智能電網中的輸配電技術的運用研究

摘要：在能源需求增長、可再生能源大規模接入，以及對電網可靠性與效率更高要求的背景下，智能電網成為發展趨勢。如何合理應用輸配電技術成為了行業重點關注的問題。對此，深入探討了智能電網中的輸配電技術運用。先進輸電技術包括特高壓輸電與柔性輸電，具有容量大、損耗低等；智能配電技術包括自動化、分布式能源接入與微電網，可以提高供電可靠性與質量；通信與控制技術為智能電網提供基礎與核心支持。不同輸配電技術各具優勢，但也存在一定的缺陷問題，需要針對性提出應對措施，以確保輸配電技術的應用效益。最后，展望輸配電技術的未來發展趨勢，包括更高電壓輸電、更智能配電技術等，為電力行業的可持續發展提供有力參考。

關鍵詞：智能 電網 輸配電技術 電力系統 分布式能源

Research on the Application of Transmission and Distribution Technology in Smart Grid

KOU Lingyu[A6] e 1 ZHAO Feng 1" LI Yunhong 2 SHAN Tihua 3

1.State Grid Jibei Electric Power Co.， Ltd.， Beijing， 100054 China; 2. State Grid Jibei Electric Power Company Electric Power Research Institute， Beijing， 100045 China; 3. State Grid Jibei Electric Power Economic and Technical Research Institute， Beijing， 100038 China

Abstract： Against the backdrop of increasing energy demand， large-scale integration of renewable energy， and higher requirements for grid reliability and efficiency， smart grids have become a development trend. How to reasonably apply power transmission and distribution technology has become a key concern in the industry. In this regard， this article delves into the application of transmission and distribution technology in smart grids. Advanced transmission technologies such as ultra-high voltage transmission and flexible transmission， which have large capacity and low losses; Intelligent distribution technology includes automation， distributed energy access， and microgrids， which can improve the reliability and quality of power supply; Communication and control technology provide the foundation and core support for smart grids. Different transmission and distribution technologies have their own advantages， but there are also certain shortcomings and issues that need to be addressed in a targeted measure to ensure the application efficiency of transmission and distribution technologies. Finally， it looks forward to future development trends of power transmission and distribution technology including higher voltage transmission， smarter distribution technologies， etc.， providing strong references for the sustainable development of the power industry.

Key Words： Smart grid; Transmission and distribution technology; Power system; Distributed energy

在當今社會，電力作為重要的能源形式，對經濟發展和人們的生活起著至關重要的作用。隨著能源需求的不斷增長、可再生能源的大規模接入，以及對電網可靠性和效率的更高要求，傳統電網面臨著巨大的挑戰。智能電網的出現為解決這些問題提供了有效的途徑。智能電網通過集成先進的信息技術、通信技術、傳感器技術、電力電子技術等，實現了電網的智能化管理和控制，提高了電網的可靠性、效率和可持續性。其中，輸配電技術作為智能電網的重要組成部分，對實現智能電網的目標起著關鍵作用。

1智能電網相關闡述

智能電網作為一種高度智能化的電力系統，集成了先進的通信技術、信息技術、傳感器技術、電力電子技術等，可以實現電網的實時監測、控制、管理等功能，從而保障電網運行的效率、可靠性、可持續性。從整體來看，智能電網具有自愈、優化、互動、集成、兼容等特點[1]。

2智能電網中輸配電技術的應用

2.1智能電網中的輸電技術

2.1.1特高壓輸電技術

特高壓輸電技術輸送容量大，可以將遠方大型能源基地所生產的電能有效輸送至負荷中心。例如：我國西部地區有豐富的水能、風能、太陽能等自然能源，借助特高壓輸電技術，可以將這些清潔能源輸送至東部發達地區，實現能源的優化配置。同時，特高壓輸電技術還具有損耗低、距離遠等特點。在長距離輸電期間，特高壓可以有效降低地電能傳輸損耗，提升能源利用率，不僅可以節省能源，還可以降低發電成本。

