时间：2022-11-12 00:33:52
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇电力系统，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：线路 防雷 电力 接地
中图分类号：TM12 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（c）-0103-01
雷电是一种自然现象，它能释放出巨大的能量，极具破坏力，其电压可高达数百万伏，瞬间电流更可高达数十万安培。千百年来，雷电所造成的破坏不计其数。雷击中心1.5～2 km半径的范围内都可能产生危险过电压损害线路上的设备。一直以来，致力于电力生产和电力设备研究的人员通过对雷击破坏性的研究、探索，对雷电的危害采取了一定的预防措施，有效地降低了雷害。
随着电子技术的不断发展，各种电子设备不断应用，各种网络系统广泛应用于电力，随着电力系统容量的增加和自动化水平的不断提高，电力自动化系统已使用了相当数量的计算机和其它微电子设备，电力调度及其变电所由于所在地土壤电阻率较高或地处山区，其地网的接地电阻往往很难达到电力标准规范中的要求，为防雷工作增加了许多难度，由于一些微电子器件工作电压仅几伏，传递信息电流小至微安级，对外界的干扰极其敏感，而雷电流产生的瞬变电磁场对微电子设备的干扰和损害尤为严重，在雷雨季节，电力局调度大楼和所属自动化显示系统、通讯系统常常损坏，造成较大的直接和间接经济损失，影响当地电力系统的正常调度、工农业生产和人民的日常生活，因此，电力系统的防雷工作非常重要，采取切实可行的预防措施，对确保电力系统正常运行具有重大意义[1]。
发电厂、变电所的雷电灾害事故主要来源于三方面：（1）雷电击中避雷针时而在引下线附近产生的高电位和感应过电压而产生的破坏；（2）雷电直击于发电厂、变电所的建筑物、输电线路和其他设备产生的破坏；（3）输电线路传导来的雷电波击坏设备。
电力线路受到雷击时，导线会因电磁感现象而产生过电压，此电压会高出线路相电压两倍及以上，因此破坏线路绝缘遭而引起事故，当雷击发生时，巨大的雷电流在线路对地阻抗之间产生很大的电位差，因此导致线路绝缘闪络，雷击危害线路本身的安全，还会沿导线瞬间传到变电站，如变电站内防雷措施不佳，会造成变电站内设备严重损坏[2]。
雷击引起线路闪络的形式有以下两种：（1）绕击：雷电直接击在相线上，电击概率与雷电在架空线路上的迎面先导的发展跟定向有关，若迎面先导自导线向上发展，发生绕击概率就会增大，一般与导线在档距中的驰度、邻近线路的存在、导线的数目和分布及其它几何因素有关，因此要求降低杆塔的接地电阻、加强线路绝缘、重雷区的线路架设耦合地线等，对于无架空线地线的情况，雷击可能性很大，雷电流很大时，电压太高，就会通过支持绝缘子对地放电，形成回路，严重时引起绝缘子击穿、线路断线等严重故障；（2）反击：雷电直接击在避雷线或杆塔上，此时作用在绝缘层上的电压大大超过其冲击放电电压，则发生从杆塔到导线的线路绝缘反击，该电压等于导线间与杆塔的电位差，雷击杆塔时，开始几乎所有电流都流经杆塔及其接地装置，随时间的增加，相邻杆塔参与雷电流放入地的作用越来越大，因此使被击杆塔电位降低，所有除要求增加线路无架空地线的绝缘水平外，还应当减小线路架空地线接地电阻[3]。
为了避免雷击对线路的伤害，常采用以下电力线路防雷办法：（1）放电间隙串联辅助间隙：35 kV以下的情况，为防止间隙产生误动作，应该在其接地引下线中串接一辅助间隙，这样当树枝、鸟类、昆虫或其它物体意外引起主间隙短路，不至于引起接地和放电，同时起辅助灭弧作用。其距离可采用5～20 mm，电压为60 kV以上时，由于其主间隙距离很大，因此不必增加辅助间隙；（2）避雷器并联放电间隙：将放电间隙和避雷器同时使用，雷击发生时避雷器会先动作，避免放电间隙频繁动作而影响使用寿命，而当避雷器损坏失去作用时，放电间隙起第二层保护，此方法的优点是价格低廉，节约成本[4]。为防止间隙频繁动作，要求在满足安全情况的条件下，尽可能增加间隙的距离。
电力系统防雷技术的要点可概括如下：（1）发电厂、变电所的建筑物防雷保护：发电厂、变电所等的建筑物防雷，主要是要注意被保护设备要在避雷针的保护范围之内以及两者之间的有效绝缘距离问题。解决了这方面的问题，也就解决了发电厂、变电所等的建筑物防雷保护问题；（2）输电线路的防雷保护主要是安装避雷线、增强绝缘性及安装管型或阀型避雷器和保护间隙，其中避雷线的安装是关键。而电机和变压器等的防雷主要是安装磁吹避雷器、管型或阀型避雷器和保护间隙等。管型避雷器，是一种改进以后放在管状外壳内的火花隙。多用于电力输送网的线路保护上。阀型避雷器，是火花隙和阀片串联而成，是变电所最主要的防雷保护装置。保护间隙，是简单而原始的避雷器。
由于大气雷电活动的复杂性和不可预测性，在现有科技条件下对于雷电研究，人类还相当有限。我国富源广阔，自然条件复杂，在安装电力系统时需根据当地实际情况，造成了单一防雷方法是不能全国通用，因此需因地制宜，合理采用多种防雷措施相结合，才能满足现实需要[5]。
参考文献
[1] 周泽存.电压技术[M].水利电力出版社，1988.
[2] 邱毓昌.高电压工程[M].西安交通大学出版社，1995.
[3] 苏邦礼.雷电与避雷工程[M].中山大学出版社，1996.
[关键词]电力系统 ；继电保护； 现状
中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）31-0265-01
前言：电力工业是国家经济发展战略中的重点和先行产业，现代工业的发展都离不开电力的支持。由于电力的这种重要地位，对电力进行继电保护显得至关重要。通过继电保护可以在电力系统发生故障时，第一时间排除故障，从而将损失降到最低。不断创新、完善继电保护技术是电力系统保护的重要内容。
1. 概述
1.1 继电保护的含义
继电保护技术通常是指根据电力系统故障和危机安全运行的异常工况，提出切实可行的对策的反事故自动化措施。一般来说，一套继电保护装置由3个部分组成，即测量部分、逻辑部分和执行部分。测量部分用于测量被保护装置的工作状态电气参数，与整定值进行比较，从而判断保护装置是否应该启动。逻辑部分，根据测量部分逻辑输出信号的性质、先后顺序、持续时间等，使保护装置按一定的逻辑关系判定故障类型和范围，确定保护装置如何动作。执行部分根据接收到的逻辑部分的信号，完成跳闸、发出信号等动作[1]。
1.2 继电保护的基本任务
继电保护是保证电力系统安全运行、提高经济效益的有效技术，其基本任务是自动的、迅速的、有选择性的将故障元件从电力系统切除，迅速恢复非故障部分的正常供电，要求能正确反映电气设备的不正常运行状态，并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同发出信号，以便值班人员进行处理，或由装置自动调整，并要能与供配电系统的自动装置，如自动重合闸装置ARD、备用电源自动投入装置APD等配合，根据电网运行方式，选择短路类型，选择分值系数，缩短事故停电时间，提高供电系统的运行可靠性。
2.继电保护存在的问题及解决方法
2.1 继电保护常见问题
继电保护可能因为系统软件因素发生不可靠性情况。软件出错将导致保护装置误动或拒动。继电保护系统硬件装置因素也会出现不可靠情况。由二次回路绝缘老化、导致接地等原因造成的故障在继电保护系统故障中占有一定比例。而对于通道及接口，高频保护的收发信机、纵联差动保护的光纤、微波的通信接口等装置系统易于发生通信阻断故障，直接影响继电保护装置的正确动作。此外，安装人员未能按设计要求正确接线或接线中极性不正确等误接线问题和检修、运行人员的误操作问题在不少电网中都曾发生过。
2.1 继电保护过程中事故处理方法
要进行继电保护时，只要正确充分利用微机提供的故障信息，对于经常发生的简单事故是较容易排除的，但对少数故障仅凭经验是难以解决的，应采取正确的方法和步骤进行。要正确对待人为事故，充分利用故障录波和时间记录。微机事件记录、故障录波图形、装置灯光显示信号是事故处理的重要依据，根据有用信息作出正确判断是解决问题的关键。还应运用正确的检查方法，常用的检查方法有逆序检查法、顺序检查法和运用整组试验法。顺序检查法常应用在保护出现误动时，具体表现在如果利用微机事件记录和故障录波不能在短时间内找到事故发生的根源时，应注意从事故发生的结果出发，一级一级的往前查找，直到找到根源为止。逆序检查法是利用检验调试的手段来寻找故障的根源[2]。按外部检查、绝缘检测、定值检查、电源性能测试、保护性能检查等顺序进行。这种方法主要应用于微机保护出现拒动或者逻辑出现问题的事故处理中。运用整组试验法主要目的是检查保护装置的动作逻辑、动作时间是否正常，往往可以用很短的时间再现故障，并判明问题的根源。如出现异常，再结合其他方法进行检查。
2.2 提高运行操作准确性要点
为保证保护投退准确，在运行规程中编入各套保护的名称、压板、时限、保护所跳开关及压板使用说明。由于规定明确，执行严格，减少运行值班人员查阅保护图的时间，避免运行操作出差错。特殊情况下的保护操作，除了部分在规程中明确规定外，运行人员主要是通过培训学习来掌握的。发现继电保护运行中有异常或存在缺陷时，除了加强监视外，对能引起误动的保护退其出口压板，然后联系继保人员处理。如发生当直流电源消失，定期通道试验参数不符合要求，或装置故障或通道异常信号发出无法复归等异常情况，均应及时退出。微机保护总告警灯亮，同时4个保护（高频、距离、零序、综重）之一告警灯亮时，退出相应保护。
3.继电保护发展方向
3.1 继电保护计算机化
按照著名的摩尔定律，芯片上的集成度每隔18-24个月翻一番。其结果是不仅计算机硬件的性能成倍增加，价格也在迅速降低。微处理机的发展主要体现在单片化及相关功能的极大增强，片内硬件资源得到很大扩充，单片机与DSP芯片二者技术上的融合，运算能力的显著提高以及嵌入式网络通信芯片的出现及应用等方面。这些发展使硬件设计更加方便，高性价比使冗余设计成为可能，为实现灵活化、高可靠性和模块化的通用软硬件平台创造了条件。继电保护装置的计算机化是不可逆转的发展趋势。电力系统对微机保护的要求不断提高，除了保护基本功能外，还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间，快速的数据处理功能，强大的通信功能，与其他保护、控制装置和调度联网以供享全系统数据、信息和网络资源的能力、高级语言编程等[3]。
3.2 继电保护网络化
网络保护是计算机技术、通信技术、网络技术和微机保护相结合的产物，通过计算机网络来实现各种保护功能，如线路保护、变压器保护、母线保护等。电力系统网络型继电保护是一种新型的继电保护，是微机保护技术发展的必然趋势。它建立在计算机技术、网络技术、通信技术以及微机保护技术发展的基础上。网络保护系统中网省级、省市级和市级主干网络拓扑结构，以及分站系统拓扑结构均可采用简单、可靠的总线结构、星形结构、环形结构等。分站保护系统在整个网络保护系统中是最重要的一个环节。分站保护系统有两种模式：一是利用现有微机保护；另一个是组建新系统，各种保护功能完全由分站系统保护管理机实现。由于继电保护在电网中的重要性，必须采取有针对性的网络安全控制策略，以确保网络保护系统的安全。
3.3 继电保护智能化
随着计算机技术的飞速发展及计算机在电力系统继电保护领域中的普遍应用，新的控制原理和方法不断被应用于计算机继电保护中。随着人工智能技术的不断发展，新的方法也在不断涌现，在电力系统继电保护中的应用范围也在不断扩大，为继电保护的发展注人了新的活力。将不同的人工智能技术结合在一起，分析不确定因素对保护系统的影响，从而提高保护动作的可靠性，是今后智能保护的发展方向。虽然上述智能方法在电力系统继电保护中应用取得了一些成果，但这些理论本身还不是很成熟，需要进一步完善。随着电力系统的高速发展和计算机、通信等各种技术的进步和发展，可以预见，人工智能技术在继电保护领域必会得到应用，以解决用常规方法难以解决的问题。
4.结语
随着现代科学技术的进步，电力系统也伴随着计算机技术、通讯技术的发展实现了巨大飞跃。继电保护将朝着更加计算机化、网络化和智能化的方向发展。这些都离不开继电保护工作者的辛勤劳动。最终保障我国国家电网安全稳定运行。
参考文献
[1]《继电保护和安全自动装置技术规程》（GB14285- 93）.
