智能電網(wǎng)的電力設(shè)計工作研究

李立朝

摘 要：近年來我國國力增強，經(jīng)濟不斷發(fā)展，人民群眾的生活狀況得到顯著的提升，單單依靠傳統(tǒng)觀的配電網(wǎng)已經(jīng)不能滿足實際需求。因此，科學(xué)規(guī)劃配電網(wǎng)，最大程度發(fā)揮配電網(wǎng)的作用，提高供電安全性和可靠性，改造自動化程度高、電壓質(zhì)量好的智能配電網(wǎng)。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；電力設(shè)計；技術(shù)應(yīng)用

引言

隨著人們生活水平的提高，用戶對電力能源的質(zhì)量要求有了很大改善，傳統(tǒng)電網(wǎng)已經(jīng)不能滿足快節(jié)奏的發(fā)展需求。為了促進電力系統(tǒng)的發(fā)展，實現(xiàn)現(xiàn)代化電網(wǎng)建設(shè)，一些西方先進國家提出了智能電網(wǎng)這一理念。相比傳統(tǒng)的電網(wǎng)技術(shù)，智能電網(wǎng)更具有自愈性、互動性等特點，能夠提高電力系統(tǒng)的安全運行水平，為人們提供更加可靠的供電需求。科技發(fā)展下，智能電網(wǎng)具備很好的兼容性與集成性特點，已然成為未來電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢。因此，智能電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用對電力系統(tǒng)來講具有重要意義。

1、智能電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的重要性

1.1先進的發(fā)電技術(shù)促進了新能源的廣泛應(yīng)用

目前，我國的能源在政策的逐漸推動下，不同種類的發(fā)電技術(shù)逐漸成熟。在智能電網(wǎng)中，新能源已被廣泛使用，能源的新組合也發(fā)生了很大變化。更多的風(fēng)能、太陽能與大容量儲能裝置等新能源，在電力能源的生產(chǎn)中起到了重要作用。近些年，我國智能電網(wǎng)已經(jīng)完成電力的生產(chǎn)目標(biāo)，新能源的使用也以節(jié)能環(huán)保為理念。在電力能源的調(diào)度中，加強能源的使用效率成為新的電力生產(chǎn)目標(biāo)。比如，環(huán)境保護方面，使用新能源可以有效減少發(fā)電過程中的氣體排放；在電能傳輸過程中，新技術(shù)的使用也提高了對電能的控制，減少了能源消耗；在能源選擇方面，我國更多推薦使用太陽能、水力、風(fēng)力等環(huán)保能源。

1.2完善的智能變電站結(jié)構(gòu)提升了電網(wǎng)的可靠性

目前，我國的大多數(shù)智能變電站選擇使用三層兩網(wǎng)作為基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其主要由站控層、間隔層與過程層三部分組成。其中，站控層由多個數(shù)字管理的子系統(tǒng)構(gòu)成，是整個智能變電站中最高權(quán)限管理系統(tǒng)，涉及到的技術(shù)有實施監(jiān)控、電力通信技術(shù)與自動化的控制技術(shù)等。間隔層主要是變電站中的二次設(shè)備，主要是在站控層與相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)失效情況下對監(jiān)控機實施繼電保護，涉及到的技術(shù)有智能機電保護、智能變電站及技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通信檢測分析等，在智能變電站中也屬于核心結(jié)構(gòu)。過程層在智能變電站中則是具體功能實現(xiàn)的重要結(jié)構(gòu)，涉及到變電設(shè)備運行的參數(shù)收集、整理與檢測變電設(shè)備運行的實施狀態(tài)等。

2、電力設(shè)計技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用分析

2.1柔性交流輸電技術(shù)

由于我國目前的智能電網(wǎng)建設(shè)卞要是輸變電，其電壓是非常高的，所以在整個建設(shè)的環(huán)節(jié)中，就需要輸進一些清潔能源，同時也能夠?qū)崿F(xiàn)能源隔離，而柔性交流輸電技術(shù)就能夠滿足這樣的要求，所以它在智能電網(wǎng)的小斷建設(shè)過程中有很大的發(fā)展前景，如果將先進的控制技術(shù)與電力工程技術(shù)互相融合起來，就能夠?qū)崿F(xiàn)其對電網(wǎng)中的各種數(shù)據(jù)或者是參數(shù)進行調(diào)節(jié)和控制，這樣就能夠在一定程度上使得電網(wǎng)運行相對穩(wěn)定，在輸電過程中也降低了損耗，相應(yīng)的其輸電線路也就會有所提高。

2.2高壓直流輸電技術(shù)

就我國目前的電力市場而言，在各個環(huán)節(jié)中交流電使用比較頻繁，但是在輸電過程中卻是采用直流電。高壓直流輸電技術(shù)能夠在一定程度上提高輸送電力的穩(wěn)定性，降低成本的同時也具備比較高的經(jīng)濟性能。尤其是在一此比較偏僻的地域或者是孤立的海島，叫一以運用在遠距離的直流輸電上程中。就我國目前的電力市場而言，高壓直流電技術(shù)應(yīng)用是比較廣泛的，尤其是在遠距離輸電環(huán)節(jié)中，其具有很大的發(fā)展空間和前景。

2.3能源轉(zhuǎn)換技術(shù)

