电力工程设计中的电力系统可靠性与安全性研究
孔潇 师晓萌
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孔潇 师晓萌,. 电力工程设计中的电力系统可靠性与安全性研究[J]. 电力研究,2024.9. DOI:10.12721/ccn.2024.157485.
摘要: 随着中国经济的不断发展,电力系统建设规模不断增大,给人们的生产生活带来更多方便。当前电力系统的日益复杂化,使得电力系统的可靠性和安全性成为了重要的研究方向。本文通过对电力工程设计中的电力系统可靠性与安全性的研究进行综述,旨在全面提升电力系统运行的安全性与稳定性。
关键词: 电力系统;可靠性;安全性
DOI:10.12721/ccn.2024.157485
基金资助:

通过加强电力可靠性管理,可以及时发现和解决潜在故障,优化维护计划和资源分配,提高电力设备的可用性、延长其使用寿命,并提升用户体验和经济效益,满足不断增长的能源需求,同时推动能源转型,实现清洁、可靠和持续的电力供应。

1可靠性与安全性在电力工程设计中的重要性

可靠性和安全性是电力系统设计中非常重要的概念。在电力工程设计中,可靠性是指电力系统在正常运行条件下能够持续提供稳定、可靠的电力供应的能力,而安全性是指电力系统在面对各种异常情况时能够保证人员和设备的安全。首先,可靠性在电力工程设计中的重要性体现在对电力供应的要求上。电力是现代社会不可或缺的基础设施,各行各业都依赖于电力供应来保证正常运行。若电力系统不可靠,频繁出现停电或电压波动等问题,将给社会生产和生活造成严重影响。因此,在电力工程设计中,必须考虑如何提高电力系统的可靠性,以确保电力供应的稳定性和连续性。其次,安全性在电力工程设计中的重要性主要表现在对人员和设备的保护上。电力系统中存在着高压、高温、高能量等危险因素,一旦发生故障或事故,可能导致人员伤亡和设备损坏。因此,在电力工程设计中,必须采取相应的安全措施,确保电力系统的运行安全。这包括对设备的可靠性设计、安全保护装置的设置、事故应急预案的制定等方面,以最大程度地减少事故发生的可能性,保护人员和设备的安全。另外,可靠性和安全性的提高也与电力系统的经济效益密切相关。电力系统的不可靠和不安全将导致频繁的维修和故障处理,增加了运营成本和资源消耗。而提高电力系统的可靠性和安全性,可以减少故障频率和停电时间,提高电力供应的质量和效率,降低运营成本,提高经济效益。

2电力工程设计中的电力系统可靠性与安全性研究

2.1健全全过程电力可靠性管理体系

全过程电力可靠性管理体系能够更好地识别和预防潜在风险,监测和控制电力系统的运行状态,及时响应和修复故障,优化设备维护,持续提升管理效能,从而提高电力系统的安全性和稳定性。健全的全过程电力可靠性管理体系包括以下内容。①风险评估与预防。通过对电力系统的风险评估,识别潜在的故障和问题,并制定相应的风险预防措施,包括设备状态监测、定期巡检、防范措施制定等,以最大限度降低发生故障的可能性。②运行监测与异常报警。建立完善的监测系统,实时跟踪电力系统的运行状态,包括电压、频率、负荷等参数的监测。通过合理的数据分析和报警机制,及时发现异常情况并采取相应措施。③维护计划。制订科学合理的维护计划,包括预防性维护、定期检修和紧急维修,确保设备的正常运行,以提高电力设备的可用性和稳定性。④应急响应与恢复。建立应急响应机制,制定应急预案和应对措施,在发生故障或意外停电时,能够迅速响应、快速恢复电力供应,降低对用户的影响。⑤数据分析与优化。通过大数据分析和运行数据统计,深入了解电力系统运行情况和潜在问题,并进行优化和改进,包括负荷预测、设备健康评估、运行参数优化等,以提高电力系统的效率和可靠性。