为适应当前电网负荷日益增多的实际情况，在信息技术日臻成熟的支持下，我国电力系统正在积极推进自动化升级改造工作，并取得了阶段性成效。电力系统自动化系统是传动电力系统运营方法和现代化信息技术的有机结合，是电力事业发展进程中的一项里程碑事件。随着电力系统自动化的实施，电力系统运营安全水平得以大幅提高，为国民经济发展提供的电力能源保障更加可靠，在我国有中国特色的社会主义伟大事业中发挥的作用愈加突出。深入推进电力系统自动化技术研究工作，确保电力系统高效运行和电力供应的安全稳定，是我国电力企业当前的重要课题。
1电力系统自动化技术的基本内容
电力系统是将其他形式的能量转为电能，供人们生产、生活需要的装置总称。为了实现这一目的，电力系统不仅要负责电能的生产，还要承担着电能的输送、变压、配置等功能，只有经过上述一系列环节，发电厂生产出来的电能才能够转换为适合用电单位电力使用需求的规格，从而安全稳定地投入到日常生产、生活中去。这个过程涉及海量的数据采集、运算和管理，需要对电能进行若干次的调整、保护，对电力运行进行频繁精准的调度和控制，以此确保电能质量和供电安全。电力系统自动化的一个重要特征，是减少电力系统运行过程中人为因素的影响，通过预设好的程序对电力系统实现自动运行和管理，对系统运行中发生的问题进行自动化处理，从而提高系统运行效率、反应速度，使得电力系统运行更加趋向于安全、准确和稳定。从具体执行层面上看，电力系统自动化系管理包含电脑生产、电能输送和配置等环节，在这些环节和过中，电力系统自动化也有着各自不同的表现形式，主要的有电网调度自动化、火力发电厂自动化、水力发电站综合自动化、电力系统信息传输自动化、电力系统反事故自动化、供电系统自动化、电力工业管理系统的自动化等，这些自动化系统彼此联系并相互协调，从而构成一个分层式的电力系统自动化管理体系。比如一个地区的变电站和发电厂及其位于中间部分的省、市调度中心、枢纽变电站就构成了一个自动化管理系统中，最高级别的调度中心负责对整个系统的调度与管理，是整个系统的管理中枢。
2电力系统的基本特点
2.1供电安全稳定的现实意义
现代社会，电能是社会活动开展的主要能源种类，电力设备的应用遍及人类活动的各个方面。电力供应是否稳定正常，对于国计民生，乃至国防安全都有着至观重要的影响。电力正常供应得不到保障，不仅会影响到人们的正常生活和社会经济活动的顺利开展，甚至会给国家安全带来严重威胁。无论从个人角度还是社会、国家的角度看，都必须想方设法保证电力供应正常稳定。
2.2电能的非存储性对于电能使用管理的影响
由于电能自身特性的原因，电能不能大量储存，电能的使用、输送和生产一般都是等量进行的。电力系统生产出来的电能总量和电力使用端使用消耗的电能与输电线路上消耗的能量之和相等。基于这些原因，要保障电力系统运行安全，必须确保电源功率平衡。不仅同一时刻发出的总电能要等于消费的总电能，还要保证电能在中间环节的顺利传输。如果这期间有某个环节出现问题，就会给整个电力系统的正常运行带来严重的负面影响。
3电力系统自动化技术分析
3.1发电厂测控系统自动化技术分析
发电厂的控制系统基本上采用的是分层分布式结构，整个控制系统包括多个控制单元，主控模件和智能模件共同组成了过程控制单元的主体，二者之间以智能总线为通信通道，负责主控模件和智能模件间的通信业务。在电力生产的过程中，各个环节的运行数据汇集到过程控制单元，由其进行相应的处理，从而实现对电力生产过程的质量检测与控制。
3.2变电站自动化技术分析
变电站的自动化技术最主要的特点是通过管理机制的改变，消除人为因素在变电站运营管理过程中的影响，从而提高变电站运营管理的长期性、稳定系和高效性。大量先进信息技术和设备的应用，使得变电站由人工操作方式转为自动操作方式，使得变电站长期无人值守的工作模式得以实现。在变电站的自动化技术实现过程中，计算机网络技术以及光纤、电缆等设备的使用是其主要内容。藉由这些现代化的网络技术，控制中心对变电站设备运行情况予以全过程、全方位的监控，对各部位设备运行情况进行数据采集，并汇集到控制中心，实现信息的共享，大幅提高变电站信息的使用效率，促进变电站运行管理工作效率的提升。此外，变电站自动化系统也是电力运行调度自动化体系中的一个重要组成部分，在电力系统自动化运行管理中发挥着重要作用。
3.3电网调度自动化技术分析
电网调度自动化是当前电力系统自动化控制的一个重要形式。电网运行调度质量的高低，直接决定这电网运行情况的好坏。通过电网调度自动化技术，电力系统的工作信息得以在电网各层级控制中心间迅速传递和共享，使得控制中心得以对电力系统的运行情况及时掌握，并对出现的问题做出迅速反应，使得电力系统运行维持在安全范围内。
4电力系统自动化技术未来发展展望
4.1科学技术的发展是电力系统自动化前进的内在动力
电力系统自动化技术是一门跨学科的综合性工程技术。计算机技术、网络技术、通信技术、数控技术等都是构成自动化技术的重要单元。自动化技术的普及和发展，有赖于这些技术的进一步成熟和完善。
4.2电力系统自动化有赖于电力设施自动化
电力设备是电力系统的客观载体。要实现电力系统的自动化，首先要实现电力设施、设备的自动化。目前，电力系统自动化正以电力运行调度自动化为中心，以构建动态、静态相结合的监测机制为着力点，建立全面实时数字控制体系。自动化系统在事故检查、自动合闸等部分拥有智能化特征。自动化配电装置的发展会推动电力系统自动化整体快速发展。
5结束语
关键词：电力系统；防雷；危害；重要性；措施
中图分类号：F407文献标识码： A
引言
在社会主义市场经济快速发展的大环境下，电力企业在我国国民经济中的地位显著提升，为了进一步提高我国在国际舞台上的竞争力，电力企业必须结合实际发展状况不断强化企业各发展项目的整体实力，在提高电力企业经济效益的同时，为提高我国的国际竞争力提供动力保障。在现有的科学技术发展的条件下，雷击对电力系统的安全性和可靠性仍有巨大的威胁，加强电力系统防雷措施是电力企业发展的当务之急。下文从雷击产生的原因及对电力系统的危害着手，对电力系统防雷措施做了简单介绍。
一、雷击产生的原因及对电力系统的危害
雷电是一种常见的自然现象，一旦发生雷电危害将会产生极大的破坏力，造成严重的经济损失和人身安全事故。如果电力系统遭到雷电的破坏，将会产生以下问题：第一，直雷击。直雷击是指雷电直接作用于变电设备之上，雷击的过程中没有任何物体阻拦，事故发生后的危害较其他形式而言明显偏重；第二，在雷云以下位置，通常会产生静电现象。这种危害与电力系统的架线高度有直接关系，通常架线越高静电产生的危害越大，架线越低静电产生的危害越小。静电通常以感应电压的形式对电力系统产生威胁，在采取防雷的过程中必须高度重视静电的危害；第三，如果电力系统周围产生了电磁感应，受电磁感应的影响也会产生雷击事故。电磁感应引起的雷击事故通常由引下线引起，引下线一般埋在地下，地下埋设的金属磁场效应的影响，当发生雷电后，通过地下先引起磁场效应的改变从而产生雷击事故；第四，目前，绝大部分建筑物周围均设有防雷系统，常见的防雷设备有避雷针和避雷网等，如果发生雷电，雷电一旦击中这些避雷设备，设备必然会产生电子效应，随即会产生一种上升的高压，该高压通过接地线返回避雷设备从而引发雷击事故；第五，发生雷电后，如果雷电直接作用到配电线路上，与静电流发生过电感应后，这两种电流汇集在一起同时进入设备中，会导致设备受到一定程度的破坏。
二、电力系统防雷的重要性
随着电子技术在电力系统中的应用，我国各行各业的生产建设均采用了电力系统的辅助，这在一定程度上提高了行业的生产效益，为提高行业的整体竞争力打下了坚实的基础。在电力系统中，微电子设备上采用了新型的电力技术，因此，企业必须高度重视这类设备的保护工作。近几年，随着城市规模的扩大，我国电力系统的覆盖范围不断增加，其中农村电网的范围占据较大的比例，部分偏远山区变电所的选址和电力调度工作受严峻的地形因素和土壤条件的影响难以顺利开展，导致系统原本应该保持的电阻与电力系统的规范要求相差甚远，该区域电力系统的防雷效应也就明显偏低。面对雷雨天的威胁，设备一旦受到雷电的侵害，很容易发生严重的雷击事故，导致电力局或者电力系统中相关设备受到严重的损坏，从而影响电力系统的正常运行。因此，电力企业要想在激烈的市场竞争中稳步发展，必须结合电力系统运行的实际情况重视防雷工作，为提高电力系统的运行效益打下坚实的基础。
三、电力系统防雷措施
（一）电力系统中自动化系统的防雷措施
电力系统中自动化系统的防雷措施要求满足以下要求：第一，使用TVS进一步增强微电子器的耐冲击能力。瞬态电压抑制器在电力系统中的应用可以有效解决微电子器遭受雷击后的耐冲击能力，因此，操作人员必须选用新型的TVS管，为提高电力系统的防雷性能提供保障；第二，采用UPS与过电保护。感应雷沿着室内的雷电侵入后，室内电压会不断生该，因此，必须对电源采用司机保护，进一步提高电力系统中自动化系统的抗雷性能；第三，利用接地电阻和屏幕保护，在减少电磁干扰的同时，还能保障有效的隔离时间，进一步提高电力系统中自动化系统的防雷效益。
（二）程控交换机等电力系统通信设备的防雷措施
