智能電網中的電力設計技術研究

陳江源

（四川長園工程勘察設計有限公司，四川 成都 610031）

0 引言

當前是一個互聯網信息技術時代，我國電力行業建設發展要與時俱進，跟上時代前進的腳步。電力企業要想在競爭激烈的市場上脫穎而出，就必須建立起智能化的電網體系，合理引進和應用電力設計技術，全面提升電網的運行質量和效率，并且保障電力生產的安全可靠性，進而為廣大群眾提供可靠安全的電力服務。電力企業要將電力設計技術應用放在智能電網搭建工作中的重要位置，安排專業技術人員進行電網設計作業，充分發揮出電力設計技術在智能電網搭建中的價值和作用，推動我國電力行業穩定持續地發展。

1 智能電網及其優勢

1.1 智能電網

智能電網實質是指在物理電網的建設基礎上，合理融入現代化的計算機信息技術、傳感測量技術、控制技術和通信技術等，促使最終能夠打造出具有良好可靠性、互動性、兼容性和生態環保性的智能化供電網絡。與傳統電網相比，智能電網的運行將會變得更加安全可靠，并且能夠降低各項能源的損耗[1]，用最低的成本創造出更多的經濟效益。因此，政府部門要鼓勵電力企業大力建設和發展智能電網，創新運用新的電力技術，促進我國電力行業和諧健康地發展。

1.2 智能電網的優勢

智能電網建設的優勢主要體現在以下幾個方面。

（1）維持電網安全可靠運行。智能電網有著明顯的治愈性特征，它能夠實現對電網運行狀態的科學評估，當電網在運行中產生安全故障問題時，智能電網系統能夠自主進行隔離故障的安全處理，電力企業不用專門安排工作人員進行電網運行的實施檢查監控，從而保障了電網運行的安全有序性。

（2）滿足電力生產的不同工作需求。智能電網具備良好的兼容性，不僅能夠兼容市場上的中大型電廠電力生產要求，還可以兼容持續增加的分布式能源，達到現代市場經濟與生態環保社會的建設發展要求。

（3）節省社會資源。智能電網具有良好的節能性，與傳統電網相比，智能電網在運行過程中能夠幫助社會節省更多的電力資源，避免出現不必要的資源浪費，最大限度地提升我國電能的利用率，在促進我國經濟可持續發展過程中起到極為重要的作用。

2 智能電網的性能

2.1 節能性

在智能電網設計過程中，技術人員要充分考慮電網在實際運行中的節能性，避免造成過多電能的損耗，促使我國社會電能資源生產使用變得更加緊張。根據權威機構的數據研究顯示，智能電網在供應電力過程中每年能夠節省超過10%的電能。電力企業通過利用先進的電力設計技術搭建起專業完善的智能電網，能夠實現對電網資源的優化配置，并且為了能夠讓輸電與配電工作高效進行[2]，智能電網能夠基于高壓輸電方式，對電流展開分流傳送，最大限度地降低電力運輸過程中的電能損耗，并將污染度控制在最低。現代智能電網的交互性在雙向通信和互動溝通中得到了充分體現，電力企業管理人員可以實時了解市場用戶反饋的各項體驗服務改進意見和想法，從而有針對性地利用電力設計技術優化改善智能電網，全面提升智能電網的運行質量和效率，緩解社會能源使用緊張的局面。

2.2 兼容性

在智能電網設計應用中，兼容性是它的一個顯著特征，該特征能夠保障智能電網具有更廣的應用范圍。相較于沿海經濟發達地區，西部地區的智能電網建設發展水平要明顯落后，目前我國西部地區的智能電網覆蓋率偏低，同時租用電負荷也偏小，存在電力難以得到最大化利用的問題，這樣一來就會阻礙西部地區經濟建設穩定持續的發展，造成能源浪費現象。除此之外，西部地區的風力發電模式還會受到外界自然風力強弱無法控制的影響，傳統電網難以解決這種現實問題，而通過搭建智能電網則能夠有效解決這個問題。智能電網的運行能夠優化調節電流和電力系統[3]，兼容各種電力運行環境，達到節能與環保的發展目的。智能電網作為一種現代高科技手段與電力系統的融合設計產物，能夠滿足全球化市場的發展需求，推動電力行業與市場經濟建設的共同發展。

