基于智能電網的電力設計工作研究

侯樹華

廣西福洋電力勘察設計有限公司 530000

摘要：智能電網是指采用動態優化技術、具有自愈能力的電網，該電網能夠利用實時測量技術，使網絡損耗最小化、維持電壓水平、提高系統可靠性以及改善資產管理，目前已被廣泛的應用于實踐當中。電力設計是保證電力系統安全穩定運行的重要環節，在智能電網的背景下，如何提高電力設計的水平，緩解電力資源緊張的局面已成為了電力工作者深入研究的課題。本文以智能電網為研究背景，結合相關理論，研究了電力設計的相關內容，希望為智能電網的發展提供參考。

關鍵詞：智能電網；電力設計；研究

前言

智能電網的實現顯著提高電網抵御日益頻繁自然災害和外界干擾的能力。先進調度技術、自動化技術和柔性輸電技術的成熟發展，能為可再生能源和分布式電源的開發利用提供技術保障。通信網絡的完善和用戶信息采集技術的推廣應用，可促進電網與用戶的雙向互動。靈活兼容電力網絡的實現，能使電網接入、輸送和消納更多的清潔能源發電。對用電設備的合理智能控制可降低設備的運營成本、促進節能減排。電力設計是影響電力系統的正常運行的直接因素，因此我們需要深入的研究電力設計工作，不斷解決智能電網背景下所面臨的新的挑戰，這樣才能保障智能電網的有效運行。

1智能電網及電力設計概述

1.1智能電網的特征

智能電網技術是建立在電力市場交易功能之上的，基于信息技術、網絡的電氣技術進步，在此基礎上的電網公司才能成為引領電力市場潮流和帶動宏觀經濟增長的風向標。智能電網作為電網新技術的主導設計的特征包含以下三點：

一是數字化程度高，有更多的傳感器連接更多的資產和設備；

二是更加智能化的數據整合體系和采集體系；

三是更具決策分析的能力，即依據已經掌握的數據進行相關分析，實現優化運行和管理[1]。

1.2智能電網下電力設計的重要性

（1）有利于實現電網的可靠、安全、經濟、高效運行

電力設計應確保智能電網在受到攻擊或發生故障后的快速恢復能力，進而最大限度地降低危害，并實現電網的自愈。這對于確保電網的可靠性、安全性、電能質量和效率具有重要意義。這就要求在電力設計過程中應盡量減少供電服務中斷的概率，使得智能電網能夠充分應用數據獲取技術，執行決策支持算法，避免或限制電力供應的中斷，迅速恢復供電服務。此外，當系統出現故障或發生其他問題時，在電網設備中的先進的傳感器確定故障并和附近的設備進行通信，切除故障元件或將用戶迅速地切換到另外可靠的電源上，同時傳感器還有檢測故障前兆的能力，在故障實際發生前，將設備狀況告知系統，系統就會及時地提出預警信息。

（2）有利于提高電網生產力水平

智能電網最基本的任務是提高生產力，通過網絡和信息促進存儲、處理和高效率、可靠地實現電能的最佳配置，既減少失誤也最大限度地減少電網運營成本。

傳統電網的用電信息系統運營是集成化地輸入信息、處理信息和更新當前信息。但是，在這種條件下，如果電網或計算機出故障，客戶就會受到停電困擾或服務暫停，滿意度下降。因此智能電網的設計要充分考慮減少由于閃電、開關涌流、線路故障和諧波源引起的電能質量的擾動，應用超導、儲能以及電力電子等先進技術和控制方法，改善和保證電能質量[2]。

（3）節能環保的設計原則

智能電網節能和環保優勢，體現在設計中就是必須要樹立節能環保的意識。通過利用綠色材料、合理的布線使設計符合節能環保的原則。此外其它干凈的可再生能源，如太陽能、風能、地熱能等，也可以輕松地被轉化整合并輸入到國家電網中，節能減排，改善氣候；而超導輸電可減少占地、降低電磁環境污染等。

