的功能結(jié)構(gòu)，如圖2所示。

2 電力監(jiān)控系統(tǒng)移動終端軟件設(shè)計

2.1 用戶界面設(shè)計

在設(shè)計電力監(jiān)控系統(tǒng)移動終端界面上，結(jié)合實際開發(fā)的功能需求，主要設(shè)計了以下三個UI界面：用戶登錄/注冊界面，主控制界面，子功能界面。

2.2 實時報警模塊設(shè)計

本文采用極光推送的方式來實現(xiàn)實時的報警。JPush Android SDK 是作為Android Service長期運(yùn)行在后臺的，從而創(chuàng)建并保持長連接，保持一直在線的狀態(tài)。極光推送原理圖如圖3所示。

2.3 配置文件管理模塊設(shè)計

當(dāng)用戶首次登錄客戶端時，需要用戶下載配置文件。配置文件的獲取采用TCP通信的方式，配置文件遠(yuǎn)程獲取流程如圖4所示。

在配置文件的解析上，首先逐行讀入配置文件，采用正則表達(dá)式的方式，解析其中的Section、Value和Key值，配置文件解析流程如圖5所示。

2.4 用戶管理模塊的設(shè)計

不同的用戶會有不同的操作權(quán)限，用戶的權(quán)限管理是基于后臺服務(wù)器端中權(quán)限管理結(jié)構(gòu)，用戶在服務(wù)器端進(jìn)行信息匹配，確定用戶可使用的范圍以及操作權(quán)限。用戶登錄與認(rèn)證過程如圖6所示。

2.5 監(jiān)控功能模塊的設(shè)計

在運(yùn)行參數(shù)功能中，時顯示各廠站端系統(tǒng)的重要運(yùn)行參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)，并采用表格的方式顯示，用戶可通過對電力設(shè)備和數(shù)據(jù)量（遙測、遙信等）的組合切換完成對該電力設(shè)備的電力參數(shù)進(jìn)行選擇查看。

在運(yùn)行畫面功能中，實時顯示電站主接線圖、監(jiān)控圖、關(guān)鍵測點(diǎn)統(tǒng)計負(fù)荷、電壓頻率合格率、電能質(zhì)量分析和電度量等曲線、棒圖或餅圖。

在事件查詢功能中，要求電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠完整的記錄相關(guān)事件的信息，用戶通過選擇設(shè)備類型、事件類型以及歷史日期從SQLite本地數(shù)據(jù)庫中匹配電力設(shè)備事件信息，并將信息顯示在界面上。

在報表管理功能上，為了滿足電力監(jiān)控系統(tǒng)的要求，系統(tǒng)提供了隨時隨地調(diào)閱、分析各電站重要電度量、電能質(zhì)量、能耗成本和生產(chǎn)管理報表，協(xié)助電站運(yùn)行管理改進(jìn)，輔助決策。

在操作控制功能上，支持經(jīng)授權(quán)的在線操作控制。電力工作人員在對電站中的斷路閘等設(shè)備進(jìn)行倒閘操作時，向服務(wù)器確認(rèn)是否能對該設(shè)備的操作，服務(wù)器在確認(rèn)完畢后，反饋操作權(quán)限許可，再次向服務(wù)器發(fā)送控制指令，服務(wù)器確認(rèn)控制信息，確認(rèn)完成后對開關(guān)設(shè)備的操作指令才會被執(zhí)行，在移動終端界面上更新設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。操作功能過程如圖7所示。

在視頻監(jiān)控功能上，支持電站設(shè)備和環(huán)境的在線視頻遠(yuǎn)程監(jiān)控、移動偵測報警，有利于電站的安全管理和無人值班。

3 結(jié)束語

本文設(shè)計了基于Android平臺的電力監(jiān)控系統(tǒng)方案，并基于該方案開發(fā)出電力監(jiān)控系統(tǒng)移動終端軟件?；贏ndroid平臺的電力監(jiān)控控制終端了采用功能模塊化思想，應(yīng)用了MVC模式，設(shè)計和實現(xiàn)滿足實際需求的用戶界面模塊、實時報警模塊、配置文件管理模塊、用戶管理模塊、系統(tǒng)監(jiān)控功能模塊。該電力監(jiān)控系統(tǒng)移動終端軟件對提升電力系統(tǒng)生產(chǎn)效率有一定的價值。

參考文獻(xiàn)

[1]張國旗，王占森.我國電力行業(yè)的成長及發(fā)展分析[J].科技研究，2014.

