論電氣工程及其自動化視域下的堅強智能電網(wǎng)建設(shè)

易克松

摘要：從目前的發(fā)展趨勢來看，電氣自動化系統(tǒng)的合理應(yīng)用，有著提高工業(yè)生產(chǎn)水平的重要作用，該技術(shù)的應(yīng)用極大地提高了我國電力系統(tǒng)運作的穩(wěn)定性，為工業(yè)生產(chǎn)效能提供了保障。為此，本文詳細的對電氣工程以及自動化領(lǐng)域下堅強智能電網(wǎng)建設(shè)進行了解析。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)建設(shè) 電氣工程 自動化領(lǐng)域

引言：隨著我國社會生產(chǎn)力的不斷提高和能源發(fā)展方式的不斷轉(zhuǎn)變，電能已經(jīng)處于能源體系的中心位置，也成為了我國能源發(fā)展戰(zhàn)略的核心，在節(jié)能、環(huán)保、高效的能源發(fā)展觀念下，保障電力能源的安全、可靠和優(yōu)質(zhì)已經(jīng)成為了保障國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的必要條件，因此必須重視和加快堅強智能電網(wǎng)的建設(shè)速度。

一丶堅強智能電網(wǎng)的概念

智能電網(wǎng)就是電網(wǎng)的智能化，也被稱為“電網(wǎng)2.0”，其最早源自于美國，核心含義是實現(xiàn)電網(wǎng)的數(shù)字化、信息化、自動化以及互動化，很久以前美國科學(xué)家就從電網(wǎng)建設(shè)的總體目標(biāo)和要求方面進行了概述，但是到如今為止，國際上依然沒有關(guān)于智能電網(wǎng)統(tǒng)一的定義。在2009年，特高壓輸電技術(shù)國際會議在我國的首都召開，有20多個國家和地區(qū)的代表參與了會議，深入的討論了電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展趨勢。我國國家電網(wǎng)公司在研究美國能源部門、歐洲技術(shù)論壇中國科學(xué)院電工研究所等方面的資料基礎(chǔ)上，在本次會議上提出了堅強智能電網(wǎng)這一概念，其主要內(nèi)容為：以物理電網(wǎng)作為電能傳輸?shù)幕A(chǔ)，并且以互聯(lián)通信平臺作為主要支撐，具備信息化、互動化以及自動化的，包括發(fā)電、輸電、變電、配電、以及用電等環(huán)節(jié)的，覆蓋特高壓、超高壓、高壓等所有電壓等級的，能夠?qū)崿F(xiàn)電力流、信息流、業(yè)務(wù)流的一體化高度融合的現(xiàn)代化電力傳輸網(wǎng)絡(luò)[1]。

二丶智能電網(wǎng)的先進性

智能電網(wǎng)將現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)綜合應(yīng)用于電網(wǎng)中，先進的檢測、控制、顯示、指示、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與電網(wǎng)技術(shù)的高度集成，與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比，自動化程度更高。其先進性主要表現(xiàn)在四個方面：

（一）提高了電能供應(yīng)的可靠性

電力系統(tǒng)的可靠性包括了安全性和裕度這兩個方面。安全性指的是不會因為系統(tǒng)的故障而出現(xiàn)失控和大面積停電的情況。裕度指的是電力系統(tǒng)擁有了足夠大的容量，可以保證電能補給的充足，傳感器技術(shù)、信息技術(shù)、自控技術(shù)與電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施高度融合，可以適時的獲取電網(wǎng)的全景信息，發(fā)現(xiàn)或者預(yù)見電網(wǎng)的故障，避免出現(xiàn)大規(guī)模的停電。配電自動化、智能調(diào)度、抽水儲能、廠網(wǎng)互聯(lián)等技術(shù)的應(yīng)用，有效的提高了電力運行控制的靈活性，保障電力供應(yīng)的裕度[2]。

