时间：2023-04-01 10:29:53
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关键词：电力系统；电力工程；应用
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。
作者:谷卓木 单位:国家电网哈尔滨分公司黑龙江瑞腾电力工程设计有限公司
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)
【关键词】电力规划 规划设计 设计技术 规划技术 电力设计 电力系统规划
中图分类号：F407.61 文献标识码：A 文章编号：
一．引言。
电力能源是保障我国经济发展各个领域的能源基础，在我国的社会发展中起着举足轻重的作用。电力系统规划主要是由电力负荷预测、电源规划及电网规划组成，电网规划是建立在电源规划和负荷规划基础之上的，要求在保证输电能力的前提下，将输电费用降至最低。电力系统规划设计是在根据原始资料和系统资料，对负荷和电量平衡作出分析，利用规划方法，结合优化规划的原则，从拟定的多种方案中，选择技术可行，运行经济，安全可靠的设计方案，以此确定最优的规划设计方案。
二.电力负荷预测。
电力系统负荷预测程序是电力系统中进行负荷预测的一种行之有效的手段, 它通过计算程序自动采集、分析历史数据, 通过精密计算得到预测数据和曲线, 能够使负荷预测准确度有大幅度提高。但是, 在程序中提供了多种预测方法中, 选取最准确、最恰当的方法是提高负荷预测准确率的重要手段之一, 这就需要我们在实际应用中要对负荷实际变化规律及影响因素做细致的分析。
1.回归分析法。
回归分析法, 是目前广泛应用的定量预测方法, 用数理统计中的回归分析方法对变量的观测数据统计分析, 并根据对规划期内本地区经济、社会发展情况的预测来推算未来的负荷。优点: 预测精度较高, 适用于在中、短期预测使用。缺点:
( 1)规划水平年的工农业总产值很难详细统计; ( 2)回归分析法只能测算出综合用电负荷的发展水平, 无法测算出各供电区的负荷发展水平, 也就无法进行具体的电网建设规划。
2.单耗法。
单耗法是预测有单耗指标的工业和部分农业用电量的一种直接有效的方法。优点:方法简单, 对短期负荷预测效果较好。缺点: 需做大量细致的调研工作,近期预测效果较佳。
3.灰色系统法。
灰色预测是一种对含有不确定因素的系统进行预测的方法。以灰色系统理论为基础的灰色预测技术,可在数据不多的情况下找出某个时期内起作用的规律,建立负荷预测的模型。灰色模型法适用于短期负荷预测。优点: 要求负荷数据少、不考虑分布规律、不考虑变化趋势、运算方便、短期预测精度高、易于检验。缺点: ( 1)当数据离散程度越大, 即数据灰度越大, 预测精度越差; ( 2)不太适合于后推若干年的预测。
4.趋势分析法。
常用的趋势模型有线性趋势模型、多项式趋势模型、对数趋势模型、幂函数趋势模型、指数趋势模型等, 这种方法本身是一种确定的外推, 在处理历史资料、拟合曲线, 得到模拟曲线的过程, 都不考虑随机误差。使用的关键是根据地区发展情况, 选择适当的模型。
5.负荷密度。
负荷密度一般以kW/km2表示。一般并不直接预测整个城市的负荷密度, 而是按城市区域或功能分区。不同地区、不同功能的区域, 负荷密度是不同的。
三. 电力系统的电源规划。
电源规划的核心问题，是在规划限定的时间范围内，根据对电力负载增长的预测，确定在何时、何地，建设什么类型、多大容量的一批发电厂，以期既能满足经济发展所引起的负荷增长需求，同时又最为经济合理。
我国目前的电力系统的基本情况是，随着电力系统改革的深入，电厂与电网已经彻底分离，分别形成了发电公司与电网公司。虽然二者都处于垄断地位，且以服务国民生产和生活为第一目标，但是作为相互独立的经济实体，二者同时也都要考虑经济利益的最大化，这是主场化改革的必然结果，但同时也会引起一些协调的问题。
电源规划属于发电企业的工作，而输配电线网络的规划则是电网企业的工作，作为同一产业链的上下游端，二者的相互配合是必不可少的。即，电源规划要以输配电线路的规划为基础，电源负荷不能超出输配电线路的负载能力，
而输配电线路的规划则要充分考虑中长期的电源规划以做出合理的选择，不能出现电源供应中心输配电线路负载能力不足的情况。
