電力技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用淺析

郭紅玉

(朔州職業(yè)技術(shù)學(xué)院資源與能源系, 山西朔州036002)

電力技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用淺析

郭紅玉

(朔州職業(yè)技術(shù)學(xué)院資源與能源系, 山西朔州036002)

隨著時(shí)代的發(fā)展和科技的進(jìn)步,計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力領(lǐng)域中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用,給電力技術(shù)的應(yīng)用帶來(lái)了廣泛的空間,電力技術(shù)的廣泛應(yīng)用也給我國(guó)企業(yè)帶來(lái)了更多的經(jīng)濟(jì)效益,因此電力技術(shù)如何在電力系統(tǒng)中發(fā)揮有效的作用成為了關(guān)注的熱點(diǎn);將對(duì)電力技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行分析,實(shí)現(xiàn)電力資源的優(yōu)化配置,從而促進(jìn)我國(guó)電力系統(tǒng)的高速發(fā)展。

電力技術(shù); 電力系統(tǒng); 應(yīng)用

隨著我國(guó)科技的進(jìn)步,電力技術(shù)的發(fā)展不僅提高了人們的生產(chǎn)生活水平,而且也促進(jìn)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。電力技術(shù)被廣泛應(yīng)用到各行各業(yè)中,各行各業(yè)的發(fā)展也完善和促進(jìn)了電力技術(shù),但在快速發(fā)展的同時(shí)也帶來(lái)了許多問(wèn)題。主要的問(wèn)題包括電力應(yīng)用不完善、電力資源配置不合理和不能適應(yīng)經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)等。同時(shí)我國(guó)電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展不完善,電量的利用率較低,造成了近幾年電力資源的浪費(fèi)。

一、電力技術(shù)的發(fā)展綜述

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和社會(huì)的全面進(jìn)步,人民的生活水平也得到明顯的提升,從而對(duì)生活質(zhì)量的要求越高。嚴(yán)重的環(huán)境污染和短缺的能源危機(jī),與人民日益增長(zhǎng)的生活需求形成了矛盾。電力技術(shù)成為新能源的主要發(fā)電技術(shù),電力技術(shù)的水平關(guān)系到新能源電力技術(shù)的發(fā)展前景。因此,對(duì)我國(guó)的電力技術(shù)進(jìn)行革新可以有效的改善新能源的發(fā)電技術(shù)。

(一)電力技術(shù)和能源相結(jié)合

電力技術(shù)可以將風(fēng)能水能和太陽(yáng)能等自然能源轉(zhuǎn)化為電能,不僅大大提高了對(duì)自然資源的利用率,而且還解決了我國(guó)依靠煤炭、石油等不可再生資源的現(xiàn)狀。電力資源的使用符合科學(xué)發(fā)展觀,能夠?qū)崿F(xiàn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,電力技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)就是利用自然資源進(jìn)行發(fā)電,完善的電力節(jié)能技術(shù)也能提高我國(guó)的能源節(jié)約效率,為了促進(jìn)我國(guó)電力技術(shù)的發(fā)展,國(guó)家對(duì)其進(jìn)行了大力的關(guān)注和支持。

(二)機(jī)電一體化的發(fā)展和應(yīng)用

在電力系統(tǒng)方面,我國(guó)主流的研究方向是通過(guò)電力技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的科學(xué)控制和管理。在不久的將來(lái),我國(guó)幾乎全部的電能都是靠電力技術(shù)對(duì)其進(jìn)一步處理,然后投入并使用。機(jī)電一體化可以有效的將電力技術(shù)和使用設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一整合,隨著最近幾年機(jī)電一體化的快速發(fā)展,為我國(guó)電力技術(shù)的深入發(fā)展和應(yīng)用創(chuàng)造了良好的條件。

(三)智能技術(shù)的推廣

智能技術(shù)的應(yīng)用,可以使設(shè)備具有自適應(yīng)和自控制的能力,隨著電子計(jì)算機(jī)和人工智能等理論和技術(shù)的不斷發(fā)展和完善,電力控制系統(tǒng)的智能化進(jìn)入到了嶄新的歷史時(shí)期。智能化的電力控制系統(tǒng)可以對(duì)操作過(guò)程中出現(xiàn)的故障進(jìn)行準(zhǔn)確的分析和判斷,從而可以全面地提升電力系統(tǒng)的管理水平和服務(wù)質(zhì)量。智能化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用也成為了今后研究的重點(diǎn)內(nèi)容之一。

二、電力技術(shù)的應(yīng)用對(duì)電力系統(tǒng)的意義

電力技術(shù)的主要目的是實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)設(shè)備的控制,這種技術(shù)主要是通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子信息技術(shù)和半導(dǎo)體技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的,雖然電力技術(shù)在我國(guó)的電力系統(tǒng)中應(yīng)用的時(shí)間不算長(zhǎng),但其發(fā)展速度卻十分迅速,我國(guó)的電力系統(tǒng)已經(jīng)有了一套比較完整的體系。

