智能電網(wǎng)建設(shè)下電力工程技術(shù)分析

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【摘要】在社會(huì)用電需求和供電質(zhì)量要求的不斷增長(zhǎng)下，智能電網(wǎng)建設(shè)范圍不斷擴(kuò)大，在此過(guò)程中電力工程技術(shù)發(fā)揮著重要的作用。本文首先對(duì)智能電網(wǎng)的基本特征進(jìn)行介紹，包括其電網(wǎng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、環(huán)保節(jié)能效果等。在此基礎(chǔ)上，研究電力工程技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)中的具體應(yīng)用，主要包括在智能輸電環(huán)節(jié)、在供電質(zhì)量?jī)?yōu)化、在能源轉(zhuǎn)換、在智能發(fā)電和電能管理中的應(yīng)用等，以期促進(jìn)智能電網(wǎng)建設(shè)水平的進(jìn)一步提升。

【關(guān)鍵詞】智能電網(wǎng)建設(shè)；電力工程技術(shù)；智能化技術(shù)；融合應(yīng)用

前言

在電力電子技術(shù)、信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，智能電網(wǎng)建設(shè)已經(jīng)從概念階段步入實(shí)踐階段，各種智能化設(shè)備的應(yīng)用，為電力系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控和調(diào)控提供了有力支持，使電網(wǎng)自動(dòng)化、智能化水平顯著提升。但是在智能電網(wǎng)的建設(shè)過(guò)程中，仍然不能忽視電力工程技術(shù)的應(yīng)用，而且各種智能化功能的實(shí)現(xiàn)，都需要電力工程技術(shù)提供支持。因此，智能化技術(shù)和電力工程技術(shù)是兩個(gè)不可分割的部分，只有做到對(duì)兩者的融合運(yùn)用，才能實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的建設(shè)目標(biāo)。

1智能電網(wǎng)特征

智能電網(wǎng)的建設(shè)與發(fā)展是目前電力行業(yè)發(fā)展的主要方向，在對(duì)傳統(tǒng)電力系統(tǒng)進(jìn)行改造和升級(jí)的過(guò)程中，首先應(yīng)明確智能電網(wǎng)的基本特征，同時(shí)明確智能電網(wǎng)建設(shè)在節(jié)能、環(huán)保、資源利用等方面的要求，從而合理開(kāi)展工程建設(shè)活動(dòng)。智能電網(wǎng)的特征主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①電網(wǎng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性強(qiáng)，隨著電網(wǎng)覆蓋范圍的擴(kuò)大，面臨惡劣運(yùn)行環(huán)境也越來(lái)越多，智能電網(wǎng)通過(guò)采用先進(jìn)的電力工程技術(shù)手段，并利用智能化設(shè)備對(duì)電網(wǎng)中的線路和設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可以有效提高電網(wǎng)抗逆能力，確保電力的穩(wěn)定供應(yīng)；②具有突出的節(jié)能環(huán)保效益，智能電網(wǎng)建設(shè)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)資源的合理利用，通過(guò)改變電力傳輸技術(shù)，減少電力傳輸過(guò)程中的能源消耗問(wèn)題，對(duì)電力可持續(xù)發(fā)展具有重要意義；③有利于提升電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，在智能電網(wǎng)的建設(shè)和改造過(guò)程中，可以充分利用現(xiàn)有資源。在電子技術(shù)的快速發(fā)展下，智能化設(shè)備類(lèi)型越來(lái)越多，成本也明顯下降，用于升級(jí)改造的成本較低。同時(shí)在其運(yùn)行過(guò)程中，可以節(jié)約大量成本，改善電力服務(wù)質(zhì)量，獲得用戶認(rèn)可，從而幫助電力企業(yè)提升競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。

