电力系统规划设计研究

电力系统规划设计研究

梁文超1 ,王栋2

1.身份证号码：372930198110254116

2.身份证号码：372923199602110072

摘要：随着经济的发展和城市化进程的加快，人们对电能的需求逐渐增加。电力系统的合理规划和设计对城市电力系统的建设和稳定运行具有重要意义。为了保证智能电网的可靠建设，为社会各部门的发展提供电力，电力企业在规划设计中应深入研究电力负荷分配和电网建设。随着大数据、人工智能等技术的发展，电力系统规划设计融合了更多的智能算法。通过建立数学模型，加快了计算速度，得到了高质量的规划设计方案。

关键词：电力系统；规划设计；策略

引言

在社会快速发展的背景下，人们对电力的需求越来越高，我国电力工程建设的数量也逐渐增加。为了保证电力工程设计与当前社会发展需求的一致性，并能充分满足人们的需求，在进行电力工程设计时，相关人员应高度重视电力规划设计工作的质量，保证电力设施的高效、安全，为进一步推动我国电力的发展提供有力的依据。

1电力系统规划设计原则

电力企业在规划和设计电力系统时应遵循周期性、成本合理性和安全性原则。周期性原则的关键是将规划设计限定在一定的周期内，通过合理的规划安排，保证设计工作的顺利开展，避免项目不能按时完成的情况。在成本方面，电力企业应根据预算进行结构型式、线路布置、设备选型的规划设计。综合评价不仅能保证电力工程案例需求得到满足，还能减少不必要的成本。同时，考虑到后续的维护和升级成本，尽可能提高规划设计成果的性能。在安全性方面，系统规划和设计人员应通过严谨的计算，确定系统运行过程中应对各种故障情况的能力，从而尽可能提高系统的稳定性和安全性，避免安全风险的发生，从而可能导致电网运行事故的发生。

2碳中和电力系统规划

碳中和电力系统的电网规划包括输电网规划和配电网规划。在以新能源为主体的碳中和电力系统中，输电线路潮流大小、方向变动频繁，同时由于源荷分布的不匹配以及大规模分布式电源的并网运行，电网形态也将发生巨大变化，因而需要在电网新形态下重点考虑强不确定性以制定电网规划决策方案，提高电网韧性和经济性。在输电网规划方面，为应对规划决策过程中的强不确定性问题，目前多使用区间优化、随机优化、鲁棒优化和分布鲁棒优化等方法。在区间优化上，采用区间数来表示输电网规划模型的随机变量，并使用贪婪随机搜索智能算法求解模型。在随机优化上，分别基于蒙特卡洛模拟的场景削减技术和数据驱动方法从海量运行场景中提取具有代表性的场景及其发生概率，并考虑代表性场景下的运行约束；采用多参数规划方法，考虑了海量场景下的运行特性，避免了场景削减方法存在丢失重要场景的可能性。在鲁棒优化方面，采用基数不确定集对随机变量建模，构建了两阶段自适应鲁棒输电网规划模型；进一步考虑了随机变量之间的相关性，降低了规划方案的保守性；采用极限场景法建立输电网鲁棒规划的混合整数线性规划模型，极大简化了模型求解难度。在分布鲁棒优化方面，构建了离散场景的概率不确定集，优化最差可能离散概率分布下的投资运行成本期望值；建立了基于确定矩阵的连续概率分布模糊集，将支撑集从有限元素扩大到了无限元素。由于源荷分布的高度不匹配，伴随着高压直流输电技术的成熟，交直流混联将成为碳中和电力系统新形态的一个重要特征，因此交流、直流线路相互协调也是在输电网扩展规划中需要重点研究的问题。此外，N-K安全准则需要被考虑到，以确保碳中和电力系统输电网能在N-K故障下短时间内安全运行。在配电网规划方面，需要考虑大规模分布式电源接入带来的供需平衡概率化和高电力电子化的问题。同时，储能、电动汽车、柔性负荷等需求侧响应资源的运行、响应特性也会对碳中和电力系统的配电网规划决策产生重大影响。此外，源、荷两端的强不确定性，也会对规划决策造成影响。在配电网的安全性上，天津大学肖峻教授团队提出了基于安全边界的配电网规划研究思路，从定义、产生机理以及计算角度对配电网安全域进行了研究，并应用到配电网规划建模中。此外，则在配电网规划模型中考虑了N-1原则，得到的决策方案可使得配电系统在N-1开断下安全运行。在碳中和电力系统中，输电网和配电网都并入了间歇性能源，输电网与配电网之间的潮流出现双向化，不再是传统的输电网供电与配电网受电的形式，之间的交流复杂化。为分析输配电网之间交流给电网决策带来的影响，可采用集中形式对输电网、配电网进行协同规划，以更好发挥其共同应对系统不确定性的能力。

3电力系统规划设计

3.1电力负荷预测

用电负荷，又称“用电负荷”，是电能使用者的用电设备在一定时间内从电力系统中吸取的电能的总和。电力负荷预测的实质是根据已知的电力系统、经济、社会、气象等条件，对未来某一段或一段时间进行预估和推测。电力负荷预测影响电力系统的管理和运行，是电力系统制定发电计划、交易计划、调度计划等的重要依据。电力负荷预测的分类标准有很多，预测时段是比较常见的一种。电力负荷预测可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四大类。超短期负荷预测时间从秒到分到小时，短期负荷预测时间从小时到周，中期负荷预测时间从月到年，长期负荷预测时间从月到年。其中超短期负荷预测和短期负荷预测可分为短期负荷预测，中期负荷预测和长期负荷预测称为中长期负荷预测。电力负荷数据的预处理和预测方法的选择是电力负荷预测的关键环节。在电力负荷预测前，应对负荷数据进行预处理，以减少历史数据异常对预测精度的影响。预测方法的选择和预测模型的建立直接影响预测结果的准确性，进而影响整个电力系统的运行，因此非常重要。

3.2电源电量规划

电力系统规划的关键是电量规划。设计人员需要在负荷预测和配电的基础上确定电力系统覆盖区域的电量，并进行计算，以确保规划结果与工程布局规模相一致。根据负荷预测数据估算出年度最大负荷，并根据各电站的发电量确定设备的容量，避免设备供电量不足而超载运行。

3.3电力电量平衡

在电力系统规划设计过程中，功率平衡的设计具有一定的规范和约束作用。因此，在实际规划工作中，相关人员需要综合分析工程所在区域的电力负荷预测和电力输出数据，获取相关数据，从而计算出更准确的电量，从而合理规划电力工程的布局和规模。

结语

随着社会的发展，每个家庭都离不开电源，它为人们的生活提供了便利。电力线路作为保障社会供电的基础设施，其电力系统规划非常重要。电力系统规划设计是电力工程设计的重要组成部分。其设计与规划的合理性是保证电力工程建设质量的关键因素。因此，在电力系统的规划设计中，相关人员应减少电力损耗，优化资源配置，做好相应的规划设计工作。

参考文献

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