[2]張萬里.無線通信技術(shù)在電力系統(tǒng)監(jiān)控中的應(yīng)用[J].黑龍江科學(xué)，2015（05）：40-41.

[3]張子成.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能變電站在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D].

篇7

【關(guān)鍵詞】電力電網(wǎng)智能調(diào)度多Agent系統(tǒng)

中圖分類號：F407.61 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

智能電網(wǎng)就是電網(wǎng)的智能化，它是建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)路的基礎(chǔ)上，通過先進(jìn)的傳感和測量技術(shù)、先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)以及先進(jìn)的控制方法和先進(jìn)的決策支持系統(tǒng)技術(shù)所獲得的實際應(yīng)用，從而實現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、自愈、兼容和環(huán)境友好等目標(biāo)，用以滿足21世紀(jì)用戶需求的電能質(zhì)量、容許各種不同發(fā)電形式的接入、啟動電力市場以及資產(chǎn)的優(yōu)化高效營運(yùn)。智能電網(wǎng)將成為新能源、新技術(shù)、新材料的綜合應(yīng)用平臺，并拉動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的需求。

一、電力電網(wǎng)智能調(diào)度系統(tǒng)概述

1、電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)自動化的現(xiàn)狀和未來

當(dāng)今，電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)自動化的主要功能已由最初的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控發(fā)展成為能量管理系統(tǒng)。由于技術(shù)理論的制約，現(xiàn)在調(diào)度系統(tǒng)的自動化和智能化程度較低，沒有從綜合決策的角度上對系統(tǒng)進(jìn)行整合。如何在現(xiàn)有的技術(shù)理論基礎(chǔ)之上對傳統(tǒng)自動化系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展和完善，使電網(wǎng)調(diào)度的決策能力更加智能化和全面化，是未來電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)發(fā)展的新趨勢。如果綜合運(yùn)用了先進(jìn)的通信、網(wǎng)絡(luò)、計算機(jī)、人工智能、信息和協(xié)調(diào)調(diào)用決策等技術(shù)，就能提高調(diào)度操作的速度和準(zhǔn)確性，使調(diào)度任務(wù)得以更加科學(xué)、合理的完成，從而大大提高調(diào)度系統(tǒng)的安全可靠性和便利性。

2、電力電網(wǎng)系統(tǒng)智能調(diào)度

電力電網(wǎng)系統(tǒng)智能調(diào)度是指調(diào)度系統(tǒng)自動實時跟蹤電網(wǎng)各個狀態(tài)的變化，支撐并維護(hù)調(diào)度員的操作和管理，生成最優(yōu)化方案，確保電網(wǎng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定。現(xiàn)在的調(diào)度技術(shù)已經(jīng)不能滿足智能電網(wǎng)這樣復(fù)雜系統(tǒng)的需求，所以必須要利用好信息技術(shù)、人工智能、通信技術(shù)等領(lǐng)域的最新研究成果。

智能調(diào)度系統(tǒng)的功能不僅僅是基本的穩(wěn)態(tài)分析，它還應(yīng)支持故障診斷和決策輔助，并能兼容今后要加入的支持電力市場運(yùn)行的系統(tǒng)。新的智能調(diào)度系統(tǒng)比已經(jīng)投入使用的能量管理系統(tǒng)更加龐大和復(fù)雜，它不僅要求系統(tǒng)的各個模塊獨(dú)立而又協(xié)同，還要求其具備第三方軟件的接入能力，該系統(tǒng)的最終構(gòu)架應(yīng)為一種開放式的軟件框架。

二、多Agent系統(tǒng)及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、Agent概念及特征

20世紀(jì)70年代，Agent出現(xiàn)于計算機(jī)科學(xué)和人工智能領(lǐng)域，一般認(rèn)為Agent是特定環(huán)境下的計算機(jī)軟件系統(tǒng)，能夠單獨(dú)或在人少許指導(dǎo)的情況下進(jìn)行決策，具有一定的自主能力。其主要具有以下幾個特點(diǎn)：