另外，在一些特殊的情况下，如海南岛，则需要考虑更多的因素。首先，跨海输电可靠性差，且不经济，海南电网需要在岛内建设相对独立的电源系统，但因其本身的经济结构，电力消费较少，电力系统规模不大，自身可靠性较差，所以需要有连接外部电网的备用线路。同时电力系统本身的规模也限制了大容量电机的使用，经济性不够最优。
四.电网规划。
电网规划是根据负荷预测和电源规划结果，研究未来合理的电网建设方案。
1. 规划目标
构建安全、稳定、合理的电力保障体系，保证各项电力设施建设和城市建设协调、有序地进行，电网建设适度超前城市建设发展，满足辖区内社会经济持续稳定发展的要求，确保电网在国民经济发展功能的发挥。结合地方现存电网特点，以实现两个根本性转变为指导，满足地方供电区域内经济和社会发展的需求，建成供电可靠性、收益平稳的,完全满足全社会用电需要,并与经济发展相适应的现代化电力网。
2. 规划目标。
（1）满足国民经济和社会发展的需求。
地方电网应满足西部新城国民经济和社会发展对电力的需求，为辖区内国民经济和社会的可持续发展提供可靠的能源保障。
（2）统一规划、协调发展、远近结合、适度超前。
电网建设应与城市建设统一规划，电网建设与负荷发展协调，满足城市建设发展的需要，适度超前于城市发展，具有较强的适应能力。
（3）安全可靠、运行灵活、经济高效。
地方电网以满足国家规定的供电可靠性和电能质量标准、提高电网安全稳定水平，为用户提供安全、可靠、优质电能为宗旨，把建立布局合理、结构坚强、运行安全放在第一位。
3.规划类型。
按照时间划分，电网规划可分为远景规划、短期规划和长期规划。
远景电网规划：一般相对于一个较长的水平年，通过对未来各种发展情形的分析，研究电网骨干网架的远景结构，如电压等级、输电方式等。
短期电网规划：研究制度1～5年内电网的扩展决策，确定详细的网络方案。
长期电网规划：介于两者之间，研究电网的长期发展或演变。一方面通过长期电网规划对远景规划进行修正；同时又指导短电网规划，使短期电网规划同长期电网发展一致。
五.电力系统的优化规划。
电力系统的优化规划基本任务是要研究和提出规划期内的负荷水平（负荷预测）：规划期每年最大负荷Pmax，年电量需求Qmax，负荷特性曲线以及负荷分布；研究能源资源和运输条件，确定能源布点、水源、煤炭、石油、天然气等；.研究和提出大型电站的合理供电范围；研究和提出电源合理布局及发展规模，确定电源规划方案；研究电网发展方案，包括输电和配电主干网络布局及电压等级选择、变电所布局及容量选择等等。
六．结束语。
电力规划设计要通过技术和经济比较，选择较为优先的设计方案，通过深入分析，从网络电能损耗、最大电压损耗、线路和变电站的投资及每年电力网的运行费用等方面，作出详细的分析，并确定最优秀的设计方案。
参考文献：
[1]朱源源 Zhu Yuanyuan 对于我国电力规划设计技术的探讨 [期刊论文] 《科学之友》 -2010年18期
[2]李喜来 董建尧 段松涛 特高压输电线路钢管塔设计关键技术与试验研究 [期刊论文] 《特种结构》 ISTIC -2012年4期
[3]冯宁 基于我国电力规划设计技术的研究 [期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》 -2012年36期
[4]史传卿 朱爱钧 龚尊 《城市电力电缆线路设计技术规定》的主要特点和重点内容 [会议论文]2008 - 中国电机工程学会可靠性专委会、城市供电专委会2008年学术年会
【关键词】 电力光纤 通信网络 规划设计
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
随着电力系统网络对通信技术要求的不断提高，在通信网络架构的过程中要对通信技术进行实时更新，以达到提高电力系统网络可靠性的目的。
广东省电力系统包括21个地市电网，现有最高运行电压等级为500kV，珠江三角洲地区已形成500kV环网，并以500kV电压与广西联网，以400kV和110kV电压分别与香港和澳门联网。此外，广东电网还向湖南宜章和临武两县以及江西赣南地区供电。
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