2.3 互動性

電力企業通過利用電力設計技術科學設計出集通信、管理和信息于一身的智能電網，能夠提升電能使用效率，杜絕不必要的電能損耗，充分保障電網運行的經濟性和高效性。與此同時，智能電網的互動性還可以加強與市場電力消費用戶的互動溝通，促使每個用戶能夠實時掌握和了解最新的電費價格、電力電能資信等生活信息。電力企業也可以基于智能電網運行系統全面掌握和了解用戶的相關信息，結合用戶反饋意見優化與改進智能電網服務系統，不斷提升用戶對企業電力供應服務的認可度和滿意度，為用戶制定個性化的體驗服務。

2.4 自愈性

電氣企業內部的電網在日常運行過程中，不可避免各種突發事故，影響電力傳輸的安全性與穩定性。基于電力設計技術應用下搭建的智能電網有著良好的自愈性，它作為一項能夠自主傳感與控制的基礎設施，可以對各種突發事故進行科學預判，并在電網故障發生之前及時發出警示，告知電網管理人員要采取對應的解決措施。即便是電網已經產生了運行故障，智能電網也能夠自動將發生故障的區域進行有效隔離，并展開自我恢復作業，這樣一來就能夠保障市場用戶用電的可持續性，杜絕當地市場居民大規模停電現象。智能電網的自愈性能夠幫助電力企業保障電網運行的安全性，為廣大用戶持續提供高質量的電力服務。

3 智能電網中的電力設計技術

3.1 信息收集處理技術

信息收集處理技術是指企業設計技術人員從電網電量的角度分析，綜合考慮電網所形成的電流、電能和頻率的實際狀態，完成對電壓二次信號的有效轉化，并對電網運行過程中產生的安全故障問題進行及時的判斷分析和維護，從而保障企業用電的安全性和可靠性。除此之外，電力設計技術在智能電網中應用的信息收集性還體現在結合當前電流電壓計算，獲取到更多的相關參數，為未來可能會發生的各種故障維修作業打下良好的數據基礎條件。基于信息收集處理技術應用輔助下的智能電網[4]，除了要完成對實時數據的收集整理，還必須對各項具有價值的數據信息進行有效儲存，要求數據交換工作始終處于安全穩定的環境。信息數據處理技術能夠對智能電網內全部數據信息進行管理，幫助電力企業提升電網運行故障的排查和解決能力，有效提高我國智能電網運營管理的工作質量和效率。

3.2 能源轉化技術

在當今提倡生態環保的社會發展背景下，人們越來越意識到發展低碳環保經濟的重要性。在低碳環保經濟建設發展中，能源轉化技術的創新研發應用將會是一項極為重要的內容，全球范圍內各個國家都在投入大量的資源研究生產可再生能源，太陽能、潮汐能、風能、地熱能等可再生能源利用都已經成為國際上能源轉化利用的研究熱點。根據當前我國社會的發展形勢分析，國內智能電網的未來設計發展方向將會圍繞著大規模的并網技術、光伏發電進行，其具有安全穩定、應用范圍廣大的優勢。與西方發達國家相比較，我國能源轉化技術的研發應用工作水平偏低，仍然處于初級發展階段，相關技術的創新研發應用還不夠成熟和完善，需要政府部門及時制定與頒布相關扶持激勵政策措施，號召社會企業、高校大力培養該領域的專業人才，投入更多的資源研究能源轉化技術，將其合理融入應用在智能電網設計中[5]。我國智能電網的未來設計搭建要注重對可再生能源的轉化開發利用，提高并網技術的創新應用水平，在實現科學高效利用能源、降低生態環境污染的同時，推動我國社會低碳經濟的和諧穩定發展。