第一，Agent可以在沒有外界干預(yù)的情況下自主地根據(jù)它本身的狀態(tài)和外界環(huán)境進(jìn)行活動，并能對其行為和狀態(tài)進(jìn)行控制。第二，Agent能感知自身所處的環(huán)境，并對周圍環(huán)境的變化做出響應(yīng)。第三，Agent能用其通信語言與其它實體交換信息和相互作用，通過協(xié)調(diào)或合作解決復(fù)雜問題，共同完成任務(wù)。第四，傳統(tǒng)的應(yīng)用程序都是被動的由用戶來調(diào)用，機(jī)械地完成用戶的指令；而Agent應(yīng)該是主動的、自發(fā)的感知周圍環(huán)境的變化，并做出基于目標(biāo)的行為。

2、多Agent技術(shù)在電網(wǎng)調(diào)度中的應(yīng)用

現(xiàn)代能量控制中心己突破了以往的集中式體系結(jié)構(gòu)，并向分布式與開放式方向發(fā)展，同時網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的信息系統(tǒng)也呈現(xiàn)出協(xié)作性、動態(tài)性和分布性等特征，這直接導(dǎo)致了能量管理系統(tǒng)沿著集中式——分布式——開放式的道路發(fā)展。針對新一代EMS系統(tǒng)開放式的體系結(jié)構(gòu)，必須要有新的技術(shù)和算法來適應(yīng)電網(wǎng)調(diào)度控制中心發(fā)展的需要。

多Agent系統(tǒng)是設(shè)計和實現(xiàn)復(fù)雜軟件系統(tǒng)的新方法，計算機(jī)領(lǐng)域的研究者已經(jīng)在理論上為其設(shè)計了許多結(jié)構(gòu)模型與交互算法，在信息系統(tǒng)與生產(chǎn)過程控制中己經(jīng)得到應(yīng)用，但在電力系統(tǒng)領(lǐng)域仍處于理論與應(yīng)用的邊緣。由于MAS在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究涉及到很多方面，而且大多缺乏具體問題領(lǐng)域的模型規(guī)范，所以多Agent技術(shù)在電力系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用還是一個漫長的過程。

3、Agent技術(shù)的發(fā)展前景

分布式的Agent技術(shù)為解決智能電網(wǎng)調(diào)度問題提供了一個行之有效的方法，即將能量管理系統(tǒng)模塊封裝成Agent，使其擁有更強(qiáng)的自治性和可移植性。隨著研究的不斷深入，各種各樣的人工智能技術(shù)被應(yīng)用于電力系統(tǒng)的各個領(lǐng)域，并通過新舊結(jié)合的方式取得了良好的應(yīng)用效果。近年來，由于計算科學(xué)的發(fā)展，基于知識邏輯推理問題的求解系統(tǒng)得到了質(zhì)的飛躍，以多Agent系統(tǒng)為代表的群體智能研究領(lǐng)域?qū)⒂袕V闊的發(fā)展前景。

三、基于多Agent的電力系統(tǒng)智能調(diào)度研究

1、智能調(diào)度系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)對于一個大型的軟件系統(tǒng)來說具有極其重要的意義，決定著系統(tǒng)的開發(fā)難度、質(zhì)量和生命力。對于智能調(diào)度系統(tǒng)這樣大型的應(yīng)用軟件而言，研究能滿足其功能特點(diǎn)的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)是首要任務(wù)。本文由此提出了一種改進(jìn)的基于多Agent的智能調(diào)度系統(tǒng)的框架，設(shè)計了其體系結(jié)構(gòu)及功能特點(diǎn)。該智能調(diào)度系統(tǒng)由數(shù)據(jù)資源層、通信服務(wù)層、網(wǎng)絡(luò)分析層、人機(jī)接口層四部分組成，其結(jié)構(gòu)框架如圖1所示。

圖1 智能調(diào)度系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)

2、智能調(diào)度系統(tǒng)的工作流程

在智能調(diào)度系統(tǒng)運(yùn)行過程中采用狀態(tài)和事件作為軟件Agent的驅(qū)動事件，根據(jù)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的變化，自動確定需要執(zhí)行動作的Agent以及它們應(yīng)該以怎樣的次序執(zhí)行動作，通過多個軟件模塊間的協(xié)調(diào)工作最終制定綜合決策方案，其具體的實現(xiàn)過程如圖2所示:

