［關(guān)鍵詞］電力技術(shù)；電力系統(tǒng)規(guī)劃；策略

1 電力系統(tǒng)概述

電力系統(tǒng)是指電力生產(chǎn)、輸電、配電、用電等各個環(huán)節(jié)的綜合系統(tǒng)，其包括發(fā)電廠、變電站、輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)和終端客戶。發(fā)電廠的主要目的是把煤炭、天然氣、核能、水電、風(fēng)能、太陽能等能源轉(zhuǎn)化為電能。變電站的功能是通過變換器調(diào)節(jié)電網(wǎng)的電壓水平，以滿足電力輸送和配電需求。輸電網(wǎng)的主要功能是將電力輸送到不同的地區(qū)，為了降低輸送時的損失，一般采用高壓供電方式。配電網(wǎng)將電力由變電站向終端客戶傳輸，如工業(yè)企業(yè)、商業(yè)樓宇、居民住宅等，其作用是將配電系統(tǒng)的供電電壓降至與終端用電裝置相匹配的水平。為保證電力系統(tǒng)安全、可靠、高效的運轉(zhuǎn)，還應(yīng)配備一系列的控制、保護(hù)及監(jiān)控設(shè)備。

隨著科技的發(fā)展與社會的進(jìn)步，我國的電力系統(tǒng)正在發(fā)生著巨大的變化，其中主要有智能電網(wǎng)建設(shè)、分布式電源接入、新負(fù)載（電動汽車）等。為了應(yīng)對日益嚴(yán)峻的能源與環(huán)境問題，當(dāng)代的電力系統(tǒng)正在朝著更加靈活、高效、可持續(xù)發(fā)展的方向發(fā)展。而電力系統(tǒng)的規(guī)劃主要是為了滿足今后的發(fā)展需求，對電力資源進(jìn)行合理的配置。為保證電力供應(yīng)的可靠、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保，電力系統(tǒng)的規(guī)劃與優(yōu)化具有十分重要的意義。

2 電力技術(shù)在電力系統(tǒng)規(guī)劃中的應(yīng)用

2.1 智能電網(wǎng)技術(shù)

在電力系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計中，采用智能電網(wǎng)是推進(jìn)產(chǎn)業(yè)變革的重要手段，也是今后能源管理與使用的重點。在此基礎(chǔ)上，提出了一種基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的新型控制策略。該策略覆蓋了智能電表、分布式能源資源、電動汽車充電設(shè)備、先進(jìn)電網(wǎng)調(diào)度等領(lǐng)域，為新能源發(fā)電計劃的制訂、調(diào)度與新能源的有效接入與使用提供支持，具有重要的理論意義與應(yīng)用價值。同時，智能電網(wǎng)也極大地提升了電力系統(tǒng)的靈活性，使得其可以應(yīng)對極端氣候、自然災(zāi)害等各種可能發(fā)生的故障，保障供電的穩(wěn)定與安全。

2.2 可再生能源集成技術(shù)

可再生能源集成技術(shù)涉及能量轉(zhuǎn)換器件、可再生能源精確預(yù)報、新型儲能體系和智能調(diào)控等領(lǐng)域。該技術(shù)可使風(fēng)光等新能源高效穩(wěn)定地接入和利用，大幅提高了電力系統(tǒng)的供電水平，減少了對環(huán)境的不利影響。尤其是，利用新能源發(fā)電預(yù)測方法，可實現(xiàn)對新能源發(fā)電量的精確預(yù)報，從而實現(xiàn)對電網(wǎng)運行的最優(yōu)控制，降低能耗，提升整個電力系統(tǒng)的運行效能。

2.3 電力系統(tǒng)模擬與優(yōu)化技術(shù)

電力系統(tǒng)模擬與優(yōu)化技術(shù)是電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計中必不可少的技術(shù)，其目的是為了幫電力系統(tǒng)規(guī)劃人員分析和評價各種可能的運行效果。該技術(shù)通過對電力系統(tǒng)進(jìn)行準(zhǔn)確建模，并采用最優(yōu)控制方法，實現(xiàn)對電力系統(tǒng)在不同工況下的動態(tài)響應(yīng)模擬。該模擬與優(yōu)化既要兼顧電力系統(tǒng)供電的可靠度，又要兼顧其經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保效應(yīng)，以保證電力系統(tǒng)運行安全與經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)保。

3 電力系統(tǒng)規(guī)劃的優(yōu)化策略

3.1 構(gòu)建智能電網(wǎng)信息模型

（1）在電網(wǎng)中布署新型的無線通信終端和無線傳感器，并將其應(yīng)用到電力系統(tǒng)中，涵蓋發(fā)電廠、輸電線、變電站、終端客戶等多個節(jié)點。該裝置可采集多維信息，如用電量、設(shè)備狀態(tài)、環(huán)境狀態(tài)（溫濕度、風(fēng)速）等。在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建高效的數(shù)據(jù)傳遞與處理框架，運用大數(shù)據(jù)分析方法，對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選、凈化與分析，保證數(shù)據(jù)的高品質(zhì)與高效率。

