智能電網(wǎng)中電力設(shè)備及其技術(shù)發(fā)展

趙永濤

智能電網(wǎng)中電力設(shè)備及其技術(shù)發(fā)展

趙永濤

Point

近些年來，隨著先進科學(xué)技術(shù)在電網(wǎng)中的廣泛應(yīng)用，發(fā)展智能電網(wǎng)早已在全世界范圍內(nèi)達成共識。尤其是智能電網(wǎng)作為一個完整的電力系統(tǒng)，其不僅涵蓋了發(fā)電、輸電、變電、配電以及用電等全部流程，其在各個環(huán)節(jié)之中更是涉及到大量的電力設(shè)備與關(guān)鍵技術(shù)。也正因如此，做好智能電網(wǎng)中電力設(shè)備及其技術(shù)發(fā)展的分析則尤為重要。本文筆者即結(jié)合個人實踐工作經(jīng)驗，從智能電網(wǎng)中電力設(shè)備及其技術(shù)的發(fā)展情況入手進行粗淺的探討，以期為完善智能電網(wǎng)發(fā)展做出有益的參考。

伴隨著智能電網(wǎng)成為我國電力系統(tǒng)的主要發(fā)展方向，越來越多的電力設(shè)備、電力技術(shù)被投入到智能電網(wǎng)的建設(shè)之中。而正因如此，這些電力設(shè)備及其技術(shù)則在一定程度上直接成為智能電網(wǎng)建設(shè)質(zhì)量的關(guān)鍵點所在。也正因如此，如何加強對智能電網(wǎng)中電力設(shè)備及其技術(shù)的發(fā)展分析則尤為重要。以下筆者即結(jié)合個人從事智能電網(wǎng)的實踐工作經(jīng)驗，從智能電網(wǎng)中電力設(shè)備及其技術(shù)發(fā)展入手進行分析，以期為進一步完善智能電網(wǎng)建設(shè)做出有益的參考。

1.對智能電網(wǎng)中電力設(shè)備的發(fā)展分析

智能電網(wǎng)作為一個完整的電力系統(tǒng)，其不僅涵蓋了發(fā)電、輸電、變電、配電以及用電等全部流程，其各個環(huán)節(jié)還涵蓋了大量的電力設(shè)備，也因如此，為了更好的對構(gòu)建智能電網(wǎng)的電力設(shè)備進行分析，我們則從以上幾個流程入手：

第一，電力設(shè)備在智能電網(wǎng)發(fā)電上的應(yīng)用。如若我們從發(fā)電上，對智能電網(wǎng)中的電力設(shè)備進行分析，則可以看到，其所涉及到的電力設(shè)備范圍十分廣泛，如：各類并網(wǎng)接入設(shè)備、能源轉(zhuǎn)換設(shè)備、儲能設(shè)備等等。其中能源轉(zhuǎn)換裝備及大容量儲能裝備，主要有：電容器、超導(dǎo)儲能、蓄電池儲能等電力設(shè)備。智能保護設(shè)備及電力控制設(shè)備，則以智能分接頭轉(zhuǎn)換、動態(tài)分布式電力控制設(shè)備、數(shù)字繼電保護設(shè)備為主。而新能源發(fā)電設(shè)備，則以燃料電池、太陽能、風(fēng)能、生物能等電力設(shè)備為主。

第二，電力設(shè)備在智能電網(wǎng)輸電上的應(yīng)用。目前在輸電上，智能電網(wǎng)主要采用：FACTS技術(shù)及其設(shè)備、HVDC技術(shù)及其設(shè)備。其中FACTS技術(shù)及其設(shè)備主要是通過對電力電子裝置實現(xiàn)對輸電系統(tǒng)參數(shù)的準(zhǔn)確控制，其優(yōu)勢在于分配的輸電功率更加的合理，功率損耗可控，且發(fā)電成本也較低，在很大程度上大大提高了電力系統(tǒng)在運行中的穩(wěn)定性。而HVDC技術(shù)及其設(shè)備的使用則往往集中在換流站中，也就是發(fā)電廠將電流發(fā)出并通過換流閥轉(zhuǎn)換為直流電時多采用HVDC技術(shù)及其設(shè)備。

第三，電力設(shè)備在智能電網(wǎng)變電上的應(yīng)用。伴隨著智能化變電站的不斷發(fā)展與進步，智能變電站早已實現(xiàn)了信息的自動化采集、信息控制、繼電保護以及對電力系統(tǒng)的自動檢測。也正因如此，智能電網(wǎng)已經(jīng)成為了智能調(diào)節(jié)與協(xié)同互動的高級智能。尤其是光電技術(shù)與微處理器技術(shù)在智能變電站中的應(yīng)用，也使得一次設(shè)備被檢測信號回路與操作驅(qū)動時變得更加便捷，電力系統(tǒng)運行更加可靠。