圖2 智能調(diào)度系統(tǒng)的工作流程圖

(1)系統(tǒng)初始化，統(tǒng)的遙信、遙測信息，接收來自數(shù)據(jù)資源層的數(shù)據(jù)信息，包括來自SCADA系以及故障信息系統(tǒng)的故障信息和WAMS系統(tǒng)的電網(wǎng)動態(tài)信息。

(2)根據(jù)接收的數(shù)據(jù)資源首先需要判斷是否存在故障報警信息，若沒有故障報警，則電力系統(tǒng)處于正常狀態(tài)。正常狀態(tài)下的系統(tǒng)，根據(jù)其抵御風(fēng)險的能力大小，又可分為安全正常狀態(tài)和不安全正常狀態(tài)(即警戒狀態(tài))。為了評估電網(wǎng)此時的安全性，智能調(diào)度系統(tǒng)自行啟動靜態(tài)安全分析模塊，通過N-1準(zhǔn)則來判定系統(tǒng)是否存在安全隱患，如果當(dāng)前的電網(wǎng)狀態(tài)滿足N-1標(biāo)準(zhǔn)，則系統(tǒng)處于安全正常運(yùn)行狀態(tài)。為了滿足電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性的需求，調(diào)度系統(tǒng)隨后啟動潮流計算模塊，評估此時的系統(tǒng)運(yùn)行是否經(jīng)濟(jì)、網(wǎng)絡(luò)損耗是否過量。當(dāng)經(jīng)濟(jì)性不滿足要求時，通過無功優(yōu)化來制定投切電容器和調(diào)整變壓器分接頭的方案，以降低網(wǎng)絡(luò)損耗，確保電力系統(tǒng)優(yōu)質(zhì)運(yùn)行。

(3)在運(yùn)行靜態(tài)安全分析軟件時，假如判定出當(dāng)前的電網(wǎng)不滿足N-1準(zhǔn)則，則系統(tǒng)正處于不安全正常狀態(tài)，即警戒狀態(tài)，系統(tǒng)存在安全隱患。此時，調(diào)度員主要關(guān)注的是系統(tǒng)安全問題，需要通過預(yù)防控制模塊，給出針對當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)的調(diào)節(jié)措施。通過預(yù)防控制，使系統(tǒng)盡快恢復(fù)到安全正常運(yùn)行狀態(tài)。

(4)在智能調(diào)度系統(tǒng)運(yùn)行過程中，一旦收到來自數(shù)據(jù)資源層報警信息，則系統(tǒng)進(jìn)入故障狀態(tài)，并立即啟動故障診斷程序，由于故障處理具有最高的優(yōu)先級，其他穩(wěn)態(tài)分析程序?qū)⒔K止運(yùn)行。根據(jù)故障診斷模塊給出診斷結(jié)果，故障恢復(fù)模塊制定出恢復(fù)策略供調(diào)度員參考，調(diào)度人員結(jié)合自身經(jīng)驗做出故障恢復(fù)決策，保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。在智能調(diào)度系統(tǒng)運(yùn)行過程中，對電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的分析結(jié)果和相應(yīng)的調(diào)整措施，都是以綜合決策報告的形式提交給調(diào)度人員供其參考，調(diào)度員根據(jù)自身的經(jīng)驗知識，最終制定電網(wǎng)的運(yùn)行操作。

結(jié)束語

隨著國內(nèi)外電力工業(yè)界對智能電網(wǎng)的研究重視和加大投入，在不久的將來，電力系統(tǒng)必將發(fā)生革命性的變化。而調(diào)度中心作為電力系統(tǒng)的神經(jīng)中樞，其智能化水平的高低直接關(guān)系到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。智能型調(diào)度已成為電力系統(tǒng)調(diào)度發(fā)展的新方向，是建設(shè)堅強(qiáng)智能電網(wǎng)的重要組成部分。

參考文獻(xiàn)

