對(duì)智能電網(wǎng)建設(shè)中電力工程技術(shù)的分析

周立人 張智瑜 林煜清

【摘 要】隨著國(guó)家發(fā)展越來越好，各領(lǐng)域不斷的提高，對(duì)電量的需求也不斷增大。智能電網(wǎng)建設(shè)范圍不斷擴(kuò)大，在此過程中電力工程技術(shù)發(fā)揮著重要的作用。本文首先對(duì)智能電網(wǎng)的基本特征進(jìn)行介紹，包括其電網(wǎng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、環(huán)保節(jié)能效果等。在此基礎(chǔ)上，研究電力工程技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)中的具體應(yīng)用，主要包括在智能輸電環(huán)節(jié)、在供電質(zhì)量?jī)?yōu)化、在能源轉(zhuǎn)換、在智能發(fā)電和電能管理中的應(yīng)用等，以期促進(jìn)智能電網(wǎng)建設(shè)水平的進(jìn)一步提升。

【關(guān)鍵詞】對(duì)智能電網(wǎng)建設(shè)；電力工程技術(shù)

引言

隨著全球人口的不斷增多，人們逐漸的步入能源時(shí)代，全球各個(gè)國(guó)家都爭(zhēng)奪能源的擁有權(quán)，尤其在經(jīng)濟(jì)危機(jī)剛剛退去的時(shí)候，能源缺口的問題逐漸彰顯了出來。若想使得能源不足的問題得到有效解，則進(jìn)一步強(qiáng)化智能電網(wǎng)的建設(shè)是有效的途徑。智能電網(wǎng)的建設(shè)是和可持續(xù)發(fā)展的理念相吻合的，同時(shí)具有很強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性特征。在我國(guó)現(xiàn)今智能電網(wǎng)建設(shè)的受關(guān)注程度得到了很大的提升，并且已經(jīng)依據(jù)實(shí)際情況制定出了具體的條例。在對(duì)智能電網(wǎng)進(jìn)行建設(shè)的時(shí)候，要合理的應(yīng)用相關(guān)方面的工程技術(shù)，給電網(wǎng)帶來穩(wěn)定和安全的保障。

1智能電網(wǎng)建設(shè)的重要作用

（1）智能電網(wǎng)的建設(shè)可以有效保護(hù)環(huán)境，傳統(tǒng)電網(wǎng)資源利用率很難得到充分利用，給環(huán)境造成了污染，而智能電網(wǎng)可以有效解決以上問題，智能電網(wǎng)中的資源得以有效利用，不會(huì)給環(huán)境帶來污染。（2）智能電網(wǎng)中的網(wǎng)架建設(shè)，其結(jié)構(gòu)十分兼顧，提高了電網(wǎng)工程在今后運(yùn)行過程的質(zhì)量，智能電網(wǎng)中的堅(jiān)固結(jié)構(gòu)可以提高工程的網(wǎng)架質(zhì)量，保障電網(wǎng)運(yùn)行中的安全。（3）在智能電網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化的全面應(yīng)用。傳統(tǒng)電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)無法對(duì)故障進(jìn)行排查，無法采取有針對(duì)性的措施進(jìn)行解決，進(jìn)而造成電網(wǎng)無法正常運(yùn)行。而智能電網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)故障自行排除，并采取有效措施予以解決，進(jìn)一步提升電網(wǎng)工程的運(yùn)行效率。（4）智能電網(wǎng)的建設(shè)，增強(qiáng)了與其他產(chǎn)業(yè)之間的合作機(jī)制，資源的有效利用提升了經(jīng)濟(jì)效益，依據(jù)客戶的不同要求，提供了寬闊的合作平臺(tái)。

2智能電網(wǎng)建設(shè)的重要作用

2.1節(jié)約資源

在智能電網(wǎng)建設(shè)中，引用電力工程技術(shù)，還可以起到節(jié)約資源的作用，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有電力資源循環(huán)利用的目標(biāo)。因此，在智能電網(wǎng)建設(shè)的過程中，應(yīng)當(dāng)擴(kuò)大電力工程技術(shù)的應(yīng)用范圍，實(shí)現(xiàn)高效工作，加快電力資源優(yōu)化目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