电力专用通信网在现代社会发展过程中发挥着至关重要的作用，是现代电网安全稳定运行的三大支柱之一，程控交换机是电力专用通信网中的关键组成部分，该系统一旦发生故障，不仅会引发严重的经济损失，还会给电力系统的正常运行产生极大的危害，因此，电力企业必须加强程控交换机等电力系统通信设备的防雷措施。
1、合理综合布线
程控交换机的布线十分复杂，在设计布线方案的过程中必须考虑雷电安全等问题，布线工作主要涉及程控交换机中的继线、内线以及室内接地线等布设。程控交换器的传输网络通常沿着特定的信号电缆槽布线，尽量与建筑物结构保持紧密的联系；不同等级的电缆不应该敷设在同一电缆槽内。
2、确定分流限压的措施
程控交换机在采取防雷措施的过程中还应该确定分流限压。安装在室内的程控电话和专用数据线路应该安装线路避雷器，在选择线路避雷器时必须保障启动的电压是保护线路信号电压峰值的1倍左右。如果室外需要安装接收装置，操作人员应该在天线位置安装相应型号的避雷器。
（三）在电力系统中应用避雷针应注意的问题
1、注意避雷针自身过电压防护问题
避雷针属于过电压保护电器的范畴，避雷针本身存在过电压防护的问题。电力系统中雷电过电压和操作过电压中存储的能量比较少，避雷器泄流可以起到一定程度的限压作用。如果电压的能量非常充足，其频率通常是工频的几倍之多，如果频率与工频电源频率保持一致，此时暂态过电压对避雷器有比较严重的危害。碳化硅避雷器暂态过电压可以承受较大额外力作用，在实际运行过程中动作特性的稳定性较弱，其冲击放电电压值不断降低，一旦遇到暂态过电压将会产生严重的危害。因此，在安装避雷针的过程中，必须采取有效的暂态过电压防护措施，在加强结构稳定性能的同时，将所有暂态过电压限制在保护死区内，进一步提高避雷针的安全性。
2、避雷针自身对电力系统不安全影响
保护间隙和管型避雷针在间隙击穿之后，保护回路通常不会再出现限流元件，保护动作也会随之产生接地故障或者相间短路故障等。因此，为了减少避雷针自身对电力系统不安全的影响，电力系统应该综合使用氧化锌避雷针，减少避雷针保护作用的过程中引发的接地故障和相间短路故障。
3、避雷针的连续雷电冲击保护能力
电力系统中的高压装置通常能够承受连续性的雷电冲击，为了提高避雷针的连续雷电冲击保护能力，电力系统中必须采用具有连续性雷电冲击保护能力的氧化锌避雷针，为进一步提高避雷针的实际作用打下坚实的基础。
结束语
总之，加强电力系统中各设备的防雷能力是提高电力系统安全性和可靠性的重要手段。因此，电力企业应该在明确雷击产生的原因及对电力系统的危害后，了解电力系统防雷的重要性，并对系统中各设备的防雷措施进行深入探讨，为提高电力系统的抗雷击能力提供技术保障。
参考文献：
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[3]吴昊瑾.电力系统防雷工程设计浅谈[J].科技视界,2014,（12）:82+101.
关键词：电力系统；规划设计
中图分类号：G322.1；文献标识码：A ；文章编号：
电力做为我国经济和众多领域的基础能源，在我们的生活中有着重要的位置，衡量我国经济发展的重要标志是电力工业的发展水平和电气化程度，在生活中如果没有了电可以说等于没了一切，生活中各处要用到电，但如果我们不合理的规划用电，会影响到我们经济发展。因此，合理的电力系统规划设计就显得尤为重要。
一、电力工程中所涉及系统规划设计的主要内容
系统规划设计相关工作可分为长期的电力系统发展规划、中期的电力系统发展设计。其对单项电力工程设计具有指导性的作用，也是论证工程建设必要性的重要依据。在进行单项电力工程设计时，其涉及到的系统规划设计主要内容包括：(1)工程所在区域的电力负荷预测和特性分析；(2)近区电网电源规划情况及出力分析；(3)根据负荷预测和电源规划结果，进行电力和电量平衡；(4)提出电力工程接入电网系统方案；(5)对所提方案进行电气计算；(6)分析计算结果，并进行方案技术经济比较；(7)为电力设计其它专业提供系统资料。(一)电力负荷预测和分析对拟建电力工程附近片区进行电力负荷预测和分析，是电力系统规划设计的基础。在电力工程设计时，主要进行10年以内的中短期负荷预测。中短期负荷预测，主要围绕国民经济的运行和发展而进行。在总结历年经济数据的基础之上，结合社会经济的发展规划，对中短期的近区最大负荷进行逐年预测；同时，根据已建、在建和规划的大项目情况，对负荷的特性进行必要的研究分析，并确定其对电网供电的影响。负荷预测的方法多种多样，即有传统的序列预测法，也有模糊理论、专家系统等新方法。对具有重要意义的电力工程，如枢纽变电站、输送大量潮流的电力线路、或大容量发电机组，可采取多种方法预测负荷，分析负荷增长因素及其发展趋势，并从中选出一般可能出现的负荷水平进行分析。
(二)电源规划情况及出力电源规划是电力系统规划设计的核心内容。对拟建工程周边电网的电源规划进行统计，并分析电源的出力情况，是论证单项电力工程建设必要性的重要依据。
电力电源分为统调电源和地方电源，其中统调电源是指归电网调度统一调度的各类大型发电厂；地方电源则包括各类小水电站，以及企业自备发电机组。每种电源在不同的水文期的出力各不相同，同时新建电源机组会出现在规划期间逐年投产的情况，因此，需对电源出力情况进行详细的分析统计，以利于下一步工作开展。
(三)电力电量平衡
电力电量平衡在电力系统规划设计中起约束条件的作用。根据电力负荷预测和电源出力分析，进行项目所在地区、供电区域进行电力、电量平衡计算，并对平衡结果进行分析，从而确定电力工程的布局和规模。通过负荷预测确定各水平年的系统最大负荷，结合各类电源的出力分析，得出电力电量盈亏，从而确定电力系统所需的发电、变电设备容量。该容量应满足负荷需求的工作容量加上系统需要的备用容量。此外，在进行电力电量平衡时，还需考虑分区间的电力电量交换，并根据情况增减设备容量。(四)接入系统方案根据工程所在地原有网络特点、负荷分布和电网发展规划等情况，说明项目工程在电力系统中的地位和作用，按照电网规划，以及政府部门的审批意见，提出项目接入系统比较方案。在论述项目接入系统方案时，应远近结合、综合考虑节约用地、节能降耗、电网新技术的应用。与此同时，需提出项目工程各方案的布局和规模，投产年及终期近区的电网结构、运行方式和供电电压等内容。转
(五)电气计算
电气计算是电力系统规划设计的主要内容，包括：潮流计算，稳定计算，短路电流计算和无功补偿计算。
第一，潮流计算主要是对电力网络中的功率和电压的分布进行计算，通过潮流计算可确定系统运行方式，检查各元件是否满足运行要求，并为系统继电保护和稳定计算提供依据和初值。潮流计算作为电力系统设计中最基本的计算，是比较电力工程各接入系统方案最直观的方法。通过潮流计算得出的电网各节点电压、各网络元件电力损耗、以及电力潮流的分布情况，可直接用于分析各接入系统方案的可靠性、合理性和经济性。
第二，稳定计算是指根据要求，对电力系统的各种故障情况进行模拟计算和分析，从而确定电力系统稳定问题的主要特征和稳定水平。
稳定计算多是基于潮流计算结果的基础之上，在单项工程设计中常用到的稳定计算包括电力系统暂态稳定计算、电压稳定计算、以及频率稳定计算等。通过进行各种稳定计算，可校验各接入系统方案的运行参数能否满足稳定运行的要求，在必要的情况下提出安稳策略和保障措施。第三，短路电流计算主要是验算在给定的网架中，由于故障短路而在电气元件上产生的不正常电流值。计算项目工程接入系统节点处的各种短路电流，能为电气设备的选型提供依据。
在确定网架结构和系统运行方式的情况下，进行短路电流计算可正确选择及校验电气设备，选用正确的继电保护整定值和熔体的额定电流，从而确保在故障情况下能快速切断短路电流，减少短路电流持续时间，减少短路所造成的损失。系统的短路电流宜限制在合理的水平，当短路电流水平过大而需要大量更换工程相关网区已有电气设备时，应提出限制短路电流的措施。
(六)方案比较
对项目接入方案进行比较，在各种电气计算结果的基础之上，从安全可靠性、实施性、发展适应性和经济性等方面进行分析，从而对各方案的设计及运行做出评价，并选择最优者作为推荐方案。
(七)系统专业提资
通过合理的系统设计，可靠的系统电气计算，选出综合条件最优的推荐接入系统方案，确定项目工程的建设规模和投产时间，为电力工程设计的其它专业提供有效的设计依据和准确的数据支撑。
二、电力系统规划设计工作的一些经验
随着我国电网电压的升高，电网规模的不断扩大，电源装机总容量的逐年提升，电力系统的发展进入了新时期。在单项电力工程的设计中，电力系统专业的设计和论证起着重要的指导作用。如何独立开展电力系统规划设计工作，成为中小规模的电力设计单位遇到的新问题。
(一)准备阶段
在开展系统规划设计工作前，应收集近区电力系统现状相关资料，了解大网区的基本情况和特点，分析和整理收集到的系统资料。收集现有变电站、线路以及统调电源资料，并开列成表录入数据库，形成电网现状网架的基础数据。
与此同时，还需收集最新电力主网规划报告，了解近区电网的发展方向和变化特点，将规划电力网络资料录入数据库，形成各规划水平年的网架基础数据。
(二)开展工作
关注电力系统的最新变化情况，更新数据库资料，收集和研究各地区的负荷情况和特点，掌握大网内各电厂、变电站、电力线路的地理分布情况和数据资料，为系统设计做好准备。针对新项目工程，展开对当地负荷情况的收集工作，及时更新当地及周边电力系统的资料。之后，进行各类系统电气计算，配合项目工程的设计工作。