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篇8

【關(guān)鍵詞】電力設(shè)計；市政；地理信息系統(tǒng)；應(yīng)用

一、市政電力設(shè)計地理信息系統(tǒng)的需求性

地理信息系統(tǒng)在處理數(shù)據(jù)、分析網(wǎng)絡(luò)等方面的能力較強(qiáng)，在電網(wǎng)設(shè)計中，通過對地理信息系統(tǒng)合理應(yīng)用，一來有利于對數(shù)據(jù)在管理上進(jìn)行更好的規(guī)劃設(shè)計，二來可優(yōu)化電力設(shè)計工作人員的工作效率、勞動強(qiáng)度等，使電力設(shè)計的直觀性、交互性更為突出，此外，該系統(tǒng)可有效保障電網(wǎng)設(shè)計的安全性、可靠性、合理性、科學(xué)性，且符合節(jié)能降耗與經(jīng)濟(jì)環(huán)保的要求。

二、市政電力設(shè)計中地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用目標(biāo)

地理信息系統(tǒng)可將電網(wǎng)中所涉及到的工程數(shù)據(jù)均保存在系統(tǒng)內(nèi)，并在地圖中以直觀的方式表現(xiàn)出來，能夠為變電站的選址設(shè)計、線路設(shè)計、電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計等提供初步設(shè)計以及可行性研究報告等。在對新變電站、新通信線、新線路等進(jìn)行設(shè)計時，通過地理信息系統(tǒng)，可達(dá)到充分掌握周邊地理環(huán)境以及電網(wǎng)情況的目標(biāo)，有效減少外出考察工作的次數(shù)，使電力設(shè)計的更為全面，盡可能減少修改設(shè)計方案的次數(shù)。

三、電力設(shè)計中地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用思路

1、數(shù)據(jù)分析

基礎(chǔ)的地理數(shù)據(jù)屬于電力設(shè)計的前提條件。就數(shù)據(jù)的采集手段而言，可通過多種途徑獲得地理數(shù)據(jù)，例如工程測量方法、激光雷達(dá)方法、航測方法、衛(wèi)星遙感方法等。此外，數(shù)據(jù)的形式也可以有多種，例如矢量電子地圖形式、數(shù)字柵格圖形式、數(shù)字高程模型形式以及數(shù)字正射影像形式等。地理數(shù)據(jù)在更新方面的效率為地理信息系統(tǒng)達(dá)到實用的重要因素。

電網(wǎng)工程所涉及到的數(shù)據(jù)有多項，其中包括了設(shè)計資料、勘測、骨干電廠信息、變電站、電網(wǎng)中不低于110KV的線路等。而電網(wǎng)工程的數(shù)據(jù)主要是用來對電網(wǎng)的基本屬性與地理屬性等進(jìn)行管理。此外，在供電局原工程資料的管理系統(tǒng)處、設(shè)計院處等也可獲取細(xì)節(jié)方面的屬性資料，例如電源廠站所有設(shè)備的相關(guān)資料、變電站所有設(shè)備的相關(guān)資料以及線路各個桿塔的相關(guān)資料。

2、地理信息系統(tǒng)開發(fā)平臺型號的選擇

地理信息屬于地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)所在，對于電力設(shè)計而言，地理信息系統(tǒng)所應(yīng)用的開發(fā)平臺是否合適將會對項目的結(jié)果產(chǎn)生非常關(guān)鍵的影響。由于一個地區(qū)的地理數(shù)據(jù)十分放大，并且設(shè)計單位、供電局、電網(wǎng)公司等單位的相關(guān)人員在電網(wǎng)規(guī)劃中均是應(yīng)用該系統(tǒng)，這一現(xiàn)狀要求了地理信息系統(tǒng)的開發(fā)平臺在可靠性、運(yùn)行速度、數(shù)據(jù)容量等方面均需具備過硬的能力。通過對比發(fā)現(xiàn)，在多種地理信息的開發(fā)平臺中，以Arc地理信息系統(tǒng)平臺（來自美國的ESRI公司）最為適合，該開發(fā)平臺可使多個用戶通過網(wǎng)絡(luò)在平臺上實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

3、地理信息系統(tǒng)大致結(jié)構(gòu)的分析

地理信息系統(tǒng)在基于遙感航測影像以及地形圖的情況下，對電網(wǎng)工程中所涉及到的多項數(shù)據(jù)進(jìn)行管理及融合，其中包括了設(shè)計資料、勘測、骨干電廠信息、變電站、電網(wǎng)中不低于220KV的線路等。通過空間數(shù)據(jù)上的查詢功能、分析功能等，從而給予輸電網(wǎng)中的設(shè)計工作、勘測工作以及規(guī)劃工作等提供指導(dǎo)，使電網(wǎng)結(jié)構(gòu)最優(yōu)化。如此一來，不僅可提高已有數(shù)據(jù)資源的共享程度，且還使外業(yè)的工作量實現(xiàn)最小化，有效提升內(nèi)部的工作效率。