這種技術(shù)小僅是貫徹落實科學(xué)發(fā)展觀，堅持了可持續(xù)發(fā)展道路，而且是真正的能夠?qū)崿F(xiàn)低碳經(jīng)濟的能源，小僅對能源的消耗量以及對環(huán)境的污染以及排放都能夠控制在一定范圍之內(nèi)。低碳經(jīng)濟的核心就是采用先進的技術(shù)來促進能量之間的轉(zhuǎn)換，這樣才能夠在一定程度上減少能量轉(zhuǎn)換的小必要消耗，提高能源的利用效率，目前世界上利用頻率比較高的能源轉(zhuǎn)換方法就是太陽能和風(fēng)能。

2.4一體化智能應(yīng)用支撐技術(shù)

首先，智能可視化展示技術(shù)的應(yīng)用，不是通過事故畫面對事故情況進行反應(yīng)，而是通過智能化的人機展示技術(shù)實現(xiàn)，通過可視化平臺的建立，實現(xiàn)對電網(wǎng)調(diào)度的智能檢測與分析。如果發(fā)生了事故預(yù)警，這一技術(shù)會立刻定位事故地點，并利用動態(tài)化的視頻展示出事故的具體情況。其次，大量的信息處理系統(tǒng)可以為智能電網(wǎng)調(diào)度提供完整、準(zhǔn)確的信息，為調(diào)度監(jiān)控工作提供重要的數(shù)據(jù)支持。最后，一體化模型管理技術(shù)能夠為智能電網(wǎng)調(diào)度工作提供一體化模型，從而應(yīng)對模型不合理引發(fā)的一系列問題。此外，該技術(shù)的應(yīng)用還能夠整合其他模型，實現(xiàn)資源優(yōu)化配置。

2.5智能電網(wǎng)參數(shù)的量測技術(shù)應(yīng)用

在智能電網(wǎng)的運行中還涉及很多應(yīng)用技術(shù)，其中參數(shù)的量測技術(shù)是比較重要的技術(shù)之一。參數(shù)的量測技術(shù)對數(shù)據(jù)的獲取與轉(zhuǎn)換能力較強，將這些信息運用到智能電網(wǎng)中，對整個系統(tǒng)的使用設(shè)備與電網(wǎng)的完整性評估具有重要意義。參數(shù)量測技術(shù)的使用，為電力系統(tǒng)的工作人員與規(guī)劃人員提供了大量真實準(zhǔn)確的信息資源，其中包含電能的質(zhì)量、功率的使用情況與關(guān)鍵零件的實時溫度等。這些都是電網(wǎng)運行中的重要數(shù)據(jù)信息，對實現(xiàn)智能電網(wǎng)的優(yōu)化建設(shè)具有重要意義。

2.6人工智能技術(shù)

目前，我國的人工智能技術(shù)在很多領(lǐng)域中得到了廣泛使用。隨著數(shù)字技術(shù)與信息技術(shù)的逐漸成熟，未來智能電網(wǎng)系統(tǒng)中電力設(shè)備與配套設(shè)施的使用都會發(fā)生改變，不再是傳統(tǒng)的工程設(shè)計而是由計算機輔佐設(shè)計。在這一基礎(chǔ)上使用人工智能技術(shù)，既可以保證縮短新產(chǎn)品與新系統(tǒng)的生產(chǎn)周期，還可以提高系統(tǒng)設(shè)計的安全性與可靠性。換一個角度出發(fā)，在將來智能電網(wǎng)的運行中會存在很多自動控制裝置，其中包括了自動繼電器、自動保護裝置與自動斷路器等。這些控制系統(tǒng)之間的協(xié)同合作看似簡單，但實際的全面控制比較麻煩。對于人工智能技術(shù)的使用，需要有較強的邏輯性與相應(yīng)的處理能力，以保證智能電網(wǎng)中電力系統(tǒng)的保護實現(xiàn)實時監(jiān)控。

2.7TD-LTE通信技術(shù)

TD-LTE是第四代移動通信技術(shù)。它在TD-SCDMA的基礎(chǔ)上長期演進得到，有效提高了射頻通信的覆蓋范圍，引入了更加先進的技術(shù)，將無線網(wǎng)絡(luò)劃分為接入層、傳輸層、控制層和應(yīng)用層。接入層可以將電網(wǎng)設(shè)備、傳感器、移動終端、控制中心連接在一起，實現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)的交換和傳輸。傳輸層能夠?qū)⒁曨l流、網(wǎng)絡(luò)信令進行正交頻分，實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。TD-LTE采用正交頻分多址接入，使用離散傅里葉變換將OFDM作為上行多址接入，以便能夠有效提高頻率，進一步改善頻率利用率。

結(jié)語

綜上所述，電力能源作為我國的基礎(chǔ)能夠，不管是生產(chǎn)還是生活，人們均離不開它。但隨著經(jīng)濟發(fā)展水平的不斷提升，促使我國電力能源消耗水平顯著提升，智能配電網(wǎng)的建設(shè)將有助于處理我國當(dāng)下配電網(wǎng)架構(gòu)薄弱，自動化程度等問題，同時，還是解決用戶與電網(wǎng)之間互動能力和運行控制水平有效的重要方式。因此必須要在電力工程設(shè)計中應(yīng)用智能電網(wǎng)技術(shù)，從而使得電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)變得更加高效與完善。

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（作者單位：肇慶粵能電力設(shè)計有限公司）