2.2堅(jiān)固性與自動(dòng)排除故障

堅(jiān)固性是現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)智能電網(wǎng)比較明顯特征。堅(jiān)固性主要表現(xiàn)在在電網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，電網(wǎng)可以自動(dòng)對(duì)隱藏或現(xiàn)象的不安全印象進(jìn)行自我識(shí)別，并同時(shí)自動(dòng)化排除故障，進(jìn)而縮小停電的范圍，使電能可以盡快恢復(fù)正常，且還具備自動(dòng)修復(fù)故障功能。此外，該特征在出現(xiàn)重大自然災(zāi)害的過程中，還可以確保電網(wǎng)正常運(yùn)行，且確保其內(nèi)部構(gòu)件的完整性。

2.3經(jīng)濟(jì)收益高

擴(kuò)大智能電網(wǎng)的應(yīng)用范圍，不僅可以大幅度提升電力能源的傳輸?shù)男逝c質(zhì)量，還可以減少在傳輸電力能源過程中的損耗，同時(shí)還要減少電網(wǎng)系統(tǒng)檢修與維護(hù)保養(yǎng)成本的支出，進(jìn)而獲得更大的經(jīng)濟(jì)收益。

3智能電網(wǎng)建設(shè)中電力工程技術(shù)的應(yīng)用

3.1在智能輸電中的應(yīng)用

在建設(shè)智能電網(wǎng)過程中，智能輸電是其中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一，電力工程技術(shù)為智能輸電提供了交流輸電技術(shù)和直流高壓輸電技術(shù)。其中交流輸電技術(shù)是利用電力和電子技術(shù)對(duì)交流輸電過程進(jìn)行控制。目前，我國(guó)電力系統(tǒng)中，輸變電電壓都比較高，因此，在建設(shè)智能電網(wǎng)過程中，需要輸入龐大的清潔能源，以此達(dá)到隔離能源的目的。交流輸電技術(shù)通過對(duì)電網(wǎng)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使智能輸電過程的能源耗損量降至最低，從而提升智能輸電的能力。同時(shí)交流輸電技術(shù)在智能輸電中應(yīng)用還利用直流斷路器優(yōu)化直流輸電體系，使直流輸電具備多端柔性，避免直流輸電系統(tǒng)出現(xiàn)故障，保障智能輸電有效、穩(wěn)定的進(jìn)行。此外，交流輸電技術(shù)還能夠構(gòu)建一個(gè)高壓輸送網(wǎng)，對(duì)智能電網(wǎng)中自由流動(dòng)的各類電能進(jìn)行準(zhǔn)確的控制，提高智能輸電過程的安全性。而對(duì)于直流高壓輸電技術(shù)來說，雖然在電力系統(tǒng)中應(yīng)用最多的是交流電，但是在實(shí)際供電與配電時(shí)，為了換流或者是逆變工作的順利開展，充分發(fā)揮控制換流器應(yīng)有的作用，必須將直流高壓輸電技術(shù)應(yīng)用到智能輸電過程中。通常情況下，電力系統(tǒng)的控制換流器主要是由各種起管段作用的構(gòu)件組成的，直流輸電技術(shù)的應(yīng)用，促使控制換流器高效工作，使智能發(fā)電過程的直流換交流以及逆變工作更加順利，在提高智能電網(wǎng)輸送電能安全性的同時(shí)，也實(shí)現(xiàn)了短距離支流運(yùn)輸和長(zhǎng)距離直流運(yùn)輸。

3.2能源轉(zhuǎn)換技術(shù)