电力网络基础数据对电力系统规划设计具有重要意义，所有电气计算均是基于电网数据的基础上进行的。因此，不断更新和完善基础数据，将是电力系统规划设计的一个长期工作。三、结语随着电力系统向大机组、大电网、高电压和远距离输电发展，电力系统规划设计起的作用进一步增加，在单项具体的电力工程设计中，对系统设计专业的要求也越来越高。本文对电力工程设计中所涉及到的系统设计的内容，进行论述和探讨，并总结部分相关工作经验，以供参考。
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关键词：电力系统；“N-X”安全准则；研究分析
前言
众所周知，N-1安全准则是被广泛采用的电力系统安全性评价的最为有效的手段，是电力规划、运行、调度、事故预想和保护整定计算必须考虑的最基本原则之一。但随着电力系统的不断发展，互联电网的复杂性不断增加，连锁故障发生概率提高，有必要引入N-2和N-1-1等安全准则，以期对电网进行更加严格的安全校核，确保电网在特殊复杂故障情况下亦能维持安全可靠供电。同时，随着物质经济的发展，用户对供电可靠性的要求也在不断提升，因此对电网规划和建设不能停留在传统的标准上，需要提出更高的标准，以满足用户日益增长的用电可靠性的需求。本文试图结合电力系统发展趋势和要求探讨分析以上三个安全准则的涵义和适用范围。
1 N-1准则
目前，我国电力企业广泛采用N-1安全准则。N-1准则以《电力系统安全稳定导则》（DL755-2001）的定义为依据，即正常运行方式下的电力系统中任一元件（如线路、发电机、变压器等）无故障或因故障断开，电力系统应能保持稳定运行和正常供电，其他元件不过负荷，电压和频率均在允许范围内。当发电厂仅有一回送出线路时，送出线路故障可能导致失去1台以上发电机组，此种情况也按N-1准则考虑。N-1准则用于单一元件无故障断开条件下电力系统静态安全分析，或单一元件故障断开后的电力系统稳定性分析即动态安全分析。
该准则包含了两层含义：一是保证电网的稳定；二是保证用户得到符合质量要求的连续供电。因此，其适用范围贯穿于电力系统规划、运行计划、运行等各个环节。N-1准则是目前被广泛采用的电力系统安全性评价的最为有效的手段，是电网规划、运行、调度、事故预想和保护整定计算必须考虑的最基本原则之一。
2 N-2准则
传统的电力规划通常采用N-1安全校验准则，很少把N-2安全校验考虑到电力规划中。但随着电力系统复杂性的不断增加和用户对供电可靠性要求的提升，有必要引入N-2安全准则对部分电网实施更严苛的安全校核。
N-2准则一般指正常运行方式下的电力系统中任两个元件（如线路、发电机、变压器等）无故障或因故障断开，电力系统应能保持稳定运行和正常供电。
N-2准则的提出具有很强的现实意义。第一，国内外的多次大停电事故表明，随着电网互联的复杂性增加，系统在发生单一故障后运行于紧急状态时，稍有扰动，系统就有可能发生连锁故障，给电力系统及整个社会带来巨大的经济损失。第二，电力系统计划检修尤其是线路或变压器的检修，使得输电网仅满足N-1安全准则是远远不够的。第三，近年来为建设资源节约型，环境友好型的绿色电网，节约走廊资源，降低工程造价，绝大部分输电线路采用了同塔双回或更多的架设型式，而近年来日益频发的严重自然灾害、严峻的电力设施保护形势，时常会对同塔双回线路的安全运行造成威胁，对于重要断面的同塔双回线路如系统不具备足够的备用通道或备用容量，势必会影响电网的稳定运行和对客户的可靠供电。因此，从规划层面考虑电力系统N-2安全，对系统中重要元件、断面等实行N-2安全校核，具有重要意义。
3 N-1-1准则
N-1-1准则是近年来国内外电力企业、技术机构提出的全新的安全准则。目前，国内外学术届尚未对N-1-1准则给出准确的定义，然而从近年来电力系统发展成果可以看出，这是相对于传统N-1原则更为严格的电网冗余度要求，也是N-2准则的具体化、实用化的体现，是在电网规模逐渐庞大，电网可靠性要求日益提高的背景下逐步成形的新的电网校验标准。如NERC（北美电力可靠性委员会）的TPL-001-1标准要求系统规划时需进行N-1-1安全分析，即电力系统受到单一元件故障扰动后，保护装置正确动作或实施人工系统调整，另一单一元件发生故障后，需确保系统安全稳定运行。澳大利亚珀思电网公司技术文档指出，N-1-1准则应用于输电网中，一个元件在检修的而另一元件发生故障情况下系统需保持安全而不大量失负荷。我国某省级电力企业也已在电网规划设计中引入了N-1-1校核，“设定在80%最高负荷下，若任何单一元件（不含母线）检修，通过人工的电网重构，保证检修期间另一元件故障（不含母线），电网能够保持安全供电”。
笔者认为，N-1-1=（N-1）-1，即在“N-1”的基础上再减1，这里的“N-1”代表系统元件计划停运（如检修等）或某一元件故障后但保护、开关及重合闸正确动作或采取人工措施，并不是指不可控制元件退出（如保护装置动作失败）；而再减去1是指另一元件发生故障。显然，从经济性和实用性考虑，“N”是有一定的边界条件的，不是指系统中的任意一个元件。
如上述我国某省级电力企业已应用N-1-1安全准则作为500千伏主变校核原则，以确定220千伏网络分片及500千伏主变的配置。220千伏电网片区以1-2座500千伏变电站、3台或以上500千伏主变，带一片负荷（可能包含220千伏电源）独立运行为目标。220千伏片区形成初期或过渡年份可以考虑2台主变独立运行，但必须满足N-1-1原则。根据该原则，一是要求单片的500千伏主变容量要足够，即在系统负荷为最大负荷的80%情况下，3台主变带一片220千伏网络时，在1台主变检修状态下，又有一台主变故障，而剩余的一台主变能够承担全部负荷（或片区内部分负荷可以转移）；二是要求与其它500/220千伏片区的联络要足够强，即是在某些2台500千伏主变带单片运行时，一台检修时，另外一台发生故障后，能够通过与其它片区的联络转移全部负荷。
N-1-1原则的提出，其实是对坚强电网、智能电网在规划层面的新要求，也是随着电网规模逐渐扩大，系统短路容量日益增加，电网逐渐实现分片分区运行后，对电网可靠性的必然要求。
关键词：电力系统；黑启动；系统恢复
作者简介：戴小俊（1981-），男，江苏丹阳人，昆明供电局，工程师。（云南 昆明 650000）
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随着能源结构的优化调整和清洁能源的快速发展，电能所占能源消耗的比例逐渐增高，用户对电能的依赖程度不断增强，对系统运行的可靠性和安全性要求也不断提高。电力系统规模的日益扩大，风能、太阳能等新能源发电的大规模并网，使得系统运行与控制的复杂度越来越高，发生大面积停电的风险也日益增大，对实现电能的安全传输和可靠供应提出了重大挑战。[1]
近年来，大停电事故[2]的不断发生给电力系统的安全运行敲响了警钟。为了不断提高系统运行安全性和可靠性，减少事故对社会稳定和经济效益的影响，要求电力系统根据自身结构特点研究制订黑启动方案。
黑启动是指电力系统发生大停电事故甚至整个系统停运后，利用系统中具有自启动能力的发电机组启动，带动其他发电机组，在尽量短的时间内实现整个系统的正常运行。[3]
一、研究历程
随着电力系统的不断发展，为避免大停电事故的发生，黑启动受到了世界范围的广泛关注。自20世纪80年代起，国外研究人员就对黑启动进行了相关研究，并明确了黑启动过程中所需解决的问题，制定了黑启动方案的基本原则及需注意的技术问题，如北美电力可靠性委员会（NPRC）1997年制定了有关黑起动的规划标准。美国学者曾利用遥远小水电厂作为黑启动电源，针对内布拉斯加电力系统制定了相关黑启动方案。[4]
近年来，国内对黑启动也进行了研究。1999年，针对华东电网黑启动问题，上海交通大学和华东电力调度局进行了仿真研究，并认真探讨了发电机自励磁、过电压等黑启动过程中可能出现的问题。2000年颁布的《电力系统安全稳定控制技术导则》专门增加了黑启动的内容。同年，华北电网成功地进行了国内首次黑启动试验。[5]之后湖北电网、贵州电网[6-8]等进行了现场工业试验及研究，为紧急事故下应对电网大面积停电事故积累了宝贵经验。
二、黑启动的主要研究内容
根据恢复不同时期电力系统的特点，可以把黑启动过程分为三个阶段，即黑启动阶段、网架重构阶段及负荷恢复阶段。
1.黑启动阶段
在黑启动阶段，黑启动电源向跳闸的具有临界时间限制的机组提供电源，使其恢复发电能力，重新并入电网，并形成独立的子系统。黑启动阶段的关键在于如何选取黑启动电源、合理划分子系统。[9，10]
（1）黑启动电源的确定。黑启动电源主要包括三种类型。第一类黑启动电源是指本身具有自启动能力的机组，第二类黑启动电源为事故后残存的机组或孤岛，第三类黑启动电源为相邻系统的支援。[10]一般选择第一类电源为黑启动电源，通常为水电机组或燃气机组。现阶段，随着分布式电源的不断接入，在电网发生大停电甚至全黑状态时，某些分布式电源由于其微网运行特性也可作为黑启动电源，对电网进行供电恢复。
（2）子系统划分。黑启动阶段，子系统的划分可看作将系统内的电厂、变电站及负荷划分为若干不同的分组，且每个分组中至少包含一个黑启动电源。在各个子系统内，利用黑启动电源向其他电源供电，并进行子系统重构。
