電力工程技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用

馮偉

【摘 要】本文對(duì)我國(guó)智能電網(wǎng)建設(shè)的成就進(jìn)行了梳理和展望。因?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)具有現(xiàn)代化、信息化的特點(diǎn)，電力工程技術(shù)在智能電網(wǎng)的建設(shè)中就起著十分重要的作用。因此，文章對(duì)電力工程技術(shù)在我國(guó)智能電網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用做了詳細(xì)的分析，希望能夠?qū)ν杏兴鶐椭?/p>

【關(guān)鍵詞】電力工程技術(shù)；智能電網(wǎng)；電網(wǎng)建設(shè)；應(yīng)用

當(dāng)前，全球氣候變化特別顯著，人口也保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。能源問(wèn)題正在逐漸凸顯，尤其是爆發(fā)金融危機(jī)以后，能源問(wèn)題更為嚴(yán)重。這時(shí)有必要建設(shè)智能電網(wǎng)，將其作為本國(guó)的重要發(fā)展產(chǎn)業(yè)。中國(guó)是全球人數(shù)排名第一的國(guó)家，雖然國(guó)土面積有960萬(wàn)平方公里，可是地區(qū)發(fā)展不平衡，能源在我國(guó)的分布也不均衡。在建設(shè)智能電力網(wǎng)絡(luò)時(shí)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合本國(guó)的基本國(guó)情，之后以此為基礎(chǔ)加以建設(shè)。

外部條件的變化對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行和養(yǎng)護(hù)提出了較高的要求，人們開(kāi)始重視智能電力網(wǎng)絡(luò)此種發(fā)展模式。構(gòu)建智能電力網(wǎng)絡(luò)時(shí)，有計(jì)劃地引進(jìn)電力工程技術(shù)可以增快電網(wǎng)的建設(shè)速度。在智能電力網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建時(shí)運(yùn)用電力工程技術(shù)，可以節(jié)省能源、保障電力平穩(wěn)運(yùn)送、檢查系統(tǒng)產(chǎn)生的事故、解決能源消耗問(wèn)題，因此應(yīng)該明確電力工程技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程所起到的作用。

一、智能電網(wǎng)簡(jiǎn)述

智能電網(wǎng)是一個(gè)電力體系，其包含多個(gè)配電體系與輸電體系。電力網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)镜男枨笈c電力市場(chǎng)的總體需求加以迅速反應(yīng)。智能電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特別智能，可以迅速地傳輸信息，為用戶(hù)提供更高品質(zhì)的服務(wù)。立足于長(zhǎng)期發(fā)展的角度，建設(shè)電網(wǎng)投資最少的方式是構(gòu)建智能電網(wǎng)。

當(dāng)前，全球的平均氣溫在上升，全球的人口也在迅速增多，能源問(wèn)題正在逐漸凸顯，因此人們開(kāi)始嘗試建設(shè)智能電網(wǎng)。爆發(fā)金融危機(jī)以后，美國(guó)為了讓經(jīng)濟(jì)迅速?gòu)?fù)蘇，大力建設(shè)智能電網(wǎng)。建設(shè)智能電網(wǎng)的目的是緩解能源緊張局面，且利用電網(wǎng)的建設(shè)來(lái)推動(dòng)其他領(lǐng)域的發(fā)展。中國(guó)是全球人數(shù)排名第一的國(guó)家，雖然國(guó)土面積有960萬(wàn)平方公里，可是地區(qū)發(fā)展不平衡，所以，在建設(shè)智能電力網(wǎng)絡(luò)時(shí)，不可照搬其他國(guó)家的做法，而應(yīng)結(jié)合我國(guó)的基本國(guó)情，并且還應(yīng)當(dāng)明晰建設(shè)的重點(diǎn)。當(dāng)前中國(guó)智能電網(wǎng)的建設(shè)目標(biāo)是“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”，將架構(gòu)的建設(shè)與信息自主化相融合。

二、智能電網(wǎng)建設(shè)中電力工程技術(shù)的整體運(yùn)用

（一）發(fā)電過(guò)程中的運(yùn)用

作為有較高技術(shù)含量的電力工程技術(shù)，通過(guò)對(duì)電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)了電能的轉(zhuǎn)化和控制，極大的降低了電能的消耗和機(jī)電設(shè)備的損耗，極大的提高的發(fā)電機(jī)和機(jī)電設(shè)備的工作效率。隨著電容技術(shù)的發(fā)展，目前市場(chǎng)上使用的半導(dǎo)體功率元件的容量有了很大的提高，并朝著高壓的方向發(fā)展。并且，電力工程技術(shù)中也涌現(xiàn)出一大批高精尖技術(shù)，如同步開(kāi)斷技術(shù)的智能開(kāi)關(guān)、新型超高壓輸變電技術(shù)的高壓直流輸電、電氣傳動(dòng)技術(shù)的高壓變頻等等。

