淺析電力設(shè)備的智能化發(fā)展現(xiàn)狀

張軍召

（濟(jì)南森源控股有限公司，山東 濟(jì)南 250000）

自從19世紀(jì)人類發(fā)明電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)之后，電力能源一直是社會(huì)發(fā)展的重要推動(dòng)力。傳統(tǒng)的電力能源多是通過燃燒煤、石油、天然氣等化石燃料獲得，即為火力發(fā)電。火力發(fā)電技術(shù)成熟、可控性高，但會(huì)在發(fā)電過程中排放大量的溫室氣體和硫化物，危害我們賴以生存的地球環(huán)境。近年來，許多國家大力發(fā)展清潔能源，利用太陽能、風(fēng)能、潮汐能發(fā)電，避免了電力能源獲取過程中對(duì)環(huán)境的破壞。但是，這些清潔能源具有分布式、間歇性的特點(diǎn)，會(huì)對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定性造成沖擊，因此必須考慮更加高效、可靠的電力設(shè)備。在該背景下，智能電力設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生。

1 智能電力設(shè)備的特點(diǎn)

智能電力設(shè)備服務(wù)于智能電網(wǎng)的建設(shè)。智能電網(wǎng)就是指在先進(jìn)技術(shù)指導(dǎo)和應(yīng)用下形成的高度智能化和高度自動(dòng)化的新型現(xiàn)代化電力系統(tǒng)。智能電力設(shè)備也就是智能電網(wǎng)建設(shè)過程中涉及到的硬件設(shè)備。智能電力設(shè)備融合了先進(jìn)科學(xué)的分析決策技術(shù)、人工智能技術(shù)、模式識(shí)別技術(shù)、傳感測量技術(shù)、信息通信技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)等，具有不同于一般電力設(shè)備的特點(diǎn)和優(yōu)勢。

首先，智能電力設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)故障的自我診斷，并在一定程度上進(jìn)行自我恢復(fù)；其次，智能電力設(shè)備能夠兼容多種發(fā)電方式和不同類型的儲(chǔ)能設(shè)備，滿足用戶多樣化的用電需求；第三，智能電力設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)與用戶的交互，及時(shí)響應(yīng)用戶需求；第四，智能電力設(shè)備具有非常高的穩(wěn)定性，能夠在極端環(huán)境下或者電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，依然維持電網(wǎng)的安全運(yùn)行；最后，智能電力設(shè)備能夠優(yōu)化資源配置，降低電力輸運(yùn)成本，提高能源的利用率和經(jīng)濟(jì)效益。

2 智能電力設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀

如今，智能電力設(shè)備發(fā)展迅速，已經(jīng)覆蓋了電力系統(tǒng)中發(fā)電、變電、輸電、配電、用電等各個(gè)環(huán)節(jié)。

2.1 智能發(fā)電設(shè)備

智能發(fā)電設(shè)備主要包括3類。首先是以分布式發(fā)電作為發(fā)電形式的新型能源發(fā)電設(shè)備，比如光伏發(fā)電設(shè)備、地?zé)岚l(fā)電設(shè)備、潮汐能發(fā)電設(shè)備、生物質(zhì)能發(fā)電設(shè)備、微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電設(shè)備以及風(fēng)能發(fā)電設(shè)備等；其次，智能發(fā)電設(shè)備還包括自動(dòng)控制設(shè)備，比如數(shù)字型保護(hù)繼電器、動(dòng)態(tài)分布式電力控制設(shè)備以及智能分接頭變換器等，能夠保證電網(wǎng)的可靠運(yùn)行；最后，智能發(fā)電設(shè)備還包括能量轉(zhuǎn)換、能量存儲(chǔ)設(shè)備，比如高能蓄電池、高容量儲(chǔ)氫裝置、飛輪以及燃料電池等。

2.2 智能輸電設(shè)備

傳統(tǒng)的輸電設(shè)備在進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電時(shí)具有可靠性差、輸送效率低等缺點(diǎn)，難以適應(yīng)新型能源發(fā)電的間歇性、分布式特點(diǎn)。該需求直接推動(dòng)了智能輸電設(shè)備的產(chǎn)生、發(fā)展和應(yīng)用。智能輸電設(shè)備主要包括以下3類。

首先是柔性交流輸電設(shè)備。該類設(shè)備能夠?qū)旊娤到y(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)（比如電壓、阻抗、相位等）進(jìn)行實(shí)時(shí)控制和調(diào)整，從而提高輸電功率、降低輸電成本、減少輸電損耗。目前已經(jīng)應(yīng)用的柔性交流輸電設(shè)備有靜止調(diào)相機(jī)、靜止快速勵(lì)磁器、串聯(lián)補(bǔ)償器以及無功補(bǔ)償器等。