隨著生態(tài)環(huán)境的不斷惡化，污染問題也愈加嚴(yán)重，能源轉(zhuǎn)換技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)最低的碳排放量，從中獲取到最大的經(jīng)濟(jì)效益。利用新能源實(shí)現(xiàn)低消耗與低污染，在電能轉(zhuǎn)換過程中，利用先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備對(duì)電力工程技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化處理，通過電網(wǎng)并網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)能量之間的轉(zhuǎn)換。這樣就可以將小范圍內(nèi)的電網(wǎng)合并在一起，進(jìn)而擴(kuò)大供電的范圍，所以，首要目標(biāo)就是加大研發(fā)力度，基于能源轉(zhuǎn)換的核心技術(shù)，讓智能電網(wǎng)的發(fā)展向著這方面發(fā)展，進(jìn)而提高資源的利用率。大數(shù)據(jù)背景下，要充分利用能源互聯(lián)網(wǎng)，通過“清潔能源+智能電網(wǎng)”的方式，從電源、儲(chǔ)能裝置、監(jiān)控和保護(hù)中，實(shí)現(xiàn)可再生能源的友好接入，降低經(jīng)濟(jì)成本。也能提高對(duì)電力系統(tǒng)元件的控制水平，解決一些嚴(yán)重的故障性問題，構(gòu)建相應(yīng)的支持系統(tǒng)，增加對(duì)系統(tǒng)的控制和調(diào)度規(guī)模，按照電網(wǎng)運(yùn)行的參數(shù)，優(yōu)化資源配置。

3.3質(zhì)量?jī)?yōu)化技術(shù)的應(yīng)用

質(zhì)量?jī)?yōu)化技術(shù)的運(yùn)用首先要擁有完善的電能質(zhì)量等級(jí)以及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系，要格外的重視用電接口以及供電接口的經(jīng)濟(jì)性能，確保用電質(zhì)量以及供電質(zhì)量達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)還需要對(duì)電網(wǎng)覆蓋區(qū)域的用電量進(jìn)行分析與調(diào)查，保障用電量能夠與供電量相吻合。另外，質(zhì)量?jī)?yōu)化技術(shù)的運(yùn)用還包括了對(duì)以下兩方面技術(shù)的運(yùn)用：電氣化鐵道平衡供電技術(shù)以及直流有源濾波器技術(shù)。通過對(duì)這些技術(shù)的應(yīng)用，大大的提高了電網(wǎng)的供電質(zhì)量，還有效地降低了供電成本，從而給電力企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益。

3.4在電能管理中的應(yīng)用

在建設(shè)智能電網(wǎng)過程中，電能管理是其中最為主要的環(huán)節(jié)。在應(yīng)用電力工程技術(shù)時(shí)，主要是應(yīng)用其中電源管理技術(shù)。這種技術(shù)是提高智能電網(wǎng)中電源工作效率的最佳手段。電源管理技術(shù)充分利用了智能管理和控制思想，從智能發(fā)電、智能配電以及智能用電等各個(gè)方面，利用現(xiàn)場(chǎng)總線、網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)庫(kù)等方法實(shí)現(xiàn)電能的傳輸；利用容錯(cuò)控制、過程監(jiān)控以及最優(yōu)化算等方法實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的控制與檢測(cè)；利用遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯、專家系統(tǒng)以及模式識(shí)別等實(shí)現(xiàn)電對(duì)電能的安全保護(hù)和管理。此外，在應(yīng)用該技術(shù)時(shí)，還可以利用網(wǎng)絡(luò)化對(duì)電能進(jìn)行控制，即通過三層網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。①底層利用嵌入式控制器對(duì)電能進(jìn)行實(shí)時(shí)通信、數(shù)據(jù)采集和控制。②中間一層利用計(jì)算機(jī)分布式監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電能的趨勢(shì)分析、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及狀態(tài)檢測(cè)等。③最上一層將電源管理技術(shù)與人工智能技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)電能的合理分配。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的環(huán)境下，人們對(duì)于電力能源的需求呈現(xiàn)多樣化與個(gè)性化的形式，在此背景下，電力企業(yè)要進(jìn)一步擴(kuò)大自身的發(fā)展規(guī)模，必須基于人們對(duì)電力能源的需求，同時(shí)還要結(jié)合社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實(shí)際情況，在智能電網(wǎng)建設(shè)中，廣泛應(yīng)用電力工程技術(shù)，促進(jìn)其智能電網(wǎng)的長(zhǎng)遠(yuǎn)健康發(fā)展。

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（作者單位：國(guó)網(wǎng)山東省電力公司棗莊供電公司）