電力工程技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用探析

李俊妍

（國網(wǎng)湖北省電力有限公司巴東縣供電公司，湖北 巴東 444300）

如今，世界人口數(shù)量在不斷增加，能源問題也變得愈加嚴(yán)峻，其中也包括電能。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球用電總量持續(xù)增長，強(qiáng)勁的電力需求將拉動全球電力投資。智能電網(wǎng)的建設(shè)就愈加被人重視。對于發(fā)達(dá)國家及部分發(fā)展中國家，電網(wǎng)的智能化改造以及產(chǎn)品的更新?lián)Q代將是相關(guān)電力設(shè)備的主需求。美國、歐洲、中國、日本等國家和地區(qū)都相繼提出智能電網(wǎng)建設(shè)計(jì)劃，這將為全球智能配用電行業(yè)帶來巨大的市場需求。

圖1 2011～2035年世界電力投資及用電預(yù)測

圖2 全球各地區(qū)智能電網(wǎng)市場收入預(yù)測

智能電網(wǎng)就是電網(wǎng)的智能化（智電電力），也被稱為“電網(wǎng)2.0”，是建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，通過先進(jìn)的傳感和測量技術(shù)、先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)、先進(jìn)的控制方法以及先進(jìn)的決策支持系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標(biāo)，其主要特征包括自愈、激勵(lì)和包括用戶、抵御攻擊、提供滿足21世紀(jì)用戶需求的電能質(zhì)量、容許各種不同發(fā)電形式的接入、啟動電力市場以及資產(chǎn)的優(yōu)化高效運(yùn)行。其具體的優(yōu)越性在于：①保護(hù)環(huán)境，充分地利用了電網(wǎng)資源，節(jié)約了電能，減少污染；于結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，承受能力較強(qiáng)，利于電網(wǎng)的運(yùn)轉(zhuǎn)；③提升電網(wǎng)的運(yùn)行速度；④電網(wǎng)自動化。電網(wǎng)在出現(xiàn)問題時(shí)，可以自行改進(jìn)，隨后正常運(yùn)轉(zhuǎn)；⑤智能電網(wǎng)的建設(shè)成本較低；⑥加強(qiáng)市場與用戶之間的相互了解，提升服務(wù)質(zhì)量。

電力工程是與電能的生產(chǎn)、輸送、分配有關(guān)的工程。廣義上還包括把電作為動力和能源在多種領(lǐng)域中應(yīng)用的工程。作為能源的一種形式，電能有易于轉(zhuǎn)換、運(yùn)輸方便、易于控制、便于使用、潔凈和經(jīng)濟(jì)等許多優(yōu)點(diǎn)。從19世紀(jì)80年代以來，電力已逐步取代了作為18世紀(jì)產(chǎn)業(yè)革命技術(shù)基礎(chǔ)的蒸汽機(jī)，成為現(xiàn)代社會人類物質(zhì)文明與精神文明的技術(shù)基礎(chǔ)。因?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)的成本較低，使用性能又比較高，電力工程技術(shù)在智能電網(wǎng)的建設(shè)過程中的應(yīng)用顯得尤為重要。

首先，在電源應(yīng)用方面，電力工程技術(shù)能夠?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)的各種設(shè)備提供不同的電源。具體包括直流、變頻以及恒頻的交流電源等。例如，在蓄電池充電中，一般是采用直流電源，在變電所的操作中，既可以采用直流電源，也能用交流電源，而在大型或者小型的計(jì)算機(jī)中，可以采用高頻的開關(guān)電源。

其次，在輸電應(yīng)用方面，電力工程技術(shù)也凸顯出優(yōu)勢。智能電網(wǎng)對電能的質(zhì)量要求較高，因?yàn)橹挥须娔艿馁|(zhì)量高，智能電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)才能平穩(wěn)。而實(shí)現(xiàn)這些要求需要電力工程技術(shù)中的諧波抑制技術(shù)以及無功補(bǔ)償技術(shù)的支持和配合。另外，電力工程中也不斷出現(xiàn)新的裝置（例如，超導(dǎo)無功補(bǔ)償裝置以及薄型交流變換器等）。有一些國家在一些輸電工程中由于線路比較長，或者是輸電的容量比較大時(shí)，一般都是通過直流電的輸電方式來進(jìn)行的。

在我國輸電線路的建設(shè)工作中，尤其是一些高壓直在發(fā)電應(yīng)用方面，電力工程技術(shù)是一種現(xiàn)代的新技術(shù)，它通過電力和電子設(shè)備，實(shí)現(xiàn)電能的轉(zhuǎn)化以及控制，大大降低了能量的消耗量，同時(shí)還能減少機(jī)電設(shè)備的使用，工作效率也因而提高。目前，很多半導(dǎo)體的功率元器件的容量都大大提高了，并且向著高壓化的方向發(fā)展，在電力工程技術(shù)中出現(xiàn)了各種各樣的新技術(shù)，例如以高壓變頻為代表的電氣傳動技術(shù)，以SVC為代表的柔性交流輸電技術(shù)，以智能開關(guān)為代表的同步開斷技術(shù)，以高壓直流輸電為代表的新型超高壓輸電技術(shù)，以動態(tài)電壓恢復(fù)器為代表的用戶電力技術(shù)以及靜止無功發(fā)生器等。

目前，我國將具有很大規(guī)模電場的并網(wǎng)技術(shù)作為主要的開發(fā)技術(shù)，從發(fā)展趨勢來看，電網(wǎng)未來的發(fā)展方向可能是光伏發(fā)電等范圍很大、運(yùn)行穩(wěn)定可靠的并網(wǎng)技術(shù)。將國內(nèi)的能量轉(zhuǎn)化技術(shù)和國外對比可以發(fā)現(xiàn)，目前我國的能量轉(zhuǎn)換技術(shù)還不成熟，還處于一個(gè)初級的發(fā)展階段，相關(guān)的更多技術(shù)還要進(jìn)一步進(jìn)行開發(fā)實(shí)現(xiàn)。在智能電網(wǎng)建設(shè)中采用能量轉(zhuǎn)換技術(shù)，其發(fā)展的方向是促進(jìn)對可再生能源的利用，并提高對各種并網(wǎng)技術(shù)的利用。