機電工程技術在智能電網建設中的應用

楊周堂

摘要：5G技術、人工智能技術的應用，為智能電網的建設提供新的技術支持和方向。傳統的電網系統取得了智能化管理，達到了顯著的節能目的。而智能電網是指傳統電力工程技術與現代信息技術兩者有機結合的一種產物，將機電工程技術應用在智能電網建設當中，可有效促進國內電力電網行業的穩定發展。該文闡述了智能電網的概述，對機電工程技術的智能調度、電能質量優化、配電自動化以及能源轉換和高壓直流輸電等技術在智能電網建設中的應用展開了相應的研究，并對機電工程技術的應用展開了探討，旨在能夠為國內智能電網發展提供些許理論上的參考。

關鍵詞：機電技術??智能電網??機電工程??電網應用??能源轉換技術

中圖分類號：TG174.4????文獻標識碼：A

Application?of?Electromechanical?Engineering?Technology?in?Smart?Grid?Construction

YANG?Zhoutang

（Jiuquan?Industry?and?Trade?Secondary?Professional?School，Jiuquan，Gansu?Province，735000?China）

Abstract：?The?application?of?5G?technology?and?artificial?intelligence?technology?provides?the?new?technical?support?and?direction?for?the?construction?of?smart?grid.?The?traditional?grid?system?has?achieved?intelligent?management?and?achieved?significant?energy?conservation.?Smart?grid?is?a?product?of?the?organic?combination?of?traditional?power?engineering?technology?and?modern?information?technology，?and?applying?electromechanical?engineering?technology?to?the?construction?of?smart?grid?can?effectively?promote?the?stable?development?of?domestic?power?grid?industry.?This?paper?describes?the?overview?of?smart?grid，?conducts?corresponding?research?on?the?application?of?the?intelligent?dispatching，?power?quality?optimization，?distribution?automation，?energy?conversion?and?HVDC?transmission?technology?of?electromechanical?engineering?technology?in?the?construction?of?smart?grid，?and?discusses?the?application?of?electromechanical?engineering?technology，?aiming?to?provide?some?theoretical?reference?for?the?development?of?domestic?smart?grid.

Key?Words：?Electromechanical?technology;?Smart?grid;?Electromechanical?engineering;?Grid?application;?Energy?conversion?technology

智能電網就是電網實現智能化管理和應用，具備電力、業務及信息等方面于一體，能夠有效促進電網的穩定、安全運行，以此實現對電能的高效利用與管理。同時，智能電網建設過程中，需要具備發電、輸電和用電等各環節，且這些管理工作都離不開傳統電力工程技術作為支撐。因此，將機電工程技術應用在智能電網建設過程中，可以有效促進電網系統的性能得到提升，降低電網故障發生的概率，促進電力企業的長期穩定發展[1]。

1?智能電網概述

1.1智能電網

智能電網是美國總統奧巴馬提出的一個概念，又稱“電網2.0版”，它是建立在集成的、高速雙向通信網絡的基礎上，通過先進的傳感和測量技術、先進的設備技術、先進的控制方法以及先進的決策支持系統技術的應用，實現電網的可靠、安全、經濟、高效、環境友好和使用安全的目標，其主要特征包括自愈、激勵和包括用戶、抵御攻擊、提供滿足21世紀用戶需求的電能質量、容許各種不同發電形式的接入、啟動電力市場以及資產的優化高效運行。通過對電網進行智能化方向建設，可以用來解決能源危機，并提供相應的幫助，旨在以此促進相關行業的長期可持續發展。智能電網建設主要由配電自動化、輸電系統和自動化配件等共同組建而成的一種電力系統。通過利用智能控制技術和測量傳感技術等先進的技術，有效保障電網的安全可靠運行，并且還具備信息傳遞能力，可以為用戶提供更加安全、穩定的用電服務[2]。具體見圖1所示。

1.2?智能電網建設方向

從智能電網建設方向方面來看，智能電網是根據傳統技術上結合了人工智能技術和清潔能源技術、傳感器等形成的產物。近幾年，我國開始不斷提高水利與風力等發電技術的應用，想要保障電網系統的安全運行，就需要借助先進的控制技術實現對系統穩定性與節能性機械能控制，因此針對智能電網的建設方向可以參考表1來實現。