其次是超高壓直流輸電設(shè)備。該類設(shè)備主要為換流站和換流閥，實(shí)現(xiàn)交直流電之間的能量轉(zhuǎn)換，即首先將發(fā)電廠產(chǎn)生的高壓交流電轉(zhuǎn)換為高壓直流電，然后進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，到達(dá)目的地后，再將高壓直流電轉(zhuǎn)換為高壓交流電。與交流輸電系統(tǒng)相比，直流輸電系統(tǒng)具有穩(wěn)定性高、損耗低等優(yōu)勢。

最后是高溫超導(dǎo)設(shè)備。主要包括超導(dǎo)磁儲(chǔ)能設(shè)備、超導(dǎo)限流器和超導(dǎo)電纜。該類設(shè)備利用超導(dǎo)體電力技術(shù)，減少關(guān)鍵部件的阻抗值，從而降低電力系統(tǒng)的損耗，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.3 智能變電設(shè)備

變電是指電力系統(tǒng)中通過相關(guān)設(shè)備對(duì)電力能源進(jìn)行的高低壓轉(zhuǎn)換。變電環(huán)節(jié)的智能電力設(shè)備主要是對(duì)電子互感技術(shù)的運(yùn)用，將變電站由簡單的電力轉(zhuǎn)換設(shè)備發(fā)展成為信息交換的共享平臺(tái)。目前在建的智能化變電站，主要是通過一次設(shè)備的智能化、二次設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化來實(shí)現(xiàn)變電站內(nèi)設(shè)備間的信息數(shù)據(jù)交互。在傳統(tǒng)的變電站中，一次設(shè)備和二次設(shè)備之間通過電纜進(jìn)行連接；而在智能變電站中，一次設(shè)備和二次設(shè)備之間使用光纖、電流互感器、電壓互感器進(jìn)行連接。

2.4 智能配電設(shè)備

配電是電力系統(tǒng)中向用戶分配電能的環(huán)節(jié)。在智能電網(wǎng)的框架下，配電網(wǎng)正朝著高度自動(dòng)化的方向發(fā)展，以適應(yīng)分布式能源以及其它智能配電設(shè)備的即時(shí)插拔。智能配電設(shè)備主要包括載波設(shè)備、無線設(shè)備等數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，以及光傳感器、電子傳感器、電纜溫度檢測器、電能質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備、電力系統(tǒng)在線狀態(tài)監(jiān)測設(shè)備等數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。因此，基于智能配電設(shè)備構(gòu)建的配電網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、通信以及配電網(wǎng)狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

2.5 智能用電設(shè)備

智能用電設(shè)備可以搭建電力企業(yè)與用戶之間的溝通橋梁，促進(jìn)電力市場實(shí)現(xiàn)競爭機(jī)制。該類設(shè)備主要分為3種：其一，智能電表，可以實(shí)時(shí)計(jì)費(fèi)，隨時(shí)獲取居民的用電信息，便于供電企業(yè)調(diào)配電力能源；其二，數(shù)據(jù)量測設(shè)備，能夠測量電力運(yùn)行的實(shí)際情況，監(jiān)控電力交易數(shù)據(jù)；其三，智能通信設(shè)備，可以通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)擴(kuò)大電網(wǎng)的管理范圍，保證用戶用電環(huán)節(jié)的安全和穩(wěn)定。

3 結(jié)語

智能化是我國電力系統(tǒng)發(fā)展的重要方向，符合節(jié)約、環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展理念。智能電力設(shè)備是實(shí)現(xiàn)智能電力系統(tǒng)的基石，對(duì)于保障電網(wǎng)的可靠性、安全性有著非常重要的意義。本文簡述了智能電力設(shè)備的概念與發(fā)展現(xiàn)狀。

[1]朱輝．智能電網(wǎng)中電力設(shè)備及其技術(shù)發(fā)展分析[J]．通信電源技術(shù) ,2016,33(2)：213-214．

[2]黃旦莉．智能電網(wǎng)中電力設(shè)備及其技術(shù)發(fā)展分析[J]．中國新技術(shù)新產(chǎn)品 ,2014，(21)：6．

[3]盧嘉棟．智能電網(wǎng)中電力設(shè)備及其技術(shù)發(fā)展[J]．機(jī)電工程技術(shù),2016,45(12)：62-65．

[4]劉瑜．智能電網(wǎng)中電力設(shè)備及其技術(shù)探析[J]．科技展望,2015，(3)：154．