（2）利用機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能等方法，對電力市場中的用電參數(shù)進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，并對其進(jìn)行預(yù)警。比如，通過對過去與實際運行中的數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，對某一時期的用電需求進(jìn)行預(yù)測，從而引導(dǎo)發(fā)電方案的優(yōu)化和調(diào)整，并對電網(wǎng)的維修與更新進(jìn)行超前布署。在此基礎(chǔ)上，建立一個既能對電網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行集成、顯示，又能為電網(wǎng)運營商、決策者及終端使用者提供可即時獲取電網(wǎng)運行狀況的接口。該系統(tǒng)將實現(xiàn)對電力系統(tǒng)負(fù)荷分布、能量流向、設(shè)備健康等重要參數(shù)的實時顯示，并結(jié)合模擬與優(yōu)化手段，為電力系統(tǒng)的規(guī)劃與運行管理提供理論支撐。構(gòu)建一個完整的智能化電力系統(tǒng)是一個龐大的工程，必須對其進(jìn)行持續(xù)的優(yōu)化。隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展及新能源并網(wǎng)，電力系統(tǒng)中的模型參數(shù)及計算方法必須不斷地進(jìn)行調(diào)整，以應(yīng)對新的運營環(huán)境與挑戰(zhàn)。

（3）在智能電網(wǎng)的信息建模過程中，安全問題十分重要，因此，要利用各種方法對其進(jìn)行有效的加密與保密，并對其進(jìn)行防范，最終形成一套兼顧整體性、動態(tài)性和安全性的智能電網(wǎng)建模方案，為推動我國電力系統(tǒng)的現(xiàn)代化與智能化發(fā)展打下良好的理論與技術(shù)基礎(chǔ)。

3.2 實現(xiàn)智能化管理電力系統(tǒng)

實現(xiàn)智能化管理電力系統(tǒng)的關(guān)鍵在于構(gòu)建先進(jìn)的監(jiān)測與感知網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)對整個電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的實時監(jiān)測，并對其進(jìn)行有效的控制。如采用SCADA等自動化控制技術(shù)，使電力系統(tǒng)能夠?qū)Χ喾N工況進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，對工況的變化做出及時反應(yīng)，保證供電的持續(xù)穩(wěn)定。

在此基礎(chǔ)上，研究基于人工智能技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的智能決策支持系統(tǒng)，實現(xiàn)對大規(guī)模電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)的深度挖掘，為電力系統(tǒng)的科學(xué)決策提供科學(xué)準(zhǔn)確的依據(jù)。該系統(tǒng)在提升電力系統(tǒng)自治能力的同時，極大地提升了對未來用電需求的預(yù)測精度，實現(xiàn)了對電能的有效配置。

在用戶方面，實施智能管理也非常關(guān)鍵，通過智能儀表、家用能耗管理系統(tǒng)等設(shè)備的推廣，使得消費者能夠?qū)ψ陨碛秒娗闆r進(jìn)行及時的監(jiān)測與控制，從而達(dá)到節(jié)能減排的目的，并為電力企業(yè)調(diào)控電網(wǎng)的負(fù)荷提供一種有效途徑。

3.3 完成智能電網(wǎng)項目評價

保證整個電網(wǎng)項目能夠不斷地進(jìn)行優(yōu)化，并最終實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、環(huán)境和使用者的利益最大化，是智能電網(wǎng)項目評估的關(guān)鍵。首先，構(gòu)建綜合的評估指標(biāo)，既要對項目的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行評價，如節(jié)約投資、投資收益率等，又要對技術(shù)的創(chuàng)新性、穩(wěn)定性和可靠性等進(jìn)行評估。同時，環(huán)評也是一個重要的方面，包括減排效果、能效情況等。用戶的滿意程度主要體現(xiàn)在服務(wù)質(zhì)量和用戶體驗等層面。

通過量化和定性分析的綜合評估，可以更好地從多個方面反映項目的實際效益。智能電網(wǎng)項目評價通過資料分析，展現(xiàn)項目運行的實際效果，并由專業(yè)人員進(jìn)行深度分析，提出專業(yè)意見，以保證評估成果的客觀與完整。通過對項目實施計劃的動態(tài)修正，對項目的設(shè)計與實施進(jìn)行持續(xù)的優(yōu)化，保證項目的順利運行。評估流程必須公開、透明，提高社會對智能電網(wǎng)項目的信心，保證其社會價值的最大化。

3.4 建立完善的電力運行設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)

要想建立一套完備的電力運行設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)，必須對電網(wǎng)進(jìn)行在線監(jiān)測，并及時報警。通過在電網(wǎng)內(nèi)布設(shè)傳感節(jié)點，采集電網(wǎng)內(nèi)溫度、電流、電壓等重要參數(shù)，并將其上傳到中央處理器，從而達(dá)到對電網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)控的目的。對采集到的大量信息進(jìn)行實時分析，并利用相應(yīng)的算法分析，對設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行判定，達(dá)到及早發(fā)現(xiàn)和防止故障擴(kuò)大的目的。構(gòu)建可預(yù)見維護(hù)策略，如采用機(jī)器學(xué)習(xí)等方法，對設(shè)備工作狀態(tài)及以往維修情況進(jìn)行深度分析，建立基于深度學(xué)習(xí)的設(shè)備維修預(yù)報模型，實現(xiàn)對設(shè)備維修需求及維修期的準(zhǔn)確預(yù)報。該方法能有效減少電網(wǎng)事故的發(fā)生，保證電網(wǎng)安全可靠的運行。