1黄苏南，邵惠鹤，张钟俊．智能控制的理论和方法［J］．控制理论与应用，1994(4)
关键词：农网网架结构优化
1农网高压配电网结构特点
相对于城区电网来说，农网的拓扑结构要简单、清晰，但由于负荷对电能可靠性要求等其他原因，一般都会有小型发电厂，且通常均为小容量机组，即系统除了通过若干220kV、110kV变电所接受区域大电网电力以外，往往包括多个110kV及以下并网发电的若干电源点，从而使得电网不是单纯的放射型单方向模型，需要通过建立数学模型来确立电源点的建设和系统接线方式。
2农网网架结构优化方法的选择
2.1网架结构优化的一般方法
负荷预测是电力系统规划工作的基础，在负荷预测的基础上一般应结合区域规划进行负荷分布分析，进而确定负荷平衡结果，即确定变电所的分布和容量规划，在负荷预测和变电所布点确定的基础上进行网络优化规划。一般来说，网络规划的目标是满足系统有功负荷的最优网架设计，有静态规划和动态规划之分。静态规划考虑的是针对某一负荷水平进行网架规划，一般从基准年开始按年度进行，需考虑现有的网架，同时后一年的网架结构规划需将前一年的网架设定为已有网架，因此，每规划目标年的网架规划既要瞻前也要顾后，做到从时间序列上的前后协调相互呼应，从而节约建设投资。但规划设计方案的评价指标一般考虑整个规划期的总的性能指标最优来评价方案，而且往往加入投资分析，甚至列入资金的时间价值，因而称为动态规划。网架规划优化方法常用的有两类，即启发式方法和数学优化方法。数学最优方法是通过将电网规划问题用数学化模型进行描述，然后采用一定的算法求解，从而获得满足系统要求的最优规划方案。该类方法从理论上将可以保障方案的最优性，但一般要求得最优解需要很大的计算量。启发式方法则是通过定义方案运行性能以及投资需求等综合指标，根据一定规则对线路进行逐步迭代选择直至得到满意的最优解。该类方法难以保证方法的最优性，但计算量较数学优化方法要小，计算较为方便且便于与规划设计人员的检验相结合，因而是一种更为经济而实用的方法。
2.1.1启发式网架优化方法
根据所确定的衡量安全性指标的不同，启发式方法分为基于支路性能的启发式方法和基于系统性能指标的启发式方法。基于支路性能指标的启发式分析方法中，线路的选择是根据系统运行时线路功率传输情况来实现的，常选用的有线路是否能满足负荷要求或者线路过负荷程度等指标；而基于系统性能指标的启发式方法中，线路的选择是根据线路对系统运行时整个系统的一个特定运行性能指标的影响程度来实现的，常选用的指标有系统缺负荷大小指标等对线路的逐步选择。
基于线路指标的启发式网架规划方法分为逐步倒退法和逐步扩展法两种。逐步倒退法是根据目标年数据构成一个虚拟网络，该网络除了已有线路以外，包括所有待选的线路，这样，构成的就是一个冗余度很高但不经济的网络，然后采用潮流模型对该网络进行分析，比较各待选线路在系统中的作用和有效性，逐步去掉有效性低的线路，直到网络没有冗余线路为止。而采用逐步扩展法是根据各待选线路对过负荷线路的过负荷量的消除的有效度，选择适当的线路到现状网络上，直至网络无过负荷为止。为计算各待选线路的有效度，需要进行变结构时的潮流计算。
基于支路性能指标的启发式方法有计算简单灵活等优点，但由于通常是独立地考虑各待选线路的作用，无法直接体现系统充裕的大小等性能指标，而基于系统性能指标的启发式方法则能体现系统性能指标，从而可以从整体上识别薄弱环节并充分考虑各待选线路对系统的整体影响来选择最佳扩建线路。
2.1.2网架结构的数学优化方法
网络优化的数学化方法可以分为确定性和不确定性两种优化方法。传统上采用的常常是确定的网络优化方法，即将规划问题表达成确定性的优化问题来进行求解。但随着规划的环境以及相关要求日益复杂，且负荷、设备费用、线路路径等因素均具有不确定性，这些不确定性对电网规划有较为显著的影响，因而在规划中考虑不确定性因素是必要的。按照考虑不确定性因素特征的不同，不确定网络优化有分为随机优化法和模糊优化法。随机优化法常常用于事件是否发生以及发生的时刻存在不确定性的情形，而模糊优化法则常常用来处理有关事情表达不清晰的这种不确定性的情况。在通常情况下，在满足对保障负荷电能供应的前提下，可能有多种架线方法和导线截面的选择，要对多个方案进行比较选择，则需要选择目标函数，在电网规划设计中常用到的目标函数有网架建设总投资、电能损失、维修运行费用为目标函数。由于电能的特殊性，需要考虑各种约束条件，如电压范围、线路的长期极限传输容量限制等。因此，网架优化过程实际上是目标函数与约束条件、状态参数之间的协调处理过程。