2智能電網(wǎng)建設(shè)中電力工程技術(shù)的應(yīng)用

2.1在智能輸電中的應(yīng)用

在建設(shè)智能電網(wǎng)過(guò)程中，智能輸電是其中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一，電力工程技術(shù)為智能輸電提供了交流輸電技術(shù)和直流高壓輸電技術(shù)。其中交流輸電技術(shù)是利用電力和電子技術(shù)對(duì)交流輸電過(guò)程進(jìn)行控制。目前，我國(guó)電力系統(tǒng)中，輸變電電壓都比較高，因此，在建設(shè)智能電網(wǎng)過(guò)程中，需要輸入龐大的清潔能源，以此達(dá)到隔離能源的目的。交流輸電技術(shù)通過(guò)對(duì)電網(wǎng)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使智能輸電過(guò)程的能源耗損量降至最低，從而提升智能輸電的能力。同時(shí)交流輸電技術(shù)在智能輸電中應(yīng)用還利用直流斷路器優(yōu)化直流輸電體系，使直流輸電具備多端柔性，避免直流輸電系統(tǒng)出現(xiàn)故障，保障智能輸電有效、穩(wěn)定的進(jìn)行。此外，交流輸電技術(shù)還能夠構(gòu)建一個(gè)高壓輸送網(wǎng)，對(duì)智能電網(wǎng)中自由流動(dòng)的各類(lèi)電能進(jìn)行準(zhǔn)確的控制，提高智能輸電過(guò)程的安全性。而對(duì)于直流高壓輸電技術(shù)來(lái)說(shuō)，雖然在電力系統(tǒng)中應(yīng)用最多的是交流電，但是在實(shí)際供電與配電時(shí)，為了換流或者是逆變工作的順利開(kāi)展，充分發(fā)揮控制換流器應(yīng)有的作用，必須將直流高壓輸電技術(shù)應(yīng)用到智能輸電過(guò)程中。通常情況下，電力系統(tǒng)的控制換流器主要是由各種起管段作用的構(gòu)件組成的，直流輸電技術(shù)的應(yīng)用，促使控制換流器高效工作，使智能發(fā)電過(guò)程的直流換交流以及逆變工作更加順利，在提高智能電網(wǎng)輸送電能安全性的同時(shí)，也實(shí)現(xiàn)了短距離支流運(yùn)輸和長(zhǎng)距離直流運(yùn)輸。

2.2在優(yōu)化質(zhì)量中的應(yīng)用

在建設(shè)智能電網(wǎng)過(guò)程中，電力系統(tǒng)的輸電質(zhì)量是其中的重中之重，同時(shí)從智能角度考慮質(zhì)量?jī)?yōu)化問(wèn)題，也是建設(shè)智能電網(wǎng)的主要目標(biāo)。在此過(guò)程中，電力功能技術(shù)中的優(yōu)化電能質(zhì)量技術(shù)是其應(yīng)用的重點(diǎn)。①優(yōu)化電能質(zhì)量技術(shù)在建設(shè)智能電網(wǎng)中應(yīng)用過(guò)程中，可以為其建立一個(gè)更加完善電能質(zhì)量評(píng)估方法體系和等級(jí)劃分制度。主要是利用該技術(shù)對(duì)供配電接口的經(jīng)濟(jì)性能與效益進(jìn)行分析，從而建立一個(gè)技術(shù)等級(jí)和用戶經(jīng)濟(jì)性評(píng)估體系，以此使智能電網(wǎng)向著更加優(yōu)質(zhì)且經(jīng)濟(jì)的方向建設(shè)。此外，在應(yīng)用過(guò)程中，將優(yōu)化電能質(zhì)量技術(shù)與濾波器連續(xù)調(diào)諧技術(shù)、電能控制器技術(shù)、電氣化供電平衡技術(shù)以及濾波器直流有源技術(shù)緊密地結(jié)合在一起。使智能發(fā)電過(guò)程中的電能質(zhì)量得以提高，并且大幅度降低了建設(shè)智能電網(wǎng)的成本。同時(shí)在應(yīng)用該技術(shù)上過(guò)程中，還能夠優(yōu)化智能電網(wǎng)的運(yùn)行方式，提高智能電網(wǎng)輸送電壓效率，從而提高工作人員服務(wù)質(zhì)量。真正做到在財(cái)力、物理、人力等方面的節(jié)省，并在非常短的時(shí)間內(nèi)解決電力系統(tǒng)中存在的故障性問(wèn)題。②利用電網(wǎng)架構(gòu)技術(shù)建立一個(gè)穩(wěn)定的、靈活的高壓電網(wǎng)，通過(guò)特高壓輸電方式和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)輸電方式，提升智能電網(wǎng)適應(yīng)環(huán)境的能力。同時(shí)在建設(shè)智能電網(wǎng)過(guò)程中，利用電力平衡技術(shù)對(duì)高壓電網(wǎng)中的能量進(jìn)行均勻分布，使智能電網(wǎng)生產(chǎn)力和能源始終保持一定的平衡度。