2?機電工程技術在智能電網中應用的必要性

智能電網的建設需要應用到更多的新型技術，如機電工程技術在智能電網建設過程中起到了重要的作用。其中，在數據采集方面，機電工程技術在智能電網中的應用能夠促進其工作能力得到全面提升。同時，機電工程技術在智能電網建設過程中的應用，還使得電網的自動化水平得到提高，實現了對電力系統的優化和數據收集，從而為智能電網的整體提升提供了重要的保障。因此，在智能電網建設中機電工程技術的應用，有助于電網的數據分析準確性得到提升，還有助于實現對智能電網的高效管理[3]。

3?智能電網建設過程中機電工程技術的有效應用

3.1電網接入技術在發電環節的應用

與傳統的電網系統對比，智能電網的建設擁有更加巨大的優勢。同時，智能電網的應用能夠進一步提高對新型能源的開發和應用，以此為節約能源不足提供相應的方法。不過，智能電網在建設過程當中，應當加強保障自身的安全性和穩定性，只有這樣才能夠促進電網的穩定發展。如可以將電網計入技術和清潔能源技術等應用在電網當中，這樣一來可以促進國內電網事業的穩定發展。

3.2高壓直流輸電技術在輸電環節的應用

現階段，在智能電網建設過程中逐漸向大容量和高電壓等方面發展，以此希望可以為人們的需求提供更高的便利，推動社會經濟的發展。但由于智能電網在建設過程中，存在一定的風險，因此將機電工程技術應用在電網建設當中，如高壓直流輸電技術，能夠有效推動智能電網的建設。同時，國內的電力輸送技術為交流電技術路線，而交流電在部分特定的輸送場景中應用并不具備良好的適應能力。將高壓直流輸電技術應用在智能電網的用電終端當中，其主要原理是通過借助換流站，直接將高壓三相電流直接轉化為直流電，然后利用直流電線路成功將轉化完成的電能輸送到另一個換流站之中，以此使其轉化成為三相交流電[4]。反之，用電終端設備所應用的是直流電，那么就需要對電能進行轉化。具體高壓直流輸電技術表2所示。

該技術在智能電網建設過程之中，既可以有效促進電網的便利性得到提升，還能夠使交流電網在運行過程當中得到協調。最后，機電工程技術在智能電網建設中，還可以實現電力的長距離傳輸作業和大功率傳輸作業，實現了推動電網的穩定發展。

3.3電能質量優化技術

電能質量優化技術在智能電網建設中的應用，直接關系到電網整體輸電環節的工作效率和運行質量，對電網輸電的安全性和穩定性方面有著直接的影響。目前，該項技術已經被多個國家所采用，因此，在智能電網建設時引用電能質量優化技術，可以有效保障企業的經濟效益。同時，該技術主要是借助裝置和機電工程技術使電網的電能質量得到提升，但由于國內大部分企業依然保持著傳統的電能質量與標準，在電能質量優化技術方面的應用和數據并沒有統一的標準，進而導致大部分的電網企業需要加強改革與對電能優化技術的創新。此外，還需要加強創建一套相對完善的電能質量評價體系，并將其當作電能質量的參考標準，從而智能電網建設中引入電能質量優化技術奠定堅實的基礎。最后，可以通過加強對該項技術的優化與升級，利用電能質量控制器，實現對電網、蓄電池的狀態實施監測，這樣一來可以有效避免能源的過度浪費與消耗[5]。

3.4智能調度技術

智能電網建設過程中，引入智能調度技術可以更好地實現對電網用電情況進行控制。這樣既可以滿足利用智能化手段控制電網電能運行效率。同時，還可以利用調度技術保障電網的運維安全和高效。首先，可以在電網建設過程當中，先構建出對應的支持系統，使智能調度技術的電網規模得到進一步擴大，從而為該項技術在智能電網中的調節和應用奠定相應的基礎。并且，還要加強對智能電網的運行情況進行監測和管理，從而實現對資源的合理控制，促進電網資源結構的優化與升級。相關工作人員要注意對智能電網運行時的各項關鍵指標和參數等進行及時記錄。這樣一來，不僅可以促進智能電網的抗風險能力和故障解決能力得到提升，還能夠有效應對和降低突發事故的發生，從一定程度上使得電力企業達到節約能源的目的。其次，需要加強對機電工程技術在智能電網的網絡安全防護與自動預警方面的應用。因此，智能調度技術的應用，既可以提高電力系統的運行質量，還能夠實現電網智能化監測與自動報警系統設計，以此達到及時監測和處理智能電網中存在的故障問題，最大程度地解決與分析電網故障發生的因素，促進智能電網系統的作業效率得到提升。