网络规划法是针对网络的拓扑特性所提出来的一种数学规划方法，也是在线形规划中专门处理网络问题的一种特殊算法。数学上把图看作节点和弧的集合，弧是连接在两个节点之间的有向线段。在电力系统中，节点就是接受电力或者发送功率的发电厂、变电所或者负荷点，弧就是线路。这种优化网架方法在电力系统网络优化中常用的数学模型有最少费用法、最短路径法、费用最小最大流法等方法。
2.2农网网架结构优化方法的选择
结合农网高压配电网结构特点，选用支路交换法来进行这种辐射式结构的高压配电网的优化计算较为适用。采用该方法是从一个既定的辐射式电网开始，增加一条闭合联络支路后使辐射型网络变成一个闭合回路，然后将某一条支路断开，恢复网络的辐射型结构，并按照给定的目标函数对新构成的辐射型网络进行计算。重复上述计算过程，直到目标函数值最好为止，对应的网络即为所选用网络接线。采用这种方法简单实用，但只能达到局部最优解，对于农网来说，一般规划年需要新建的高压（110kV及以上）线路是局部的，因而采用支路交换法可以满足其要求。一般地对于既定的系统接线，考虑到节约投资，其改建项目的实施相对于系统网损等指标来说往往是不经济的，且由于受电压、可靠性等电网分析计算的约束性条件的影响。在工程实际中，其高压配电网往往是通过对新增支路，以及由于负荷的增长需要改建的线路的多个建设方案的比较，来确定规划年内网络结构的优化方案。在分析中，我认为需引入动态经济比较的概念，而对于网络优化设计方案来说，结合个人设计方案比较的经验来看，最适用的经济方案比较以年费用比较法较为适合。
3计算框图设计
计算步骤一：目标函数的确定。
当新建或者改建线路对支路潮流仅是局部影响时，只需对所需考察的支路进行网损最小分析。采用最小网损作为目标函数，即函数为：
计算步骤二：先计算电网的潮流分布，再找出与本次计算相关的支路，即列出目标支路集合，交换支路前辐射型网络网损计算。
计算步骤三：第一次支路交换后，重新进行潮流计算后，在潮流计算结果的基础上进行支路交换后的辐射型网络网损计算。
重复以上支路交换计算，直至得出最优结论为止。
4经济比较方法引入网架结构优化
在电力系统规划设计的实际应用中，单纯采用以上支路交换法优化网络接线是不够的，应该结合经济比较，即在对方案进行投资分析计算的基础上进行比较，从而得出经济的方案。常用的方案比较方法有最小费用法、净现值法、内部收益率法、折返年限法，每种方法又可以演化成不同的表达式。最小费用法是电力系统规划中较为普遍的方法，适用于比较效益相同或者效益基本相同，但难以具体估算的方案。最小费用法通常有以下三种不同的方案：费用现值比较法、计算期不同的现值费用比较法和年费用比较法。费用现值比较法是将各个方案基本建设期和生产运行期的全部支出费用均折算到计算期的第一年，现值低的方案是可取方案。对于不同建设期的方案则一般按照方案中计算期最短的进行计算，及计算期不同的现值费用比较法。
年费用比较法是将参加比较的诸方案计算期的全部支出折算成年费用后进行比较，费用低的方案为经济上的优越方案。其表达式为：
在比较方案部分费用相同的情况下，可以采用只考虑有差别的费用的年费用比较法，即只考虑差别部分的费用的比较，这种方法将初始投资差额以及末期残值差额折合为年费用或者年值，再综合运行维护、改造等运行年需要投入的差别费用，比较即可以得出经济最优方案。对于农网电力建设项目，笔者推荐使用这种简化了的年费用比较法。
5总结
结合农网作为辐射型受端电网的特点，用支路交换法来进行这种辐射式结构的高压配电网的优化计算，虽只能达到局部最优解。对于农网来说，一般规划年需要新建的高压线路是局部的，因而采用支路交换法可以满足其要求。在工程实际中，其高压配电网往往是通过对新增支路，以及由于负荷的增长需要改建的线路的多个建设方案的比较，来确定规划年内网络结构的优化方案。在分析中，文中引入了动态经济比较，并提出对于农网采用有差别的年费用比较法最为适用。
参考文献：
[12]张焰.陈章潮.不确定性的电网规划研究.电网技术,1999.3.
