浅谈电源规划与电网规划

浅谈电源规划与电网规划

陈磊

（国网山西省电力公司宁武县供电公司山西省忻州市036700）

摘要：市场经济环境给电力企业的发展造成了巨大的转变，同时也影响了电源规划的技术和原则，尤其是在城市电网规划中电源规划需要充分考虑到经济效益，而不仅仅是城市居民的电力需求。其中电源作为影响各方面（发电容量和电源结构配置）条件的重要一环，不仅受到市场供需关系的影响，同时影响了电力系统的安全性和稳定性，需要引起高度重视。据此，本文针对电网规划和电源规划进行了深入的分析和探讨，希望可以有所助益。

关键词：电源规划；电网规划；电力系统

随着煤、炭、石油等传统能源所造成的污染日益严重后，国家开始重视能源主体转型和环境保护的问题，电力能源也作为主要方向走入到人们的视线当中。国家在《“十二五”电源发展规划思路》中点明了未来电力发展和电源发展的方向，同时也表明了环境保护和电力能源规划的重要联系。在未来，国家电网企业也需要充分考虑这一层面的需求，认真落实产业优化方案，做好电源规划和电网规划的工作，为国家发展奠定坚实的能源基础，保护好生态环境。

一、电源规划分析

所谓的电源规划，是指根据负荷预测数据、经济合理要求以及备用容量要求等，在国家能源政策、环保以及持续化发展等原则指导下，进行电源规划和设计方案的选择，并在相应的时间要求内完成开放和使用。

从目前的电力工业发展来看，电源规划的主要目标是为了实现短期内的负荷需求预测，满足相应的条件后达成经济效益最优化的方案。其决定了建设发电机组的容量、时间、地点等重要因素。

近年来，我国在电力工业改革中投入了大量的资源，对于整个电力行业的发展起到了至关重要的作用。而电力行业在组织模式和运营模式等方面的发展，也促使发电、输电和配电三方面的工作得以细分，步入精细化管理的阶段。随着市场经济环境的不断变化，人们的用电需求和电力规划也产生了相应的变化。尤其是电源作为电力体系的重要组成，关系到区域内的电容量与配置状况，关系到企业的经济效益，关系到环保和环境问题、评估体系建立问题、分布式发电方式问题等，需要进行充分的利益协调。同时也关系到整个市场环境的竞争关系是否处于良性发展的阶段，因此，这就需要进行充分而合理的规划。

其中，最为影响我国电力的是环境问题，也是我国“十二五”工作计划中强调的重点。在电力产业的市场环境下，电力发展与环保问题的研究主要集中在区域电网运行机组与环保配额的博弈问题上。这一阶段，电网协调与规划的主要手段是根据机组报价与其外部环境成本进行排序，并根据不断时期的负荷要求来进行机组的加载。在电源规划的过程中，电力环保措施往往具有相对固定的费用和支持，并以此作为机组固定费用和运行费用纳入到整个电力市场的博弈当中。

在许多的研究当中，环保规划已经成为了电力发展规划的重要一环，也是计算模型建立的重要指标。例如：通常采用的免疫算法和禁忌算法中，电源规划设计只对电厂二氧化碳的排放进行了计算。整个电源规划工作则还需要将电源投资、运营支出、电源投产策略下的供电负荷满足的可靠性指标、与相邻电力系统互联的效益及费用等因素进行定量分析。除此之外，机组随机停运数据、水文年化数据、负荷增长数据、城市经济增长、居民规模扩大数据等随机因素都需要纳入到电源规划的工作当中。其中的计算也具有高维数、非凸、离散、非线性等方面的特点，理论上的最优策略很难得到保障。然而，电源规划和电网规划工作本身的重要意义也催促着这项工作的发展，现阶段的最理想算法被认为是动态规划法，但是很容易的引起“组合爆炸”问题。

二、电网规划分析

所谓的电网规划是指在电源和变电设备建设所在的地点和时间进行确定，保障各项经济效益的组合能够达到最大化，同时又保障城市电力需求的安全性和稳定性。随着电力改革的不断推进，电网规划工作的重要性也得到显著的提升，其作为保障电力系统经济效益和长期运营的重要环境，需要做到“以最小的电网建设和运行费用为代价，最大限度保证城市或者区域电力得到满足”的原则。

电网作为国家基础设施建设的重要一环，也是城市经济发展的重要硬件支持。科学合理的电网规划设计，不仅是实现自身经济效益的最大化，同时也为城市发展创造了巨大的社会效益。但是，电网规划由于技术和目标的原因，在规划设计预期上与城市规划存在相对滞后性。在全新的社会和经济形势下，最优方案的选择需要保障相应的科学性与合理性，减少人为选择所带有的主观性和局限性。

现阶段的电网规划主要有模拟进化规划法、群体智能方法、人工智能规划方法以及不确定性规划法四大类。其中，每种类别还可以进行更加细化的分类，例如：模拟进化规划法可以划分为遗传算法和进化规划算法；而群体智能方法则可以分为蚁群算法和粒子群优化算法；人工智能规划方法则分为禁忌搜索算法和专家系统法；不确定系统规划方法则分为了模糊集理论和灰色系统法。事实上，不同的运算模式中，优势也各不相同，侧重于不同数据归纳后的运算。例如：灰色模型，简称GM模型，在预测的精准度上较差，很大程度上依赖于决策者对实际市场和电力供需状况的把握；该类模式在数据资料不完善的网架规划条件下，可以发挥较大的作用。

而专家系统（ExpertSystem，ES）作为一种计算机软基系统，其在录入相应领域的专家经验和行业数据知识后，进行自主推算和判断，可以很大程度的模拟人类专家的思维决策，在意见上具有专家级的水准。完整的ES系统，在综合运用各个模块后可以对于不确定性、非结构化等特点的电网组合规划具有较大的作用，其也成为了现代化智能系统的集中体现。相对于固化的传统软件系统不同，ES模式在综合了诸多基础子系统，可以对问题进行智能化和系统化的求解。在电网规划的实例应用当中，ES系统融合相应的专家经验和行业知识，适当进行模型、算法以及方案评估等方面的简化，对于问题的复杂度降低具有显著的效果，能够迅速得到解决。但是，现阶段的智能化技术只是初级阶段，ES模式在电网规划当中的应用也十分基础，主要是因为该模式在信息获取和录入方面具有较大的难度，同时自学机制弱，需要较长的成长时间。因此，该模式当中的研究还有待进一步深入，必将为今后的电网规划工作开展发挥巨大的作用。

结束语

电网规划和电源作为保障我国城市发展和电力系统优化的重要组成，是建成电网系统的重要依据，是关系到整个社会利益最大化的重要环节。因此，深入研究电网规划和电源规划具有重要的现实意义。随着近年来智能化技术和智能优化算法的不断发展，在电网规划和电源规划得到了相应的发展，对于计算速度、突破维数灾难、避免组合爆炸等问题有所改善。但是，这项工作本身所具有的复杂性和多样性仍旧需要引起高度的重视，在不断优化选取最佳模式之后，才能帮助国家能源产业升级和城市发展有序的进行。

参考文献

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