探討電力工程技術在智能電網建設中的應用

摘要：由于能電網擁有數字化、信息化的特點，因此，在智能電網的建設中常使用電力工程技術。筆者結合多年的工作，文章對電力工程技術在智能電網建設中的現狀和發展進行分析，簡要介紹我國智能電網的相關特點。

關鍵詞：電力工程技術;智能電網;建設;應用

當前全球氣候正發生巨大的變化，并且全球人口不斷的增多，能源問題也已經越來越突出，因此，智能電網建設已經受到全球的注意。目前，國內的電網公司的主要目標是將結構堅強的網架與智能化建設相結合，這一系統主要包括發電技術、通信技術以及自動化調整技術等。

一、智能電網概述

目前，全世界范圍內的氣候變化越來越頻繁，且由于人口的劇增，能源的供應也越來越緊缺，因此，智能電網在全球中不斷地被關注。在幾年前，美國政府為了恢復經濟的良好運行，將智能電網的建設作為核心策略，來解決由于能源引起的危機，并利用它來促進其他產業的健康發展。在我國，智能電網的建設更是一項緊急的任務，由于我國是世界上人口最多的國家，國土面積很大，且不同的區域也有不同的發展步伐，能源資源在全國范圍內的分布很不均勻。因此，在智能電網的建設中，應該將我國的實際情況考慮進去，并在了解建設重點的基礎上進行循序漸進的建設。目前，我國的電網公司建設智能電網的目標是“堅強智能電網”，也就是將結構堅強的網架和智能化建設融合在一起，這個有機整體的主要組成部分是發電、通信、輸變電以及自動化調度等。

結合我國的國情，我國的智能電網建設應具有以下的特征：第一，綠色環保：該特點要求將電網資源循環利用，最大程度地減少對環境造成的污染和不良影響。第二，結構堅固：架構的堅固能夠保證在不良的天氣中具有較強的承受能力，并且不會對電網的正常運行造成干擾。第三，資源優化：實現資源的優化能夠最大程度提高電網運行的效率。第四，自動化：電網的自動化能夠使其在出現故障的時候自動進行診斷和調節，從而將故障消除，使其功能恢復正常。第五，經濟性：智能電網建設應該綜合各方面的因素，將成本控制在最合適的范圍內，不僅能確保能源的質量，還能提高經濟效益。第六，交互性：該特性是指在能源的供應中，建立起市場和用戶之間的交流模式，以根據用戶的具體需求，不斷優化服務質量。

二、電力工程技術在智能電網建設中的總體應用

（一）電力工程技術在電源部分中的應用

為智能電網提供不斷的電能，是電力工程技術最大的作用，其中包括：直流和交流，交流具體分為變頻和恒頻[1]。在變電所中，既能使用直流電源，也能夠使用交流電源，并且無論是在哪一種計算機中都可以采用高頻開關電源。

（二）電力工程中在輸電過程中的應用

因為在智能電網的應用中對電能和電網的工作狀態要求相對比較高，在智能電網建設過程中應該保證電能的高質量和電網工作的穩定性，而要達到這一目的就要求把電力工程技術中最為關鍵的兩項技術結合起來，即無功補償技術和諧波抑制技術[2]。其中最為典型的就是超導無功補償設置以及薄型交流變換器等。

（三）電力工程技術在智能發電過程中的應用

在這一整套智能電網系統中，電力工程技術是最近幾年發展起來的一項新技術，主要是通過使用電力電子器件，來達到電能之間的轉化和控制。這一技術極大地減少了電量的消耗，與此同時，還極大的降低了機電設備的使用，極大地提升了工作效率。

三、電力工程技術在智能電網建設中的具體應用

（一）電能的質量優化技術

該技術在智能電網建設中的應用，需要建立在電能的質量等級劃分以及評估方法體系的完善的基礎上，對供用電的接口所具備的經濟性能進行分析，從而建立起用戶經濟性以及技術等級這兩個評估體系，并借助法律法規的不斷完善，來促使智能電網的建設往經濟且優質的方向發展。電能的質量優化技術的應用，具體涵蓋了直流有源濾波器相關技術、自適應靜止無功補償技術、電氣化鐵道平衡供電技術、統一電能質量控制器以及連續調諧濾波器關鍵技術等，這些技術能夠使得電能的質量大大提高，并且降低了其使用的成本，從而具有較大的應用市場。