組建一支專業(yè)化的維修隊伍也非常重要。這既要對維修人員進(jìn)行定期的業(yè)務(wù)培訓(xùn)，提高其維修水平，又要健全維修程序與體系，保證維修工作的有效開展。維修隊伍要具備快速反應(yīng)的能力，能夠在發(fā)生故障后及時行動，將故障對電力系統(tǒng)造成的沖擊降到最低。同時，還要有嚴(yán)格的維修記錄制度。此制度要求維修人員應(yīng)能記載每次維修的細(xì)節(jié)，如維修時間、維修內(nèi)容、更換的部件、維修后的檢測情況。這不但可作為日后維修人員的依據(jù)，更可協(xié)助維修人員進(jìn)行設(shè)備失效的成因分析，并持續(xù)改善維修的策略與程序。

3.5 實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫更新的自動化

近年來，我國電力行業(yè)出現(xiàn)了大量的電網(wǎng)數(shù)據(jù)，如用電數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)等。如何對其進(jìn)行有效的處理與分析，是實現(xiàn)電網(wǎng)安全可靠、智能化的關(guān)鍵。要使數(shù)據(jù)庫的更新工作能夠自動進(jìn)行，就必須研制出一套有效的、能夠自動完成的數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠從智能電表和傳感器等設(shè)備上進(jìn)行實時獲取，大幅減少人為的介入，在提高數(shù)據(jù)收集精度的同時，也大幅提高了工作效率。

利用數(shù)據(jù)庫觸發(fā)及時間作業(yè)等方法，完成對數(shù)據(jù)的自動化加工與升級。當(dāng)數(shù)據(jù)出現(xiàn)特殊情況（如增加、修改或刪除）時，數(shù)據(jù)庫觸發(fā)程序可以根據(jù)需要執(zhí)行預(yù)先設(shè)置好的動作，以保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確處理。在特定的時間段內(nèi)，可以根據(jù)數(shù)據(jù)的類型，以及清洗和融合等特點，對數(shù)據(jù)進(jìn)行實時的統(tǒng)計處理。

為了保證數(shù)據(jù)的高質(zhì)量，還需要建立數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，利用自動化手段對數(shù)據(jù)進(jìn)行周期性的檢查，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中是否存在重復(fù)數(shù)據(jù)、錯誤數(shù)據(jù)等問題，并對其進(jìn)行修改或標(biāo)注，保證數(shù)據(jù)的高質(zhì)量。

3.6 發(fā)展分布式能源及微電網(wǎng)

為應(yīng)對未來能源革命、提升電網(wǎng)韌性，保障可靠供應(yīng)，發(fā)展分布式能源與微電網(wǎng)技術(shù)是一項重大戰(zhàn)略。在對本地能源進(jìn)行深度分析的前提下，綜合利用太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等可再生能源，結(jié)合我國的實際情況，合理配置分布式能源建設(shè)方案。此外，利用現(xiàn)代信息通訊和智能調(diào)度平臺，高效地將分布式能源引入微電網(wǎng)中，從而使微電網(wǎng)能夠更好地進(jìn)行智能控制。

發(fā)展分布式能源及微電網(wǎng)的進(jìn)程中，應(yīng)建立具有彈性的市場和政策支撐制度，引導(dǎo)民間資本和社會團(tuán)體共同參與，通過補(bǔ)貼、稅收優(yōu)惠等手段減少初始投入，并保證其經(jīng)濟(jì)性。構(gòu)建完善的新能源及微電網(wǎng)接入電網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，保障分布式能源與微電網(wǎng)的安全、高效接入，提升我國能源有效利用與供電保障水平。將配電網(wǎng)與微電網(wǎng)相結(jié)合，建立具備自我修復(fù)功能的電網(wǎng)，提升其應(yīng)對極端氣候與自然災(zāi)害的適應(yīng)能力。這既要求有技術(shù)上的革新，又要求各相關(guān)部門、機(jī)構(gòu)加強(qiáng)協(xié)作，建立一個整體的應(yīng)急管理框架。

4 結(jié)束語

隨著科技的發(fā)展，電力技術(shù)和電力系統(tǒng)規(guī)劃對促進(jìn)我國能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變、提高電力系統(tǒng)智能化程度具有重要意義。利用現(xiàn)代電網(wǎng)的先進(jìn)技術(shù)與科學(xué)的管理方式，既可以提升電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，又能夠適應(yīng)不斷增加的用電負(fù)荷，推動新能源的推廣。為了實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境與社會的可持續(xù)發(fā)展，必須在今后的電力系統(tǒng)建設(shè)中，深入電力技術(shù)的研究和開發(fā)，健全電力系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計。