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開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電力系統，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：線路 防雷 電力 接地
中圖分類號：TM12 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）07（c）-0103-01
雷電是一種自然現象，它能釋放出巨大的能量，極具破壞力，其電壓可高達數百萬伏，瞬間電流更可高達數十萬安培。千百年來，雷電所造成的破壞不計其數。雷擊中心1.5～2 km半徑的范圍內都可能產生危險過電壓損害線路上的設備。一直以來，致力于電力生產和電力設備研究的人員通過對雷擊破壞性的研究、探索，對雷電的危害采取了一定的預防措施，有效地降低了雷害。
隨著電子技術的不斷發展，各種電子設備不斷應用，各種網絡系統廣泛應用于電力，隨著電力系統容量的增加和自動化水平的不斷提高，電力自動化系統已使用了相當數量的計算機和其它微電子設備，電力調度及其變電所由于所在地土壤電阻率較高或地處山區，其地網的接地電阻往往很難達到電力標準規范中的要求，為防雷工作增加了許多難度，由于一些微電子器件工作電壓僅幾伏，傳遞信息電流小至微安級，對外界的干擾極其敏感，而雷電流產生的瞬變電磁場對微電子設備的干擾和損害尤為嚴重，在雷雨季節，電力局調度大樓和所屬自動化顯示系統、通訊系統常常損壞，造成較大的直接和間接經濟損失，影響當地電力系統的正常調度、工農業生產和人民的日常生活，因此，電力系統的防雷工作非常重要，采取切實可行的預防措施，對確保電力系統正常運行具有重大意義[1]。
發電廠、變電所的雷電災害事故主要來源于三方面：（1）雷電擊中避雷針時而在引下線附近產生的高電位和感應過電壓而產生的破壞；（2）雷電直擊于發電廠、變電所的建筑物、輸電線路和其他設備產生的破壞；（3）輸電線路傳導來的雷電波擊壞設備。
電力線路受到雷擊時，導線會因電磁感現象而產生過電壓，此電壓會高出線路相電壓兩倍及以上，因此破壞線路絕緣遭而引起事故，當雷擊發生時，巨大的雷電流在線路對地阻抗之間產生很大的電位差，因此導致線路絕緣閃絡，雷擊危害線路本身的安全，還會沿導線瞬間傳到變電站，如變電站內防雷措施不佳，會造成變電站內設備嚴重損壞[2]。
雷擊引起線路閃絡的形式有以下兩種：（1）繞擊：雷電直接擊在相線上，電擊概率與雷電在架空線路上的迎面先導的發展跟定向有關，若迎面先導自導線向上發展，發生繞擊概率就會增大，一般與導線在檔距中的馳度、鄰近線路的存在、導線的數目和分布及其它幾何因素有關，因此要求降低桿塔的接地電阻、加強線路絕緣、重雷區的線路架設耦合地線等，對于無架空線地線的情況，雷擊可能性很大，雷電流很大時，電壓太高，就會通過支持絕緣子對地放電，形成回路，嚴重時引起絕緣子擊穿、線路斷線等嚴重故障；（2）反擊：雷電直接擊在避雷線或桿塔上，此時作用在絕緣層上的電壓大大超過其沖擊放電電壓，則發生從桿塔到導線的線路絕緣反擊，該電壓等于導線間與桿塔的電位差，雷擊桿塔時，開始幾乎所有電流都流經桿塔及其接地裝置，隨時間的增加，相鄰桿塔參與雷電流放入地的作用越來越大，因此使被擊桿塔電位降低，所有除要求增加線路無架空地線的絕緣水平外，還應當減小線路架空地線接地電阻[3]。
為了避免雷擊對線路的傷害，常采用以下電力線路防雷辦法：（1）放電間隙串聯輔助間隙：35 kV以下的情況，為防止間隙產生誤動作，應該在其接地引下線中串接一輔助間隙，這樣當樹枝、鳥類、昆蟲或其它物體意外引起主間隙短路，不至于引起接地和放電，同時起輔助滅弧作用。其距離可采用5～20 mm，電壓為60 kV以上時，由于其主間隙距離很大，因此不必增加輔助間隙；（2）避雷器并聯放電間隙：將放電間隙和避雷器同時使用，雷擊發生時避雷器會先動作，避免放電間隙頻繁動作而影響使用壽命，而當避雷器損壞失去作用時，放電間隙起第二層保護，此方法的優點是價格低廉，節約成本[4]。為防止間隙頻繁動作，要求在滿足安全情況的條件下，盡可能增加間隙的距離。
電力系統防雷技術的要點可概括如下：（1）發電廠、變電所的建筑物防雷保護：發電廠、變電所等的建筑物防雷，主要是要注意被保護設備要在避雷針的保護范圍之內以及兩者之間的有效絕緣距離問題。解決了這方面的問題，也就解決了發電廠、變電所等的建筑物防雷保護問題；（2）輸電線路的防雷保護主要是安裝避雷線、增強絕緣性及安裝管型或閥型避雷器和保護間隙，其中避雷線的安裝是關鍵。而電機和變壓器等的防雷主要是安裝磁吹避雷器、管型或閥型避雷器和保護間隙等。管型避雷器，是一種改進以后放在管狀外殼內的火花隙。多用于電力輸送網的線路保護上。閥型避雷器，是火花隙和閥片串聯而成，是變電所最主要的防雷保護裝置。保護間隙，是簡單而原始的避雷器。
由于大氣雷電活動的復雜性和不可預測性，在現有科技條件下對于雷電研究，人類還相當有限。我國富源廣闊，自然條件復雜，在安裝電力系統時需根據當地實際情況，造成了單一防雷方法是不能全國通用，因此需因地制宜，合理采用多種防雷措施相結合，才能滿足現實需要[5]。
參考文獻
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[2] 邱毓昌.高電壓工程[M].西安交通大學出版社，1995.
[3] 蘇邦禮.雷電與避雷工程[M].中山大學出版社，1996.
[關鍵詞]電力系統 ；繼電保護； 現狀
中圖分類號：TU984 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）31-0265-01
前言：電力工業是國家經濟發展戰略中的重點和先行產業，現代工業的發展都離不開電力的支持。由于電力的這種重要地位，對電力進行繼電保護顯得至關重要。通過繼電保護可以在電力系統發生故障時，第一時間排除故障，從而將損失降到最低。不斷創新、完善繼電保護技術是電力系統保護的重要內容。
1. 概述
1.1 繼電保護的含義
繼電保護技術通常是指根據電力系統故障和危機安全運行的異常工況，提出切實可行的對策的反事故自動化措施。一般來說，一套繼電保護裝置由3個部分組成，即測量部分、邏輯部分和執行部分。測量部分用于測量被保護裝置的工作狀態電氣參數，與整定值進行比較，從而判斷保護裝置是否應該啟動。邏輯部分，根據測量部分邏輯輸出信號的性質、先后順序、持續時間等，使保護裝置按一定的邏輯關系判定故障類型和范圍，確定保護裝置如何動作。執行部分根據接收到的邏輯部分的信號，完成跳閘、發出信號等動作[1]。
1.2 繼電保護的基本任務
繼電保護是保證電力系統安全運行、提高經濟效益的有效技術，其基本任務是自動的、迅速的、有選擇性的將故障元件從電力系統切除，迅速恢復非故障部分的正常供電，要求能正確反映電氣設備的不正常運行狀態，并根據不正常工作情況和設備運行維護條件的不同發出信號，以便值班人員進行處理，或由裝置自動調整，并要能與供配電系統的自動裝置，如自動重合閘裝置ARD、備用電源自動投入裝置APD等配合，根據電網運行方式，選擇短路類型，選擇分值系數，縮短事故停電時間，提高供電系統的運行可靠性。
2.繼電保護存在的問題及解決方法
2.1 繼電保護常見問題
繼電保護可能因為系統軟件因素發生不可靠性情況。軟件出錯將導致保護裝置誤動或拒動。繼電保護系統硬件裝置因素也會出現不可靠情況。由二次回路絕緣老化、導致接地等原因造成的故障在繼電保護系統故障中占有一定比例。而對于通道及接口，高頻保護的收發信機、縱聯差動保護的光纖、微波的通信接口等裝置系統易于發生通信阻斷故障，直接影響繼電保護裝置的正確動作。此外，安裝人員未能按設計要求正確接線或接線中極性不正確等誤接線問題和檢修、運行人員的誤操作問題在不少電網中都曾發生過。
2.1 繼電保護過程中事故處理方法
要進行繼電保護時，只要正確充分利用微機提供的故障信息，對于經常發生的簡單事故是較容易排除的，但對少數故障僅憑經驗是難以解決的，應采取正確的方法和步驟進行。要正確對待人為事故，充分利用故障錄波和時間記錄。微機事件記錄、故障錄波圖形、裝置燈光顯示信號是事故處理的重要依據，根據有用信息作出正確判斷是解決問題的關鍵。還應運用正確的檢查方法，常用的檢查方法有逆序檢查法、順序檢查法和運用整組試驗法。順序檢查法常應用在保護出現誤動時，具體表現在如果利用微機事件記錄和故障錄波不能在短時間內找到事故發生的根源時，應注意從事故發生的結果出發，一級一級的往前查找，直到找到根源為止。逆序檢查法是利用檢驗調試的手段來尋找故障的根源[2]。按外部檢查、絕緣檢測、定值檢查、電源性能測試、保護性能檢查等順序進行。這種方法主要應用于微機保護出現拒動或者邏輯出現問題的事故處理中。運用整組試驗法主要目的是檢查保護裝置的動作邏輯、動作時間是否正常，往往可以用很短的時間再現故障，并判明問題的根源。如出現異常，再結合其他方法進行檢查。
2.2 提高運行操作準確性要點
為保證保護投退準確，在運行規程中編入各套保護的名稱、壓板、時限、保護所跳開關及壓板使用說明。由于規定明確，執行嚴格，減少運行值班人員查閱保護圖的時間，避免運行操作出差錯。特殊情況下的保護操作，除了部分在規程中明確規定外，運行人員主要是通過培訓學習來掌握的。發現繼電保護運行中有異常或存在缺陷時，除了加強監視外，對能引起誤動的保護退其出口壓板，然后聯系繼保人員處理。如發生當直流電源消失，定期通道試驗參數不符合要求，或裝置故障或通道異常信號發出無法復歸等異常情況，均應及時退出。微機保護總告警燈亮，同時4個保護（高頻、距離、零序、綜重）之一告警燈亮時，退出相應保護。
3.繼電保護發展方向
3.1 繼電保護計算機化
按照著名的摩爾定律，芯片上的集成度每隔18-24個月翻一番。其結果是不僅計算機硬件的性能成倍增加，價格也在迅速降低。微處理機的發展主要體現在單片化及相關功能的極大增強，片內硬件資源得到很大擴充，單片機與DSP芯片二者技術上的融合，運算能力的顯著提高以及嵌入式網絡通信芯片的出現及應用等方面。這些發展使硬件設計更加方便，高性價比使冗余設計成為可能，為實現靈活化、高可靠性和模塊化的通用軟硬件平臺創造了條件。繼電保護裝置的計算機化是不可逆轉的發展趨勢。電力系統對微機保護的要求不斷提高，除了保護基本功能外，還應具有大容量故障信息和數據的長期存放空間，快速的數據處理功能，強大的通信功能，與其他保護、控制裝置和調度聯網以供享全系統數據、信息和網絡資源的能力、高級語言編程等[3]。
3.2 繼電保護網絡化
網絡保護是計算機技術、通信技術、網絡技術和微機保護相結合的產物，通過計算機網絡來實現各種保護功能，如線路保護、變壓器保護、母線保護等。電力系統網絡型繼電保護是一種新型的繼電保護，是微機保護技術發展的必然趨勢。它建立在計算機技術、網絡技術、通信技術以及微機保護技術發展的基礎上。網絡保護系統中網省級、省市級和市級主干網絡拓撲結構，以及分站系統拓撲結構均可采用簡單、可靠的總線結構、星形結構、環形結構等。分站保護系統在整個網絡保護系統中是最重要的一個環節。分站保護系統有兩種模式：一是利用現有微機保護；另一個是組建新系統，各種保護功能完全由分站系統保護管理機實現。由于繼電保護在電網中的重要性，必須采取有針對性的網絡安全控制策略，以確保網絡保護系統的安全。
3.3 繼電保護智能化
隨著計算機技術的飛速發展及計算機在電力系統繼電保護領域中的普遍應用，新的控制原理和方法不斷被應用于計算機繼電保護中。隨著人工智能技術的不斷發展，新的方法也在不斷涌現，在電力系統繼電保護中的應用范圍也在不斷擴大，為繼電保護的發展注人了新的活力。將不同的人工智能技術結合在一起，分析不確定因素對保護系統的影響，從而提高保護動作的可靠性，是今后智能保護的發展方向。雖然上述智能方法在電力系統繼電保護中應用取得了一些成果，但這些理論本身還不是很成熟，需要進一步完善。隨著電力系統的高速發展和計算機、通信等各種技術的進步和發展，可以預見，人工智能技術在繼電保護領域必會得到應用，以解決用常規方法難以解決的問題。
4.結語
隨著現代科學技術的進步，電力系統也伴隨著計算機技術、通訊技術的發展實現了巨大飛躍。繼電保護將朝著更加計算機化、網絡化和智能化的方向發展。這些都離不開繼電保護工作者的辛勤勞動。最終保障我國國家電網安全穩定運行。
參考文獻
[1]《繼電保護和安全自動裝置技術規程》（GB14285- 93）.