[13]李林川.夏道止等.电力系统电压和网损优化计算.电力系统及其自动化,1995.7.
[5]中电联供电分会技术管理专委会.城市配电网优化的指导意见.2003年.
关键词：PWS；毕业设计；电网规划
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.
[4]J.Duncan Glover,Mulukutla.S.Sarma.电力系统分析与设计[M].北京:机械工业出版社,2007.
一、电力期刊
1.根据自己的电力论文内容，研究方向，选择对应的发表期刊。
2.选择期刊。确认期刊的合法规范性。可以通过搜索杂志之家查询系统来确认其登记注册信息。
3.选择发表机构。可以通过工商局查询系统，尽量选择规模大，口碑好的机构。
4.沟通，达成发表协议。
5.根据编辑或者审稿专家要求，修改论文，达到发表要求。
6.完成后，再过1-3个月就能够成功发表了。同时会收到当期样刊。
7.多查询，多比较，综合判定期刊和机构的合法规范性。
二、电力期刊技巧
1.准确得体
要求论文题目能准确表达论文内容，恰当反映所研究的范围和深度。题目要紧扣论文内容，或论文内容民论文题目要互相匹配、紧扣，即题要扣文，文也要扣题。这是撰写论文的基本准则。
2.简短精炼
题目的字数要少，用词需要精选.一般论文题目不要超出20个字。不过，不能由于一味追求字数少而影响题目对内容的恰当反映，在遇到两者确有矛时，宁可多用几个字也要力求表达明确。
3.醒目
论文题目虽然居于首先映入读者眼帘的醒目位置，但仍然存在题目是否醒目的问题，因为题目所用字句及其所表现的内容是否醒目，其产生的效果是相距甚远的。
三、电力期刊要求
1.引用率不得超过30%；这个引用率一般以的引用率为准！
2.评职称的话，对于期刊等级是有要求的，不同单位，对于期刊的等级要求也是不同的，一般大多都是国家级期刊就行了。（当然啦，有的单位要求得核心期刊，有的单位仅仅省级期刊就可以，这一点需要你了解清楚后在做决定）。
四、的电力期刊有哪些
1.中国电力杂志CSCD核心期刊北大核心期刊
主管单位：国家电网公司
主办单位：国网信息通信有限公司；中国电机工程学会
国际刊号：1004-9649
国内刊号：11-3265/TM
出版地方：北京
邮发代号：2-427
创刊时间：1956
发行周期：月刊
《中国电力》是全国性综合类专业技术月刊，发行范围覆盖全国各省、市和香港、澳门特别行政区，以及北美、欧洲和亚太地区。拥有大量的国内外读者。
《中国电力》主要报道全国发电厂、电网、供用电等有关电力生产运行、设计施工、科学研究以及电力信息资源开发利用的成果，加强经营管理方面的经验介绍；
《中国电力》刊登电力工业技术政策、技术规程、标准及电力统计数据；适当介绍动力机械、电机电器制造部门在产品改造和改型方面的经验以及国外电力生产、科技及经营管理方面的动态。
《中国电力》2004年荣获第三届“国家期刊奖”；2001年进入“中国期刊方阵”的双效期刊；中国电力报刊协会期刊。
2.电力建设杂志北大核心期刊统计源期刊
主管单位：国家电网公司主办单位：国网北京经济技术研究院；中国电力工程顾问集团公司；中国电力科学研究院
国际刊号：1000-7229
国内刊号：11-2583/TM
出版地方：北京
邮发代号：82-679
创刊时间：1958
发行周期：月刊
《电力建设》（月刊）创刊于1958年，由中国电力科学研究院；中国电力工程顾问集团公司主办。本刊立足于我国的电力建设，包括国家宏观政策、规范以及投资方向，规划设计，工程管理，科研技术，产品优化等。是我国电力建设领域的性期刊，在全国电力行业颇具影响。目前，本刊已发展成为电力系统的重要科技期刊，被评为全国科技期刊，电力部科技期刊，全国中文核心期刊，美国《剑桥科学文摘》收录期刊，波兰《哥白尼索引》收录期刊，并入编新闻出版署中国期刊方阵，中国学术期刊光盘版。办刊方针是：“传承科技，服务电建”和“四个面向”（科研、生产、管理、基层）。目前分为编辑、广告、发行等部门。期刊专业领域：电源工程建设，电网工程建设，电源电网运行，技改和检修，电力设备制造，电力系统自动化，工程管理。
