智能電網技術與電力工程技術的應用分析

唐穎 黃凌云 吳曲

摘要：智能電網建設是現代社會的一個重要任務，將電力工程技術引入智能電網的建設中來是一項非常緊迫的事情，如何引入變成了一個難題。文章從電力工程技術在智能電網建設中的應用為主線，探討了智能電網技術與電力工程技術的應用分析。

關鍵詞：電力工程；智能電網；電能質量；柔性交流輸電；網絡拓撲

1 智能電網的概述

智能電網是一種以物理電網為基礎的完全自動化的新電網系統。它將現代先進的傳感測量技術、通訊技術、信息技術、計算機技術和控制技術與物理電網高度集成使得其中的所有用戶和節點到了實時監控，并實現了發電廠和用戶之間電流和信息的雙向流動從而形成的新型電網。智能電網以充分滿足用戶對電力的需求和優化資源配置，確保電力供應的安全性、可靠性和經濟性，滿足環保約束，保證電能質量，適應電力市場化發展等為目的，實現對用戶可靠、經濟、清潔、

互動的電力供應和增值服務。建設新型智能電網應具備以下的特征：第一，綠色性，也就是要求盡可能高效地循環利用電網資源，盡可能地減少其對環境的污染和破壞。第二，剛性架構，由于四季環境的變化，特別是不良環境的存在，要求我們必須擁有一個堅固的電網架構來承受天氣帶來的不良影響，以確保電網的正常運行。第三，節約資源，在這個資源匱乏的時代，提高資源的利用率是節約能源的有效途徑。第四，自動化，電網的自動化能夠大大地減少人力、物力的投入，同時也減少了故障消除的時間。第五，節約成本性，任何事情都是成本和利益的雙面體，有效、合理地節約成本可以在一定程度上地保證質量，提高經濟效率。第六，交互性，能源的提供會形成一種需求和供給的交互式模式，要根據需求合理地提供供給，以便這個市場能夠持續穩定地發展。

2 智能電網建設總體過程中電力工程技術的應用

2.1 電源的改進

在智能電網的整個過程中，電力工程技術可以為其提供所需的不同電源，這使得供電效率得到

提高。電源具體包括直流電和交流電。比如蓄電池充電中通常采用的是直流電源，在智能電網建設中則不同，直流電和交流電都可以。

2.2 輸送電流時的應用

在輸電過程中對電網的工作狀態要求比較高，而且對于智能電網來說，電能的質量要求也比較高，這些要求的實現需要電力工程技術中的諧波抑制技術以及補償技術的支持。比如，一些國家根據線路比較長的特點或者是輸電的質量比較高的特點采用了直流電輸電。而在我國的線路建設中，則采用了一些交流裝置作為輸送電流的整流閥和逆變流閥裝置。這些新設備的采用大大提高了電網運輸功能的效率，使得電網輸送的穩定性和容量得到了極大提高，同時，它們運用也防止了電網突然斷電、電壓的突然改變，大大提高了供電效果和效率。

2.3 發電階段的運用

電力工程技術作為現代的一種新型技術，是運用電力和電子數字設備，將電能進行轉化和控制，以達到降低能源消耗的目的，同時機電設備的使用次數也會相應減少，工作效率得到了很大的提高。

3 智能電網建設中電力工程技術的具體應用

3.1 優化電能質量技術

要想將優化電能質量技術引入智能電網建設中來，需要設立電能質量級別劃分制度以及評價機制，以方便評估人員進行電能質量的評估和技術人員對電能質量的優化。基于評估人員的評估，技術人員對供電接口的經濟性能進行分析，建立起雙評估體系以達到既滿足需求，又提高供電量的雙重要求，最終達到優質的電能質量的要求。

3.2 柔性交流輸電技術

柔性交流輸電技術中最主要的特點就是柔性，所謂的“柔性”主要是針對傳統的“剛性”而言，

這不僅由于柔性的交流輸電技術中主要依靠了電子型技術，剛性的交流輸電技術只是采用了機械型或者機電型技術，更重要的區別是作用過程的迅速性、精準性、連貫性、有效性等。

3.3 直流高壓輸電技術

現在的直流輸電系統中，許多環節都采用了交流電，而用直流電是輸電過程的主要形式。這種技術是通過控制換流器實現不同的閥的工作狀態。一些由可以關斷的元件組成的換流器，可以在一些質量比較輕的直流輸電系統中起到穩定輸送電流和提高經濟效率的作用。

3.4 轉換能源技術

在資源逐漸枯竭的時代，資源的有效利用是比較重要的，當然將富足的資源轉換成稀缺資源來用是更重要的。在全球不斷變暖的形勢下，發展低碳經濟能源是很有經濟價值的。所謂的低碳經濟能源就是一種能源的消耗量是最低的，對環境的污染程度也是最低的，同時要秉著可持續發展的思想理念，使得資源再生或者高效利用。

4 智能電網中關鍵電力工程技術的應用

4.1 堅固、靈活的網絡拓撲的建立

網絡拓撲結構是智能電網的根基，擁有一個堅固、靈活的拓撲結構可以為智能電網的發展提供一個良好的發展環境。我國的現狀是資源和勞動力分布不均，為此我國實施了各種聯網工程，把各種資源綜合利用，以求達到最優的效果。但是如何設計聯網結構是關鍵步驟，而且網絡的運用帶來了一些現實的問題，例如網絡安全隱患的嚴重性。這些問題的存在就對我們設計網絡結構提出了更高的要求，因此靈活而堅固的網絡拓撲結構是比較適合未來智能電網的發展的。

4.2 提高通信系統的開放性、標準型

改革開放以來，社會的各種事物都在開放的環境里不斷發展。智能電網的發展也需要提高通信系統的開放性，在開放的同時我們還要注意一致性，也就是標準型。在符合標準的基礎上擴大通信系統的范圍，盡可能地做到全方位的覆蓋。

4.3 先進的電力電子設備的配備

先進的電力電子設備可以很大程度上改變電能質量，同時它們也是能量轉換系統的硬件設施，在一定的程度上影響著能量轉換系統的效率。現在是一個信息、技術比較發達的時代，我們要想更好地運用信息和技術發展智能電網，就應該配備一些比較先進的電力電子設備來適應各種新型的電力系統，以求得比較好的效果。

4.4 靈活調度、廣域防護系統的建立

調度是電網建設中的關鍵環節，調度的靈活、智能化是對現有電網系統提出的要求，是未來智能電網發展的方向，是未來智能電網調度發展的核心，是合理進行資源配置的先決條件，可以增加風險的防御能力，提高管理效率。調度的靈活、智能化的最終目的是基于廣闊的領域的網絡將各種資源有效并合理地進行調撥，以求達到資源最高效率的運用。

參考文獻：

[1] 肖世杰.構建中國智能電網技術思考[J].電力系統自動化，2009，（9）：23-32.

[2] 李興源.堅強智能電網發展技術的研究[J].電力系統保護與控制，2009，（17）：48-56.

[3] 李軍凱.配網電力工程的技術問題分析與解決[J].科技創新導報，2012，（5）：56-61.