基于“道、法、术”思想的电力系统规划体系探讨-第2页-北极星输配电网

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在现有“术”层次规划方法失效的情况下，规划者需要“站在未来看现在”，知道未来的演变目标和现在所处的“生命”期，确定“术”层次的规划目标。

对未来的电力系统演化及生命周期的探索，不能靠经验主义和推测，而是更多交叉科学的应用，包括自然科学、经济学、社会学和哲学等等，如图2所示。

图2对应“道”的电力系统规划方法

以文献^[3]提出的“递弱代偿”原理为例，该原理指出“愈原始愈简单的物类其存在度愈高，愈后衍愈复杂的物类其存在度愈低，并且存在度呈一个递减趋势。随着存在度的递减，后衍物种为了保证自身能够稳定衍存，就会相应地增加和发展自己续存的能力及结构属性。”其中，存在度的衡量方法有3项硬指标：在宇宙中的空间质量；在宇宙中的时间分布；存在状态稳定性。以这个原则审视我们的电力系统，交流电力系统存在的空间质量最大、时间分布最长、状态最稳定。随着电力系统的发展，系统越来越复杂，其状态也可能由稳定趋向于不稳定，但为了维持其稳定，就需要通过各种技术手段来加强，譬如采用具有快速励磁的发电机组来改善系统的暂态稳定性，导致了动态稳定问题的发生，然后就采用了PSS装置来改善这一问题；虽然特高压直流解决了大容量远距离输送的需求，但为了保障其容量效益的充分发挥，需要采用一些辅助设施和手段。

所以，电力系统也有其发展的客观规律，而且与“生命体”一样，有着类似生、长、盛、衰、老、亡的生命周期。将电力系统视作为一个可观测、可预测的“生命体”，通过演化规律和路径的研究探索其未来，是一种高层次的战略规划，也是“道”层次的规划内容。

2.“道”的电力系统规划方法实践探索

“道”层次规划目标是获得电力系统所处阶段、问题和对策，既需要借鉴以往的经验，又需要普适性规律的应用探索。图3是对电力系统发展过程的一种粗略的总结示意图，自从交流电力系统诞生以来，电力系统在发展过程中，每一个阶段都会出现一种主导风险，有时是几种风险的叠加。譬如一开始因为电网过于弱小，功角稳定问题十分突出，随着大机组的出现，“大机小网”问题又使得系统频率稳定风险很大，继续扩大电网后，曾一度出现了动态稳定问题，当电网发展壮大到一定程度后，静态安全问题又成为主要安全约束，当现有电网进入较为成熟期后，随着直流规模的增加，电压稳定问题又成为主导。

图3电力系统及其安全稳定水平演化示意图

从过去的发展经验来看，交流电网不断扩张和升级是解决过去遇到的几乎所有风险的有效手段，所以，过去的电力系统规划都是电网扩张型规划。从电力系统发展的趋势来判断，未来的主要影响因素是新能源发电占比的不断提升，常规电源“空心化”将导致系统短路电流容量下降，对常规直流的支撑水平下降，另外系统的频率问题也逐渐突出并进入不可接受的范围。如果采用以往电网扩张型的规划思路，则既不能有效增加系统短路容量，还增加了直流间的相互影响，电压稳定性可能进一步恶化，另外，由于普遍采用电力电子设备，电力电子的快速响应和惯性系统运动过程交互影响，产生了一些原来未曾发现的振荡问题。与电力系统其他发展阶段类似，电力系统的安全稳定出现质变，安全稳定水平也将在达到顶峰后下降。为了能够维持系统的发展和运行，需要通过电力系统的技术革新，重新提升电力系统安全稳定水平，这就是典型的“代偿”特性体现。至于什么时候出现这样的拐点，则需要利用其他交叉科学，进行深入研究。

技术革新将替代系统扩张而成为未来电力系统规划的主要目标和内容，假设这种可能性已经被证明（“道”层次规划的范畴），现有的“术”的规划将会有的放矢。

三、“法”：电力系统规划遵循法则

从“以道御术”的基本设定来看，“道”和“术”两层规划体系从目标、方向到具体执行方法构成了一个完整的规划路径。但是，电力系统规划工作是一个长期并且周而复始的工作，经验、原则、边界的固化和复制可以大幅提升工作效率，并且可以保障与电力系统后续建设、调试、运行等阶段的有效衔接，这就是“法”。

现有电力系统规划遵循的“法”有如下2类：

1）程序之“法”。规定了电力系统规划的流程和研究深度。目前来看，除了国家电网公司2009年颁布的《国家电网公司规划设计内容深度规定》（Q/GDW268-2009）外，没有其他正式颁布的规范。但在电力系统规划行业内，有约定成俗的基本流程，包括负荷预测、电力电量平衡、电源规划、电网规划、电气计算等流程。在过去的规划中，由于电源规划主要依据负荷水平和负荷特性确定，因此不依赖于电网规划，但随着新能源容量和负荷不确定性的增加，源网荷（输电网和配电网）一体规划的需求越来越突出，原来各流程严格的时序性将被打乱。

2）技术规范之“法”。电力系统是最复杂的人造系统，安全性、稳定性、可靠性需要在规划阶段就有所保障，因此电力系统规划需要遵循必要的原则，如“N-1”原则、“分层分区”原则等。我国自从1981年颁布《电力系统安全稳定导则》以来，电力系统安全稳定事故大幅度降低，我国电力系统已经成为世界上最安全的电力系统之一。另外规划需要遵循的还有《电力安全事故应急处置和调查处理条例》（2011年国务院第599号令）、《电力系统技术导则（试行）》（SD131-84）和《电力系统安全稳定计算技术规范》（DL/T1234-2013）等一系标准和技术规范。同样，由于大规模新能源的出现和大容量直流、多直流馈入系统等新事物的出现，原有的一系列技术规范也面临着重新修订。

原标题：【争鸣与探索】中国电科院周勤勇：基于“道、法、术”思想的电力系统规划体系探讨

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