《电力建设》获中文核心期刊(2000)；中文核心期刊(1996)；中文核心期刊(1992。
3.现代电力杂志北大核心期刊统计源期刊
主管单位：中华人民共和国教育部
主办单位：华北电力大学
国际刊号：1007-2322
国内刊号：11-3818/TM
出版地方：北京
邮发代号：82-640
创刊时间：1984
发行周期：双月刊
[论文摘要]通过对电力系统 计算 机 网络 存在的网络安全问厦的分析，提出相应的安全对策，并介绍应用于电力系统计算机网络的网络安全技术。
在全球信息化的推动下，计算机信息网络作用不断扩大的同时，信息网络的安全也变得日益重要，一旦遭受破坏，其影响或损失也十分巨大，电力系统信息安全是电力系统安全运行和对社会可靠供电的保障，是一项涉及电网调度自动化、继电保护及安全装置、厂站自动化、配电网自动化、电力负荷控制、电力营销、信息网络系统等有关生产、经营和管理方面的多领域、复杂的大型系统工程。应结合电力 工业 特点，深入分析电力系统信息安全存在的问题，探讨建立电力系统信息安全体系，保证电网安全稳定运行，提高电力 企业 社会效益和 经济 效益，更好地为国民经济高速 发展 和满足人民生活需要服务。
研究电力系统信息安全问题、制定电力系统信息遭受内部外部攻击时的防范与系统恢复措施等信息安全战略是当前信息化工作的重要内容。
一、电力系统的信息安全体系
信息安全指的是为数据处理系统建立和采用的技术和管理的安全保护，保护计算机硬件、软件和数据不因偶然和恶意的原因遭到破坏、更改和泄露。包括保密性、完雅性、可用性、真实性、可靠性、责任性等几个方面。
信息安全涉及的因素有，物理安全、信息安全、网络安全、文化安全。
作为全方位的、整体的信息安全体系是分层次的，不同层次反映了不同的安全问题。
信息安全应该实行分层保护措施，有以下五个方面，
①物理层面安全，环境安全、设备安全、介质安全，②网络层面安全，网络运行安全，网络传输安全，网络边界安全，③系统层面安全，操作系统安全，数据库管理系统安全，④应用层面安全，办公系统安全，业务系统安全，服务系统安全，⑤管理层面安全，安全管理制度，部门与人员的组织规则。
二、电力系统的信息安全策略
电力系统的信息安全具有访问方式多样，用户群庞大、网络行为突发性较高等特点。信息安全问题需从网络规划设计阶段就仔细考虑，并在实际运行中严格管理。为了保障信息安全，采取的策略如下：
(一)设备安全策略
这是在企业网规划设计阶段就应充分考虑安全问题。将一些重要的设备，如各种服务器、主干交换机、路由器等尽量实行集中管理。各种通信线路尽量实行深埋、穿线或架空，并有明显标记，防止意外损坏。对于终端设备，如工作站、小型交挟机、集线器和其它转接设备要落实到人，进行严格管理。
(一)安全技术策略
为了达到保障信息安全的目的，要采取各种安全技术，其不可缺少的技术层措施如下：
1．防火墙技术。防火墙是用于将信任网络与非信任网络隔离的一种技术，它通过单一集中的安全检查点，强制实糟相应的安全策略进行检查，防止对重要信息资源进行非法存取和访问。电力系统的生产、计量、营销、调度管理等系统之间，信息的共享、整合与调用，都需要在不同网段之间对这些访问行为进行过滤和控制，阻断攻击破坏行为，分权限合理享用信息资源。
2．病毒防护技术。为免受病毒造成的损失，要采用的多层防病毒体系。即在每台pc机上安装防病毒软件客户端，在服务器上安装基于服务器的防病毒软件，在网关上安装基于网关的防病毒软件。必须在信息系统的各个环节采用全网全面的防病毒策略，在计算机病毒预防、检测和病毒库的升级分发等环节统一管理，建立较完善的管理制度，才能有效的防止和控制病毒的侵害。