3.5能源轉換技術

現階段，所應用的電力能源主要包含了石油、太陽能和地熱能、水能和風能等通過轉化成為電能與熱能。但由于能源的不同，在借助能源轉化技術應用時，所得到的能源有所不同，還可以將其能源分為環保性能源和非環保性能源。在發電過程當中，主要借助了熱泵技術將地下的熱能轉化成所需要的電力能源，并且該技術在應用過程當中，還產生了大量的熱力能源被集中供應與城市當中。同時，在能源的實際轉化過程當中，需要嚴格遵循國家的碳中和發展戰略標準，這樣可以有效降低煤炭資源在發電領域中的應用，以此向風能能源和太陽能等方面的清潔能源與可再生能源方面轉換。與火力發電不同，清潔能源主要各方面環境因素制約的影響，其穩定性相對較差，無法充分滿足整體的用電需求。因此，可以將機電工程技術應用在智能電網建設過程中，加強能量儲存技術和電力調峰技術的應用，可以實現對無法使用的能量進行收集和存儲，這樣一來當電力負荷出現低谷時，可以將存儲的電力通過能源轉換技術，有效轉化成所需的熱能和電能，并釋放到供電系統當中[6]。

3.6配電自動化技術

配電環節在智能電網中作為一項重要環節，實現了智能電網總體的規劃和不同類型新能源的接入作業。因此，在配電環節中可以選擇利用配電自動化技術，以此來提高電網運行的穩定性與配電網的故障處理能力，從而為用戶的用電需求提供一個更加穩定和可靠的能源。同時，在智能電網建設過程之中，配電系統的設計同樣非常重要，借助該系統可以實現用戶之間的有效互動。所以，在中低壓配電網建設過程當中，利用配電網可以實現對其他能源的接入，從而保障智能電網的供電穩定性。在智能電網的配電環節中應用涉及了機電工程技術，還包含了配電自動化技術與智能儲能技術等，這些技術不僅可以幫助智能電網實現對配電網信息的采集和處理，還能夠促進相關設備的應用和研發，推動智慧城市的建設發展。

3.7柔性輸電技術

在智能電網應用時，面對電網的負荷要求、電流要求以及電壓方面的要求，這就需要緊隨終端用戶和設備的相關變化而發生變化。在電力能源分配方面，可以選擇利用固定電壓和固定電流的方法來實現，但是這樣就會導致電力能源的應用存在能源分配不勻的現象和能源利用效率低的情況發生。而柔性輸電技術的應用，可以根據用戶的用電需求，實現自適應、靈活性地對電壓進行調節與調節電網的潮流。因此，不管是在直流輸電技術或交流輸電技術等方面，在智能電網建設過程中柔性輸電技術的應用，能夠更進一步促進電網的建設發展[7]。

4?結語

智能電網的建設是當前社會發展的趨勢，想要進一步滿足人們對能源的需求，通過構建智能電網可以有效促進電力電能的利用效率得到提高，還可以降低電力線路的損失。雖然傳統電力技術在智能電網建設過程中具有無法替代的作用，但是可以結合機電工程技術中的高壓直流輸電技術等先進的技術，使傳統電力工程技術和先進通信技術進行有機結合，能夠有效促進智能電網建設的實現。此外，企業應當加強人員對機電工程技術的研究和應用，以此對推動智能電網建設的發展具有重要現實意義。

參考文獻

[1]朱從亮.基于5G電力物聯網的低壓智能臺區管理平臺[D].杭州：浙江大學，2022.

[2]邱宇晟.智能電網建設中電力工程技術的應用分析[J].科學與信息化，2021（30）：73-76.[3]李海文.探究電力工程技術在智能電網建設中的運用[J].電子樂園，2022（5）：165-167.

[4]盧文.機電工程技術在智能電網建設中的應用分析[J].電子元器件與信息技術，2020，4（12）：140-141.

[5]維力思.電力工程技術在智能電網建設中的應用探析[J].價值工程，2021，40（31）：28-30.

[6]劉林.探索智能電網建設中機電工程技術的應用[J].科技資訊，2022，20（3）：37-39.

[7]李煥.基于物聯網技術的智能電力監控系統研究[D].長春：吉林大學，2019.