第四，電力設(shè)備在智能電網(wǎng)配電上的應(yīng)用。通過分析，我們可以看到在配電方面，由于柔性配電設(shè)備的廣泛應(yīng)用，智能電網(wǎng)儼然已經(jīng)實現(xiàn)了高級配電的自動化功能，從而在最大程度上確保了配電網(wǎng)功率雙向流動的根本需求。同時通過對分布式智能控制的應(yīng)用，也能夠進一步實現(xiàn)對電力終端廣域電壓無功調(diào)節(jié)、快速故障隔離控制、局域網(wǎng)信息交換等高級功能。

第五，電力設(shè)備在智能電網(wǎng)用電上的應(yīng)用。智能表計量、數(shù)據(jù)量測設(shè)備、通信設(shè)備是智能電網(wǎng)在用電方面最常見的電力設(shè)備。智能表計量能夠準(zhǔn)確的核算并獲取電力用戶在一段時間內(nèi)或多段時間內(nèi)所獲得的計量數(shù)值。數(shù)據(jù)量測設(shè)備主要分為公共事業(yè)與用戶兩種，其中公共事業(yè)相較于用戶而言，其主要應(yīng)用在高級保護系統(tǒng)、公共事業(yè)檢測系統(tǒng)之中，更為高級。通信設(shè)備，其種類繁多、應(yīng)用廣泛，如：光纖、無線通信等并隨著科技的不斷發(fā)展，而在不斷的進步并被投入使用。

2.對智能電網(wǎng)中電力設(shè)備技術(shù)的發(fā)展分析

眾所周知，智能電網(wǎng)中不僅涉及到大量的電力設(shè)備，其還包含著大量的前沿電力技術(shù)，有些電力技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成熟，有些還需要不斷的改進與完善。也正因如此，加強對智能電網(wǎng)中電力設(shè)備技術(shù)的發(fā)展分析，進一步提高電力企業(yè)所有人員對該項工作的重視程度，進而將不斷發(fā)展的高新技術(shù)引入到智能電網(wǎng)建設(shè)中則對推動我國智能電網(wǎng)建設(shè)而言具有十分重要的現(xiàn)實意義。以下筆者結(jié)合我國智能電網(wǎng)的發(fā)展特點，提出未來對智能電力設(shè)備應(yīng)著重發(fā)展的技術(shù)進行分析，具體如下：

第一，向高性能、智能化電力電子技術(shù)發(fā)展。通過分析，我們可以得知，伴隨著新能源和分布式能源的高度開發(fā)與利用，預(yù)計有95%以上的電能必須要經(jīng)過電力電子技術(shù)的后期處理以后才能直接被變電站所應(yīng)用。也正因如此，電力電子技術(shù)及其裝置在智能電網(wǎng)中可謂是無處不在，無論是從發(fā)、輸電的角度上來講，還是從配電角度上來講，電力電子技術(shù)的應(yīng)用，都直接提高了變電站的發(fā)電效率、提高了變電站的發(fā)電質(zhì)量以及用電效率。因此，智能電網(wǎng)電力設(shè)備技術(shù)勢必會向著高性能、智能化電力電子技術(shù)方面不斷發(fā)展。筆者將電力電子所涉及的各部分應(yīng)用，用圖標(biāo)1進行直觀的表述。

圖1 電力電子在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

第二，向低成本、高密度、大規(guī)模儲能技術(shù)發(fā)展。想要實現(xiàn)電能的高效利用，就必須進一步降低電力系統(tǒng)損耗。而電能儲存技術(shù)的應(yīng)用恰恰可以實現(xiàn)符合的消峰填谷，進一步提高配電系統(tǒng)的資產(chǎn)利用率，降低系統(tǒng)損耗。尤其是儲能設(shè)備計入電力系統(tǒng)或用戶側(cè)，其還可以與各種分布式電源相配合，進一步解決風(fēng)能、太陽能等新能源在間接行為中對配電系統(tǒng)所造成了不利影響，大大改善各種各樣電能質(zhì)量控制設(shè)備之間的相互吻合度，有助于自動化電力技術(shù)的發(fā)展。也正因如此，近些年來，對儲能技術(shù)的研究早已成為電力企業(yè)關(guān)注的重點，未來電力技術(shù)也勢必會向著低成本、高密度、大規(guī)模儲能技術(shù)而不斷的發(fā)展、突破。

結(jié)束語

總之，智能電網(wǎng)作為我國電力系統(tǒng)未來發(fā)展的主要方向，其在未來很長一段時間內(nèi)其一次、二次、電網(wǎng)裝備與系統(tǒng)的融合勢必會更加緊密，其所能引用到的電力技術(shù)也勢必會更加的先進。也正因如此，大量的電力設(shè)備、電力技術(shù)被投入使用，而大量的智能系統(tǒng)與電力設(shè)備組合也在拓寬電力系統(tǒng)外延的同時，向人們更加清楚的展示到做好該項工作的重視性。所以，加強對智能電網(wǎng)中電力設(shè)備及其技術(shù)的分析尤為重要。也只有如此，不斷將高新技術(shù)，高新科技引入到智能電網(wǎng)中，才能真正實現(xiàn)職能電網(wǎng)的高效有效運行，進一步推動我國電力企業(yè)的發(fā)展。

（作者單位：國網(wǎng)黑龍江省電力有限公司雙鴨山供電公司）