智能電網(wǎng)中電力設備及其技術發(fā)展

趙永濤

智能電網(wǎng)中電力設備及其技術發(fā)展

趙永濤

Point

近些年來，隨著先進科學技術在電網(wǎng)中的廣泛應用，發(fā)展智能電網(wǎng)早已在全世界范圍內達成共識。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備與關鍵技術。也正因如此，做好智能電網(wǎng)中電力設備及其技術發(fā)展的分析則尤為重要。本文筆者即結合個人實踐工作經(jīng)驗，從智能電網(wǎng)中電力設備及其技術的發(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，越來越多的電力設備、電力技術被投入到智能電網(wǎng)的建設之中。而正因如此，這些電力設備及其技術則在一定程度上直接成為智能電網(wǎng)建設質量的關鍵點所在。也正因如此，如何加強對智能電網(wǎng)中電力設備及其技術的發(fā)展分析則尤為重要。以下筆者即結合個人從事智能電網(wǎng)的實踐工作經(jīng)驗，從智能電網(wǎng)中電力設備及其技術發(fā)展入手進行分析，以期為進一步完善智能電網(wǎng)建設做出有益的參考。

1.對智能電網(wǎng)中電力設備的發(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備，也因如此，為了更好的對構建智能電網(wǎng)的電力設備進行分析，我們則從以上幾個流程入手：

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

第二，電力設備在智能電網(wǎng)輸電上的應用。目前在輸電上，智能電網(wǎng)主要采用：FACTS技術及其設備、HVDC技術及其設備。其中FACTS技術及其設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技術及其設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)出并通過換流閥轉換為直流電時多采用HVDC技術及其設備。

第三，電力設備在智能電網(wǎng)變電上的應用。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)成為了智能調節(jié)與協(xié)同互動的高級智能。尤其是光電技術與微處理器技術在智能變電站中的應用，也使得一次設備被檢測信號回路與操作驅動時變得更加便捷，電力系統(tǒng)運行更加可靠。

第四，電力設備在智能電網(wǎng)配電上的應用。通過分析，我們可以看到在配電方面，由于柔性配電設備的廣泛應用，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用，也能夠進一步實現(xiàn)對電力終端廣域電壓無功調節(jié)、快速故障隔離控制、局域網(wǎng)信息交換等高級功能。

第五，電力設備在智能電網(wǎng)用電上的應用。智能表計量、數(shù)據(jù)量測設備、通信設備是智能電網(wǎng)在用電方面最常見的電力設備。智能表計量能夠準確的核算并獲取電力用戶在一段時間內或多段時間內所獲得的計量數(shù)值。數(shù)據(jù)量測設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。通信設備，其種類繁多、應用廣泛，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)中電力設備技術的發(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備，其還包含著大量的前沿電力技術，有些電力技術已經(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)中電力設備技術的發(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)展的高新技術引入到智能電網(wǎng)建設中則對推動我國智能電網(wǎng)建設而言具有十分重要的現(xiàn)實意義。以下筆者結合我國智能電網(wǎng)的發(fā)展特點，提出未來對智能電力設備應著重發(fā)展的技術進行分析，具體如下：

第一，向高性能、智能化電力電子技術發(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，預計有95%以上的電能必須要經(jīng)過電力電子技術的后期處理以后才能直接被變電站所應用。也正因如此，電力電子技術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，電力電子技術的應用，都直接提高了變電站的發(fā)電效率、提高了變電站的發(fā)電質量以及用電效率。因此，智能電網(wǎng)電力設備技術勢必會向著高性能、智能化電力電子技術方面不斷發(fā)展。筆者將電力電子所涉及的各部分應用，用圖標1進行直觀的表述。

圖1 電力電子在智能電網(wǎng)中的應用

第二，向低成本、高密度、大規(guī)模儲能技術發(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。而電能儲存技術的應用恰恰可以實現(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。尤其是儲能設備計入電力系統(tǒng)或用戶側，其還可以與各種分布式電源相配合，進一步解決風能、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量控制設備之間的相互吻合度，有助于自動化電力技術的發(fā)展。也正因如此，近些年來，對儲能技術的研究早已成為電力企業(yè)關注的重點，未來電力技術也勢必會向著低成本、高密度、大規(guī)模儲能技術而不斷的發(fā)展、突破。

結束語

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也勢必會更加的先進。也正因如此，大量的電力設備、電力技術被投入使用，而大量的智能系統(tǒng)與電力設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)中電力設備及其技術的分析尤為重要。也只有如此，不斷將高新技術，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）