關于電力系統智能電網中電力設備及其技術發展分析

王文龍

摘要：近幾年，我國的科技在迅速發展，同時也帶動了電力行業的快速發展，而智能電網作為電力行業中的創新型科技，在電力系統中占據了舉足輕重的位置。本文根據當今電網技術發展的現狀，對智能電網中各個環節電力設備的種類進行分析，最后闡述電力設備中的關鍵技術以及未來發展現狀，希望通過此次研究，對智能網絡的電力設備和技術發展有更深的認識。

關鍵詞：智能電網;電力設備;智能化

引言：隨著我國科技的不斷發展與創新，各大企業跟個人的生產生活中越來越離不開電力的供給，如何能滿足人們的用電需求也幾乎成為電力行業的最先研究的目標。因此，智能電網作為電力行業的新興力量，逐漸占據整個電子行業，同時其具有的先進設備技術、傳感測量技術以及信息通信技術，也受到了全球范圍內人們的認可，因此智能電網中的電力設備成為了如今電力行業不可缺少的一部分。

1我國智能電網中電力設備種類

1.1發電環節中的電力設備

智能電網的發動以及運行離不開電能提供能量，因此產生電能的發電環節電力設備是智能電網的首要組成部分。發電環節中的的電力設備，可以根據再生能源發電的方法分為四種類型：第一種是利用可再生能源進行發電的設備，這是當前智能電網中應用最廣泛的發電技術設備，常見的設備有利用太陽能發電、地熱發電、風能發電、潮汐能發電等;第二種是對電網進行智能保護與控制的發電電力設備，利用智能保護與控制，能夠有效地提高智能電網的質量并對其發展具有良好的促進作用，常用的設備有動態分布式電力控制器、數字型保護器以及分布式變換器等[1];第三種是大容量的能量轉換儲能設備，比如蓄電池、飛輪儲能設備、高效二次電池以及超導儲能設備等;第四種是分布式發電系統設備，具體是在發電系統中安裝一個具有較強多功能調節能力的逆變器設備，能夠利用功率的轉換進行多種設備的調節，達到能量傳輸穩定性的目的，并且逆變器可以跟電網連接設備、電能輸出設備以及燃料電池相結合，可以有效地提升智能集成功率變流器的智能控制效果，為智能化電網多元化的發展提供的基礎。

1.2輸電環節中的電力設備

智能電網的作用就是運輸電能，保證電能能夠平穩、安全的運輸到用電用戶手中是智能電網的職責，因此智能電網中的輸電環節是保證電量供應效果中的最重要環節。輸電環節最大的特點就是輸電距離遠，因此也產生了因為輸送遠而導致電網系統不穩定的問題，并且在輸電途中，電網網線的耗損也十分嚴重，再加上發電時普遍是利用的可再生能源，更降低了電網系統的穩定性，而只能電網在輸電環節的投入恰好有效的解決這一問題。智能電網在輸電環節中的電力設備主要包含以下三種設備：

1.2.1FACTS技術設備

FACTS技術就是柔性交流電技術，是現代電力技術發展而來的電力技術之一，主要借助電子裝置來進行控制電壓、相位等運行參數，當運參數出現變動時進行靈活控制處理，在輸電過程中利用運行參數合理分配發電功率，這有利于電網系統的穩定性，并降低成本損耗，提高輸電安全。目前應用柔性交流電技術的FACTS設備有十幾種類型，最常見的設備有靜止快速勵磁器、可轉換靜止補償器、串聯補償器、靜止調相器等，近年來隨著我國FACTS設備的發展，該設備在日本、巴西等國家都開始普及，在技術領域取得了顯著成果。

1.2.2HVDC技術設備

HVDC技術是一種高壓直流輸電技術，主要是利用換流閥和換流站的發電來進行高壓交流電到高壓直流電的轉換，然后通過直流電的輸電線路進行運輸，這種技術在海邊應用比較廣泛，可以通過海上的風力開進行新能源的發電，有效避免了換相的過程，提高了系統的風險抵御能力。在城市中利用HVDC技術的設備，可以借助換流站，完成高壓交流電到超高壓直流電的轉變，這能夠良好的控制電流，進行電力的穩定、高質量的電流輸送，使電流運輸更加安全，因此該技術的設備在整個智能電網發電系統中占據了重要地位。

1.2.3超導技術設備

超導技術的設備是我國未來智能電網規劃中重點建設的輸電設備，主要是利用超導體電力來完成電力輸送，是一種高溫超導技術設備，它具有很強的載流能力，能夠實現高密度無阻電流傳輸，并且能與常規設備進行融合，極大的降低了電力系統的損耗，并使電流較之前更加穩定。常見的超導技術設備主要有超導限流器、超導電纜以及超導磁儲能等設備。超導限流器具有檢測、限流的能力，并且使電流產生變化時能夠較快的反應并進行恢復，具有提高電網系統穩定、安全、保護電氣設備、降低成本的作用;超導電纜具有傳輸功率效果快、重量輕、電抗值小的特點，能夠進行低壓高密度的傳輸，并且環保以及節約空間;超導磁儲能對電流的轉換效率高，并且反應速度極快，能夠進行快速功率補償，改善電流質量，具有提高電網穩定性以及供電可靠性的作用。