地理信息系統(tǒng)所應(yīng)用的模式為C/S的模式，其中C代表的是客戶端，S代表的是服務(wù)器，該模式支持局域網(wǎng)的訪問。通過標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺，可達(dá)到輸變電接入相關(guān)專業(yè)系統(tǒng)這一目標(biāo)，并且為處理、分析以及儲存地理信息系統(tǒng)中輸變電設(shè)備相關(guān)信息打好了基礎(chǔ)。

4、地理信息系統(tǒng)中的主要功能分析

（1）電網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計

該功能是通過地理信息系統(tǒng)并結(jié)合現(xiàn)有的電網(wǎng)信息而實現(xiàn)的，從而在地理信息系統(tǒng)中規(guī)劃出電網(wǎng)的主框架。

（2）線路規(guī)劃

在地理信息系統(tǒng)中對不低于110KV的線路進(jìn)行初步設(shè)計，可掌握線路的多項信息，例如主要跨越物、線路緩沖帶、轉(zhuǎn)角坐標(biāo)以及轉(zhuǎn)角等。

（3）數(shù)據(jù)管理

在對數(shù)據(jù)的管理上，主要包括了：①導(dǎo)出或?qū)腚娋W(wǎng)工程的數(shù)據(jù)；②基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)；③管理元數(shù)據(jù)；④導(dǎo)出在系統(tǒng)中不同專業(yè)初步設(shè)計的成果。

（4）變電站選址的規(guī)劃

通過地理信息系統(tǒng)繪制出變電站的站址，并從中獲取四周坐標(biāo)，可根據(jù)導(dǎo)出的坐標(biāo)而計算著變電站在一定高程下的土石方需求量。

四、市政電力系統(tǒng)中地理信息系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

第一，在開發(fā)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)的維護(hù)平臺中，結(jié)合多種類型（空間參照系具有差異）的數(shù)據(jù)，進(jìn)而實現(xiàn)編輯元數(shù)據(jù)、修改數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)配置以及導(dǎo)入（導(dǎo)出）數(shù)據(jù)的作用。

第二，在開發(fā)元數(shù)據(jù)的服務(wù)系統(tǒng)期間，需對多項性能進(jìn)行考慮，例如互操作性、專用性、通用性等，并在系統(tǒng)中為用戶提供下載元數(shù)據(jù)、瀏覽元數(shù)據(jù)以及查詢元數(shù)據(jù)的功能，通過圖形化地圖載體，使用戶可更為直觀的對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與操作。

第三，在線路設(shè)計期間，需實時顯示線路的緩沖區(qū)、坐標(biāo)以及轉(zhuǎn)角度數(shù)等，并預(yù)先將輸電線路的基本設(shè)計規(guī)程導(dǎo)入系統(tǒng)中，從而在設(shè)計過程中實現(xiàn)實時計算。

第四，在平臺管理中設(shè)計到保密性問題時，需對權(quán)限嚴(yán)格控制。因此需設(shè)計相應(yīng)的審批流程，但審批流程應(yīng)盡可能簡潔，從而便于設(shè)計人員的工作。

五、結(jié)束語

總而言之，隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，我國對電力的需求也越來越大，這就在很大程度上促進(jìn)了我國市政電力系統(tǒng)的建設(shè)與發(fā)展。地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用為電力系統(tǒng)提供了基于地理信息的管理和維護(hù)的平臺，對于市政電力系統(tǒng)的建設(shè)與完善具有重要意義。