在进行子系统划分时，需要考虑以下原则：[12-15]子系统划分应尽量避免电网结构的大幅变化；各子系统内必须包含具备自启动能力的机组；各子系统应具有足够的发电能力，满足恢复过程中电压、频率和负荷恢复的要求；各子系统内必须包含足够的负荷，保持恢复过程中的功率平衡；避免长距离大功率输电；系统间电气联系少；具备并网条件。
2.网架重构阶段
网架重构阶段需要充分利用黑启动阶段已经恢复的发电容量，通过依次启动重要机组及投入主要输电线路逐步建立稳定的网络架构，为负荷的全面恢复奠定基础。[10]
针对不同的恢复目标，网架重构可分为面向机组恢复的网架重构和面向负荷恢复的网架重构。面向机组恢复的网架重构，其主要目标是恢复未启动机组的供电；面向负荷恢复的网架重构，其主要目标是尽快恢复重要负荷的供电。[16，17]网架重构实质上就是求解最优送电路径，不论是给未启动机组供电，还是给负荷供电。网架重构要求寻找网络中恢复供电节点到目标节点的最短供电路径，以便加速系统网架重构进程，缩短供电恢复时间。
3.负荷恢复阶段
负荷恢复阶段要求全面快速地恢复负荷，逐步合并各子系统。其主要目标是尽快地恢复最多的负荷。约束条件主要包括电压、线路、变压器的热稳定以及系统频率。[9-10，18]
负荷的增加一般是离散的，希望在网络结构不变的情况下系统能恢复最多的负荷，并满足所有的约束。负荷恢复的目标函数可以描述如下：[19，20]
约束条件为：
（1）
（2）
（3）
其中Li为节点i的负荷量；Wi为相应负荷的权重，权重愈大说明负荷愈重要；Ci为该负荷的投退状态，取1或0；x表示状态变量，u表示控制变量，Au表示系统运行可行域。式（1）为潮流约束方程，式（2）为系统频率上下限、节点电压上下限、发电机出力上下限等。
三、黑启动注意事项
1.发电机自励磁
自励磁是指无励磁发电机带过大容性负荷状态下可能发生的一种现象。在电力系统进行黑启动时，由于系统内水电厂与火电厂分布距离通常较远，作为黑启动电源的水电机组需要通过较长空载线路对火电厂进行供电恢复。一旦线路合闸，会产生显著的电容效应，进而引发自励磁。[11，21]为避免启动过程中自励磁现象的发生，在制订黑启动方案时需进行自励磁校验。黑启动过程中，一般通过增加系统无功负荷消除自励磁。
2.过电压
黑启动过程中，通常选择水电机组作为启动机组，而被启动机组一般为火电机组，通常需要经过高电压、长距离的输电线路进行供电恢复，从而过电压情况比较严重。电压过高则会导致发电机欠励，甚至自励和不稳定，因而在黑启动过程中必须考虑过电压问题。[20]黑启动过程中开关操作较为频繁，可能产生操作过电压，因而在判断黑启动方案的可行性时必须校验可能产生的操作过电压，看其是否在系统电压的允许范围内。正常运行状态下，三相不同期合闸产生的冲击电压最为严重，因而过电压评估一般考虑电源电压幅值最大且三相不同期合闸的情况。若这种情况下能够满足系统要求，采用该方案必然可以保证系统的稳定性。[21，22]
3.低频振荡
随着电网的不断互联，规模不断扩大，系统间电气距离愈来愈远，阻尼性能较差，易导致低频振荡的发生。黑启动恢复初期系统相对薄弱，且多为超高压远距离送电，易发生低频振荡。为保证系统频率的稳定，需要合理调整潮流分布或选择性加入PSS。
4.系统稳定性
采取黑启动方案对大停电系统进行供电恢复后，系统结构比较脆弱，安全性和稳定性差，受到扰动时就可能发生失稳。在黑启动过程中，为避免系统受到扰动而失稳，电网再次解列，黑启动失败，因而有必要对系统的暂态稳定性进行评估。在黑启动方案稳定性评估中，参照《电力系统稳定导则》的要求，一般按单相短路接地的单一故障来考察方案重建小系统的稳定性。[3，21-22]
5.合环并网
黑启动过程中，各子系统成功恢复后需解决子系统的同步并网问题。在并网合环操作时会产生一定的合环电流，影响电网运行的安全性和稳定性，而合环电流过大甚至导致系统失稳、电网解列、黑启动失败。为保证黑启动的顺利进行，应对电网合环并网过程进行计算校核。根据我国电力调度规程规定，在合环并网时，分区运行的电网应满足相位要求、电压差在20%以内等条件。一般按照合环并网瞬间合环点两侧的电压和相角来计算合环冲击电流，并判断此时黑启动过程中各系统是否稳定。[3，11，23]
四、展望
新能源发电形式并网后，一方面为黑启动提供了更多的启动电源选择；另一方面，其中大量的波动性电源也使得黑启动问题更为复杂。如何充分利用这一类型电源，又尽量简化其调度控制的复杂性以缩短黑启动恢复的时间就成为必须解决的问题。
五、结语
智能电网环境下，大量不同类型新能源接入、网架结构更为复杂、运行方式更为灵活多变，不同区域间的互联也愈加紧密，一旦发生故障就可能引起“链式反应”，导致系统发生大停电甚至整个系统停运。结合工程现场实际制订合理的黑启动方案对系统进行供电恢复，对减少大停电事故所引起的经济损失和社会影响具有重要意义。
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关键词：配电线路 过电压保护 防雷保护
6-10kV配电线路是油田供电系统中一个重要组成部分，其安全可靠性直接影响到油田的生产发展和广大人民的生活。而配电线路雷害事故频繁发生，严重危害了配电网的供电可靠性和电网安全。因此，结合配电线路运行与雷害发生情况，提高配电线路的防雷保护措施具有相当重要的实际意义。
1、雷电的特点和引起配电线路跳闸机理
1.1雷电的发展过程
作用于电力系统的大气过电压，既然是由带有电荷的雷云对地放电所引起的，那么，为了了解大气过电压的产生与发展，就必须先了解雷云放电的发展过程。
在雷雨季节，天空中有许多带有大量电荷的云，即雷云。多数雷云带有负电荷，且集中于几个带电中心。当雷云中集聚电荷时，就会在相应地面上感应出异号电荷，从而在雷云与地之间形成电场。随着雷云中带电中心电荷的集聚.其前方电场强度也越来越大。当其电场强度大于气体的游离场强（空气的游离场强为25—30kv/cm）时，该处就首先游离，此区域内的空气就由原来的绝缘状态变为导电性通道，云中电荷就沿此通道向下运动。该导电通道称为先导通道。先导通道的形成及发展阶段称为先导放电阶段。当先导通道头部与异号感应电荷集中点接近时，由于其一端为雷云的对地电位（高达10Mv）.而另一端为地电位，故其间电场强度达到很高的数值，从而使空气问隙发生剧烈游离，出现很大的电流，井伴随强烈的电闪、雷鸣。这就是雷云对地放电的另一阶段——主放电阶段。 主放电阶段的时间极短，约50～100?s ，移动速度为光速的1/20～1/2；主放电时电流可达数千安，最大可达 200～300kA。主放电到达云端时，意味着主放电阶 段的结束。此时，雷云中剩下的电荷，将继续沿主放电通道下移，此时称为余辉放电阶段。余辉放电电流仅数百安，但持续的时间可达 0.03～0.15s。由于雷云 中可能存在多个电荷中心，因此，雷云放电往往是多重的，且沿原来的放电通道， 此时先导不是分级的，而是连续发展的。
1.2雷击引起配电线路跳闸机理
结合配电线路运行状况基础上发现，纯梁油区配电线路雷害事故主要由感应雷电过电压引起，当雷击架空裸导线产生巨大雷电过电压时，就会沿导线寻找电场最薄弱点的绝缘子沿面放电形成闪络，最后工频电弧向绝缘子根部的金属发展后形成金属性短路通道，引发线路跳闸事故。6-10kV配电线路绝缘水平直接影响了配电线路的耐雷水平，现有的6-10kV配电线路的中性点运行方式无法有效地解决线路雷击建弧率问题，配电设备防雷保护措施不完善，上述问题造成了6-10kV配电线路较为严峻的防雷形势，从而造成跳闸事故的频繁发生。
1.3雷击对架空绝缘导线的危害
当绝缘导线遭受雷击时，情况就完全不同，雷电过电压引起绝缘子闪络，并击穿导线的绝缘层。而击穿点附近的绝缘物，阻碍了电弧沿着导线表面向两侧移动。因而，电弧只能在击穿点燃烧。高达数千安培的工频电弧电流集中在绝缘击穿点上，并在断路器跳闸之前很快就把导线熔断，发生断线这样的重大事故发生。
2、传统的防雷装置
2.1避雷针和避雷线
直击雷的防护措施通常采用接地良好的避雷针和避雷线。当雷云的先导向下发展到离地面一定高度时，高出地面的避雷针（线）顶端形成局部电场强度集中的空间，以至有可能产生局部游离而形成向上的迎面先导，这就影响了下行先导的发展方向，使其仅对避雷针（线）放电，从而使得避雷针（线）附近的物体受到保护，免遭雷击，这就是避雷针（线）的保护原理。
避雷针（线）的保护作用是吸引雷击于自身，并使雷电流泻入大地，为了使 雷电流顺利地泻入大地，故要求避雷针（线）应有良好的接地装置。另外，当强 大的雷电流通过避雷针（线）流入大地是，必然在避雷针（线）或接地装置上产 生幅值很高的过电压。为了防止避雷针（线）与被保护物之间的间隙击穿（也称为反击），它们之间应保持一定的距离。
2.2避雷器