在特高壓輸電技術的實際應用中，過電壓、絕緣配置是需要重點考慮的問題。特高壓輸電線路等級高，運行期間會產生較高過電壓，因此對線路絕緣性能有更高要求。對此，需要技術人員精心計算、設計，確保絕緣系統能夠有效承受這些電壓，保持線路運行安全。

2.1.2柔性輸電技術

柔性交流輸電技術可以有效提高電網運行的穩定性。為了進一步提高電網性能，還應用到靜止無功補償器、靜止同步補償器、統一潮流控制器。其中，靜止無功補償器響應迅速，可以吸收或提供無功功率，保持系統電壓穩定性；靜止同步補償器具有更強的反應速度與調節精度，可以高精度控制無功功率，保障電力系統的電能質量；統一潮流控制器功能強大，可以實現多線路有功功率、無功功率同步控制，并且可以保障潮流控制的精準性，優化電網運行狀態[2]。

柔性直流輸電技術同樣應用廣泛。該項技術中應用了全控型器件，可以實現有功、無功的獨立控制，可以根據系統需求靈活調節功率輸出，有助于智能電網優化調度。同時，該技術不會產生換相失敗問題，在實際使用中更加穩定。特別是在新能源接入與城市電網供電領域，柔性直流輸電技術可以更好地適應分布式電源的間歇性、隨機性，保障了電網運行的可靠性。

2.2智能電網中的配電技術

2.2.1智能配電自動化技術

配電自動化系統中包含了主站、通信系統、終端設備等，共同組成了高效監管網絡。

（1）主站為系統核心，負責數據的收集、處理和分析。主站采用先進的軟件系統，可以實時監測配電網運行狀態，深度分析所接收的數據，為后續決策提供依據。同時，主站還可以對整個配電網絡調度進行控制，根據系統運行情況自動下發指令，確保配電系統運行的穩定性。

（2）通信系統主要為主站、終端設備傳遞數據，采用光纖通信系統，該系統具有容量大、速度快、剛干擾性強等優勢，可以實時傳輸大量檢測數據、控制指令，保障了系統運行效率。電力載波通信可以借助電力線路傳輸數據，具有成本低、覆蓋范圍廣等特點。除了這些有線通信外，無線傳感器網絡等無線通信技術同樣應用在智能電網中，可以實現配電設備的分布式監測，保障監測的靈活性、全面性[3]。

（3）智能配電終端主要包括智能開關、智能電表、故障指示器等。其中，智能開關可以實現遠程控制、自動化操作等功能，一旦電力系統發生故障，主站會自動下達指令使智能開關快速響應，將故障區域隔離，以免故障區域擴大，保障供電可靠性；智能電表可以精準計量電力系統電量，還可以具備遠程抄表、負荷監測等功能，提供更加便捷的服務與決策支持；故障指示器可以在系統故障時及時檢測并定位故障點，極大地縮短了故障排查時間，提高了運維效率。

2.2.2分布式能源接入技術

分布式能源更加靠近負荷中心，縮短了能源傳輸距離，降低了傳輸損耗，提高了傳輸效率。例如：將分布式光伏發電系統安裝至建筑屋頂或閑置土地上，可以直接為附近用戶供電，減少了電能遠程傳輸的損失。分布式發電、分布式存儲等技術不會對周圍環境造成負面影響，充分利用太陽能、風能等清潔能源，減少對傳統能源的依賴性，有助于實現電力產業的可持續發展。

但是，分布式能源接入會在一定程度上影響配電系統。在電壓方面，分布式能源輸出功率波動會導致配電網電壓波動。如果分布式電源輸出功率過大，則會導致局部電壓升高；如果分布式電源輸出功率過小，則會導致局部電壓降低。對此，可以采用有效的電壓調節措施來維持配電系統運行的穩定性。在潮流方面，分布式電源的接入改變了傳統潮流分布，致使部分線路過載，因此，需要合理的潮流控制，優化配電網絡運行狀態 [4]。