電力技術(shù)在發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用可以有效改善發(fā)電機(jī)等多種設(shè)備的運(yùn)行特征,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)功率的調(diào)節(jié)。主要的表現(xiàn)是:對(duì)大型發(fā)電機(jī)的靜止勵(lì)磁的控制、對(duì)水力和風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變速恒頻勵(lì)磁控制和對(duì)發(fā)電廠風(fēng)機(jī)水泵的變頻調(diào)速控制。在火電廠中,風(fēng)機(jī)水泵的發(fā)電量占很大的比重,但它的效率也比較低,通過(guò)變頻調(diào)速可以實(shí)現(xiàn)提高運(yùn)行的效率,但是我國(guó)目前的企業(yè)很少有能夠生產(chǎn)高壓大容量的變頻器,其精確度也有待提高。

電力技術(shù)的目的是為了實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的有效利用和提升電力行業(yè)的服務(wù)質(zhì)量,其主要的特點(diǎn)有以下幾個(gè)方面:提高電力行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益,電力技術(shù)的廣泛應(yīng)用不僅可以提高資源的利用率,降低人力成本和管理成本,而且還可以促進(jìn)和完善電力系統(tǒng)的功能,從而使我國(guó)的電力行業(yè)朝著低耗能和高效率的方向發(fā)展。電力技術(shù)的應(yīng)用使我國(guó)的電力行業(yè)和其他的新興產(chǎn)業(yè)相融合,調(diào)整了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),機(jī)電一體化的進(jìn)程促進(jìn)了電力行業(yè)的發(fā)展,提升了電力企業(yè)的實(shí)力。

三、應(yīng)用到電力系統(tǒng)中的主要電力技術(shù)

傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)是通過(guò)電纜進(jìn)行傳輸?shù)?而電纜一般是鋪在地下的,這也就增加了故障排查的難度。太赫茲波可以穿過(guò)泥土、塑料和石灰板等難以移動(dòng)和清除的物質(zhì),可以對(duì)鋪在地下的電纜進(jìn)行有效的觀察。太赫茲波發(fā)達(dá)的敏感性可以探測(cè)到非常細(xì)微的問(wèn)題和缺陷,因此太赫茲探測(cè)器在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用不僅可以大大降低工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,維護(hù)人員安全,而且可以提高檢測(cè)的精確度,降低企業(yè)的成本。太赫茲?rùn)z測(cè)技術(shù)的運(yùn)用還可以有效的抑制偷電行為,大范圍的檢測(cè)到偷電狀況,減少偷電行為發(fā)生的概率。

在電力系統(tǒng)中應(yīng)用GPRS技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)對(duì)通信速度、質(zhì)量和可靠性的要求。GPRS既可以作為遠(yuǎn)動(dòng)通信的備用頻道,又可以作為非實(shí)時(shí)系統(tǒng)的主要通道。它是一種基于GSM無(wú)線系統(tǒng)的無(wú)線分組交換技術(shù),也就是無(wú)線分組業(yè)務(wù),可以通過(guò)無(wú)線IP實(shí)現(xiàn)終端和終端或者終端到互聯(lián)網(wǎng)之間的連接。GPRS技術(shù)的引用可以使用戶(hù)免受斷線的阻擾,保證數(shù)據(jù)傳送和語(yǔ)音通話(huà)能夠同時(shí)進(jìn)行,分組交換技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:一方面提高傳輸速率,GPRS可以同時(shí)利用一個(gè)無(wú)線頻道的全部時(shí)隙,可以達(dá)到理論上的最大傳輸速率,但在現(xiàn)實(shí)中,運(yùn)營(yíng)商不可能把所有的時(shí)隙分配給數(shù)據(jù)服務(wù),但與其他的數(shù)據(jù)交換服務(wù)相比,仍然有很大的優(yōu)勢(shì);另一方面是永不斷線,只要在無(wú)線頻道中,用戶(hù)發(fā)送或者接受的消息就能通過(guò)GPRS實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)連接。因?yàn)橐陨系膬?yōu)點(diǎn),GPRS技術(shù)在電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。

四、電力技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

(一)電力技術(shù)在發(fā)電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

電力技術(shù)在發(fā)電環(huán)節(jié)中應(yīng)用主要體現(xiàn)在對(duì)發(fā)電機(jī)中電磁和頻率的控制。在我國(guó)大型電廠的發(fā)電機(jī)中主要采用的是靜態(tài)電磁系統(tǒng),隨著電力技術(shù)的發(fā)展,電磁控制樞紐逐漸被取代,實(shí)現(xiàn)了對(duì)靜態(tài)電磁的方便控制。不僅對(duì)靜態(tài)電磁的進(jìn)行了自身調(diào)整,也提高了電力系統(tǒng)的運(yùn)行速度。電力技術(shù)在電廠電力系統(tǒng)中的普及,可以有效控制發(fā)電時(shí)水源頭的壓強(qiáng)和水力的流速,使水力發(fā)電系統(tǒng)隨著水流的壓強(qiáng)和流速改變而改變,從而保障發(fā)電機(jī)以穩(wěn)定的效率運(yùn)行。