（二）提高了電能的轉(zhuǎn)換效益

電能的轉(zhuǎn)換指的是其他形式的能源與電能之間的相互轉(zhuǎn)換，現(xiàn)如今能夠轉(zhuǎn)換的形式有水力發(fā)電、火力發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電、核能發(fā)電、太陽能發(fā)電以及生物質(zhì)能發(fā)電。堅強電網(wǎng)物理基礎(chǔ)體系。技術(shù)支撐體系、智能應(yīng)用體系、標(biāo)準(zhǔn)范圍體系使得智能電網(wǎng)能夠適應(yīng)水能、太陽能、風(fēng)能等各種清潔能源轉(zhuǎn)換為電能并且進行并網(wǎng)傳輸，有效的提高了其他形式的能轉(zhuǎn)換為電能的效率。

（三）提高了電能的利用率

智能電網(wǎng)鞥狗根據(jù)負荷的變化，動態(tài)的調(diào)整輸配電變壓設(shè)備的數(shù)量以及容量，并且智能電網(wǎng)可以自動提高負荷端的功率因素，讓無功功率能夠就地平衡，降低了無功負荷在電網(wǎng)中傳輸所造成的線損，提高了電能的利用率。智能電網(wǎng)還能夠有效的減少電能的傳輸層次，提高電壓的等級，減少線損率，提高電能利用率。

（四）提高了電能的質(zhì)量

電能質(zhì)量能夠直接對用電設(shè)備產(chǎn)生影響，電壓波動、頻率不穩(wěn)定等情況對于精加工企業(yè)的影響尤為嚴(yán)重，因此，提高電能質(zhì)量是向人們提供優(yōu)質(zhì)電能的重要條件，智能電網(wǎng)能夠通過系統(tǒng)內(nèi)部的計算、檢測和分析，調(diào)整接線的方式，增減變壓器的臺數(shù)，啟動和停止功率補償器，減少系統(tǒng)的阻抗，抑制電壓的波動和頻率的變化[3]。

三丶堅強智能電網(wǎng)建設(shè)的內(nèi)涵

電能作為一種清潔的優(yōu)質(zhì)二次能源，是目前形勢下最容易和其他形式的能進行相互轉(zhuǎn)換的能源形式。伴隨著電能在建筑行業(yè)、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、科學(xué)技術(shù)以及人民生活等領(lǐng)域的廣泛使用，電能已經(jīng)成為了我們重要的能源，電力工業(yè)也成為了世界各國的經(jīng)濟支柱，電能控制了一個國家的經(jīng)濟命脈，是各國經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略的重點行業(yè)和先進行業(yè)。智能電網(wǎng)的出現(xiàn)使電能在生產(chǎn)、運輸以及轉(zhuǎn)化的過程中，測量、調(diào)度、控制等環(huán)節(jié)更加的便捷，自動化程度也得到了顯著的提高，能夠順利方便的實現(xiàn)發(fā)電量和用電量之間的動態(tài)平衡。以清潔能源和智能電網(wǎng)為主要特征的電力能源在全球得到了推進，為了解決能源方面的問題，在經(jīng)濟高速發(fā)展的同時減少對于環(huán)境的危害，用合理的經(jīng)濟發(fā)展方式來應(yīng)對氣候的變化，為人們的生活提供安全、可靠、優(yōu)質(zhì)的電力供應(yīng)，最大程度的滿足我國社會發(fā)展對于電力的多樣化需求。我國電力發(fā)展規(guī)劃中指出，建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為主要網(wǎng)架，各級電網(wǎng)積極配合發(fā)展的堅強智能電網(wǎng)，開啟了堅強智能電網(wǎng)建設(shè)新的征途[4]。

