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电网信息论文

时间:2022-04-03 04:20:36

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篇电网信息论文,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。

电网信息论文

第1篇

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500 kV,珠江三角洲地区已形成500 kV环网,并以500 kV电压与广西联网,以400 kV和110 kV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500 kV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500 kV电网东已延伸至汕头西翼,江门——茂名500 kV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。

转贴于 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)

第2篇

关键词:城市综合承载力;体系指标;江苏沿海

0 引言

城市综合承载力是指城市的资源禀赋、生态环境、基础设施,就业岗位和公共服务对城市人口及经济社会的承载能力。国内外学者全面地研究不同发展阶段城市生态系统承载力的大小与特点及其在城市生态规划与评价中的意义,为城市生态建设的必要性、建设强度与投资力度等提供理论依据[1-10]。近年来,随着经济和城市的发展,城市的规模大大提高,东部三个城市群逐步做大,人类面临着人口、资源、经济、生态环境等诸多问题。江苏沿海城市群综合承载力研究对江苏沿海的发展有着至关重要的影响。

1 研究对象及评价指标

1.1 研究对象的空间界定

本文主要是对连云港、盐城、南通3个江苏省沿海城市的综合承载力进行评价,以促进江苏沿海经济带的发展、人们生活水平的提高、生态环境的保护。

1.2 评价指标体系

从城市发展构成要素出发,结合城市自然基底、人口以及城市人造基底3个方面,构建包括人口状况、自然资源、环境状况、经济发展、城市基础设施、技术进步与区际流通为代表的城市外部支撑力在内的共6大类子系统,24个指标(表1)。除城市外部支撑力外,其他5个子系统指标,用以表述各个子系统的承载力现状,描述城市某一要素压力与承压能力的比较状况,判断各个子系统压力大于或小于或等于承压能力,以寻求城市群内部各城市自然基地、人造基底与人口及人类社经济活动之间的相互联系,探索城市各个系统与要素存在的主要问题,并寻求其解决途径[11-12]。

2 江苏沿海城市群综合承载力的评价

信息论中,熵是对不确定性的一种度量,可以计算熵值来判断一个事件的随机性及无程序性综合评价。它通过计算指标的信息熵,根据指标的相对变化程度对系统整体的影响来决定指标的权重(表2),并计算江苏沿海城市群综合承载力(表3)。

3 结果分析

表1 城市综合承载力评价指标体系

表2 各单项指标权重

表3 江苏沿海城市群综合承载力评价值

3.1 各市相差不大,南通发展潜力最大

通过表3可以看出南通在城市综合承载力得分和城市综合承载力评价值最高,综合得分是0.5537,其中基础设施承载力和资源承载力占绝对的优势,尤其是城市基础设施承载力因素在各因素中影响深远。南通市政府对构筑交通大通道非常重视。很早就提出了“以港兴市”的战略目标,近两年专门召开了两次南通港口经济洽谈会,“十二五”计划又明确提出了构筑“三个通道,两个网络,一个港口”的重大基础设施建设目标。三个通道即苏通大桥、沪崇苏公路、沪崇苏铁路;三个网络即高速公路网、干线公路网、农村公路网络;一个港口即在建设长江港口的同时,加快海港建设。上海南隧(崇明—永兴岛)北桥(永兴—浦东)方案已经国务院批准立项,因此南通加快建设崇启大桥、崇海大桥已条件成熟。今后五年南通处于重要战略机遇期,应抓住千载难逢的交通发展机遇,强力推进构筑大通道的建设,努力实现南通交通由江苏“神经末稍”向“交通枢纽”的跨越。交通建设总体框架应是构筑苏通大桥、沪崇苏过江通道。苏通大桥、沪崇苏公路、沪通铁路线路都将形成南通与上海间交通通道。南通将得以在更大范围、更宽领域、更多层次上参与上海经济圈的协作分工与竞争发展。接轨上海,就意味着接轨国际资本的流动脉搏,吸纳上海的产业转移,参与上海以及整个长江三角洲的分工与合作