為適應當前電網負荷日益增多的實際情況，在信息技術日臻成熟的支持下，我國電力系統正在積極推進自動化升級改造工作，并取得了階段性成效。電力系統自動化系統是傳動電力系統運營方法和現代化信息技術的有機結合，是電力事業發展進程中的一項里程碑事件。隨著電力系統自動化的實施，電力系統運營安全水平得以大幅提高，為國民經濟發展提供的電力能源保障更加可靠，在我國有中國特色的社會主義偉大事業中發揮的作用愈加突出。深入推進電力系統自動化技術研究工作，確保電力系統高效運行和電力供應的安全穩定，是我國電力企業當前的重要課題。
1電力系統自動化技術的基本內容
電力系統是將其他形式的能量轉為電能，供人們生產、生活需要的裝置總稱。為了實現這一目的，電力系統不僅要負責電能的生產，還要承擔著電能的輸送、變壓、配置等功能，只有經過上述一系列環節，發電廠生產出來的電能才能夠轉換為適合用電單位電力使用需求的規格，從而安全穩定地投入到日常生產、生活中去。這個過程涉及海量的數據采集、運算和管理，需要對電能進行若干次的調整、保護，對電力運行進行頻繁精準的調度和控制，以此確保電能質量和供電安全。電力系統自動化的一個重要特征，是減少電力系統運行過程中人為因素的影響，通過預設好的程序對電力系統實現自動運行和管理，對系統運行中發生的問題進行自動化處理，從而提高系統運行效率、反應速度，使得電力系統運行更加趨向于安全、準確和穩定。從具體執行層面上看，電力系統自動化系管理包含電腦生產、電能輸送和配置等環節，在這些環節和過中，電力系統自動化也有著各自不同的表現形式，主要的有電網調度自動化、火力發電廠自動化、水力發電站綜合自動化、電力系統信息傳輸自動化、電力系統反事故自動化、供電系統自動化、電力工業管理系統的自動化等，這些自動化系統彼此聯系并相互協調，從而構成一個分層式的電力系統自動化管理體系。比如一個地區的變電站和發電廠及其位于中間部分的省、市調度中心、樞紐變電站就構成了一個自動化管理系統中，最高級別的調度中心負責對整個系統的調度與管理，是整個系統的管理中樞。
2電力系統的基本特點
2.1供電安全穩定的現實意義
現代社會，電能是社會活動開展的主要能源種類，電力設備的應用遍及人類活動的各個方面。電力供應是否穩定正常，對于國計民生，乃至國防安全都有著至觀重要的影響。電力正常供應得不到保障，不僅會影響到人們的正常生活和社會經濟活動的順利開展，甚至會給國家安全帶來嚴重威脅。無論從個人角度還是社會、國家的角度看，都必須想方設法保證電力供應正常穩定。
2.2電能的非存儲性對于電能使用管理的影響
由于電能自身特性的原因，電能不能大量儲存，電能的使用、輸送和生產一般都是等量進行的。電力系統生產出來的電能總量和電力使用端使用消耗的電能與輸電線路上消耗的能量之和相等。基于這些原因，要保障電力系統運行安全，必須確保電源功率平衡。不僅同一時刻發出的總電能要等于消費的總電能，還要保證電能在中間環節的順利傳輸。如果這期間有某個環節出現問題，就會給整個電力系統的正常運行帶來嚴重的負面影響。
3電力系統自動化技術分析
3.1發電廠測控系統自動化技術分析
發電廠的控制系統基本上采用的是分層分布式結構，整個控制系統包括多個控制單元，主控模件和智能模件共同組成了過程控制單元的主體，二者之間以智能總線為通信通道，負責主控模件和智能模件間的通信業務。在電力生產的過程中，各個環節的運行數據匯集到過程控制單元，由其進行相應的處理，從而實現對電力生產過程的質量檢測與控制。
3.2變電站自動化技術分析
變電站的自動化技術最主要的特點是通過管理機制的改變，消除人為因素在變電站運營管理過程中的影響，從而提高變電站運營管理的長期性、穩定系和高效性。大量先進信息技術和設備的應用，使得變電站由人工操作方式轉為自動操作方式，使得變電站長期無人值守的工作模式得以實現。在變電站的自動化技術實現過程中，計算機網絡技術以及光纖、電纜等設備的使用是其主要內容。藉由這些現代化的網絡技術，控制中心對變電站設備運行情況予以全過程、全方位的監控，對各部位設備運行情況進行數據采集，并匯集到控制中心，實現信息的共享，大幅提高變電站信息的使用效率，促進變電站運行管理工作效率的提升。此外，變電站自動化系統也是電力運行調度自動化體系中的一個重要組成部分，在電力系統自動化運行管理中發揮著重要作用。
3.3電網調度自動化技術分析
電網調度自動化是當前電力系統自動化控制的一個重要形式。電網運行調度質量的高低，直接決定這電網運行情況的好壞。通過電網調度自動化技術，電力系統的工作信息得以在電網各層級控制中心間迅速傳遞和共享，使得控制中心得以對電力系統的運行情況及時掌握，并對出現的問題做出迅速反應，使得電力系統運行維持在安全范圍內。
4電力系統自動化技術未來發展展望
4.1科學技術的發展是電力系統自動化前進的內在動力
電力系統自動化技術是一門跨學科的綜合性工程技術。計算機技術、網絡技術、通信技術、數控技術等都是構成自動化技術的重要單元。自動化技術的普及和發展，有賴于這些技術的進一步成熟和完善。
4.2電力系統自動化有賴于電力設施自動化
電力設備是電力系統的客觀載體。要實現電力系統的自動化，首先要實現電力設施、設備的自動化。目前，電力系統自動化正以電力運行調度自動化為中心，以構建動態、靜態相結合的監測機制為著力點，建立全面實時數字控制體系。自動化系統在事故檢查、自動合閘等部分擁有智能化特征。自動化配電裝置的發展會推動電力系統自動化整體快速發展。
5結束語
關鍵詞：電力系統；防雷；危害；重要性；措施
中圖分類號：F407文獻標識碼： A
引言
在社會主義市場經濟快速發展的大環境下，電力企業在我國國民經濟中的地位顯著提升，為了進一步提高我國在國際舞臺上的競爭力，電力企業必須結合實際發展狀況不斷強化企業各發展項目的整體實力，在提高電力企業經濟效益的同時，為提高我國的國際競爭力提供動力保障。在現有的科學技術發展的條件下，雷擊對電力系統的安全性和可靠性仍有巨大的威脅，加強電力系統防雷措施是電力企業發展的當務之急。下文從雷擊產生的原因及對電力系統的危害著手，對電力系統防雷措施做了簡單介紹。
一、雷擊產生的原因及對電力系統的危害
雷電是一種常見的自然現象，一旦發生雷電危害將會產生極大的破壞力，造成嚴重的經濟損失和人身安全事故。如果電力系統遭到雷電的破壞，將會產生以下問題：第一，直雷擊。直雷擊是指雷電直接作用于變電設備之上，雷擊的過程中沒有任何物體阻攔，事故發生后的危害較其他形式而言明顯偏重；第二，在雷云以下位置，通常會產生靜電現象。這種危害與電力系統的架線高度有直接關系，通常架線越高靜電產生的危害越大，架線越低靜電產生的危害越小。靜電通常以感應電壓的形式對電力系統產生威脅，在采取防雷的過程中必須高度重視靜電的危害；第三，如果電力系統周圍產生了電磁感應，受電磁感應的影響也會產生雷擊事故。電磁感應引起的雷擊事故通常由引下線引起，引下線一般埋在地下，地下埋設的金屬磁場效應的影響，當發生雷電后，通過地下先引起磁場效應的改變從而產生雷擊事故；第四，目前，絕大部分建筑物周圍均設有防雷系統，常見的防雷設備有避雷針和避雷網等，如果發生雷電，雷電一旦擊中這些避雷設備，設備必然會產生電子效應，隨即會產生一種上升的高壓，該高壓通過接地線返回避雷設備從而引發雷擊事故；第五，發生雷電后，如果雷電直接作用到配電線路上，與靜電流發生過電感應后，這兩種電流匯集在一起同時進入設備中，會導致設備受到一定程度的破壞。
二、電力系統防雷的重要性
隨著電子技術在電力系統中的應用，我國各行各業的生產建設均采用了電力系統的輔助，這在一定程度上提高了行業的生產效益，為提高行業的整體競爭力打下了堅實的基礎。在電力系統中，微電子設備上采用了新型的電力技術，因此，企業必須高度重視這類設備的保護工作。近幾年，隨著城市規模的擴大，我國電力系統的覆蓋范圍不斷增加，其中農村電網的范圍占據較大的比例，部分偏遠山區變電所的選址和電力調度工作受嚴峻的地形因素和土壤條件的影響難以順利開展，導致系統原本應該保持的電阻與電力系統的規范要求相差甚遠，該區域電力系統的防雷效應也就明顯偏低。面對雷雨天的威脅，設備一旦受到雷電的侵害，很容易發生嚴重的雷擊事故，導致電力局或者電力系統中相關設備受到嚴重的損壞，從而影響電力系統的正常運行。因此，電力企業要想在激烈的市場競爭中穩步發展，必須結合電力系統運行的實際情況重視防雷工作，為提高電力系統的運行效益打下堅實的基礎。
三、電力系統防雷措施
（一）電力系統中自動化系統的防雷措施
電力系統中自動化系統的防雷措施要求滿足以下要求：第一，使用TVS進一步增強微電子器的耐沖擊能力。瞬態電壓抑制器在電力系統中的應用可以有效解決微電子器遭受雷擊后的耐沖擊能力，因此，操作人員必須選用新型的TVS管，為提高電力系統的防雷性能提供保障；第二，采用UPS與過電保護。感應雷沿著室內的雷電侵入后，室內電壓會不斷生該，因此，必須對電源采用司機保護，進一步提高電力系統中自動化系統的抗雷性能；第三，利用接地電阻和屏幕保護，在減少電磁干擾的同時，還能保障有效的隔離時間，進一步提高電力系統中自動化系統的防雷效益。
（二）程控交換機等電力系統通信設備的防雷措施