避雷器是电力系统中保护设备免遭雷电冲击波袭击的设备。当线路中的雷电冲击波超过避雷器保护水平时，避雷器首先放电，并将雷电流经过良导体安全的引入大地，利用接地装置使雷电压幅值限制在被保护设备雷电冲击水平以下，使电气设备受到保护。避雷器按其发展的先后可分为：保护间隙——是最简单形式的避雷器；管型避雷器——也是一个保护间隙，但它能在放电后自行灭弧；阀型避雷器——是将单个放电间隙分成许多短的串联间隙，同时增加了非线性电阻，提高了保护性能；磁吹避雷器——利用了磁吹式火花间隙，提高了灭弧能力，同时还具有限制内部过电压能力；氧化锌避雷器——利用了氧化锌阀片理想的伏安特性（非线性极高，即在大电流时呈低电阻特性，限制了避雷器上的电压，在正常工频电压下呈高电阻特性），具有无间隙、无续流残压低等优点，也能限制内部过电压，被广泛使用。
3、合理的选择避雷器的类型
3.1避雷器的连续雷电冲击保护能力
有时高压电力装置可能遭受连续雷电冲击，连续雷电冲击是指两次雷电入侵波间隔时间仅数百μs至数千μs，间隔时间极短。碳化硅避雷器保护动作既泄放雷电流也泄放工频续流，切断续流时耗最大达10000μs，一次保护循环时间要远大于10000μs才能恢复到可进行再次动作能力，故碳化硅避雷器没有连续雷电冲击保护能力。氧化锌避雷器保护动作只泄放雷电流，雷电流泄放（小于100μs）完毕，立即恢复到可进行再次动作能力，故氧化锌避雷器具有连续雷电冲击保护能力，这对于多雷区或雷电活动特殊强烈地区的防雷保护尤为重要。
3.2避雷器的保护特性
避雷器的保护特性是输配电设备绝缘配合的基础。性能优越的避雷器能将电 力系统中的过电压限制到对绝缘无害的水平。改善避雷器的保护性能，不仅可以 提高输配电系统的运行可靠性，而且可以降低电气设备绝缘水平，从而减轻设备 重量，降低设备造价。
避雷器是防止过电压损坏电力设备的保护装置。它实际上是一个放电器，当雷电入侵波或操作波超过某一电压值后，避雷器将优先于其并联的被保护电力设 备放电，从而限制了过电压，使与其并联的电力设备得到保护。
4、合理的选择避雷器的安装结构
对6～10kv采用钢筋混凝土杆的线路，一般采用瓷横担，如采用铁横担，宜用高一级绝缘水平的绝缘子，并尽量缩短切除故障时间，以减少雷击跳闸率和断线等事故。另外，按防止侵入波的要求，在进线上需装设避雷器或保护间隙及短段避雷线保护措施。对6～10kv配电变压器，应用氧化锌避雷器保护。也可两相用避雷器一相用间隙保护，在同一配电网中，间隙必须装在同一相等线上，或者三相均用间隙保护，保护装置应尽量靠近变压器，其接地线应与变压器低压侧中性点或中性点击穿保险器的接地端（对中性点不接地的电网）以及金属外壳连在一起接地。
5结束语：
1、雷电防护将是个系统工程，雷电防护的中心内容是泄放和均衡：泄放是将雷电与雷电电磁脉冲的能量通过大地泄放，并且应符合层次性原则，即尽可能多、尽可能远地将多余能量在引入电力系统之前泄放入地；层次性就是按照所设立的防雷保护区分层次对雷电能量进行削弱。
2.均衡就是保持系统各部分不产生足以致损的电位差，即系统所在环境及系统本身所有金属导电体的电位在瞬态现象时保持基本相等，这实质是基于均压等电位连接的。
参考文献
【关键词】防雷；措施；电力系统；探讨
电力系统的正常、安全的运转，也会使人们用电情况稳定、安全，从而使得各个行业的工作系统不受到影响，保持正常运行。在电力行业迅猛发展的当今，电力系统的正常运转在我们平常生活、办事办公中占着举足轻重的地位。但是不得不承认的是，电力系统在硬件故障中存在着一些问题，环境因素也造成了一定的影响。[1] 使电网安全受到威胁最重要的一个原因就是雷击。目前，全球都在电力系统防雷设备这一方面投入了强大的人力物力并进行深入探究和探讨。
1 雷击产生的原因及对电力系统的危害
雷电大自然自然形成的一种现象，具有很大的损坏能力，尤其是在电力系统方面毁坏的范围更大。雷电破坏电力系统的路线有下面几种：其一，直接击在建筑物上的闪电，它的产生的物理学原理是，闪电直接击在改变电压的设施或线路上，因为是直接施力于物体上，其间没有受到任何阻拦的事物，所以形成的危险灾害就很大。其二，在带有雷电的云朵下，在物体上会有电荷分离的现象。对于不同的电线杆高度，感受到的电压是不一样的，这种现象通常都是在带有雷电的云朵下，会产生相应程度的静电反应，因此而形成雷电打击。其三，通过感应电流、电压产生的雷电直击，产生这种现象通常都是由引下线引起的，把引下线在埋进土地里面的时候，周边会余留些许带有金属的细小线管，通过这些线管就会容易形成磁场现象，所以在有雷电产生的时候，通过这些金属导体和周围的磁场就会产生感应电压、电流，从而形成雷击。其四，如今，有很多建筑物周围都建立了防止雷电的系统像避雷针，避雷线，防雷地网，避雷器等等，有雷击出现的时候，闪电直接作用在防雷设施上，通过这些设施会形成相应的反映，发生了电荷间的效应后，在地面表层的电位上涨，形成一股强烈的电压，然后经过接地线回归到防雷设施上，产生一种强烈的回击。其五，雷电产生的时候，直接击在物体上的闪电会很快击在配电线路上，再经过静态电流的触电反应，这两种电流的汇集到一起，自然会导致一些设施产生某些的破损。
2 电力系统防雷的重要性
如今，科学技术的发展步伐加快，各个范围都要运用到先进的电子技术，在我们国家，电力系统是一项为人民服务的工程，是我国民众发展的根本，电力的需求在各个生产构建中都是必不可少的，同时，电力系统中也大量运用到了电子技术，因为在超小型电子设施上也运用到了这种技术，所以要保护这些设施的任务就显得格外重要。因为在我国的电力系统涉及到的范畴很大，而且在乡下电网所占的范围最大，所以有很多位于比较偏僻地方的改变电压、电流的场所或者是管理电力的手段由于所在的环境不一样，受到土地优劣的限定，因此在电阻这一块就会受到一定的影响，与电力系统的标准相差的非常大，所以在防雷系统中就觉得很薄弱。[2]以至于电力系统中的超小型的设施容易受到外部环境的干涉，特别是在雷雨季节，更容易遭受到雷电的攻击，造成有关设施容易损坏，甚至可能瘫痪，对提供电能的稳定的运转造成障碍，也给人们的正常活动产生了非常大的影响，在经济问题上也遭到了亏损。因此，要严格注意电力系统的防雷措施，给供电的正常运转以稳定的保障。
3 电力系统中的防雷方式
电力系统中的防控雷电攻击的措施可使用架空地线或防雷针。它们的效用是以防雷电直接击在物体上，使这些电力设施在保护范畴内降低遭受雷电直击的概率。避雷器的功能是能安全的把雷电流带到土地里去，通过接地装置使雷电压数值控制让受保护的设施在雷电攻击力度范围内，使电力设施得到保障。避雷器一方面可以用来防止大气超过电压，另一方面也可以用来防止操纵超过过电压。这些所被保护设施都要在避雷针（线）的保护范畴之内，以防雷电的击打。当避雷针受到雷电攻击的时候，避雷针对地面表层的电位也许会很高，如果它们与受到保护的电气设施之间间隔的绝缘距离不是很大，就会导致在避雷针受到作用后，使这之间的产生电荷转移，使物体不显电性，形成强烈的回击，造成严重的事故。为了避免发生这种事故，所以就要求空气间隙必须比剩余的最小纯距离要大。[3]
4 电力系统防雷的几点建议
4.1 接地系统
各种接闪器要与设计要求相符合，与电力设施有充足的安全范围；引下线使用多匝铜绞线，方便雷电流安全排放；线的直径应该按照等电位联接导体的方式来大致计算；将具有一样对地电位的可导电部分连接，以免产生雷电回击的现象；运用多种方式减少电流向远处分散形成的电阻。
4.2 线路防雷
线路全部建立采用线或双避雷线；特别的线路杆增加建力附角避雷针；比较长的线路增加设立更多的避雷器，进线杆塔是重点防范雷击的地方，增设避雷器或避雷针。
4.3 站室防雷
除了根据设施选型规则选定适当防雷设备以外，还需要格外注重被保护电力设施和各个避雷设备间的绝缘匹配标准。
4.4 弱电防雷
在高压变压器当面区域到建筑物总体配电盘间的电线内芯线两头部分对地增设避雷器；在所有贵重的、精确设施和持续供电的电源的前面区域对地安装避雷器；各种信号系统依照电子产品的敏锐度来进行预防标准。
4.5 防雷接地
雷电天气给电力系统会带来很严重的损害，因此防雷接地这个任务就显得格外重要。这是为了保护人的生命安全和各个设施的安全，以防电流产生的不必要损伤。雷击发生的时候的出现的回击现象决定了各种避雷接地设备的接地电阻，这个电阻是不能大于10欧姆。
4.6 对二次系统接地改进
低于250v及以下的电压二次系统室内设施、屏柜接地不标准实行接地改进。把握室内的全部屏柜的门等使用位置应该和屏柜主体要有有效的连合。运用阻挡方式。大量运用阻挡设备，在此过程中要格外重视对每个“口”的紧密封闭，像那些通入室内的金属材料、传送信息的线路、电缆的进口处都要做好相应的密封工作，每一种线缆都需要采用阻拦举措，那些带有金属材料的管道、线路都可使用屏蔽线缆。
4.7 避雷器选择上多多选择有很长时间正常运转的实现产品、有优异产品设施和先进检验方式的厂家，以保障避雷设备的质量。
5 结语
电力系统的发展进程既涉及到一个时代的进步，还在国民生产中的每个区域占有必不可少的地位，离开了电力系统的稳定运转都会使它们的发展滞后。在发展迅猛的今天，电力的需求量也越来越大，所以就要对电力的供应及其重视，因此我们要做好对电力系统完善的保护举措。长期以来雷击就是一种对电力系统影响是最大的，因此必须落实在电力系统中的防雷工作，要依据具体的现实情况而拟定好最适合的防雷方针。在防止雷击的任务中，要广泛运用新技巧新想法，以保障电力系统的稳定运转，给民众的生产生活提供一个有利的条件。
【参考文献】
[1]牛灵慧.电力系统防雷措施研究[J].河南城建学院学报，2011，01.