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篇10

關(guān)鍵詞 網(wǎng)絡(luò);電力;遠(yuǎn)程控制;技術(shù)分析

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）21-0039-01

我國架空輸配電線路多暴露在外，其運(yùn)行不僅受電力負(fù)荷和接卸載荷的影響，還受自然環(huán)境變化的影響，運(yùn)行階段很容易出現(xiàn)氧化、腐蝕等現(xiàn)象，若不及早對其控制預(yù)防，將會引發(fā)多種線路故障。而電力遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)，不僅提高了系統(tǒng)使用的靈活性，還使得電力系統(tǒng)的診斷和維護(hù)更加的便捷，加快了系統(tǒng)維修人員的工作效率。此外，選擇網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)還加快了信息集成化的速率，提高了信息轉(zhuǎn)化、信息共享的高效性，便于各系統(tǒng)單元分工運(yùn)轉(zhuǎn)。

1 架空線路檢查工作中面臨的主要難題

高空線路巡檢工作面臨的主要問題主要表現(xiàn)在下面幾方面：1）電力設(shè)備增加且無人值守問題導(dǎo)致巡檢質(zhì)量監(jiān)控與巡檢出勤率之間的矛盾日益激化;2）電力設(shè)備定期檢查少，巡視工作沒有重點(diǎn);3）巡檢工作人員工作水平高低不同;4）需要檢查的設(shè)備數(shù)量較多，檢視工作人員責(zé)任心不高，且無法準(zhǔn)確核實檢查人員對線路的詳細(xì)描述;5）定期檢查階段缺陷線路報告量大，分類整理工作難度大，很難為缺陷修補(bǔ)工作提供有力依據(jù);6）線路檢查記錄方式落后，工作效率低下。

2 電網(wǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成要素

電網(wǎng)輸變電線路遠(yuǎn)程監(jiān)控能夠?qū)崿F(xiàn)的主要原理為：使用云臺攝像頭收集電網(wǎng)運(yùn)行線路的周邊環(huán)境，運(yùn)用編碼器把視頻做壓縮處理，之后經(jīng)電力光纖、無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至上層監(jiān)控指揮中心對其做解壓處理，再進(jìn)行云臺監(jiān)控，全方位多角度顯示線路運(yùn)行實況，以方便工作人員應(yīng)對緊急電力事件。其構(gòu)成要素主要為下面幾點(diǎn)。

1）圖像采集。

整個無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的最底層為感知層，負(fù)責(zé)收集輸變電線路周邊環(huán)境圖像參數(shù)，比如，收集線路運(yùn)行情況;冰雪覆蓋情況以及線路塔架情況等，然后對收集的圖像作壓縮處理，減輕對寬帶的負(fù)荷。

2）電網(wǎng)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)層。

整個無線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)是網(wǎng)絡(luò)層，它的主要作用是把收集到的數(shù)據(jù)資料傳輸?shù)缴蠈颖O(jiān)控指揮中心，并將指令傳輸?shù)奖O(jiān)控終端控制系統(tǒng)。在該階段，收網(wǎng)絡(luò)傳輸距離的限制，可選擇不用的電力輸出通道，如：GPRS、電力專用光纖等。

3）電力遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控中心。

整個無線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的終端環(huán)節(jié)是監(jiān)控中心，它主要負(fù)責(zé)處理傳輸過來的數(shù)據(jù)圖像，顯示網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行實況后，建立數(shù)據(jù)資料庫，以便工作人員查詢使用。同時，還可以對云臺攝像頭進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，全方位的顯示輸變電線路周邊的實況。

3 電網(wǎng)遠(yuǎn)程無線通信傳輸

遠(yuǎn)程無線通信傳輸作為視頻監(jiān)控終端和監(jiān)控中心相互連接的通信紐帶，能夠把監(jiān)控終端的視頻信息傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，同樣也可以把監(jiān)控中心下達(dá)的指令傳輸?shù)奖O(jiān)控終端。另外，無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)終端設(shè)計方案有效的解決了配變電參數(shù)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)膯栴}，能夠?qū)?shù)據(jù)資料進(jìn)行實時采集，同時，以ARM監(jiān)控器為基礎(chǔ)，專門配置了先進(jìn)的配變電監(jiān)測器，負(fù)責(zé)為電力部門提供專業(yè)化的資料分析，例如：電力質(zhì)量、故障判斷分析等。當(dāng)線路傳輸出現(xiàn)緊急故障問題時，監(jiān)控設(shè)備可及時發(fā)出警報，監(jiān)控人員及時做緊急處理，確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