2.3智能電網中的通信與控制技術

2.3.1通信技術

智能電網中的常見通信技術包括光纖通信、電力載波通信和無線通信，主要涵蓋了遠程監測、控制、故障診斷、能源管理等多個方面。借助通信技術，可以實現電力設備間的互聯互通，實時交換數據、信息，保障智能電網水平。（1）遠程監測可以實時采集電網設備運行狀態、參數，為故障診斷、預防性維護提供決策依據。（2）在控制方面，借助通信系統，可以遠程控制電網設備，提升電網響應速度、控制精度。（3）故障診斷則通過通信技術收集電網系統故障信息，以此判斷故障類型、位置，縮短維修時間。（4）借助通信技術，可以實現能源的實時監測、優化調度，提升能源能利用率。

2.3.2控制技術

智能電網控制可以實現電網的穩定運行、優化調度，因此，應用的控制技術應具有快速響應、高精度、魯棒性等特點。當前，主要的控制技術包括自動發電控制、自動電壓控制、智能調度等方面。（1）借助自動發電控制，可以實時調節發電機輸出功率，穩定控制電網頻率。一旦電網負荷變化或產生較大波動，自動發電控制可以自動調節發電機組輸出功率，使電網頻率處于相對穩定的范圍。（2）自動電壓控制通過調節無功功率設備輸出，維持電網電壓的穩定性。（3）智能調度利用云計算、人工智能、大數據等先進算法與模型，實時分析、預測電網運行狀態，制訂合理的調度方案，從而提高電網的運行效率與可靠性[5]。

3智能電網輸配電技術的發展趨勢

近些年，人們對能源需求持續增長，能源基地與負荷中心間的距離持續增加，這也對輸電容量、效率提出了更高要求。因此，智能電網輸電技術會朝向更高電壓等級的方向發展，以實現更大規模電力輸送。更高電壓等級輸電可以有效降低單位容量輸電成本，提高能源傳輸經濟性。

在未來，智能配電自動化技術將得到進一步發展和完善，實現對配電網絡的全面實時監測和精準控制。通過先進的傳感器和通信技術，能夠快速、準確地檢測故障并進行自動隔離和恢復供電，提高供電可靠性。分布式能源接入技術將更加成熟，實現分布式能源與配電系統的高效協調運行。微電網技術也將被廣泛應用，微電網能夠在主電網故障時獨立運行，為重要負荷提供持續供電，提高供電的穩定性和可靠性[6]。

4結語

綜上所述，智能電網中的輸配電技術運用對提高電網的可靠性、效率和可持續性具有重要意義。特高壓輸電技術、柔性輸電技術、智能配電自動化技術、分布式能源接入技術、微電網技術等在智能電網中發揮著關鍵作用。同時，通信與控制技術的不斷發展也為智能電網的智能化管理和控制提供了有力支持。未來，智能電網輸配電技術將朝著更高電壓等級、更加智能化的方向發展。對此，需要進一步加強對智能電網輸配電技術的研究和應用，推動電力行業的可持續發展，為經濟社會的發展提供可靠的能源保障。

參考文獻

[1] 尚丹，包訊澤.輸變電技術在智能電網中的應用探究[J].模具制造，2024，24（5）：216-218.

[2] 劉騰澤.電力工程技術在智能電網建設中的應用與探究[J].電力設備管理，2024（1）：178-180.

[3] 任帥，何燕飛，楊陽，等.配電自動化技術在智能電網中的應用[J].電腦愛好者（電子刊）， 2023（2）：820-821.

[4] 宣黎，楊維君.智能電網技術在電力系統規劃中的應用[J].集成電路應用， 2023， 40（3）：162-163.

[5] 楊誼.面向能源互聯網的電力信息系統雙層耦合網絡級聯故障研究[D].北京：北京郵電大學，2023.

[6] 李彤.基于可拓學和QFD的高低壓成套配電設備感性設計[D].秦皇島：燕山大學，2023.