電力專用通信網在現代社會發展過程中發揮著至關重要的作用，是現代電網安全穩定運行的三大支柱之一，程控交換機是電力專用通信網中的關鍵組成部分，該系統一旦發生故障，不僅會引發嚴重的經濟損失，還會給電力系統的正常運行產生極大的危害，因此，電力企業必須加強程控交換機等電力系統通信設備的防雷措施。
1、合理綜合布線
程控交換機的布線十分復雜，在設計布線方案的過程中必須考慮雷電安全等問題，布線工作主要涉及程控交換機中的繼線、內線以及室內接地線等布設。程控交換器的傳輸網絡通常沿著特定的信號電纜槽布線，盡量與建筑物結構保持緊密的聯系；不同等級的電纜不應該敷設在同一電纜槽內。
2、確定分流限壓的措施
程控交換機在采取防雷措施的過程中還應該確定分流限壓。安裝在室內的程控電話和專用數據線路應該安裝線路避雷器，在選擇線路避雷器時必須保障啟動的電壓是保護線路信號電壓峰值的1倍左右。如果室外需要安裝接收裝置，操作人員應該在天線位置安裝相應型號的避雷器。
（三）在電力系統中應用避雷針應注意的問題
1、注意避雷針自身過電壓防護問題
避雷針屬于過電壓保護電器的范疇，避雷針本身存在過電壓防護的問題。電力系統中雷電過電壓和操作過電壓中存儲的能量比較少，避雷器泄流可以起到一定程度的限壓作用。如果電壓的能量非常充足，其頻率通常是工頻的幾倍之多，如果頻率與工頻電源頻率保持一致，此時暫態過電壓對避雷器有比較嚴重的危害。碳化硅避雷器暫態過電壓可以承受較大額外力作用，在實際運行過程中動作特性的穩定性較弱，其沖擊放電電壓值不斷降低，一旦遇到暫態過電壓將會產生嚴重的危害。因此，在安裝避雷針的過程中，必須采取有效的暫態過電壓防護措施，在加強結構穩定性能的同時，將所有暫態過電壓限制在保護死區內，進一步提高避雷針的安全性。
2、避雷針自身對電力系統不安全影響
保護間隙和管型避雷針在間隙擊穿之后，保護回路通常不會再出現限流元件，保護動作也會隨之產生接地故障或者相間短路故障等。因此，為了減少避雷針自身對電力系統不安全的影響，電力系統應該綜合使用氧化鋅避雷針，減少避雷針保護作用的過程中引發的接地故障和相間短路故障。
3、避雷針的連續雷電沖擊保護能力
電力系統中的高壓裝置通常能夠承受連續性的雷電沖擊，為了提高避雷針的連續雷電沖擊保護能力，電力系統中必須采用具有連續性雷電沖擊保護能力的氧化鋅避雷針，為進一步提高避雷針的實際作用打下堅實的基礎。
結束語
總之，加強電力系統中各設備的防雷能力是提高電力系統安全性和可靠性的重要手段。因此，電力企業應該在明確雷擊產生的原因及對電力系統的危害后，了解電力系統防雷的重要性，并對系統中各設備的防雷措施進行深入探討，為提高電力系統的抗雷擊能力提供技術保障。
參考文獻：
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關鍵詞：電力系統；規劃設計
中圖分類號：G322.1；文獻標識碼：A ；文章編號：
電力做為我國經濟和眾多領域的基礎能源，在我們的生活中有著重要的位置，衡量我國經濟發展的重要標志是電力工業的發展水平和電氣化程度，在生活中如果沒有了電可以說等于沒了一切，生活中各處要用到電，但如果我們不合理的規劃用電，會影響到我們經濟發展。因此，合理的電力系統規劃設計就顯得尤為重要。
一、電力工程中所涉及系統規劃設計的主要內容
系統規劃設計相關工作可分為長期的電力系統發展規劃、中期的電力系統發展設計。其對單項電力工程設計具有指導性的作用，也是論證工程建設必要性的重要依據。在進行單項電力工程設計時，其涉及到的系統規劃設計主要內容包括：(1)工程所在區域的電力負荷預測和特性分析；(2)近區電網電源規劃情況及出力分析；(3)根據負荷預測和電源規劃結果，進行電力和電量平衡；(4)提出電力工程接入電網系統方案；(5)對所提方案進行電氣計算；(6)分析計算結果，并進行方案技術經濟比較；(7)為電力設計其它專業提供系統資料。(一)電力負荷預測和分析對擬建電力工程附近片區進行電力負荷預測和分析，是電力系統規劃設計的基礎。在電力工程設計時，主要進行10年以內的中短期負荷預測。中短期負荷預測，主要圍繞國民經濟的運行和發展而進行。在總結歷年經濟數據的基礎之上，結合社會經濟的發展規劃，對中短期的近區最大負荷進行逐年預測；同時，根據已建、在建和規劃的大項目情況，對負荷的特性進行必要的研究分析，并確定其對電網供電的影響。負荷預測的方法多種多樣，即有傳統的序列預測法，也有模糊理論、專家系統等新方法。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、或大容量發電機組，可采取多種方法預測負荷，分析負荷增長因素及其發展趨勢，并從中選出一般可能出現的負荷水平進行分析。
(二)電源規劃情況及出力電源規劃是電力系統規劃設計的核心內容。對擬建工程周邊電網的電源規劃進行統計，并分析電源的出力情況，是論證單項電力工程建設必要性的重要依據。
電力電源分為統調電源和地方電源，其中統調電源是指歸電網調度統一調度的各類大型發電廠；地方電源則包括各類小水電站，以及企業自備發電機組。每種電源在不同的水文期的出力各不相同，同時新建電源機組會出現在規劃期間逐年投產的情況，因此，需對電源出力情況進行詳細的分析統計，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規劃設計中起約束條件的作用。根據電力負荷預測和電源出力分析，進行項目所在地區、供電區域進行電力、電量平衡計算，并對平衡結果進行分析，從而確定電力工程的布局和規模。通過負荷預測確定各水平年的系統最大負荷，結合各類電源的出力分析，得出電力電量盈虧，從而確定電力系統所需的發電、變電設備容量。該容量應滿足負荷需求的工作容量加上系統需要的備用容量。此外，在進行電力電量平衡時，還需考慮分區間的電力電量交換，并根據情況增減設備容量。(四)接入系統方案根據工程所在地原有網絡特點、負荷分布和電網發展規劃等情況，說明項目工程在電力系統中的地位和作用，按照電網規劃，以及政府部門的審批意見，提出項目接入系統比較方案。在論述項目接入系統方案時，應遠近結合、綜合考慮節約用地、節能降耗、電網新技術的應用。與此同時，需提出項目工程各方案的布局和規模，投產年及終期近區的電網結構、運行方式和供電電壓等內容。轉
(五)電氣計算
電氣計算是電力系統規劃設計的主要內容，包括：潮流計算，穩定計算，短路電流計算和無功補償計算。
第一，潮流計算主要是對電力網絡中的功率和電壓的分布進行計算，通過潮流計算可確定系統運行方式，檢查各元件是否滿足運行要求，并為系統繼電保護和穩定計算提供依據和初值。潮流計算作為電力系統設計中最基本的計算，是比較電力工程各接入系統方案最直觀的方法。通過潮流計算得出的電網各節點電壓、各網絡元件電力損耗、以及電力潮流的分布情況，可直接用于分析各接入系統方案的可靠性、合理性和經濟性。
第二，穩定計算是指根據要求，對電力系統的各種故障情況進行模擬計算和分析，從而確定電力系統穩定問題的主要特征和穩定水平。
穩定計算多是基于潮流計算結果的基礎之上，在單項工程設計中常用到的穩定計算包括電力系統暫態穩定計算、電壓穩定計算、以及頻率穩定計算等。通過進行各種穩定計算，可校驗各接入系統方案的運行參數能否滿足穩定運行的要求，在必要的情況下提出安穩策略和保障措施。第三，短路電流計算主要是驗算在給定的網架中，由于故障短路而在電氣元件上產生的不正常電流值。計算項目工程接入系統節點處的各種短路電流，能為電氣設備的選型提供依據。
在確定網架結構和系統運行方式的情況下，進行短路電流計算可正確選擇及校驗電氣設備，選用正確的繼電保護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，減少短路電流持續時間，減少短路所造成的損失。系統的短路電流宜限制在合理的水平，當短路電流水平過大而需要大量更換工程相關網區已有電氣設備時，應提出限制短路電流的措施。
(六)方案比較
對項目接入方案進行比較，在各種電氣計算結果的基礎之上，從安全可靠性、實施性、發展適應性和經濟性等方面進行分析，從而對各方案的設計及運行做出評價，并選擇最優者作為推薦方案。
(七)系統專業提資
通過合理的系統設計，可靠的系統電氣計算，選出綜合條件最優的推薦接入系統方案，確定項目工程的建設規模和投產時間，為電力工程設計的其它專業提供有效的設計依據和準確的數據支撐。
二、電力系統規劃設計工作的一些經驗
隨著我國電網電壓的升高，電網規模的不斷擴大，電源裝機總容量的逐年提升，電力系統的發展進入了新時期。在單項電力工程的設計中，電力系統專業的設計和論證起著重要的指導作用。如何獨立開展電力系統規劃設計工作，成為中小規模的電力設計單位遇到的新問題。
(一)準備階段
在開展系統規劃設計工作前，應收集近區電力系統現狀相關資料，了解大網區的基本情況和特點，分析和整理收集到的系統資料。收集現有變電站、線路以及統調電源資料，并開列成表錄入數據庫，形成電網現狀網架的基礎數據。
與此同時，還需收集最新電力主網規劃報告，了解近區電網的發展方向和變化特點，將規劃電力網絡資料錄入數據庫，形成各規劃水平年的網架基礎數據。
(二)開展工作
關注電力系統的最新變化情況，更新數據庫資料，收集和研究各地區的負荷情況和特點，掌握大網內各電廠、變電站、電力線路的地理分布情況和數據資料，為系統設計做好準備。針對新項目工程，展開對當地負荷情況的收集工作，及時更新當地及周邊電力系統的資料。之后，進行各類系統電氣計算，配合項目工程的設計工作。