关键词：电力；SDH光纤通信；网络组网优化
1我国电力光通讯网络的现状分析
1.1SDH在电力系统通信网络中的推广和应用
电力通信网络包含的内容比较多，一般其所包含的业务比较复杂，例如有：视频会议电话系统、计费和计量相关信息、稳定安全运行系统和装置、调度语音电话、变电站的各类自动化服务信息、行政语音电话以及继电保护信息等。每一种不同的业务在光纤网络中所对应的自愈方式、宽带、误码率等等都不同。就目前状况来看，因为传统的PDH在实现网络自动化，促进发展方面需要较多的背靠背设备，具有一定的繁琐性，所以其逐渐被分片的SDH取代。SDH在促进通信网路发展方面具有较大的作用，其提取的信号比较多，并且能够通过自身的优势节省较多的设备，为促进网络通信发展提供了有效的作用，因此得到了不断的推广和应用。
1.2电力SDH光纤通信网的发展普遍滞后于电网发展
目前，我国电网运用量不断加强，运行规模逐步扩大，SDH光纤的发展相对来说并不超前，并且施工基本是分批次进行的，所以通信网络的机构和路径都受到了一定的制约。随着电网的技术不断加强，规模不断加大，SDH的运行也逐渐复杂化，相关装置对电网的传输延时、可靠性等都提出了较高的要求。同时，我国的SDH系统也逐渐出现了稳定性不强、运行状况不佳、结构不合理、扩展性不高以及管理不健全等问题。因此，在对目前现有的通信特点和网络运行框架分析的同时，对SDH光纤进行结构优化和系统健全管理成为了其发展的需求。
2电力SDH光纤通信网络的组网优化
2.1现有电力系统通信网络的特性
分析电力系统通信网络主要是用来为系统的调度和生产服务，因为各种调度信息不断发生着变化，所以SDH的业务流量也不断进行着改变，要想对网络结构进行分析，首先要对通信系统的特征进行分析。其特征总结为以下几点：①电力系统的站点较多、密度较大。因为网络传输的信息量较大，所以要确保在24h之内不间断地运行。②因为电力系统是和国民生活相关联的，所以电力通信系统所发出来的信息对于系统安全运用有重要的作用。其行业特点决定其要有较高的可靠性。③基于电力系统的后期发展来说，要尽量促使电力通信网络的配置和框架结构灵活，为后期结构调整做好充分的保障。④很多光纤通信是实行的无人值班工作，所以对其信息化程度具有较高的需求。
2.2电力SDH光纤通信网路的应用
2.2.1需要具备良好的自愈能力和可靠性
所谓自愈能力是指在光纤正常运行过程中，如果发生突然中断以及难以连接等故障，光纤网络可以进行自动倒换保护，自动排除故障，维护现有业务的正常运行，SDH光纤能够通过自愈能力实现网络的正常运行，在实施自动保护过程中，其设置可以分为单双向通道实施，具体可以通过子网连接保护、单双复用段保护、1：N保护、1+1保护等模式。在SDH网络拓扑中常见的有五种结构，分别有树形、链形、网孔形、星形、环形，其中环形和链形较为常用。而我国常用的结构为环形结构，这种结构既能确保高可靠性，又能很好的实现自愈功能。在具体的应用过程中，SDH光纤的芯数有四芯和两芯，一般地市级通信网络通常使用两芯，既能节省成本，又能确保业务正常运转，并且在运行中往往采用两芯SDH光纤构建二纤单项通道。SDH二纤单向通道倒换环如图1（a）、（b）所示。如图1，利用两根光纤构成P1和SI，PI是保护装备，SI是传输信号的主环，两者的业务方向相反，通过“单端桥接、末端倒换”的结构，实现“并发选收”的功能，可以优先选择两者中信号较好的进行接收。如图1（a）所示，信号AC从A端馈入，经S1环顺时针方向传送，经P1环逆时针方向传送，接收端C选取S1环与P1环送来的信号较好的一路接收。如图1（b）所示，一旦B、C之间出现故障，无法连接，那么经过S1传送出来的AC信号就无法有效传出，那么，倒换开关就会自动从S1切换到P1，信号就会从P1经过传送AC信号，能够保证正常的网络运行。就是通过这种双向备用的网络模式，能够及时的排除网络故障，确保光纤网络的正常运行，实现网络的自愈。
2.2.2SDH网络分层结构的优化
我国“十五”规划对电力通信做出了新的要求，要求采用两级调度体制，并且由500kV和220kV变电站进行负责，110kV变电站由各区负责，实现了三层网络结构，集控中心将各地调550kV变电站组成核心层；各区220kV变电站组成汇聚层；110kV变电站组成接入层。其中110kV接入层进行业务接入然后传入汇聚层，再由汇聚层传送到核心层，核心层进行统一调度。这种三层网络结构可以有效的实现网络业务上的分层管理，是二级管理的集中体现。伴随着网络传送技术的进一步发展，电力通信网络主要呈现中心式的发展特征，主要由上级中心层向下级周边区进行推进。而SDH网络技术也朝着扁平化模式发展，也就是将这种模式逐渐融入到接入层和汇聚层中。因此，对SDH网络进行不断优化，能够进一步的实现信息的集中化、整合化，实现网络结构的扁平化发展模式，便于网络业务的迅速开展和集中调度，实现网络的良好运行和管理。网络核心层主要包括通信枢纽、通信中心、通信节点、备用通信中心，网络在接入通信点时，要根据所属业务范围，接入就近的业务通信点。而接入层具有汇聚和接入的两种功能，不仅可以将各个节点的业务进行整合，而且能够接入通信业务，实现资源的有效整合。
2.2.3SDH光纤通信网络的升级
SDH光纤通信设备主要有两种升级方式，一种是容量的升级，例如：将系统容量从STM-1升级到STM-4或STM-16。另一种是网络拓扑升级，例如：可以对节电设备进行升级，将其复用器由原先的终端性改为上下分插或数字交叉连接，这样能够实现光纤网络的升级，而且能够提高使用效率。
3结语
随着科技的不断创新，电力通信技术不断发展，新技术的发展必然会促进设备的优化和更新，对电力系统的探索也永不止步。本文对SDH在电力系统中的应用进行分析和探究，谈了相关发展，并针对其发展中存在的问题进行分析，找出一系列解决对策，同时对组网方式配置、板卡有线等问题进行了探究，最后提出了SDH光纤设备的升级和优化技术。
参考文献：
[1]梁芝贤,穆国强.SDH网络的优化与改造[J].电力系统通信,2007,(174).
关键词：电力；系统；设计
中图分类号：F40 文献标识码：A
1 电源规划
1.1 如何测定装机容量
（1）测定装机容量首先要易居用电量的需求和供电厂的实际水平做到用电衡量工作。相关部门依据每一步的水平来测定发电厂的总体水平。（2）测定装机容量首先要其次要根据我国的产业政策和具体区域的电力规划现状，加之对当地用电量需求的测定，来进行一系列的调查研究，从而提出问题，分析问题，解决问题。（3）根据各个地方引荐的整体规模和实施办法，由此进行电源方面的平衡后，制定出多个电力企业的施工规模和进度安排。
1.2 备用安排
（1）负荷备用容量：负荷时刻在变化，通常取最大发电负荷 2%～5%，高值适用大系统，低值适用于小系统。负荷备用在一段时间内可由不同的电厂担任。含有水电厂的系统中，一般多由有调节能力的水电厂负荷备用。在纯火电厂系统中，应选择条件能力较好、经济指标适宜的机组当负荷备用。（2）事故备用容量：通常为最大发电负荷的 10%左右，但不小于系统当中最大一台机组容量。系统事故备用容量的配置，一般可按系统内水、火电厂工作容量的比例进行分配。调节性能好有相当靠近负荷的水电厂可担任较大的事故备用容量。担任事故备用容量的水电厂必须具有可连续带基荷连续工作10天以上的事故备用库容。在事故备用容量中，应有相当大一部分设置在影响机组上作为“热备用”。（3）检修备用容量：通常为最大发电负荷的 8%～10%，具体数值由系统情况而定。检修备用容量应考虑系统负荷特点、水、火电厂比例、设备质量、检修水平等因素，满足可以周期性地检修所有机组设备的要求，故一般要按系统中最大一台机组容量来参照确定检修备用容量。
系统机组的计划检修，应充分利用负荷季节性低落空出的容量，只有空出的容量不足以保证全部机组周期性检修的需要才设置检修备用容量。火电厂机组检修为 1～1.5 年，检修时间为 30 天左右；水电组检修期为 1～2 年，检修时间为 20 天左右。
2 电力负荷预测
2.1 要进行深入细致的调查研究
进行深入细致的调查研究是电力负荷预测的第一大方法。为便于负荷预测的开展，我们就首先把负荷的增长点调查清楚，这就要求电力部门要大量搜集县发展和改革委和各乡镇发展部门经济发展规划，在此基础上进行汇总、加权，使其成为是电力负荷预测的重要参考部分，这也是有效运用用电单耗法和弹性系数等方法进行负荷预测的重要基础部分。其次，电力部门要对县级发展改革部门、乡镇管理企业的部门以及水利部门等进行调查研究，从而取得各企业、各部门的各项新建项目和改造项目的用电计划。其三，电力部门要对所掌握的规划期内的大型用电项目所属企业和主管部门进行深入细致的调查，从而掌握项目的时间进度、可行性以及所需负荷等详细材料。进行深入细致地调查之后，在统计需电量时，要综合考虑到一些难以预测的因素。
2.2 要采用正确的预测方法
除了进行调查研究外，电力负荷预测还要采用正确的预测方法。由于电力工业的特点，负荷预测包括需电量预测和负荷预测。预测方法大致包括趋势分析法、回归分析法、负荷密度法等多类办法。（1）对趋势解析的办法。对趋势解析的办法是电力负荷预测的第一大方法。所谓对趋势解析的办法是指对趋势的分析、聚合以及回归等方面的办法，到现在为止，这种办法在研究这种应为的最多，应用的也最为普遍，属于定量研究方法的范畴。从根本上讲，对趋势解析的办法依据一些既有的资料和事实来确定出一条对电力符合自身进行有效预测的曲线，随后，依据下一段时间内一个时刻的负荷值。（2）回归分析法。应用回归分析的方法是电力负荷预测的第二大方法。回归分析法也就是统计分析法，是定量预测方法的一种，它的应用已经十分广泛。此种办法的最终目的是对应用电力负荷预测的预测值和相关因子之间相互联系的分析。这种办法能够对GNP、GDP等对影响因素值和相关既有的资料和事实予以精确表述，最终确定电力负荷预测的预测值和相关因子之间相互联系。（3）负荷密度法。对负荷密度预测的方法是电力负荷预测的第三大方法。一般而言，所谓负荷密度是指要将相关地区分解成为工业等一些区域，然后通过这些地方的经济发展、居民人均收入等既有数据，然后根据一定的参照标准，进行负荷密度预测。一般而言，负荷密度表示为kW/km2。
3 短路电流计算
3.1 短路计算
目的：电气主接线的比较与选择；选择断路器等电气设备或对这些设备提出技术要求；为继电保护的设计及保护提供依据；评价并确定网络方案，研究限制短路电流的措施；分析计算送电线路对通讯设施的影响。
3.2 短路电流计算的步骤
（1）选择短路点；（2）绘出等值网络（次暂态网络图），将各元件电抗统一编号；（3）化简等值网络，将等值网络化为以短路点为中心的辐射形等值网络，并求出各电源与短路点之间的电抗，即转移电抗；（4）求计算电抗：a.由运算曲线查出各电源点供给的短路电流周期分量的标幺值；b.无限大容量电源供给短路电流周期分量标幺值，其大小为计算电抗的倒数；（5）计算短路电流周期分量的有名值和短路容量；（6）计算短路电流冲击值。根据以上步骤就可算出各短路点的短路电流，进而选出符合条件的用电设备。
4 潮流计算
线路的等效：（1）当线路不超过 100km时，等效为阻抗；（2）当线路超过100km时，等效为阻抗且有电导支路；（3）变压器等效为电抗。
作为电力能源大国的我国，电力系统地位和作用十分重要，不可忽视。所以说，一定要大力做好电力系统的预测工作，成不断发展电力能源，从负荷预测、电源规划等各个方面做好电力规划设计工作。
参考文献
[1]张晓光.论电力系统设计的新思维[J].东北电力技术，1995.