（二）柔性交流輸電技術

該技術是將清潔度高的新能源等輸入電網中的主要技術，它是在微處理以及微電子技術，電力技術、電子技術以及相關的通信和控制技術的基礎上形成的能夠對交流輸電實現靈活控制的技術[3]。因為我國的智能電網建設主要基礎是電壓很高的輸變電，在整個建設過程中需要將一些新的清潔能源輸進去，并實現能源的隔離等，而柔性交流輸電則適應了這種要求，在智能電網建設中的需求不斷增長。將電力工程技術和先進的控制技術結合起來，能夠實現對電網中各種參數的控制和調節，從而促進了電網的穩定運行，輸電過程中的損耗也大大降低，并且輸電線路的輸送能力也提高了。

（三）高壓直流輸電技術

當前的直流輸電系統中，很多環節都采用交流電，但是輸電過程是用直流電的，采用該技術能夠利用控制換流器，實現整流或者逆變的工作狀態。一些重量比較輕的直流輸電系統中，換流器一般是由一些可以關斷的元件組成的，它有利于提高輸送的穩定性，且具有較高的經濟性能，能夠應用在遠距離或者近距離直流輸電工程中，還能為一些孤立的地域例如海島供電。高壓直流輸電技術在我國的遠距離輸電中應用很廣泛，其應用趨勢將不斷地向更遠距離以及更大容量的輸電工程中發展[4]。

（四）能源轉換技術

未來社會中的能源發展方向應該是實現低碳經濟能源，也就是將能源的消耗量以及對環境的排放和污染控制在最低水平上，低碳經濟能源的核心是在能量的轉換上采用先進技術對其進行創新，實現能源的高效利用[5]。目前，我國將具有很大規模電場的并網技術作為主要的開發技術，從發展趨勢來看，電網未來的發展方向可能是光伏發電等范圍很大、運行穩定可靠的并網技術。將國內的能量轉化技術和國外對比可以發現，目前我國的能量轉換技術還不成熟，還處于一個初級的發展階段，相關的更多技術還要進一步進行開發實現。在智能電網建設中采用能量轉換技術，其發展的方向是促進對可再生能源的利用，并提高對各種并網技術的利用。

四、關鍵的電力工程技術在智能電網建設中的應用

（一）串聯補償中的工程應用

伊馮500kV"TCSC項目是國家發改委批準的國家級科學研究項目。該項目是由C-EPRI"Scienceamp;Technology"Co.，Ltd建立，將伊馮500kVTCSC項目的限定功率由1460000kW提高至2500000kW，用于該項目的TCSC設備，都是由中國獨立設計、發展、組裝和調試的。這個設備的成功運營表明中國已經精通了適應高寒地區的全套大容量可控串補的技術，并實現了HVTCSC的工業化應用。

（二）并聯補償的工程應用

C-EPRI"Science"amp;"TechnologyCo.，Ltd完成了無功補償設備的關鍵技術的研究，這一設備是中國裝機容量最大的無功補償設備，而且成功將無功補償技術用于運營之中，聯眾不銹鋼公司將無功補償設備運用在實際中。這些設備有效解決了由設備中的脈動負載（像熔爐的特高壓電動）引起的電力質量問題（問題包括無功功率影響，電壓波動和閃爍，將大量的逆序列和諧波注入電網中），因此設備可確保工程安全運營，聯眾不銹鋼公司每年有2千萬的經濟利益。

（三）常規電力技術的工程應用

北京大型航空公司的電力負載對電壓驟降和短期的電源中斷造成的短暫電力質量問題很敏感。根據這家公司的實際情況，C-EPRI"Science"amp;TechnologyCo.，Ltd.安置兩個常規的電力設備（SSTS和DVR），通過常規的電力技術解決電力質量問題。在成功運營后，這些設備有效地消除了電力質量問題。

綜上所述，本文通過針對智能電網在我國建設中的發展趨勢及特點的分析，提出電力工程在智能電網建設中的重要應用，對在智能電網建設中的總體應用、具體技術應用以及關鍵技術的應用進行了探討。通過實例表明，電力工程技術的應用，對于促進智能化電網的建設，優化能源結構及提高經濟效益具有重要作用。

參考文獻：

[1]劉森.力工程技術在智能電網建設中的應用[J].河南科技，2014，12（13）：102-103.

[2]劉全海.試析電力工程技術在智能電網建設中的應用探析[J].科技風，2012，13（10）：105-106.

[3]張波.淺談電力工程技術在智能電網建設中的應用[J].江西建材.2014，13（10）：154-155.

[4]洪德宏.電力工程技術在智能電網建設中的運用分析[J].科技與創新.2014，15（13）：147-148.

[5]劉明.電力工程技術在智能電網建設中的應用探析[J].神州，2013，16（07）：142-143.