3.3 高壓直流輸電技術

高壓直流輸電是指利用直流電具有無感抗、容抗不起作用、無同步問題等優點而采用的大功率遠距離輸電，輸電過程為直流。高壓直流輸電技術被廣泛應用在架空線和海底電纜遠距離輸送電能、獨立電力系統間的連接等工作中。根據我國當前電力系統運行狀況分析，在已有高壓電路的直流輸電系統中，絕大多數都是采用以交流電供電為主，而在新時代電力企業的智能電網信息系統設計應用中，應該充分發揮高壓直流輸電技術的作用，有效滿足高壓電路的直流輸電工作要求，促使控制器能夠完成逆變甚至是整流的工作狀態。如果電力企業設計的輸電系統質量較為輕盈，那么相關工作人員就應該考慮電流輸送的穩定性與經濟性，盡量選擇采用一些能夠方便關斷的元件構成換流器，滿足各種距離要求下的直流輸電任務。對于一些較為偏遠的經濟落后地區，電力企業更應該采用高壓直流輸電技術完成遠距離的輸電任務，為人們的生活帶來更多的便利。

3.4 電能質量優化技術

在智能電網搭建過程中，電力企業要想有效發揮出電能質量優化技術的價值和作用，就必須安排專業人員結合實際情況和市場發展趨勢，合理構建出完善的電能質量等級和評估體系，深入分析供用電接口的經濟性，同時設置好兩個健全的評估體系，分別是電能質量技術等級評估體系、用戶經濟性評估體系，這樣對于電力企業搭建良好經濟性和安全穩定性的智能電網具有重要的促進作用。在智能電網設計過程中，電能質量優化技術的應用內容主要涵蓋電氣化鐵道平衡供電技術、統一電能質量控制技術、自適應靜止無功補償技術、連續調諧波器關鍵技術、直流有源濾波器相關技術等，電力企業通過科學引用這些先進的技術，能夠全面提升智能電網的電能生產質量，同時有效降低電能使用成本，為企業創造出更多的社會效益和經濟效益。

3.5 電力電子技術

電力電子技術作為一項新興應用技術與電力領域的先進電子技術，正在以多種技術形式逐漸在智能電網設計應用中普及開來，主要體現在以下幾個方面。

（1）智能開關技術。在智能電網設計中，通過合理運用智能開關技術，能夠實現對智能電網中任何一個位置電壓與電流的處理，從而保障智能電網線路某個特定區域能夠處于供電或者斷電狀態，全面提升電力企業電網系統運行的可靠性。智能開關技術的輔助應用，能夠幫助電力企業的電網有效避免電流過量、漏電等安全問題的發生，切實維護好企業內部電網系統的安全與穩定運行。

（2）在大規模的能源基地中的應用。在大規模的能源基地中，電力傳輸范圍通常較大，其對于電力傳輸距離與容量方面有著較高的要求。企業通過引進與應用電力電子技術，能夠實現在電力傳輸過程中最大限度地降低電能損耗，并提升電能傳輸工作效率。與此同時，在電力電子器件中所夾帶的晶閘管，其能夠有效提高電網系統的電力流通能力，促使電能傳輸作業變得更加穩定可靠。

（3）FACTS技術。FACTS技術集中了現代電力電子技術與電力系統，其通過利用電力電子技術有效增強電網系統電壓與電流的可控性，并且可以大幅度提升電力的實際傳輸能力。除此之外，FACTS技術的應用還能夠實現對局部電網與總電網之間的電流水平協調控制目標，促使電力企業內部電網系統的操控模式變得更加靈活，這樣無疑能夠進一步提升現代智能電網運行的穩定性，促使智能電網的經濟性得到保障。

4 結語

綜上所述，現代電力企業要想保障自身建設穩定持續的發展，不斷提高自身核心競爭力，就必須高度重視智能電網的設計建設工作。電力企業要組建起專業的智能電網設計人才隊伍，指導他們合理應用電力設計技術展開智能電網的優化設計，全面提升智能電網的運行質量和效率。我國電力行業要加大對電力設計技術的創新研發力度，將該項技術與智能電網設計有機結合在一起，確保智能電網設計的安全性、可靠性、合理性，推動我國電力事業建設的進一步發展。