電力網絡基礎數據對電力系統規劃設計具有重要意義，所有電氣計算均是基于電網數據的基礎上進行的。因此，不斷更新和完善基礎數據，將是電力系統規劃設計的一個長期工作。三、結語隨著電力系統向大機組、大電網、高電壓和遠距離輸電發展，電力系統規劃設計起的作用進一步增加，在單項具體的電力工程設計中，對系統設計專業的要求也越來越高。本文對電力工程設計中所涉及到的系統設計的內容，進行論述和探討，并總結部分相關工作經驗，以供參考。
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關鍵詞：電力系統；“N-X”安全準則；研究分析
前言
眾所周知，N-1安全準則是被廣泛采用的電力系統安全性評價的最為有效的手段，是電力規劃、運行、調度、事故預想和保護整定計算必須考慮的最基本原則之一。但隨著電力系統的不斷發展，互聯電網的復雜性不斷增加，連鎖故障發生概率提高，有必要引入N-2和N-1-1等安全準則，以期對電網進行更加嚴格的安全校核，確保電網在特殊復雜故障情況下亦能維持安全可靠供電。同時，隨著物質經濟的發展，用戶對供電可靠性的要求也在不斷提升，因此對電網規劃和建設不能停留在傳統的標準上，需要提出更高的標準，以滿足用戶日益增長的用電可靠性的需求。本文試圖結合電力系統發展趨勢和要求探討分析以上三個安全準則的涵義和適用范圍。
1 N-1準則
目前，我國電力企業廣泛采用N-1安全準則。N-1準則以《電力系統安全穩定導則》（DL755-2001）的定義為依據，即正常運行方式下的電力系統中任一元件（如線路、發電機、變壓器等）無故障或因故障斷開，電力系統應能保持穩定運行和正常供電，其他元件不過負荷，電壓和頻率均在允許范圍內。當發電廠僅有一回送出線路時，送出線路故障可能導致失去1臺以上發電機組，此種情況也按N-1準則考慮。N-1準則用于單一元件無故障斷開條件下電力系統靜態安全分析，或單一元件故障斷開后的電力系統穩定性分析即動態安全分析。
該準則包含了兩層含義：一是保證電網的穩定；二是保證用戶得到符合質量要求的連續供電。因此，其適用范圍貫穿于電力系統規劃、運行計劃、運行等各個環節。N-1準則是目前被廣泛采用的電力系統安全性評價的最為有效的手段，是電網規劃、運行、調度、事故預想和保護整定計算必須考慮的最基本原則之一。
2 N-2準則
傳統的電力規劃通常采用N-1安全校驗準則，很少把N-2安全校驗考慮到電力規劃中。但隨著電力系統復雜性的不斷增加和用戶對供電可靠性要求的提升，有必要引入N-2安全準則對部分電網實施更嚴苛的安全校核。
N-2準則一般指正常運行方式下的電力系統中任兩個元件（如線路、發電機、變壓器等）無故障或因故障斷開，電力系統應能保持穩定運行和正常供電。
N-2準則的提出具有很強的現實意義。第一，國內外的多次大停電事故表明，隨著電網互聯的復雜性增加，系統在發生單一故障后運行于緊急狀態時，稍有擾動，系統就有可能發生連鎖故障，給電力系統及整個社會帶來巨大的經濟損失。第二，電力系統計劃檢修尤其是線路或變壓器的檢修，使得輸電網僅滿足N-1安全準則是遠遠不夠的。第三，近年來為建設資源節約型，環境友好型的綠色電網，節約走廊資源，降低工程造價，絕大部分輸電線路采用了同塔雙回或更多的架設型式，而近年來日益頻發的嚴重自然災害、嚴峻的電力設施保護形勢，時常會對同塔雙回線路的安全運行造成威脅，對于重要斷面的同塔雙回線路如系統不具備足夠的備用通道或備用容量，勢必會影響電網的穩定運行和對客戶的可靠供電。因此，從規劃層面考慮電力系統N-2安全，對系統中重要元件、斷面等實行N-2安全校核，具有重要意義。
3 N-1-1準則
N-1-1準則是近年來國內外電力企業、技術機構提出的全新的安全準則。目前，國內外學術屆尚未對N-1-1準則給出準確的定義，然而從近年來電力系統發展成果可以看出，這是相對于傳統N-1原則更為嚴格的電網冗余度要求，也是N-2準則的具體化、實用化的體現，是在電網規模逐漸龐大，電網可靠性要求日益提高的背景下逐步成形的新的電網校驗標準。如NERC（北美電力可靠性委員會）的TPL-001-1標準要求系統規劃時需進行N-1-1安全分析，即電力系統受到單一元件故障擾動后，保護裝置正確動作或實施人工系統調整，另一單一元件發生故障后，需確保系統安全穩定運行。澳大利亞珀思電網公司技術文檔指出，N-1-1準則應用于輸電網中，一個元件在檢修的而另一元件發生故障情況下系統需保持安全而不大量失負荷。我國某省級電力企業也已在電網規劃設計中引入了N-1-1校核，“設定在80%最高負荷下，若任何單一元件（不含母線）檢修，通過人工的電網重構，保證檢修期間另一元件故障（不含母線），電網能夠保持安全供電”。
筆者認為，N-1-1=（N-1）-1，即在“N-1”的基礎上再減1，這里的“N-1”代表系統元件計劃停運（如檢修等）或某一元件故障后但保護、開關及重合閘正確動作或采取人工措施，并不是指不可控制元件退出（如保護裝置動作失敗）；而再減去1是指另一元件發生故障。顯然，從經濟性和實用性考慮，“N”是有一定的邊界條件的，不是指系統中的任意一個元件。
如上述我國某省級電力企業已應用N-1-1安全準則作為500千伏主變校核原則，以確定220千伏網絡分片及500千伏主變的配置。220千伏電網片區以1-2座500千伏變電站、3臺或以上500千伏主變，帶一片負荷（可能包含220千伏電源）獨立運行為目標。220千伏片區形成初期或過渡年份可以考慮2臺主變獨立運行，但必須滿足N-1-1原則。根據該原則，一是要求單片的500千伏主變容量要足夠，即在系統負荷為最大負荷的80%情況下，3臺主變帶一片220千伏網絡時，在1臺主變檢修狀態下，又有一臺主變故障，而剩余的一臺主變能夠承擔全部負荷（或片區內部分負荷可以轉移）；二是要求與其它500/220千伏片區的聯絡要足夠強，即是在某些2臺500千伏主變帶單片運行時，一臺檢修時，另外一臺發生故障后，能夠通過與其它片區的聯絡轉移全部負荷。
N-1-1原則的提出，其實是對堅強電網、智能電網在規劃層面的新要求，也是隨著電網規模逐漸擴大，系統短路容量日益增加，電網逐漸實現分片分區運行后，對電網可靠性的必然要求。
關鍵詞：電力系統；黑啟動；系統恢復
作者簡介：戴小俊（1981-），男，江蘇丹陽人，昆明供電局，工程師。（云南 昆明 650000）
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隨著能源結構的優化調整和清潔能源的快速發展，電能所占能源消耗的比例逐漸增高，用戶對電能的依賴程度不斷增強，對系統運行的可靠性和安全性要求也不斷提高。電力系統規模的日益擴大，風能、太陽能等新能源發電的大規模并網，使得系統運行與控制的復雜度越來越高，發生大面積停電的風險也日益增大，對實現電能的安全傳輸和可靠供應提出了重大挑戰。[1]
近年來，大停電事故[2]的不斷發生給電力系統的安全運行敲響了警鐘。為了不斷提高系統運行安全性和可靠性，減少事故對社會穩定和經濟效益的影響，要求電力系統根據自身結構特點研究制訂黑啟動方案。
黑啟動是指電力系統發生大停電事故甚至整個系統停運后，利用系統中具有自啟動能力的發電機組啟動，帶動其他發電機組，在盡量短的時間內實現整個系統的正常運行。[3]
一、研究歷程
隨著電力系統的不斷發展，為避免大停電事故的發生，黑啟動受到了世界范圍的廣泛關注。自20世紀80年代起，國外研究人員就對黑啟動進行了相關研究，并明確了黑啟動過程中所需解決的問題，制定了黑啟動方案的基本原則及需注意的技術問題，如北美電力可靠性委員會（NPRC）1997年制定了有關黑起動的規劃標準。美國學者曾利用遙遠小水電廠作為黑啟動電源，針對內布拉斯加電力系統制定了相關黑啟動方案。[4]
近年來，國內對黑啟動也進行了研究。1999年，針對華東電網黑啟動問題，上海交通大學和華東電力調度局進行了仿真研究，并認真探討了發電機自勵磁、過電壓等黑啟動過程中可能出現的問題。2000年頒布的《電力系統安全穩定控制技術導則》專門增加了黑啟動的內容。同年，華北電網成功地進行了國內首次黑啟動試驗。[5]之后湖北電網、貴州電網[6-8]等進行了現場工業試驗及研究，為緊急事故下應對電網大面積停電事故積累了寶貴經驗。
二、黑啟動的主要研究內容
根據恢復不同時期電力系統的特點，可以把黑啟動過程分為三個階段，即黑啟動階段、網架重構階段及負荷恢復階段。
1.黑啟動階段
在黑啟動階段，黑啟動電源向跳閘的具有臨界時間限制的機組提供電源，使其恢復發電能力，重新并入電網，并形成獨立的子系統。黑啟動階段的關鍵在于如何選取黑啟動電源、合理劃分子系統。[9，10]
（1）黑啟動電源的確定。黑啟動電源主要包括三種類型。第一類黑啟動電源是指本身具有自啟動能力的機組，第二類黑啟動電源為事故后殘存的機組或孤島，第三類黑啟動電源為相鄰系統的支援。[10]一般選擇第一類電源為黑啟動電源，通常為水電機組或燃氣機組。現階段，隨著分布式電源的不斷接入，在電網發生大停電甚至全黑狀態時，某些分布式電源由于其微網運行特性也可作為黑啟動電源，對電網進行供電恢復。
（2）子系統劃分。黑啟動階段，子系統的劃分可看作將系統內的電廠、變電站及負荷劃分為若干不同的分組，且每個分組中至少包含一個黑啟動電源。在各個子系統內，利用黑啟動電源向其他電源供電，并進行子系統重構。