1.3變電環節中的電力設備

智能電網的特點就是在于智能，智能電網能夠把電能變得更加智能化，進而為自己搭建一個信息化的平臺，而把電能智能化主要是在變電環節。變電環節主要分為兩個階段，一個是一次設備，使電流進入智能化階段，另一個是二次設備使電流進入網絡技術連接階段，再通過智能電網的連接，可以使變電站實現信息的交換和共享，為智能電網的需求來搭建信息化平臺。智能電網改變了傳統變電環節兩個階段利用電纜連接，而是依靠電子式電壓、光纖、電流互感器這三方面進行兩個階段的連接，極大限度的降低了成本。

1.4配電環節中的電力設備

智能電網中的配電環節使智能電網能夠快速、合理的把電能運輸到需要用電的用戶手中，并且實現了智能化配電，更加能夠滿足用戶的需求。智能電網在配電環節的電力設備主要有兩種，一種是固態斷路器設備，可以實現迅速通電以及斷電，并且可以與其他設備聯合使用，還具有可重復使用的能力，能夠保證電網的安全，以及防止電力的浪費;另一種是固態轉化開關設備，具有損耗電能少、安全可靠的特點，滿足了雙向流動配電網的需求。

2智能電網中的電力設備技術和發展

2.1高性能的電力電子設備

我國智能電網發展十分迅速，并且結合環保理念，智能電網的發展也越來越偏向環保節能，在智能電網中的電力設備的研究與應用也融入了環保理念。比如發電環節是利用分布式能源與新能源來進行發電，輸電環節更是往不斷減少輸電對網絡的損耗以及維護電網系統的穩定安全方向發展。根據相關數據，目前超過95%的用戶電力供給都是由智能電網來進行發電、運輸、配送，因此智能電網中的電力設備在未來仍具有重要地位，并且隨著電力設備的研究創新，結合能源理念，更會向智能化、高性能化、數字化、能源化方向發展，為電力行業提供更高的平臺與機遇。

2.2高密度、低成本的儲能技術

智能電網打破了傳統電網運輸時不能儲存電能的問題，智能電網利用蓄電池等儲能技術實現了電能的儲藏，有效地降低了電網的負荷，和損耗，合理的進行資源的綜合分配以及電量的利用效率。比如在進行風力發電時，風力會對電網的穩定造成影響，而使用儲能電池后，可以有效地降低波動，是電網的運行更加穩定[2]。在儲能技術上形成的設備有兩種儲能類型，能量型設備主要是蓄電池，功率型設備是飛輪、超級電容器等。現在儲能技術和設備已經在國際學術屆受到了極大的關注，其低成本、高密度的儲能技術也獲得了廣大人民的認可，這對于電力行業來說是極大地提升。

2.3高級計量體系

智能電網配電時為了使電能不產生浪費，就需要檢測用戶所需電量，智能電網利用精準的分析計量體系能夠有效的檢測出用戶使用電量的額度，并實現精準配電。高級計量體系是利用通信作為媒介，對用戶使用電量的數據進行檢測、收集以及分析，并提供雙向信息傳遞的計量體系，它可以實現用戶與電力企業的溝通交流，讓電力企業對用戶使用電量進行精準的分析掌握，研究用電規律，從而讓電力企業精準的進行電力的分配以及更好地滿足用戶的用電需求，更有利于電力行業提上用戶滿意度以及最大限度的節約電量。

2.4電力設備供電環節的技術

智能電網中供電環節技術主要運用于五個方面：發電、輸電、變電、配電、用電。智能電網的設備技術在供電環節的應用，推動了我國電網朝著智能化與高性能化方向發展，充分利用新能源與智能化體系，不僅提高了電力質量與效率，還為我國智能電網電力的發展提供了全新的發展平臺。

結論：總而言之，在科技快速發展的今天，隨著用戶用電量需求逐漸增加，智能電網的建造與不斷創新也在快速發展著，因此，智能電網建設與創新必然是我國未來在電力行業中重點發展的目標，電力相關術人員應該不斷對智能電網中的電力設備進行研究創新，以降低成本及新能源理念為目標，改革和普及電力技術，為提高智能電網安全穩定運行以及滿足人們用電需求做努力。

參考文獻：

[1]郭中華.關于智能電網中電力設備及其技術發展分析[J].數字通信世界，2019（11）：77.

[2]常征.智能電網中電力設備及其技術發展探究[J].中國新技術新產品，2019（16）：38-39.