電力工程技術在智能電網建設中的應用

王 勇

（國網安徽省電力有限公司池州市貴池區供電公司，安徽 池州 247000）

0 引 言

智能電網通常指的是智能電力、電網智能化及電網2.0等，主要以雙向、高速、集成的通信網絡為基礎，憑借各種先進決策系統、控制方法、技術設備與測量方式等，讓電網的安全、高效與可靠得到保證，能夠達到提高電能質量、抵抗攻擊、保護用戶與自愈等多種功能。建設智能電網時若運用電力工程技術可以起到更好的效果，因此研究建設智能電網的電力工程技術應用意義重大。

1 當前智能電網建設的概況

分析國內的具體情況可知，建設智能電網時需滿足如下基本特點。（1）環保、綠色。這一特點需要人們多次、循環、反復地運用電網資源，讓環境受到的影響與污染盡可能地減少。（2）堅固、牢固。如果智能電網具有十分堅固的結構，那么處于惡劣天氣情況下也能夠確保自身承受能力，讓電網運行不被外界條件所干擾。（3）優化資源。優化資源后，可以讓電網整體運行效率得到充分提高。（4）自動化發展。讓智能電網向著自動化方向發展，可以確保電網發生故障后立即自動調節、自動診斷，將故障一一排除，恢復電網正常的功能。（5）高經濟性。建設智能電網時，需要對多種不同的因素進行全面考慮，使成本得到合理控制，既要保證能源整體質量，又要確保自身經濟效益。（6）高交互性。在供應能源的過程中，應打造與用戶、市場間的溝通模式，能夠按照實際的用戶需求，對智能電網服務的質量作出全面優化。

2 建設智能電網的電力工程技術應用

2.1 電力工程技術應用領域

2.1.1 應用于輸電領域

在智能電網中，對于工作的穩定狀態與電能的高質量具有一定要求。因此，可以引入無功補償技術和諧波抑制技術。同時，電力工程有越來越多的全新裝置產生，如交流超薄變換器、無功補償超導裝置等。部分國家的輸電工程有相對較大的輸電容量或是較長的線路，因此主要采取直流電輸電方法。在中國，建設輸電線路特別是高壓直流電線路時，一般把受電端、送電端的逆變閥與整流閥選取為變流晶閘管裝置。運用這些設備后，國內電網輸送容量與穩定性都得到不同程度的提升，并可以避免電壓閃變、電壓降低及瞬間停電等情況的出現，增強了實際供電效果。電力工程技術能夠應用于輸電領域，如圖1所示。

圖1 電力工程技術應用于輸電領域

2.1.2 應用于電源領域

建設智能電網時，電力工程技術可以將多種類型的電源提供給電網設備，主要有交流電源、變頻電源及直流電源等。例如，對蓄電池進行充電時，大多使用直流電源，變電所則使用交流電源與直流電源均可，小型計算機或大型計算機使用的是高頻開關電源[1]。

2.1.3 應用于發電領域

電力工程技術屬于新興的一項技術，主要借助電子設備與電力來有效控制、轉化電能，從而讓消耗的能量大幅減少，使用的機電設備也不同程度的減少，最終整體提升工作效率。現階段，國內大量的半導體元器件都提升了原有容量，朝著高壓化不斷發展，并產生多種類型的全新電力工程技術，包括用戶電力技術（如動態電壓恢復器）、超高壓輸電新型技術（如高壓直流輸電）、同步開斷技術（如智能開關）、柔性交流技術（如svc）以及電氣傳動技術（如高壓變頻）。

2.2 電力工程技術應用技術

2.2.1 交流輸電柔性技術

這一技術能夠向智能電網輸送高清潔度能源，主要將通信控制技術、電子技術、微電子技術及微處理作為基礎，自由地控制交流輸電，是一項先進技術。由于國內建設智能電網時將高壓輸變電作為基礎，因此建設時需要向電網輸送全新清潔能源，并對能源進行有效隔離。運用交流柔性輸電便能很好地滿足該要求。這使得智能電網對該技術的需求與日俱增。例如，某工作人員在2019年通過結合控制技術與電力工程技術，全面調節、控制智能電網的所有參數，使智能電網運行穩定性得到保證，充分降低輸電時的電能損耗，增強了輸電線路具備的電力輸送能力。

2.2.2 轉換能源技術

能源未來將會朝著低碳經濟能源的方向不斷發展，就是控制污染排放量與能源消耗量，使二者盡可能地處于最低水平，其核心是通過先進技術進行轉換能量方面的創新探索，最終實現高效地利用能源。現階段，世界范圍內使用最多的是風能、太陽能等多種自然能源，基于這些能源的轉換能源技術是先進的電力工程技術，得到了世界各國的廣泛應用[2]。國內運用并網技術較多，該技術的電場規模較大，有利于智能電網的開發。以光伏發電為代表的高穩定性、高可靠性、大范圍的并網技術將會變成智能電網未來的發展方向。比較和分析國內外轉換能源技術發現，該技術在國內起步晚、發展緩慢，因此有待于研究人員展開深入地開發。將轉換能源技術運用于智能電網建設，有利于充分利用多種可再生能源與不同類型的并網技術。

2.2.3 改善電能質量技術

建設智能電網時運用這一技術，應在完善的評估體系與嚴格的電能等級前提下進行，全面、系統地分析供用電接口當前經濟性，構建技術等級評估機制與用戶經濟性評估機制，建立健全有關法律規定，推動我國建設智能電網的優質性與經濟性。同時，運用的改善電能質量技術主要涉及關鍵濾波器技術、電能控制器技術、供電平衡技術、補償無功技術及有源直流濾波器技術等[3]。

2.2.4 直流輸電高壓技術

現有直流輸電的系統內部，用到交流電的環節有很多，但是輸電時則改為直流電的形式。運用這一技術后，能夠通過控制換流器的使用，達到逆變或是整流狀態。若直流輸電的系統重量較小，那么換流器通常由能夠關閉斷開的多種元件共同構成，以保障穩定輸送電能，并在一定程度上增加經濟性。同時，將該技術運用于直流輸電的近距離、遠距離等工程后，可以向海島類相對孤立的區域進行供電。目前，國內運用直流輸電高壓技術越來越普遍，其未來發展方向是容量更大、距離更遠的各種輸電工程。

3 結 論

研究建設智能電網的電力工程技術應用具有重要的意義。相關人員應對當前智能電網建設的概況進行全面了解，明確輸電領域、發電領域及電源領域等電力工程技術應用領域，并將交流輸電柔性技術、轉換能源技術、改善電能質量技術及直流輸電高壓技術等有效地運用于建設智能電網過程，從而推動國內電力事業的長遠發展。