在進行子系統劃分時，需要考慮以下原則：[12-15]子系統劃分應盡量避免電網結構的大幅變化；各子系統內必須包含具備自啟動能力的機組；各子系統應具有足夠的發電能力，滿足恢復過程中電壓、頻率和負荷恢復的要求；各子系統內必須包含足夠的負荷，保持恢復過程中的功率平衡；避免長距離大功率輸電；系統間電氣聯系少；具備并網條件。
2.網架重構階段
網架重構階段需要充分利用黑啟動階段已經恢復的發電容量，通過依次啟動重要機組及投入主要輸電線路逐步建立穩定的網絡架構，為負荷的全面恢復奠定基礎。[10]
針對不同的恢復目標，網架重構可分為面向機組恢復的網架重構和面向負荷恢復的網架重構。面向機組恢復的網架重構，其主要目標是恢復未啟動機組的供電；面向負荷恢復的網架重構，其主要目標是盡快恢復重要負荷的供電。[16，17]網架重構實質上就是求解最優送電路徑，不論是給未啟動機組供電，還是給負荷供電。網架重構要求尋找網絡中恢復供電節點到目標節點的最短供電路徑，以便加速系統網架重構進程，縮短供電恢復時間。
3.負荷恢復階段
負荷恢復階段要求全面快速地恢復負荷，逐步合并各子系統。其主要目標是盡快地恢復最多的負荷。約束條件主要包括電壓、線路、變壓器的熱穩定以及系統頻率。[9-10，18]
負荷的增加一般是離散的，希望在網絡結構不變的情況下系統能恢復最多的負荷，并滿足所有的約束。負荷恢復的目標函數可以描述如下：[19，20]
約束條件為：
（1）
（2）
（3）
其中Li為節點i的負荷量；Wi為相應負荷的權重，權重愈大說明負荷愈重要；Ci為該負荷的投退狀態，取1或0；x表示狀態變量，u表示控制變量，Au表示系統運行可行域。式（1）為潮流約束方程，式（2）為系統頻率上下限、節點電壓上下限、發電機出力上下限等。
三、黑啟動注意事項
1.發電機自勵磁
自勵磁是指無勵磁發電機帶過大容性負荷狀態下可能發生的一種現象。在電力系統進行黑啟動時，由于系統內水電廠與火電廠分布距離通常較遠，作為黑啟動電源的水電機組需要通過較長空載線路對火電廠進行供電恢復。一旦線路合閘，會產生顯著的電容效應，進而引發自勵磁。[11，21]為避免啟動過程中自勵磁現象的發生，在制訂黑啟動方案時需進行自勵磁校驗。黑啟動過程中，一般通過增加系統無功負荷消除自勵磁。
2.過電壓
黑啟動過程中，通常選擇水電機組作為啟動機組，而被啟動機組一般為火電機組，通常需要經過高電壓、長距離的輸電線路進行供電恢復，從而過電壓情況比較嚴重。電壓過高則會導致發電機欠勵，甚至自勵和不穩定，因而在黑啟動過程中必須考慮過電壓問題。[20]黑啟動過程中開關操作較為頻繁，可能產生操作過電壓，因而在判斷黑啟動方案的可行性時必須校驗可能產生的操作過電壓，看其是否在系統電壓的允許范圍內。正常運行狀態下，三相不同期合閘產生的沖擊電壓最為嚴重，因而過電壓評估一般考慮電源電壓幅值最大且三相不同期合閘的情況。若這種情況下能夠滿足系統要求，采用該方案必然可以保證系統的穩定性。[21，22]
3.低頻振蕩
隨著電網的不斷互聯，規模不斷擴大，系統間電氣距離愈來愈遠，阻尼性能較差，易導致低頻振蕩的發生。黑啟動恢復初期系統相對薄弱，且多為超高壓遠距離送電，易發生低頻振蕩。為保證系統頻率的穩定，需要合理調整潮流分布或選擇性加入PSS。
4.系統穩定性
采取黑啟動方案對大停電系統進行供電恢復后，系統結構比較脆弱，安全性和穩定性差，受到擾動時就可能發生失穩。在黑啟動過程中，為避免系統受到擾動而失穩，電網再次解列，黑啟動失敗，因而有必要對系統的暫態穩定性進行評估。在黑啟動方案穩定性評估中，參照《電力系統穩定導則》的要求，一般按單相短路接地的單一故障來考察方案重建小系統的穩定性。[3，21-22]
5.合環并網
黑啟動過程中，各子系統成功恢復后需解決子系統的同步并網問題。在并網合環操作時會產生一定的合環電流，影響電網運行的安全性和穩定性，而合環電流過大甚至導致系統失穩、電網解列、黑啟動失敗。為保證黑啟動的順利進行，應對電網合環并網過程進行計算校核。根據我國電力調度規程規定，在合環并網時，分區運行的電網應滿足相位要求、電壓差在20%以內等條件。一般按照合環并網瞬間合環點兩側的電壓和相角來計算合環沖擊電流，并判斷此時黑啟動過程中各系統是否穩定。[3，11，23]
四、展望
新能源發電形式并網后，一方面為黑啟動提供了更多的啟動電源選擇；另一方面，其中大量的波動性電源也使得黑啟動問題更為復雜。如何充分利用這一類型電源，又盡量簡化其調度控制的復雜性以縮短黑啟動恢復的時間就成為必須解決的問題。
五、結語
智能電網環境下，大量不同類型新能源接入、網架結構更為復雜、運行方式更為靈活多變，不同區域間的互聯也愈加緊密，一旦發生故障就可能引起“鏈式反應”，導致系統發生大停電甚至整個系統停運。結合工程現場實際制訂合理的黑啟動方案對系統進行供電恢復，對減少大停電事故所引起的經濟損失和社會影響具有重要意義。
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關鍵詞：配電線路 過電壓保護 防雷保護
6-10kV配電線路是油田供電系統中一個重要組成部分，其安全可靠性直接影響到油田的生產發展和廣大人民的生活。而配電線路雷害事故頻繁發生，嚴重危害了配電網的供電可靠性和電網安全。因此，結合配電線路運行與雷害發生情況，提高配電線路的防雷保護措施具有相當重要的實際意義。
1、雷電的特點和引起配電線路跳閘機理
1.1雷電的發展過程
作用于電力系統的大氣過電壓，既然是由帶有電荷的雷云對地放電所引起的，那么，為了了解大氣過電壓的產生與發展，就必須先了解雷云放電的發展過程。
在雷雨季節，天空中有許多帶有大量電荷的云，即雷云。多數雷云帶有負電荷，且集中于幾個帶電中心。當雷云中集聚電荷時，就會在相應地面上感應出異號電荷，從而在雷云與地之間形成電場。隨著雷云中帶電中心電荷的集聚.其前方電場強度也越來越大。當其電場強度大于氣體的游離場強（空氣的游離場強為25—30kv/cm）時，該處就首先游離，此區域內的空氣就由原來的絕緣狀態變為導電性通道，云中電荷就沿此通道向下運動。該導電通道稱為先導通道。先導通道的形成及發展階段稱為先導放電階段。當先導通道頭部與異號感應電荷集中點接近時，由于其一端為雷云的對地電位（高達10Mv）.而另一端為地電位，故其間電場強度達到很高的數值，從而使空氣問隙發生劇烈游離，出現很大的電流，井伴隨強烈的電閃、雷鳴。這就是雷云對地放電的另一階段——主放電階段。 主放電階段的時間極短，約50～100?s ，移動速度為光速的1/20～1/2；主放電時電流可達數千安，最大可達 200～300kA。主放電到達云端時，意味著主放電階 段的結束。此時，雷云中剩下的電荷，將繼續沿主放電通道下移，此時稱為余輝放電階段。余輝放電電流僅數百安，但持續的時間可達 0.03～0.15s。由于雷云 中可能存在多個電荷中心，因此，雷云放電往往是多重的，且沿原來的放電通道， 此時先導不是分級的，而是連續發展的。
1.2雷擊引起配電線路跳閘機理
結合配電線路運行狀況基礎上發現，純梁油區配電線路雷害事故主要由感應雷電過電壓引起，當雷擊架空裸導線產生巨大雷電過電壓時，就會沿導線尋找電場最薄弱點的絕緣子沿面放電形成閃絡，最后工頻電弧向絕緣子根部的金屬發展后形成金屬性短路通道，引發線路跳閘事故。6-10kV配電線路絕緣水平直接影響了配電線路的耐雷水平，現有的6-10kV配電線路的中性點運行方式無法有效地解決線路雷擊建弧率問題，配電設備防雷保護措施不完善，上述問題造成了6-10kV配電線路較為嚴峻的防雷形勢，從而造成跳閘事故的頻繁發生。
1.3雷擊對架空絕緣導線的危害
當絕緣導線遭受雷擊時，情況就完全不同，雷電過電壓引起絕緣子閃絡，并擊穿導線的絕緣層。而擊穿點附近的絕緣物，阻礙了電弧沿著導線表面向兩側移動。因而，電弧只能在擊穿點燃燒。高達數千安培的工頻電弧電流集中在絕緣擊穿點上，并在斷路器跳閘之前很快就把導線熔斷，發生斷線這樣的重大事故發生。
2、傳統的防雷裝置
2.1避雷針和避雷線
直擊雷的防護措施通常采用接地良好的避雷針和避雷線。當雷云的先導向下發展到離地面一定高度時，高出地面的避雷針（線）頂端形成局部電場強度集中的空間，以至有可能產生局部游離而形成向上的迎面先導，這就影響了下行先導的發展方向，使其僅對避雷針（線）放電，從而使得避雷針（線）附近的物體受到保護，免遭雷擊，這就是避雷針（線）的保護原理。
避雷針（線）的保護作用是吸引雷擊于自身，并使雷電流瀉入大地，為了使 雷電流順利地瀉入大地，故要求避雷針（線）應有良好的接地裝置。另外，當強 大的雷電流通過避雷針（線）流入大地是，必然在避雷針（線）或接地裝置上產 生幅值很高的過電壓。為了防止避雷針（線）與被保護物之間的間隙擊穿（也稱為反擊），它們之間應保持一定的距離。
2.2避雷器