4 電力遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的主要功能和作用

1）電力遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的實現(xiàn)功能。

電力無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中心主要構(gòu)成部分為：計算機(jī)系統(tǒng)的終端設(shè)備，即，電力遠(yuǎn)程監(jiān)控中心服務(wù)器，它是以監(jiān)控神經(jīng)樞紐的形式存在的，主要控制整個電力系統(tǒng)的運(yùn)行，實現(xiàn)電力監(jiān)控以及電力管理等問題。

電力遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的實現(xiàn)功能為：①網(wǎng)絡(luò)傳輸程序的應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)傳輸程序和監(jiān)控終端直接聯(lián)系，完成編碼壓縮工作后將采集到的視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)程序處理部分，并將最后指令發(fā)送到監(jiān)控終端;②監(jiān)控數(shù)據(jù)處理。監(jiān)控數(shù)據(jù)處理共涉及兩方面的內(nèi)容：其一，解壓監(jiān)控終端傳輸過來的視頻，并對其做儲存處理;其二，工作人員進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，將分析的結(jié)果以控制命令的形式發(fā)送到視頻監(jiān)控終端對其進(jìn)行遠(yuǎn)程控制;其三，顯示最終監(jiān)控畫面。數(shù)據(jù)處理過后，可以多畫面或者單畫面的對電力設(shè)備和周邊環(huán)境進(jìn)行實時監(jiān)控，并根據(jù)要求多角度轉(zhuǎn)動云臺攝像頭;其四，人工登錄管理。人工登錄需對用戶的身份進(jìn)行詳細(xì)的核查，根據(jù)用戶等級分配查看權(quán)限，以確保的監(jiān)控系統(tǒng)正常運(yùn)行。

2）基于無線網(wǎng)絡(luò)的電力遠(yuǎn)程實時監(jiān)控發(fā)揮的作用。

一般情況下，遠(yuǎn)距離線路傳輸路段所經(jīng)區(qū)域地理環(huán)境和氣候條件較為惡劣。尤其是在嚴(yán)寒的冬季，溫度低，濕度高，造成線路荷載量過重，進(jìn)而導(dǎo)致塔架倒塌問題。而遠(yuǎn)程無線監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)用能夠及時將輸變電線路的實況反饋到監(jiān)控指揮中心，通過圖像分析做最佳優(yōu)化處理，以維護(hù)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行?；跓o線網(wǎng)絡(luò)的電力遠(yuǎn)程實時監(jiān)控發(fā)揮的優(yōu)化作用表現(xiàn)為：①提高線路傳輸效率;②能夠?qū)斪冸娋€路的運(yùn)行情況做實時監(jiān)控，確保監(jiān)控視頻無中斷現(xiàn)象;③無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控安全性能高。當(dāng)前無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控采用多層次、多技術(shù)對其做維護(hù)處理，不論是在感知層、網(wǎng)絡(luò)層還是在傳輸監(jiān)控層都能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行全方位保護(hù);④無限網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控安裝便捷，分布廣泛，施工方便，且無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控前段設(shè)備能夠隨便部署，不受距離因素的影響，擴(kuò)充能力也較高，能夠根據(jù)運(yùn)行實況隨地設(shè)置監(jiān)控點(diǎn);⑤能夠?qū)?shù)據(jù)資料做集中性處理。無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)用改變了傳統(tǒng)的分級處理方式，只需一個終端監(jiān)控中心便能夠?qū)Χ鄠€監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行集中管理分析，極大的提高了線路運(yùn)行效率，降低了線路傳輸成本;⑥無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積廣，能夠充分利用無線基站，完成對偏遠(yuǎn)地區(qū)的全程監(jiān)控。

5 結(jié)束語

隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)快速發(fā)展，其遠(yuǎn)程操作控制技術(shù)被越來越多的應(yīng)用到社會生產(chǎn)實踐中，在本文中主要論述了以無線網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)電力遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)。文中針對架空線路檢查中的幾點(diǎn)問題，闡述了電力遠(yuǎn)程監(jiān)控的實現(xiàn)原理，實現(xiàn)功能以及電力遠(yuǎn)程監(jiān)控的作用。參照我國信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展實情可以發(fā)現(xiàn)，其中仍有很多技術(shù)性問題存在，仍需網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員對其進(jìn)行探索解決，以期更好的為社會經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1]陳希武.利用網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的技術(shù)分析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2009（01）.