(二)電力技術(shù)在輸電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

輕型直流輸電技術(shù)(HDVC LIGHT)具有可靠性高、容量大、易調(diào)節(jié)和靈活性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),這種技術(shù)應(yīng)用到海底電纜或者在遠(yuǎn)距離輸電時(shí)有著明顯的優(yōu)勢(shì),可以避免出現(xiàn)停運(yùn)或者閃爍的狀況。柔性交流輸電技術(shù)(FACTS)最早是在20世紀(jì)80年代提出的,是目前發(fā)展比較迅速的新型技術(shù),這種技術(shù)良好地結(jié)合了電子技術(shù)和控制技術(shù),實(shí)現(xiàn)了對(duì)電力系統(tǒng)中電壓、相位和功率等參數(shù)的控制,不僅改善了電能的輸送狀況,而且降低了電能在運(yùn)輸過(guò)程中出現(xiàn)的損耗,該技術(shù)的運(yùn)用大大增強(qiáng)了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。對(duì)于電能的輸送,高壓直流輸電技術(shù)成為近來(lái)關(guān)注的焦點(diǎn),遠(yuǎn)距離的高壓輸電可以解決許多問(wèn)題,與交流電相比,減少在相同條件下電能的損耗,穩(wěn)定的電流減少了電抗壓降,整體壓降的減小可以減少對(duì)線路的投資,提供輸送的穩(wěn)定性。

(三)電力技術(shù)在配電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

電力技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用不僅可以改善電能的配送質(zhì)量,還可以增強(qiáng)供電的可靠性,最終實(shí)現(xiàn)各個(gè)電能用戶(hù)都能快捷、安全、公平的用電。為了使電力技術(shù)在電力系統(tǒng)中的良好運(yùn)用就需要對(duì)功率、電壓、諧波等參數(shù)進(jìn)行精確的控制,防止電能在輸送的過(guò)程中出現(xiàn)波動(dòng)或者擾動(dòng)。電力技術(shù)是這一環(huán)節(jié)中應(yīng)用到的主要技術(shù),它和柔性交流電輸電技術(shù)的應(yīng)用技術(shù)原理是一樣的。電力技術(shù)不僅可以擴(kuò)展系統(tǒng)的配電能力,而且可以提高配電質(zhì)量和可靠性。該電力技術(shù)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是開(kāi)發(fā)的成本比較低,因此其市場(chǎng)前景非常廣闊。

提高電力技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用還要強(qiáng)化我國(guó)的智能型電網(wǎng),建設(shè)智能型電網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)電力的科學(xué)發(fā)展,從而更有利的實(shí)現(xiàn)電力能源的良好輸送和提高使用的效率。建設(shè)智能型電網(wǎng)還可以提高其經(jīng)濟(jì)效益,促進(jìn)節(jié)能減排,減少污染物的排放數(shù)量。實(shí)現(xiàn)清潔能源的標(biāo)準(zhǔn)化和電力系統(tǒng)控制運(yùn)行的智能化。智能化的電網(wǎng)還可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)和用戶(hù)的雙向互動(dòng),便于為用戶(hù)提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的電力跨省交易也加大了對(duì)電力資源的調(diào)劑,有效避免自然災(zāi)害對(duì)電力系統(tǒng)的危害,為用戶(hù)提供安全穩(wěn)定的電源。

(四)電力技術(shù)在節(jié)能環(huán)保中的應(yīng)用

電動(dòng)機(jī)可以通過(guò)點(diǎn)凍結(jié)的調(diào)速技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)能,其本身也有節(jié)能的特點(diǎn),如果將這兩方面相結(jié)合,那么電動(dòng)機(jī)在節(jié)能方面可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備和技術(shù)的突破。目前,交流調(diào)速技術(shù)在日常生產(chǎn)和生活的電力系統(tǒng)中得到了普遍的應(yīng)用,已經(jīng)應(yīng)用到了一些變負(fù)荷的機(jī)械中,通過(guò)調(diào)速和流閥控制水流量的技術(shù)已經(jīng)比較完善,可以在我國(guó)進(jìn)行廣泛的推廣。

電氣設(shè)備中的負(fù)載主要是感性負(fù)載,沒(méi)有實(shí)現(xiàn)變壓器和電流的同步,因此在使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生很大的功率,而且會(huì)損耗一定的無(wú)功功率。無(wú)功功率其實(shí)也是保證電能質(zhì)量的重要組成。在電力系統(tǒng)中應(yīng)該保持有功功率和無(wú)功功率的相對(duì)平衡,否則會(huì)引起系統(tǒng)內(nèi)部的電壓降低,甚至?xí)斐呻妷罕罎?造成大范圍的停電。所以一定要保證電力系統(tǒng)中電壓設(shè)備的功率容量充足,只有充足的功率容量,提高功率因數(shù),才能保證設(shè)備穩(wěn)定的運(yùn)行。

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1671-4733(2014)06-0004-03

10.3969/j.issn.1671-4733.2014.06.002

2014-11-26

郭紅玉(1982-),女,山西朔州人,碩士,助教,從事發(fā)電廠及電力系統(tǒng)、供用電技術(shù)工作,電話(huà):15903493045。