3．虚拟局域网技术(vlan技术)。vlan技术允许网络管理者将一个物理的lan逻辑地划分成不同的广播域，每一个vlan都包含1组有着相同需求的计算机工作站，与物理上形成的lan有相同的属性。但由于它是逻辑而不是物理划分，所以同一个lan内的各工作站无须放置在同一物理空间里，既这些工作站不一定属于同一个物理lan网段。一个vlan内部的广播和单播流量都不会转发到其他vlan中，有助于控制流量、控制广播风暴、减少设备投资、简化网络管理、提高网络的安全性。
4．数据与系统备份技术。电力 企业 的数据库必须定期进行备份，按其重要程度确定数据备份等级。配置数据备份策略，建立企业数据备份中心，采用先进灾难恢复技术，对关键业务的数据与应用系统进行备份，制定详尽的应用数据备份和数据库故障恢复预案，并进行定期预演。确保在数据损坏或系统崩溃的情况下能快速恢复数据与系统，从而保证信息系统的可用性和可靠性。
5．安全审计技术。随着系统规模的扩展与安全设施的完善，应该引入集中智能的安全审计系统，通过技术手段，实现自动对 网络 设备日志、操作系统运行日志、数据库访问日志、业务应用系统运行日志、安全设施运行日志等进行统一安全审计，及时自动分析系统安全事件，实现系统安全运行管理。
6．建立信息安全身份认证体系。ca是certificate authority的缩写，即证书授权。在 电子 商务系统中，所有实体的证书都是由证书授权中心(ca中心)分发并签名的。一个完整、安全的电子商务系统必须建立起一个完整、合理的ca体系。ca体系由证书审批部门和证书操作部门组成。电力市场交易系统就其实质来说，是一个典型的电子商务系统，它必须保证交易数据安全。在电力市场技术支持系统中，作为市场成员交易各方的身份确认、物流控制、财务结算、实时数据交换系统中，均需要权威、安全的身份认证系统。在电力系统中，电子商务逐步扩展到电力营销系统、电力物质采购系统、电力燃料供应系统等许多方面。因此，建立全国和网、省公司的ca机构，对企业员工上网用户统一身份认证和数字签名等安全认证，对系统中关键业务进行安全审计，并开展与银行之间、上下级ca机构之间、其他需要ca机构之间的交叉认证的技术研究及试点工作。
(三)组织管理策略
信息安全是技术措施和组织管理措施的统一，“三分技术、七分管理”。据统计，在所有的 计算 机安全事件中，属于管理方面的原因比重高达70%以上。没有管理，就没有安全。再好的第三方安全技术和产品，如果没有 科学 的组织管理配合，都会形同虚设。
1．安全意识与安全技能。通过普及安全知识的培训，可以提高电力企业职员安全知识和安全意识，使他们具备一些基本的安全防护意识和发现解决某些常见安全问题的能力。通过专业安全培训提高操作维护者的安全操作技能，然后再配合第三方安全技术和产品，将使信息安全保障工作得到提升。
2．安全策略与制度。电力企业应该从企业 发展 角度对整体的信息安全工作提供方针性指导，制定一套指导性的、统一的安全策略和制度。没有标准，无法衡量信息的安全，没有法规，无从遵循信息安全的制度，没有策略，无法形成安全防护体系。安全策略和制度管理是 法律 管理的形式化、具体化，是法规与管理的接口和信息安全得以实现的重要保证。
3．安全组织与岗位。电力企业的组织体系应实行“统一组织、分散管理”的方式，建立一个有效、独立的信息安全部门作为企业的信息安全管理机构，全面负责企业范围内的信息安全管理和维护工作。安全岗位是信息系统安全管理机构，根据系统安全需要设定的负责某一个或某几个安全事务的职位，岗位在系统内部可以是具有垂直领导关系的若干层次的一个序列。这样在全企业范围内形成信息安全管理的专一工作，使各级信息技术部门也因此会很好配合信息安全推行工作。
关键字：海岛；孤立系统；风力发电；可靠性分析
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]。
将发电系统充裕度表示为一个随机变量，由某一时刻系统中总的发电机组运行容量和负荷功率之差决定，如式2-1所示：