3.2 经济承载力制约显著

根据世界环境与发展委员会发表的报告《我们共同的未来》(1987年)和国务院的《中国二十一世纪议程》的指导思想及原则,我们采用中国城市经济发展研究中心提出的城市综合经济实力的概念:城市综合经济实力是指城市所拥有的全部实力、潜力及其在国内外经济社会中的地位和影响力。从此定义可以看出,评价城市综合经济实力应使用城市经济总量(而不是人均量),应该包括国内生产总值、固定资产状况、拥有的交通运输能力、现代通讯设施状况、商贸市场水平、对外交流水平、人才状况及社会医疗保障水平等统计指标。南通、连云港、盐城三市的经济承载力得分分别是0.0727、0.0741、0.0773。从各方面来看,盐城的经济发展还有较大的提升空间,人均GDP和第三产业比重在整个经济发展中可以稳步提高;连云港在第三产业发展上可以借助旅游、港口等资源的优势,逐步提高产业比重;南通的经济的发展可以借助独一无二的区位优势和自身的资源优势全面的发展经济。

3.3 城市发展要实现资源节约型和环境友好型社会发展目标

加强生态空间管制和生物多样性保护,重点建设92个重要生态功能区,加快形成以自然保护区、风景名胜区、滩涂湿地、水源保护区、生态防护林、海洋特别保护区等为主的生态廊道;加快建设污水、垃圾、固体废弃物处理等环境基础设施。到2012年,盐城重点建制镇及通榆河、蔷薇河清水通道沿线所有乡镇建成污水处理厂,城市污水处理率达85%以上,县城达65%以上,建制镇达40%以上,城镇生活垃圾无害化处理率达90%以上,危险固废和医疗废弃物安全处置率稳定在100%,污水处理厂污泥基本实现无害化处置;加大沿海化工园区的污染整治力度,重点工业污染源和污水处理厂全部实行在线监测;加强农业面源污染防治,加强近岸海域污染控制,科学调整海洋功能区划、确定重点海域环境;严格水源地保护措施,加快构筑沿海地区饮用水安全网络;重点加强通榆河、蔷薇河、蟒蛇河等16条清水通道的管理和保护,沿海地区集中式饮用水源地水质达标率达到100%。到2012年,南通、连云港地区区域供水乡镇不低于70%;积极发展低消耗、低污染、循环型产业,深入推进循环经济试点,着力培育一批循环经济示范城市、园区和企业。

3.4 连云港和盐城的发展要加强城市基础设施的建设

为加快江苏沿海地区快速均衡地发展,要统筹城市与农村、陆地与海洋、经济与社会发展,坚持科学布局、合理分工、保护环境、开放合作[24]。为此,一要优化城镇、农村和生态空间布局,加快连云港、盐城和南通三个中心城市建设,集中布局临港产业,形成功能清晰的沿海产业和城镇带。二要重点加强沿海港口群、水利、交通和能源电网等重大基础设施建设,不断增强区域发展支撑能力。三要大力发展现代农业,稳定粮食生产,做强特色优势农业,提高现代渔业综合生产能力,加快建设农产品加工产业基地。四要推进先进制造业和生产业发展,积极发展以风电和核电为主体的新能源产业。五要加快推进城乡一体化,缩小城乡和南北地区差距,促进协调发展。六要加强海域滩涂资源开发。围填海域滩涂要依法科学进行,并优先用于发展现代农业、耕地占补平衡和生态保护与建设,适度用于临港产业发展。七要实施严格的环境保护政策,强化自然保护区建设和重要湿地、饮用水源地保护;严把环境准入门槛,强化工业污染、生活污染和面源污染治理,切实加强环境监管。八要推进体制改革,加强人才队伍建设。

4 结语

随着江苏沿海开发上升为国家开发战略,经济和城市的发展必将迎来新一轮的机遇,在两会期间以及国家和江苏省十二五规划中,都提出将江苏沿海三市作为发展的重点。城市化进程的加快,必然面临人口、资源、经济、生态环境等一系列问题。城市可持续发展如何与城市综合承载力相协调,不仅关系到城市未来自身的命运,也关系到其周边地区能否顺利实现可持续发展的目标。而对江苏沿海城市群综合承载力进行科学评价,不仅有助于提升江苏沿海城市综合承载力,而且也能够为国家和地方政府的重大发展决策提供科学依据,并提出建议,以期促进江苏沿海城市群的可持续发展。

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