避雷器是電力系統中保護設備免遭雷電沖擊波襲擊的設備。當線路中的雷電沖擊波超過避雷器保護水平時，避雷器首先放電，并將雷電流經過良導體安全的引入大地，利用接地裝置使雷電壓幅值限制在被保護設備雷電沖擊水平以下，使電氣設備受到保護。避雷器按其發展的先后可分為：保護間隙——是最簡單形式的避雷器；管型避雷器——也是一個保護間隙，但它能在放電后自行滅弧；閥型避雷器——是將單個放電間隙分成許多短的串聯間隙，同時增加了非線性電阻，提高了保護性能；磁吹避雷器——利用了磁吹式火花間隙，提高了滅弧能力，同時還具有限制內部過電壓能力；氧化鋅避雷器——利用了氧化鋅閥片理想的伏安特性（非線性極高，即在大電流時呈低電阻特性，限制了避雷器上的電壓，在正常工頻電壓下呈高電阻特性），具有無間隙、無續流殘壓低等優點，也能限制內部過電壓，被廣泛使用。
3、合理的選擇避雷器的類型
3.1避雷器的連續雷電沖擊保護能力
有時高壓電力裝置可能遭受連續雷電沖擊，連續雷電沖擊是指兩次雷電入侵波間隔時間僅數百μs至數千μs，間隔時間極短。碳化硅避雷器保護動作既泄放雷電流也泄放工頻續流，切斷續流時耗最大達10000μs，一次保護循環時間要遠大于10000μs才能恢復到可進行再次動作能力，故碳化硅避雷器沒有連續雷電沖擊保護能力。氧化鋅避雷器保護動作只泄放雷電流，雷電流泄放（小于100μs）完畢，立即恢復到可進行再次動作能力，故氧化鋅避雷器具有連續雷電沖擊保護能力，這對于多雷區或雷電活動特殊強烈地區的防雷保護尤為重要。
3.2避雷器的保護特性
避雷器的保護特性是輸配電設備絕緣配合的基礎。性能優越的避雷器能將電 力系統中的過電壓限制到對絕緣無害的水平。改善避雷器的保護性能，不僅可以 提高輸配電系統的運行可靠性，而且可以降低電氣設備絕緣水平，從而減輕設備 重量，降低設備造價。
避雷器是防止過電壓損壞電力設備的保護裝置。它實際上是一個放電器，當雷電入侵波或操作波超過某一電壓值后，避雷器將優先于其并聯的被保護電力設 備放電，從而限制了過電壓，使與其并聯的電力設備得到保護。
4、合理的選擇避雷器的安裝結構
對6～10kv采用鋼筋混凝土桿的線路，一般采用瓷橫擔，如采用鐵橫擔，宜用高一級絕緣水平的絕緣子，并盡量縮短切除故障時間，以減少雷擊跳閘率和斷線等事故。另外，按防止侵入波的要求，在進線上需裝設避雷器或保護間隙及短段避雷線保護措施。對6～10kv配電變壓器，應用氧化鋅避雷器保護。也可兩相用避雷器一相用間隙保護，在同一配電網中，間隙必須裝在同一相等線上，或者三相均用間隙保護，保護裝置應盡量靠近變壓器，其接地線應與變壓器低壓側中性點或中性點擊穿保險器的接地端（對中性點不接地的電網）以及金屬外殼連在一起接地。
5結束語：
1、雷電防護將是個系統工程，雷電防護的中心內容是泄放和均衡：泄放是將雷電與雷電電磁脈沖的能量通過大地泄放，并且應符合層次性原則，即盡可能多、盡可能遠地將多余能量在引入電力系統之前泄放入地；層次性就是按照所設立的防雷保護區分層次對雷電能量進行削弱。
2.均衡就是保持系統各部分不產生足以致損的電位差，即系統所在環境及系統本身所有金屬導電體的電位在瞬態現象時保持基本相等，這實質是基于均壓等電位連接的。
參考文獻
【關鍵詞】防雷；措施；電力系統；探討
電力系統的正常、安全的運轉，也會使人們用電情況穩定、安全，從而使得各個行業的工作系統不受到影響，保持正常運行。在電力行業迅猛發展的當今，電力系統的正常運轉在我們平常生活、辦事辦公中占著舉足輕重的地位。但是不得不承認的是，電力系統在硬件故障中存在著一些問題，環境因素也造成了一定的影響。[1] 使電網安全受到威脅最重要的一個原因就是雷擊。目前，全球都在電力系統防雷設備這一方面投入了強大的人力物力并進行深入探究和探討。
1 雷擊產生的原因及對電力系統的危害
雷電大自然自然形成的一種現象，具有很大的損壞能力，尤其是在電力系統方面毀壞的范圍更大。雷電破壞電力系統的路線有下面幾種：其一，直接擊在建筑物上的閃電，它的產生的物理學原理是，閃電直接擊在改變電壓的設施或線路上，因為是直接施力于物體上，其間沒有受到任何阻攔的事物，所以形成的危險災害就很大。其二，在帶有雷電的云朵下，在物體上會有電荷分離的現象。對于不同的電線桿高度，感受到的電壓是不一樣的，這種現象通常都是在帶有雷電的云朵下，會產生相應程度的靜電反應，因此而形成雷電打擊。其三，通過感應電流、電壓產生的雷電直擊，產生這種現象通常都是由引下線引起的，把引下線在埋進土地里面的時候，周邊會余留些許帶有金屬的細小線管，通過這些線管就會容易形成磁場現象，所以在有雷電產生的時候，通過這些金屬導體和周圍的磁場就會產生感應電壓、電流，從而形成雷擊。其四，如今，有很多建筑物周圍都建立了防止雷電的系統像避雷針，避雷線，防雷地網，避雷器等等，有雷擊出現的時候，閃電直接作用在防雷設施上，通過這些設施會形成相應的反映，發生了電荷間的效應后，在地面表層的電位上漲，形成一股強烈的電壓，然后經過接地線回歸到防雷設施上，產生一種強烈的回擊。其五，雷電產生的時候，直接擊在物體上的閃電會很快擊在配電線路上，再經過靜態電流的觸電反應，這兩種電流的匯集到一起，自然會導致一些設施產生某些的破損。
2 電力系統防雷的重要性
如今，科學技術的發展步伐加快，各個范圍都要運用到先進的電子技術，在我們國家，電力系統是一項為人民服務的工程，是我國民眾發展的根本，電力的需求在各個生產構建中都是必不可少的，同時，電力系統中也大量運用到了電子技術，因為在超小型電子設施上也運用到了這種技術，所以要保護這些設施的任務就顯得格外重要。因為在我國的電力系統涉及到的范疇很大，而且在鄉下電網所占的范圍最大，所以有很多位于比較偏僻地方的改變電壓、電流的場所或者是管理電力的手段由于所在的環境不一樣，受到土地優劣的限定，因此在電阻這一塊就會受到一定的影響，與電力系統的標準相差的非常大，所以在防雷系統中就覺得很薄弱。[2]以至于電力系統中的超小型的設施容易受到外部環境的干涉，特別是在雷雨季節，更容易遭受到雷電的攻擊，造成有關設施容易損壞，甚至可能癱瘓，對提供電能的穩定的運轉造成障礙，也給人們的正常活動產生了非常大的影響，在經濟問題上也遭到了虧損。因此，要嚴格注意電力系統的防雷措施，給供電的正常運轉以穩定的保障。
3 電力系統中的防雷方式
電力系統中的防控雷電攻擊的措施可使用架空地線或防雷針。它們的效用是以防雷電直接擊在物體上，使這些電力設施在保護范疇內降低遭受雷電直擊的概率。避雷器的功能是能安全的把雷電流帶到土地里去，通過接地裝置使雷電壓數值控制讓受保護的設施在雷電攻擊力度范圍內，使電力設施得到保障。避雷器一方面可以用來防止大氣超過電壓，另一方面也可以用來防止操縱超過過電壓。這些所被保護設施都要在避雷針（線）的保護范疇之內，以防雷電的擊打。當避雷針受到雷電攻擊的時候，避雷針對地面表層的電位也許會很高，如果它們與受到保護的電氣設施之間間隔的絕緣距離不是很大，就會導致在避雷針受到作用后，使這之間的產生電荷轉移，使物體不顯電性，形成強烈的回擊，造成嚴重的事故。為了避免發生這種事故，所以就要求空氣間隙必須比剩余的最小純距離要大。[3]
4 電力系統防雷的幾點建議
4.1 接地系統
各種接閃器要與設計要求相符合，與電力設施有充足的安全范圍；引下線使用多匝銅絞線，方便雷電流安全排放；線的直徑應該按照等電位聯接導體的方式來大致計算；將具有一樣對地電位的可導電部分連接，以免產生雷電回擊的現象；運用多種方式減少電流向遠處分散形成的電阻。
4.2 線路防雷
線路全部建立采用線或雙避雷線；特別的線路桿增加建力附角避雷針；比較長的線路增加設立更多的避雷器，進線桿塔是重點防范雷擊的地方，增設避雷器或避雷針。
4.3 站室防雷
除了根據設施選型規則選定適當防雷設備以外，還需要格外注重被保護電力設施和各個避雷設備間的絕緣匹配標準。
4.4 弱電防雷
在高壓變壓器當面區域到建筑物總體配電盤間的電線內芯線兩頭部分對地增設避雷器；在所有貴重的、精確設施和持續供電的電源的前面區域對地安裝避雷器；各種信號系統依照電子產品的敏銳度來進行預防標準。
4.5 防雷接地
雷電天氣給電力系統會帶來很嚴重的損害，因此防雷接地這個任務就顯得格外重要。這是為了保護人的生命安全和各個設施的安全，以防電流產生的不必要損傷。雷擊發生的時候的出現的回擊現象決定了各種避雷接地設備的接地電阻，這個電阻是不能大于10歐姆。
4.6 對二次系統接地改進
低于250v及以下的電壓二次系統室內設施、屏柜接地不標準實行接地改進。把握室內的全部屏柜的門等使用位置應該和屏柜主體要有有效的連合。運用阻擋方式。大量運用阻擋設備，在此過程中要格外重視對每個“口”的緊密封閉，像那些通入室內的金屬材料、傳送信息的線路、電纜的進口處都要做好相應的密封工作，每一種線纜都需要采用阻攔舉措，那些帶有金屬材料的管道、線路都可使用屏蔽線纜。
4.7 避雷器選擇上多多選擇有很長時間正常運轉的實現產品、有優異產品設施和先進檢驗方式的廠家，以保障避雷設備的質量。
5 結語
電力系統的發展進程既涉及到一個時代的進步，還在國民生產中的每個區域占有必不可少的地位，離開了電力系統的穩定運轉都會使它們的發展滯后。在發展迅猛的今天，電力的需求量也越來越大，所以就要對電力的供應及其重視，因此我們要做好對電力系統完善的保護舉措。長期以來雷擊就是一種對電力系統影響是最大的，因此必須落實在電力系統中的防雷工作，要依據具體的現實情況而擬定好最適合的防雷方針。在防止雷擊的任務中，要廣泛運用新技巧新想法，以保障電力系統的穩定運轉，給民眾的生產生活提供一個有利的條件。
【參考文獻】
[1]牛靈慧.電力系統防雷措施研究[J].河南城建學院學報，2011，01.