2.2有源配电网设计

①优化配电网网架结构。强化配电网网架结构,以满足能源互联网发展需求。围绕城市发展定位和高可靠用电需求,统筹配置空间资源,加强与城市规划的协同力度。全面优化完善网架结构,逐步改善供电可靠性和综合电压合格率,持续降低线损率,为配电网建设提供充足电力保障。②提升配电网装备水平。推进城市配电网标准配置,提高设备可靠性。全面应用典型设计和通用设备,新建改造工程标准物料应用率达到100%,按照设备全寿命周期管理要求,逐步更换老旧设备,消除安全隐患,提高配电网安全性和经济性。逐步实现群岛配电网的智能化管理,提高配电网的运行效率与质量,增强配电网的自愈能力。③加强重点领域防范。加强电网大面积停电、自然灾害等重点领域防范,保障电力供应安全。通过加强城市电网主网架建设,保障外来电源的充裕性和输电通道的安全性,防范电网大面积停电。按照差异化设计要求,适当提升设计标准和装备水平,防范冰雪、森林火灾等自然灾害,减少人身触电等事故隐患。

2.3运行管理

运行管理是电力系统可靠性与安全性的重要影响因素之一。良好的运行管理能够确保电力系统的正常运行,并及时处理各种可能出现的问题,从而保障供电的可靠性和安全性。首先,良好的运行管理需要建立科学合理的运行规程和流程,这些规程和流程应该包括电力系统的各项操作指导,如开关操作、设备巡检、故障处理等。运行人员应严格按照规程和流程进行操作,确保操作的准确性和规范性,避免因操作不当而引发事故。其次,运行管理还需要建立完善的设备管理制度。对于电力系统的各种设备,应进行定期的检修、维护和保养,及时排除潜在的故障隐患。最后,要建立设备的档案管理系统,记录设备的运行状态、维护记录等信息,便于及时了解设备的运行情况,及时采取相应的措施。

2.4设备可靠性

设备可靠性是电力系统可靠性与安全性的重要影响因素之一。电力设备安全隐患排查过程中,会遇到一定的风险,这样就会严重威胁到检修工作人员的生命健康,同样也不利于电力设备检修工作质量,降低了电力设备安全隐患排查工作的效率,需要电力运行检修部门以及工作单位能够及时做好工作调节,重视对检修过程中的风险进行调控和把握,这样才能更好地应对可能发生的风险。在未来电力设备安全隐患排查中,应该重视做好技术管理工作,主要是从以下几个方面进行风险检修和管控:首先,工作人员应该全面监控电力设备运行状态,如果发现电力系统以及设备出现运行异常情况时,就要及时采取相应的解决措施进行控制,全面管控、排查可能发生的安全隐患问题,这样才能降低电力设备运行风险。此外,检修工作人员要充分掌握各种可能会引发电力设备安全隐患的区段、部件,制定专门的安全隐患排查、应对措施,制定电力设备安全隐患排查应急预案,这样既能避免对工作人员产生的人身威胁,同时还能提高对电力设备安全隐患应对的效率。

2.5基于人工智能算法的电力系统可靠性自适应评估

电力系统的可靠性评估可被看作一个系统工程,当前电力系统的可靠性评估研究主要分为传统模型和现代模型。其中,传统模型主要是对一种线性的变化态势进行建模与拟合,较难满足实际需求。在实际应用中,神经网络对于电力系统可靠性评估所用的训练样本的规模较大,这就导致了电力系统可靠性评价的结果稳定性较差。当前,以深度学习、迁移学习等机器学习为代表的新一代人工智能技术在电力系统稳定评估、可靠性决策中的应用越来越受到人们的重视。由于深度学习网络较难判断当前电网的暂态稳定性,并且指示评估准确度下降。因此,为了提高评估模型的自适应能力,需用目标域的样本集重新调整预训练模型。

结语

通过实施电力可靠性管理,电力系统的安全性和稳定性得到了显著提升,通过建立健全监测和评估机制,提高电网的抗灾能力和恢复速度,以及优化电力调度和资源配置,可以有效降低停电风险,满足用户用电需求,推动电力系统的安全稳定运行并为其可持续发展奠定基础。

参考文献

[1]陈林峰.试析电力设备运维管理及安全维护策略[J].中国设备工程,2023(6):58-60.

[2]杨国琳.电力系统可靠性研究综述[J].现代工业经济和信息化,2022,12(5):291-292+295.

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