四丶我國智能堅強電網(wǎng)建設(shè)的實際內(nèi)容

從智能電網(wǎng)的概念中不難發(fā)現(xiàn)，智能電網(wǎng)建設(shè)以提高電能生產(chǎn)、傳輸以及運用等環(huán)節(jié)的安全性。可靠性以及優(yōu)質(zhì)性為主要目標(biāo)，將現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)與物理電網(wǎng)進行有機的高度集成，以實現(xiàn)電力能源的優(yōu)化配置，最大程度滿足不同電力用戶的需求的高度自動化的電能傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。根據(jù)自動化程度的不同，智能電網(wǎng)一般具有以下特征：能夠自動檢測和指示電網(wǎng)中電氣設(shè)備的運行狀態(tài)，并且能夠自動控制電網(wǎng)中電器設(shè)備的運行狀態(tài)，能夠自動適應(yīng)并且實現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)的自愈，能夠自動優(yōu)化并且調(diào)節(jié)電力生產(chǎn)與電力需求之間的平衡。智能電網(wǎng)系統(tǒng)包含了智能發(fā)電網(wǎng)、智能輸電網(wǎng)、智能變電站、智能配電網(wǎng)、智能用電網(wǎng)、智能交互終端等物理結(jié)構(gòu)。堅強智能電網(wǎng)中的智能主要表現(xiàn)為測量體系、電力輸送、配電運行以及資產(chǎn)管理等方面的智能化。中國堅強智能電網(wǎng)的建設(shè)內(nèi)容可以通過五個方面來理解。第一為智能電網(wǎng)建設(shè)的目標(biāo)。以十三五電力發(fā)展為主要發(fā)展方向，建設(shè)三橫三縱特高壓骨干網(wǎng)架，實現(xiàn)各個電壓等級電網(wǎng)的協(xié)調(diào)發(fā)展，形成有機統(tǒng)一的堅強智能電網(wǎng)體系。第二是以技術(shù)和管理為核心來進行建設(shè)，在技術(shù)上實現(xiàn)信息化、自動化和互動化，在管理上實現(xiàn)集團化、標(biāo)準(zhǔn)化和精細化。第三是建立四個體系，即智能應(yīng)用體系、電網(wǎng)物理基礎(chǔ)體系、技術(shù)支撐體系和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系。第四是建立六個環(huán)節(jié)，即發(fā)電環(huán)節(jié)。輸電環(huán)節(jié)、變電環(huán)節(jié)、配電環(huán)節(jié)、用電環(huán)節(jié)以及電力調(diào)度環(huán)節(jié)。第五是滿足五個要求：電網(wǎng)的物理基礎(chǔ)必須要可靠，必須要有堅強的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和強大的輸電能力。電力工業(yè)的經(jīng)濟高效，就是電網(wǎng)的運行效率必須要高，運營成本也比較實現(xiàn)有效的降低，能源的利用率也要得到提升。電源結(jié)構(gòu)的清潔，即提高清潔能源 和可再生資源在電能消費終端中所占據(jù)的比例。電網(wǎng)建設(shè)理念的透明化，即實現(xiàn)發(fā)點端、電網(wǎng)以及用電端之間的信息共享。運行調(diào)節(jié)友好互動，即能夠兼容各個種類的用戶和電源的接入，是用戶和發(fā)電廠能夠主動的參與到電網(wǎng)的運行調(diào)節(jié)中來[5]。

結(jié)束語：大力發(fā)展清潔能源，提高電力能源生產(chǎn)轉(zhuǎn)化和輸送利用的效率，提高電能利用的靈活性以及兼容性是電能發(fā)展的必經(jīng)之路，電氣工程技術(shù)人員必須深刻的認清形勢，逐漸推進電網(wǎng)發(fā)展向信息化、自動化以及互動化方向發(fā)展，切實加強堅強智能電網(wǎng)的建設(shè)。

參考文獻

[1]孫正棟.電氣工程及其自動化視域下的堅強智能電網(wǎng)建設(shè)[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2020，（15）：4259.DOI：10.12159/j.issn.2095- 6630.2020.15.4138.

[2]慕中堯.試論基于電氣工程及其自動化視域下的堅強智能電網(wǎng)建設(shè)[J].大科技，2019，（36）：59- 60.

[3]劉小闖.電氣工程及其自動化視域下的堅強智能電網(wǎng)建設(shè)[J].環(huán)球市場，2019，（32）：196.

[4]陳柱榮.探索基于電氣工程及其自動化視域下的堅強智能電網(wǎng)建設(shè)[J].中國科技投資，2019，（29）：76.

[5]董頂，鄭全新，向漢江.電氣工程及其自動化視域下的堅強智能電網(wǎng)建設(shè)[J].農(nóng)村經(jīng)濟與科技，2019，34（4）：30，32.DOI：10.3969/j.issn.1007-7103.2019.04.022.