關鍵詞：電力；SDH光纖通信；網絡組網優化
1我國電力光通訊網絡的現狀分析
1.1SDH在電力系統通信網絡中的推廣和應用
電力通信網絡包含的內容比較多，一般其所包含的業務比較復雜，例如有：視頻會議電話系統、計費和計量相關信息、穩定安全運行系統和裝置、調度語音電話、變電站的各類自動化服務信息、行政語音電話以及繼電保護信息等。每一種不同的業務在光纖網絡中所對應的自愈方式、寬帶、誤碼率等等都不同。就目前狀況來看，因為傳統的PDH在實現網絡自動化，促進發展方面需要較多的背靠背設備，具有一定的繁瑣性，所以其逐漸被分片的SDH取代。SDH在促進通信網路發展方面具有較大的作用，其提取的信號比較多，并且能夠通過自身的優勢節省較多的設備，為促進網絡通信發展提供了有效的作用，因此得到了不斷的推廣和應用。
1.2電力SDH光纖通信網的發展普遍滯后于電網發展
目前，我國電網運用量不斷加強，運行規模逐步擴大，SDH光纖的發展相對來說并不超前，并且施工基本是分批次進行的，所以通信網絡的機構和路徑都受到了一定的制約。隨著電網的技術不斷加強，規模不斷加大，SDH的運行也逐漸復雜化，相關裝置對電網的傳輸延時、可靠性等都提出了較高的要求。同時，我國的SDH系統也逐漸出現了穩定性不強、運行狀況不佳、結構不合理、擴展性不高以及管理不健全等問題。因此，在對目前現有的通信特點和網絡運行框架分析的同時，對SDH光纖進行結構優化和系統健全管理成為了其發展的需求。
2電力SDH光纖通信網絡的組網優化
2.1現有電力系統通信網絡的特性
分析電力系統通信網絡主要是用來為系統的調度和生產服務，因為各種調度信息不斷發生著變化，所以SDH的業務流量也不斷進行著改變，要想對網絡結構進行分析，首先要對通信系統的特征進行分析。其特征總結為以下幾點：①電力系統的站點較多、密度較大。因為網絡傳輸的信息量較大，所以要確保在24h之內不間斷地運行。②因為電力系統是和國民生活相關聯的，所以電力通信系統所發出來的信息對于系統安全運用有重要的作用。其行業特點決定其要有較高的可靠性。③基于電力系統的后期發展來說，要盡量促使電力通信網絡的配置和框架結構靈活，為后期結構調整做好充分的保障。④很多光纖通信是實行的無人值班工作，所以對其信息化程度具有較高的需求。
2.2電力SDH光纖通信網路的應用
2.2.1需要具備良好的自愈能力和可靠性
所謂自愈能力是指在光纖正常運行過程中，如果發生突然中斷以及難以連接等故障，光纖網絡可以進行自動倒換保護，自動排除故障，維護現有業務的正常運行，SDH光纖能夠通過自愈能力實現網絡的正常運行，在實施自動保護過程中，其設置可以分為單雙向通道實施，具體可以通過子網連接保護、單雙復用段保護、1：N保護、1+1保護等模式。在SDH網絡拓撲中常見的有五種結構，分別有樹形、鏈形、網孔形、星形、環形，其中環形和鏈形較為常用。而我國常用的結構為環形結構，這種結構既能確保高可靠性，又能很好的實現自愈功能。在具體的應用過程中，SDH光纖的芯數有四芯和兩芯，一般地市級通信網絡通常使用兩芯，既能節省成本，又能確保業務正常運轉，并且在運行中往往采用兩芯SDH光纖構建二纖單項通道。SDH二纖單向通道倒換環如圖1（a）、（b）所示。如圖1，利用兩根光纖構成P1和SI，PI是保護裝備，SI是傳輸信號的主環，兩者的業務方向相反，通過“單端橋接、末端倒換”的結構，實現“并發選收”的功能，可以優先選擇兩者中信號較好的進行接收。如圖1（a）所示，信號AC從A端饋入，經S1環順時針方向傳送，經P1環逆時針方向傳送，接收端C選取S1環與P1環送來的信號較好的一路接收。如圖1（b）所示，一旦B、C之間出現故障，無法連接，那么經過S1傳送出來的AC信號就無法有效傳出，那么，倒換開關就會自動從S1切換到P1，信號就會從P1經過傳送AC信號，能夠保證正常的網絡運行。就是通過這種雙向備用的網絡模式，能夠及時的排除網絡故障，確保光纖網絡的正常運行，實現網絡的自愈。
2.2.2SDH網絡分層結構的優化
我國“十五”規劃對電力通信做出了新的要求，要求采用兩級調度體制，并且由500kV和220kV變電站進行負責，110kV變電站由各區負責，實現了三層網絡結構，集控中心將各地調550kV變電站組成核心層；各區220kV變電站組成匯聚層；110kV變電站組成接入層。其中110kV接入層進行業務接入然后傳入匯聚層，再由匯聚層傳送到核心層，核心層進行統一調度。這種三層網絡結構可以有效的實現網絡業務上的分層管理，是二級管理的集中體現。伴隨著網絡傳送技術的進一步發展，電力通信網絡主要呈現中心式的發展特征，主要由上級中心層向下級周邊區進行推進。而SDH網絡技術也朝著扁平化模式發展，也就是將這種模式逐漸融入到接入層和匯聚層中。因此，對SDH網絡進行不斷優化，能夠進一步的實現信息的集中化、整合化，實現網絡結構的扁平化發展模式，便于網絡業務的迅速開展和集中調度，實現網絡的良好運行和管理。網絡核心層主要包括通信樞紐、通信中心、通信節點、備用通信中心，網絡在接入通信點時，要根據所屬業務范圍，接入就近的業務通信點。而接入層具有匯聚和接入的兩種功能，不僅可以將各個節點的業務進行整合，而且能夠接入通信業務，實現資源的有效整合。
2.2.3SDH光纖通信網絡的升級
SDH光纖通信設備主要有兩種升級方式，一種是容量的升級，例如：將系統容量從STM-1升級到STM-4或STM-16。另一種是網絡拓撲升級，例如：可以對節電設備進行升級，將其復用器由原先的終端性改為上下分插或數字交叉連接，這樣能夠實現光纖網絡的升級，而且能夠提高使用效率。
3結語
隨著科技的不斷創新，電力通信技術不斷發展，新技術的發展必然會促進設備的優化和更新，對電力系統的探索也永不止步。本文對SDH在電力系統中的應用進行分析和探究，談了相關發展，并針對其發展中存在的問題進行分析，找出一系列解決對策，同時對組網方式配置、板卡有線等問題進行了探究，最后提出了SDH光纖設備的升級和優化技術。
參考文獻：
[1]梁芝賢,穆國強.SDH網絡的優化與改造[J].電力系統通信,2007,(174).
關鍵詞：電力；系統；設計
中圖分類號：F40 文獻標識碼：A
1 電源規劃
1.1 如何測定裝機容量
（1）測定裝機容量首先要易居用電量的需求和供電廠的實際水平做到用電衡量工作。相關部門依據每一步的水平來測定發電廠的總體水平。（2）測定裝機容量首先要其次要根據我國的產業政策和具體區域的電力規劃現狀，加之對當地用電量需求的測定，來進行一系列的調查研究，從而提出問題，分析問題，解決問題。（3）根據各個地方引薦的整體規模和實施辦法，由此進行電源方面的平衡后，制定出多個電力企業的施工規模和進度安排。
1.2 備用安排
（1）負荷備用容量：負荷時刻在變化，通常取最大發電負荷 2%～5%，高值適用大系統，低值適用于小系統。負荷備用在一段時間內可由不同的電廠擔任。含有水電廠的系統中，一般多由有調節能力的水電廠負荷備用。在純火電廠系統中，應選擇條件能力較好、經濟指標適宜的機組當負荷備用。（2）事故備用容量：通常為最大發電負荷的 10%左右，但不小于系統當中最大一臺機組容量。系統事故備用容量的配置，一般可按系統內水、火電廠工作容量的比例進行分配。調節性能好有相當靠近負荷的水電廠可擔任較大的事故備用容量。擔任事故備用容量的水電廠必須具有可連續帶基荷連續工作10天以上的事故備用庫容。在事故備用容量中，應有相當大一部分設置在影響機組上作為“熱備用”。（3）檢修備用容量：通常為最大發電負荷的 8%～10%，具體數值由系統情況而定。檢修備用容量應考慮系統負荷特點、水、火電廠比例、設備質量、檢修水平等因素，滿足可以周期性地檢修所有機組設備的要求，故一般要按系統中最大一臺機組容量來參照確定檢修備用容量。
系統機組的計劃檢修，應充分利用負荷季節性低落空出的容量，只有空出的容量不足以保證全部機組周期性檢修的需要才設置檢修備用容量。火電廠機組檢修為 1～1.5 年，檢修時間為 30 天左右；水電組檢修期為 1～2 年，檢修時間為 20 天左右。
2 電力負荷預測
2.1 要進行深入細致的調查研究
進行深入細致的調查研究是電力負荷預測的第一大方法。為便于負荷預測的開展，我們就首先把負荷的增長點調查清楚，這就要求電力部門要大量搜集縣發展和改革委和各鄉鎮發展部門經濟發展規劃，在此基礎上進行匯總、加權，使其成為是電力負荷預測的重要參考部分，這也是有效運用用電單耗法和彈性系數等方法進行負荷預測的重要基礎部分。其次，電力部門要對縣級發展改革部門、鄉鎮管理企業的部門以及水利部門等進行調查研究，從而取得各企業、各部門的各項新建項目和改造項目的用電計劃。其三，電力部門要對所掌握的規劃期內的大型用電項目所屬企業和主管部門進行深入細致的調查，從而掌握項目的時間進度、可行性以及所需負荷等詳細材料。進行深入細致地調查之后，在統計需電量時，要綜合考慮到一些難以預測的因素。
2.2 要采用正確的預測方法
除了進行調查研究外，電力負荷預測還要采用正確的預測方法。由于電力工業的特點，負荷預測包括需電量預測和負荷預測。預測方法大致包括趨勢分析法、回歸分析法、負荷密度法等多類辦法。（1）對趨勢解析的辦法。對趨勢解析的辦法是電力負荷預測的第一大方法。所謂對趨勢解析的辦法是指對趨勢的分析、聚合以及回歸等方面的辦法，到現在為止，這種辦法在研究這種應為的最多，應用的也最為普遍，屬于定量研究方法的范疇。從根本上講，對趨勢解析的辦法依據一些既有的資料和事實來確定出一條對電力符合自身進行有效預測的曲線，隨后，依據下一段時間內一個時刻的負荷值。（2）回歸分析法。應用回歸分析的方法是電力負荷預測的第二大方法。回歸分析法也就是統計分析法，是定量預測方法的一種，它的應用已經十分廣泛。此種辦法的最終目的是對應用電力負荷預測的預測值和相關因子之間相互聯系的分析。這種辦法能夠對GNP、GDP等對影響因素值和相關既有的資料和事實予以精確表述，最終確定電力負荷預測的預測值和相關因子之間相互聯系。（3）負荷密度法。對負荷密度預測的方法是電力負荷預測的第三大方法。一般而言，所謂負荷密度是指要將相關地區分解成為工業等一些區域，然后通過這些地方的經濟發展、居民人均收入等既有數據，然后根據一定的參照標準，進行負荷密度預測。一般而言，負荷密度表示為kW/km2。
3 短路電流計算
3.1 短路計算
目的：電氣主接線的比較與選擇；選擇斷路器等電氣設備或對這些設備提出技術要求；為繼電保護的設計及保護提供依據；評價并確定網絡方案，研究限制短路電流的措施；分析計算送電線路對通訊設施的影響。
3.2 短路電流計算的步驟
（1）選擇短路點；（2）繪出等值網絡（次暫態網絡圖），將各元件電抗統一編號；（3）化簡等值網絡，將等值網絡化為以短路點為中心的輻射形等值網絡，并求出各電源與短路點之間的電抗，即轉移電抗；（4）求計算電抗：a.由運算曲線查出各電源點供給的短路電流周期分量的標幺值；b.無限大容量電源供給短路電流周期分量標幺值，其大小為計算電抗的倒數；（5）計算短路電流周期分量的有名值和短路容量；（6）計算短路電流沖擊值。根據以上步驟就可算出各短路點的短路電流，進而選出符合條件的用電設備。
4 潮流計算
線路的等效：（1）當線路不超過 100km時，等效為阻抗；（2）當線路超過100km時，等效為阻抗且有電導支路；（3）變壓器等效為電抗。
作為電力能源大國的我國，電力系統地位和作用十分重要，不可忽視。所以說，一定要大力做好電力系統的預測工作，成不斷發展電力能源，從負荷預測、電源規劃等各個方面做好電力規劃設計工作。
參考文獻
[1]張曉光.論電力系統設計的新思維[J].東北電力技術，1995.