2.3在能源轉(zhuǎn)換的應(yīng)用

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)環(huán)境日益惡化，環(huán)境污染問(wèn)題持續(xù)影響著人們的生活，這在電力工程中體現(xiàn)的也是非常明顯。因此，在建設(shè)智能電網(wǎng)過(guò)程中，需要進(jìn)行能源轉(zhuǎn)換，促使新能源取締對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重危害的能源?，F(xiàn)階段，可以將我國(guó)智能電網(wǎng)分為兩部分：①分布式發(fā)電；②分布式儲(chǔ)能。其中分布式發(fā)電是指利用染料電池、風(fēng)能、潮汐能等可再生能源進(jìn)行發(fā)電，這些能源具有可再生和無(wú)污染等特點(diǎn)。對(duì)于分布式儲(chǔ)來(lái)說(shuō)，是利用超導(dǎo)儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能以及蓄電池儲(chǔ)能進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的。電力工程技術(shù)在建設(shè)智能電網(wǎng)中應(yīng)用時(shí)，可以為其提供能源轉(zhuǎn)換技術(shù)和電網(wǎng)并網(wǎng)技術(shù)。這兩種技術(shù)在建設(shè)智能電網(wǎng)中應(yīng)用時(shí)，通過(guò)智能電網(wǎng)+清潔能源的方式，從保護(hù)、監(jiān)控、儲(chǔ)能裝置以及電源等方面入手，將智能電網(wǎng)中的可再生能源轉(zhuǎn)化成為電能，使可再生能源能夠以更加“友好”的方式接入智能電網(wǎng)中，降低電力系統(tǒng)運(yùn)行的成本。同時(shí)也能夠?qū)χ悄茈娋W(wǎng)中的元件進(jìn)行有效的控制，在此過(guò)程中，需要利用電能優(yōu)化技術(shù)對(duì)智能電網(wǎng)中的動(dòng)力單元進(jìn)行有效分析，明確智能電網(wǎng)界面模式，從而為智能電網(wǎng)自動(dòng)化和數(shù)字化提供保障。

2.4在智能發(fā)電中的應(yīng)用

在建設(shè)智能電網(wǎng)過(guò)程中，想要進(jìn)行良好的輸電，必須要保證發(fā)電質(zhì)量，只有發(fā)電有效性得到保障，才能夠?yàn)殡娏ο到y(tǒng)后續(xù)源源不斷的供電提高條件。在智能發(fā)電過(guò)程中，并沒(méi)有將電力工程技術(shù)用用到建設(shè)智能電網(wǎng)中，而是將電力工程技術(shù)應(yīng)用到智能電網(wǎng)的各個(gè)電子設(shè)備中。以電子設(shè)備為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)發(fā)電智能化，從而提供電力系統(tǒng)各種能源的應(yīng)用效率。同時(shí)利用電子工程技術(shù)對(duì)電力資源消耗進(jìn)行管理和控制，為建設(shè)智能電網(wǎng)夯實(shí)基礎(chǔ)。為了使智能電網(wǎng)發(fā)電運(yùn)行效率得以提高，還需要將電力工程技術(shù)應(yīng)用到相應(yīng)元件中。例如：在電力工程技術(shù)在半導(dǎo)體元件中應(yīng)用。半導(dǎo)體元件可以用于進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換、放大信號(hào)、變換、接收、控制以及產(chǎn)生電能。將電力工程技術(shù)應(yīng)用到其中之后，可以促進(jìn)其能量轉(zhuǎn)換效率，促使新能源快速轉(zhuǎn)化為電能。同時(shí)在應(yīng)用過(guò)程中，通過(guò)將控制技術(shù)、微處理技術(shù)與電子技術(shù)緊密地結(jié)合在一起，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)智能電網(wǎng)發(fā)電進(jìn)行有效控制。

2.5在電能管理中的應(yīng)用

在建設(shè)智能電網(wǎng)過(guò)程中，電能管理是其中最為主要的環(huán)節(jié)。在應(yīng)用電力工程技術(shù)時(shí)，主要是應(yīng)用其中電源管理技術(shù)。這種技術(shù)是提高智能電網(wǎng)中電源工作效率的最佳手段。電源管理技術(shù)充分利用了智能管理和控制思想，從智能發(fā)電、智能配電以及智能用電等各個(gè)方面，利用現(xiàn)場(chǎng)總線、網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)庫(kù)等方法實(shí)現(xiàn)電能的傳輸；利用容錯(cuò)控制、過(guò)程監(jiān)控以及最優(yōu)化算等方法實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的控制與檢測(cè)；利用遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯、專(zhuān)家系統(tǒng)以及模式識(shí)別等實(shí)現(xiàn)電對(duì)電能的安全保護(hù)和管理。此外，在應(yīng)用該技術(shù)時(shí)，還可以利用網(wǎng)絡(luò)化對(duì)電能進(jìn)行控制，即通過(guò)三層網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。①底層利用嵌入式控制器對(duì)電能進(jìn)行實(shí)時(shí)通信、數(shù)據(jù)采集和控制。②中間一層利用計(jì)算機(jī)分布式監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電能的趨勢(shì)分析、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及狀態(tài)檢測(cè)等。③最上一層將電源管理技術(shù)與人工智能技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)電能的合理分配。

3結(jié)論

綜上所述，電力工程技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中有重要應(yīng)用，是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)建設(shè)目標(biāo)不可缺少的技術(shù)手段。通過(guò)對(duì)智能電網(wǎng)的特點(diǎn)進(jìn)行分析，可以明確電力工程技術(shù)的使用方向。在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)電力工程技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)各個(gè)環(huán)節(jié)中的合理利用，可以最大化的發(fā)揮智能電網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)電力企業(yè)社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的共同提升。

參考文獻(xiàn)

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作者：李典卿 單位：廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司佛山供電局禪城供電局工程建設(shè)部業(yè)主項(xiàng)部