（4）設計方案要能夠兼容

智能電網應支持可再生能源的有序、合理接入，適應分布式電源和微電網的接入，能夠實現與用戶的交互和高效互動，滿足用戶多樣化的電力需求并對用戶提供增值服務。

智能電網在能源用戶和電網之間將會出現可靠的廣泛聯系。建立這種聯系將使用戶了解能耗使用情況并做出選擇，從而有利于自身和電力企業。相比較傳統電網，智能電網在風力發電、核電等地區覆蓋率較高，電網的承受力較大，既增加了系統的可靠性，又避免了資源的浪費，因此在智能電網的設計過程中要考慮兼容性，以滿足現代社會對對電力的需求，并提高智能電網的環境承受力。

2智能電網背景下的具體電力設計

2.1基于智能電網電力設計的整體思路

按照“穩步實施、示范帶動、效益評估”的思路，從基礎研究著手，明確我國智能電網發展的關鍵問題、戰略重點和布局以及階段性目標，合理引導各相關產業有序發展，有組織有計劃地開展智能電網的研究與建設；通過局部地區示范工程項目試點，組織關鍵技術攻堅，探索行之有效的應用推廣方案，為全面推進我國智能電網的建設奠定堅實的基礎；建立智能電網建設的實施效果指標評價體系，評估智能電網試點工程的投資建設效益，為我國智能電網的建設進程和科學發展提供決策依據與決策支持。

2.2具體電力設計方法

（1）短路電流和設備的設計：總體來說，電力設計工作必須要遵循新建變電站的設計補充規定，如：對于220、110 屋外配電裝置來說，均可采用雙母線設計，管母線、斷路器等可進行中型布置；但對于35 的屋外配電裝置來說，設計方法應采用單母分段接線，對配電裝置進行單列布置。因此對于智能電網應根據工程實際情況選擇相應的設計方法。

（2）電氣二次部分的設計：電氣二次部分的設計要結合智能變電站建設設計指導意見來進行。為了做好電力設計的優化工作，集成變電站的輔助控制系統在對故障錄波和網絡分析系統進行一體化配置時，還要在線監測主機。監控系統的原則包括：計算機監控系統采用分層分布式網絡結構，變電站采用具有遠方控制功能的計算機監控系統，不設置遠動專用設備；計算機監控系統完成對變電站內所有設備的實時監視和控制，數據統一采集處理，資源共享，不再另外設置其他控制屏及模擬屏；計算機監控系統的電氣模擬量采集采用交流采樣；裝置報警等重要信號輸入測控單元；遠動數據傳輸設備，與計算機監控主站信息資源共享，不重復采集[3]。

（3）自動化系統的設計：智能變電站是智能電網的重要環節，其設計和建設必須滿足我國智能電網建設和發展的要求，應該體現智能電網信息化、數字化、自動化、互動化的特征。智能變電站的設備應向信息數字化、功能集成化、結構緊湊化、狀態可視化等方向發展；系統結構應考慮易擴展、易升級、易改造、易維護等發展的需要。變電站自動化系統作為調度自動化的一個子系統，在進行系統功能規劃設計時，應服從電網調度自動化總體設計的要求，其功能、配置，包括通信網絡、設備布置等，應滿足電網優質、經濟運行，數據和信息的篩選、預處理以及分層傳輸、資源共享等要求。智能變電站自動化系統應該具有根據需要支持電網實時自動控制、智能調節、在線分析決策、協同互動等高級功能。為此必須開展一系列智能設備和智能決策軟件的研究，才能從結構上、功能上、技術上實現由變電站自動化向變電站智能化的發展。

3.結語

總的來說，電力設計工作是確保電力系統的正常穩定運行的重要環節。設計質量的好壞直接影響著電力系統功能的實現。在具體工程實踐中，設計工作者必須深入了解智能電網設計的概念和重要性；智能電網的特點和設計要點，充分了解智能電網設計的全部內容，才能真正促進我國電力行業的發展和我國國民經濟的穩步增長。但由于我國智能化起步較晚，智能化發展水平不高，因此在智能設計工作中要應充分考慮既要實現智能化全面開展，又要確保與原有設備兼容。這樣才能實現電力行業的經濟和社會效益。

參考文獻：

【1】張建平，胡建績.面向智能電網的多適應性規劃體系設計[J].電力系統自動化.2011（10）.

【2】杜貴和，王正風.智能電網調度一體化設計與研究[J].電力系統保護與控制.2011（15）.

【3】張玉軍，李如振，黃萍等.智能電網建設方案初探[J].山東電力技術.2012（05）.