關鍵詞：電力系統；負荷預測；氣象因素；預測模型
中圖分類號：TM715 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）03-0171-02
1引言
電力系統短期負荷預測，在國內都有相關的研究，如文獻[1]構建了一種基于統計分析的負荷規律性評價方法。在此基礎上，建立了預估負荷預報誤差極限的分析方法。運用所提出的方法對負荷變化的規律性進行評價。文獻[2]利用BP神經網絡進行電力系統短期負荷預測，在保證有足夠的訓練樣本的前提下，對預測模型進行合理分類，構造了相應于不同季節的周預測、日預測模型，文獻[3]從不同角度對氣象因素對電網負荷影響進行了深入的分析，介紹了國內外的研究現狀，提出了氣象因素對短期負荷預測影響分析的思路、方法和意義，討論了常用電力負荷特性的分析方法，文獻[4]短期負荷預測的“雙周期加混沌”法是基于負荷記錄數學性質的預測方法.為了進一步提高其預測精度而提出的三項改進。
以上研究都沒有深入研究氣象因素對短期負荷預測的具體影響，給出較為直觀的數字；研究表明，氣象因素是影響短期負荷的主要因素，溫度、風速、降雨量、等都對負荷產生一定程度的影響。氣溫是對負荷影響最大的氣象因素。故各氣象因素與負荷之間存在一定的相關性。本文討論了象因素對短期負荷預測的具體影響，建立三次指數平滑模型和動態神經網絡模型對負荷進行預測。
2 問題描述
短期負荷預測是電力系統運行與分析的基礎，提高負荷預測精度，是保障電力系統優化決策科學性的重要手段。現代電力系統中，氣象因素（溫度、濕度、降雨量等）對電力系統負荷的影響愈顯突出。考慮氣象因素成為調度中心進一步改進負荷預測精度的主要手段之一。
符號說明：
最近幾天t時刻的負荷平均值
第i天第t時刻的負荷
回歸系數
殘差平方和
剩余方差（殘差的方差）
回歸平方和
輸入層到隱層之間的權值矩陣
隱層到輸出層之間的權值矩陣
第期的一次指數平滑值
3 模型建立
3.1 數據預處理
數據存在兩方面問題。一是我國各級電力調度中心大多采用SCDA，會將錯誤的變化規律帶入預測模型。二是隨機因素的影響，對天氣狀況的記錄有可能出現異常值。故需要對數據進行預處理。
3.1.1 初步篩選
針對負荷低于1000MW的異常數據，由權威文獻負荷低于1000MW的情況基本不可能出現，可以采用前后相近周期的負荷數據近視代替異常數據。
3.1.2 縱向對比處理
電力負荷呈周期性變化，連續幾日同一時刻的負荷具有相似性，其變化范圍維持在一定的限度內，超出這個范圍，則可以認為該數據存在異常。公式如下：
如果
（1）
則
（2）
3.1.3 橫向對比處理
負荷的變化在短時間內是平穩的，同一天相鄰兩時刻負荷的變化不大，以前后兩個時刻的負荷為基準，設定數據變化的最大范圍。如果負荷值與前后兩個時刻的負荷數據之差的絕對值都超過閾值，就認為該負荷值是異常數據，公式如下：
（3）
則
（4）
式中：為閾值，在反復嘗試后本文選擇500MW作為閾值。
3.2 回歸分析模型
由參考文獻，負荷與最高溫度，平均溫度，最低溫度三者成二次非線性關系；與相對濕度，降雨量近似成線性關系，故可建立如下多元二項式回歸模型。
（5）
其中：是與的未知參數，為回歸系數。
模型（1.1）中的參數用最小二乘法估計，應選取估計值，使當，時，誤差平方和達到最小。
（6）
3.2.1 統計分析
（1）是β的線性無偏最小方差估計；在β的無偏估計中，的方差最小。
（2）服從正態分布
（7）
記=。
（3）對殘差平方和，，且
（8）
由此得到的無偏估計
（9）
是剩余方差（殘差的方差），稱為剩余標準差。
（4）對總平方和進行分解，有
（10）
其中：；是由（1.2）定義的殘差平方和，反應隨機誤差對的影響；稱為回歸平方和，反映自變量的影響。上面的分解中利用了正規方程組。
3.2.2 回歸模型的假設檢驗
需要檢驗與之間是否存在如模型（1.1）所示的線性關系。如果所有的都很小，與的線性關系就不明顯，可令原假設為：
當成立時由分解式（1.6）定義的滿足：
（11）
判斷統計量值對應的概率。如果，則拒絕回歸模型成立。
3.2.3 回歸分析平均相對誤差
為了對預測結果的準確性進行評分析，我采用平均相對誤差作為判斷指標，其計算公式如下：
（12）
最后根據模型，可得到各負荷與各氣象因素的回歸方程、相關系數R、回歸平均相對誤差，從而確定各個氣象因素對負荷預測精度的影響。
3.3 動態神經網絡模型
動態神經網絡是指神經網絡帶有反饋與記憶功能，神經網絡能將前一時刻的數據保留，該方法的記憶功能對時序列的滯后給予了一定的彌補，三次指數平滑能很好的預測數據的發展趨勢，但在預測結果的精確性不如動態神經網絡。
故本文建立隱含層12個神經元，延遲為7期的NAR動態神經網絡模型，利用前期的數據預測當期數據，選用的訓練函數為Levenberg-Marquardt，本模型可簡化的表示為：
（13）
3.4 猶神經網絡模型求解
Step1：對數據進行標準化，使各值在0-1之間；
Step2：選取訓練神經網絡的數據，根據“預測某一天，就選取改天以前的所有的天的數據”而定；
Step3：對訓練動態神經網絡的數據進行矩陣變換，使其為一列。對該數據進行分割，輸入數據的70%作為該網絡訓練數據，15%作為驗證數據。其余的15%作為測試數據；
Step4：反復調節隱層神經元個數和時間滯后個數，并反復進行訓練，，確定隱含層神經元數目、滯后期，時網絡性能最好；
Setp5：對網絡性能作分析，進一步繪制目標值與預測值的回歸圖像，理論上當目標值與輸出值完全相同時，因此可以使用訓練好的網絡進行預測；
4 結論
研究了氣象因素（溫度、濕度、降雨量等）對電力系統負荷的具體影響，其中溫度對預測結果影響最大。建立了指數平滑模型、動態神經網絡模型對電力系統短期負荷進行預測：三次指數平滑能很好的預測數據的發展趨勢，動態神經網絡有更高預測結果精度。
5 算例
已知出兩地區2012年1月1日至2014年12月31日的電力負荷數據見表、氣象因素數據（由于篇幅限制，數據參見第九屆電工杯數學建模A題），對兩地區的日最高負荷、日最低負荷、日平均負荷與各氣象因素的關系進行回歸分析；進行7天的電力負荷進行預測。
兩地區的日最高負荷、日最低負荷、日平均負荷與各氣象因素回歸參數見表1和表2。
由表1和表2可以看出：負荷與最高溫度，平均溫度，最低溫度擬合效果較好，相合性較高，故誤差較小；負荷與相對濕度，降雨量擬合效果較差，相合性較低，誤差較高。回歸系數越大該項對預測值影響越大，根據求得的回歸系數，可優先推薦用回歸系數大的平均溫度來提高預測精度。
本文建立的動態神經網絡預測模型、三次指數平滑預測模型、都可以用來對未來7天的負荷數據進行預測，兩個模型對未來預測結果的差異小于20%，其中最后一個個模型差異小于15%。同時兩個模型的預測結果可以相互檢驗，證明預測模型的準確度較高。
參考文獻
[1]穆鋼，侯凱元，楊右虹，等.負荷預報中負荷規律性評價方法的研究[J].中國電機工程學報，2001，21（10）：96-101.
[2]周佃民，管曉宏.基于神經網絡的電力系統短期負荷預測研究[J].電網技術，2002，26（2）：10-13.
[3]朱振偉.氣象因素對電網負荷特性影響的研究[D].浙江大學電氣工程學院，浙江大學，2008.