关键词：电力系统；负荷预测；气象因素；预测模型
中图分类号：TM715 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）03-0171-02
1引言
电力系统短期负荷预测，在国内都有相关的研究，如文献[1]构建了一种基于统计分析的负荷规律性评价方法。在此基础上，建立了预估负荷预报误差极限的分析方法。运用所提出的方法对负荷变化的规律性进行评价。文献[2]利用BP神经网络进行电力系统短期负荷预测，在保证有足够的训练样本的前提下，对预测模型进行合理分类，构造了相应于不同季节的周预测、日预测模型，文献[3]从不同角度对气象因素对电网负荷影响进行了深入的分析，介绍了国内外的研究现状，提出了气象因素对短期负荷预测影响分析的思路、方法和意义，讨论了常用电力负荷特性的分析方法，文献[4]短期负荷预测的“双周期加混沌”法是基于负荷记录数学性质的预测方法.为了进一步提高其预测精度而提出的三项改进。
以上研究都没有深入研究气象因素对短期负荷预测的具体影响，给出较为直观的数字；研究表明，气象因素是影响短期负荷的主要因素，温度、风速、降雨量、等都对负荷产生一定程度的影响。气温是对负荷影响最大的气象因素。故各气象因素与负荷之间存在一定的相关性。本文讨论了象因素对短期负荷预测的具体影响，建立三次指数平滑模型和动态神经网络模型对负荷进行预测。
2 问题描述
短期负荷预测是电力系统运行与分析的基础，提高负荷预测精度，是保障电力系统优化决策科学性的重要手段。现代电力系统中，气象因素（温度、湿度、降雨量等）对电力系统负荷的影响愈显突出。考虑气象因素成为调度中心进一步改进负荷预测精度的主要手段之一。
符号说明：
最近几天t时刻的负荷平均值
第i天第t时刻的负荷
回归系数
残差平方和
剩余方差（残差的方差）
回归平方和
输入层到隐层之间的权值矩阵
隐层到输出层之间的权值矩阵
第期的一次指数平滑值
3 模型建立
3.1 数据预处理
数据存在两方面问题。一是我国各级电力调度中心大多采用SCDA，会将错误的变化规律带入预测模型。二是随机因素的影响，对天气状况的记录有可能出现异常值。故需要对数据进行预处理。
3.1.1 初步筛选
针对负荷低于1000MW的异常数据，由权威文献负荷低于1000MW的情况基本不可能出现，可以采用前后相近周期的负荷数据近视代替异常数据。
3.1.2 纵向对比处理
电力负荷呈周期性变化，连续几日同一时刻的负荷具有相似性，其变化范围维持在一定的限度内，超出这个范围，则可以认为该数据存在异常。公式如下：
如果
（1）
则
（2）
3.1.3 横向对比处理
负荷的变化在短时间内是平稳的，同一天相邻两时刻负荷的变化不大，以前后两个时刻的负荷为基准，设定数据变化的最大范围。如果负荷值与前后两个时刻的负荷数据之差的绝对值都超过阈值，就认为该负荷值是异常数据，公式如下：
（3）
则
（4）
式中：为阈值，在反复尝试后本文选择500MW作为阈值。
3.2 回归分析模型
由参考文献，负荷与最高温度，平均温度，最低温度三者成二次非线性关系；与相对湿度，降雨量近似成线性关系，故可建立如下多元二项式回归模型。
（5）
其中：是与的未知参数，为回归系数。
模型（1.1）中的参数用最小二乘法估计，应选取估计值，使当，时，误差平方和达到最小。
（6）
3.2.1 统计分析
（1）是β的线性无偏最小方差估计；在β的无偏估计中，的方差最小。
（2）服从正态分布
（7）
记=。
（3）对残差平方和，，且
（8）
由此得到的无偏估计
（9）
是剩余方差（残差的方差），称为剩余标准差。
（4）对总平方和进行分解，有
（10）
其中：；是由（1.2）定义的残差平方和，反应随机误差对的影响；称为回归平方和，反映自变量的影响。上面的分解中利用了正规方程组。
3.2.2 回归模型的假设检验
需要检验与之间是否存在如模型（1.1）所示的线性关系。如果所有的都很小，与的线性关系就不明显，可令原假设为：
当成立时由分解式（1.6）定义的满足：
（11）
判断统计量值对应的概率。如果，则拒绝回归模型成立。
3.2.3 回归分析平均相对误差
为了对预测结果的准确性进行评分析，我采用平均相对误差作为判断指标，其计算公式如下：
（12）
最后根据模型，可得到各负荷与各气象因素的回归方程、相关系数R、回归平均相对误差，从而确定各个气象因素对负荷预测精度的影响。
3.3 动态神经网络模型
动态神经网络是指神经网络带有反馈与记忆功能，神经网络能将前一时刻的数据保留，该方法的记忆功能对时序列的滞后给予了一定的弥补，三次指数平滑能很好的预测数据的发展趋势，但在预测结果的精确性不如动态神经网络。
故本文建立隐含层12个神经元，延迟为7期的NAR动态神经网络模型，利用前期的数据预测当期数据，选用的训练函数为Levenberg-Marquardt，本模型可简化的表示为：
（13）
3.4 犹神经网络模型求解
Step1：对数据进行标准化，使各值在0-1之间；
Step2：选取训练神经网络的数据，根据“预测某一天，就选取改天以前的所有的天的数据”而定；
Step3：对训练动态神经网络的数据进行矩阵变换，使其为一列。对该数据进行分割，输入数据的70%作为该网络训练数据，15%作为验证数据。其余的15%作为测试数据；
Step4：反复调节隐层神经元个数和时间滞后个数，并反复进行训练，，确定隐含层神经元数目、滞后期，时网络性能最好；
Setp5：对网络性能作分析，进一步绘制目标值与预测值的回归图像，理论上当目标值与输出值完全相同时，因此可以使用训练好的网络进行预测；
4 结论
研究了气象因素（温度、湿度、降雨量等）对电力系统负荷的具体影响，其中温度对预测结果影响最大。建立了指数平滑模型、动态神经网络模型对电力系统短期负荷进行预测：三次指数平滑能很好的预测数据的发展趋势，动态神经网络有更高预测结果精度。
5 算例
已知出两地区2012年1月1日至2014年12月31日的电力负荷数据见表、气象因素数据（由于篇幅限制，数据参见第九届电工杯数学建模A题），对两地区的日最高负荷、日最低负荷、日平均负荷与各气象因素的关系进行回归分析；进行7天的电力负荷进行预测。
两地区的日最高负荷、日最低负荷、日平均负荷与各气象因素回归参数见表1和表2。
由表1和表2可以看出：负荷与最高温度，平均温度，最低温度拟合效果较好，相合性较高，故误差较小；负荷与相对湿度，降雨量拟合效果较差，相合性较低，误差较高。回归系数越大该项对预测值影响越大，根据求得的回归系数，可优先推荐用回归系数大的平均温度来提高预测精度。
本文建立的动态神经网络预测模型、三次指数平滑预测模型、都可以用来对未来7天的负荷数据进行预测，两个模型对未来预测结果的差异小于20%，其中最后一个个模型差异小于15%。同时两个模型的预测结果可以相互检验，证明预测模型的准确度较高。
参考文献
[1]穆钢，侯凯元，杨右虹，等.负荷预报中负荷规律性评价方法的研究[J].中国电机工程学报，2001，21（10）：96-101.
[2]周佃民，管晓宏.基于神经网络的电力系统短期负荷预测研究[J].电网技术，2002，26（2）：10-13.
[3]朱振伟.气象因素对电网负荷特性影响的研究[D].浙江大学电气工程学院，浙江大学，2008.