（二）電源部分的運(yùn)用

為了滿(mǎn)足用戶(hù)的不同電子設(shè)備和電器元件的用電需求，電力工程技術(shù)能夠?yàn)榻尤胫悄茈娋W(wǎng)的用戶(hù)提供個(gè)性化的電源供應(yīng)，如直流電源、交流電源、恒定頻率的交流電源等等。舉個(gè)例子，蓄電池充電一般采用直流充電的技術(shù)，但變電所就可以采用直流電源和交流電源的充電方式，而大型的電子計(jì)算就已采用高頻的開(kāi)關(guān)電源。

（三）輸電過(guò)程中的運(yùn)用

因?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)的運(yùn)營(yíng)需要的電能質(zhì)量較高、電網(wǎng)工作狀態(tài)較為穩(wěn)定等特點(diǎn)，而這些條件的滿(mǎn)足又和電力工程技術(shù)中的諧波抑制技術(shù)和無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)息息相關(guān)。隨著電力工程技術(shù)的不斷發(fā)展和智能電網(wǎng)建設(shè)的不斷完善，一大批適應(yīng)智能電網(wǎng)建設(shè)需求的新型裝置也大量涌現(xiàn)，比如超導(dǎo)無(wú)功補(bǔ)償裝置和薄型交流變換器等等。對(duì)于輸電工程線(xiàn)路較長(zhǎng)、輸電容量較大的時(shí)候，一些國(guó)家通常采用直流電的輸電方式。而我國(guó)的此類(lèi)輸電線(xiàn)路的發(fā)展，特別是高壓直流電的輸電線(xiàn)路，通常采用晶閘管變流裝置來(lái)作為送電和受電兩端的整流閥和逆變閥裝置。我國(guó)對(duì)這些新技術(shù)和新設(shè)備的采用，不僅能極大的提高的電網(wǎng)輸送的容量，還能增強(qiáng)在極端天氣下輸電的穩(wěn)定性、這些高技術(shù)含量的裝置能夠有效解決電力輸送過(guò)程中出現(xiàn)的電網(wǎng)突然斷電和電壓的不穩(wěn)定等現(xiàn)象，極大的提高了電網(wǎng)工作的穩(wěn)定性和供電的質(zhì)量。因此，我們?cè)谛滦椭悄茈娋W(wǎng)建設(shè)中應(yīng)該采用這些經(jīng)過(guò)了實(shí)踐檢驗(yàn)的高技術(shù)含量和高效率的電力工程技術(shù)和相關(guān)的配套裝置。

三、智能電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中電力工程技術(shù)的具體應(yīng)用

（一）電能的質(zhì)量?jī)?yōu)化技術(shù)

電能的質(zhì)量?jī)?yōu)化技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)中的運(yùn)用主要通過(guò)在電能的質(zhì)量等級(jí)劃分和電能質(zhì)量評(píng)估體系級(jí)完備建設(shè)的基拙上對(duì)用電幾口的經(jīng)濟(jì)性能進(jìn)行分析，并因此建立用戶(hù)經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)等級(jí)兩個(gè)質(zhì)量評(píng)估體系，并在用戶(hù)需求的不斷滿(mǎn)足和用電市場(chǎng)不斷規(guī)范的基拙上促進(jìn)智能電網(wǎng)建設(shè)朝著經(jīng)濟(jì)和高質(zhì)量的方向發(fā)展。具體來(lái)說(shuō)，電能的質(zhì)量?jī)?yōu)化主要包括直流有源濾波器技術(shù)、自適應(yīng)靜止無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)和連續(xù)調(diào)諧濾波器關(guān)鍵技術(shù)等。這些技術(shù)的采用能夠有效的提高電能運(yùn)輸?shù)馁|(zhì)量，并且極大的降低電能的使用成本，具有較強(qiáng)的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，在環(huán)境保護(hù)和能源可持續(xù)利用方面效果顯著，因此具有良好的發(fā)展前景和應(yīng)用前景。

（二）柔性交流輸電技術(shù)

柔性交流輸電技術(shù)是可以將污染小的新型清潔能源輸入電網(wǎng)的技術(shù)，它是在微電子技術(shù)、電子技術(shù)和相關(guān)通信控制技術(shù)發(fā)展的基拙上發(fā)展而來(lái)的能夠?qū)涣鬏旊妼?shí)現(xiàn)靈活控制的技術(shù)。因?yàn)槲覈?guó)的智能電網(wǎng)建設(shè)輸送的只要是超高壓的輸變電，所以需要在建設(shè)過(guò)程中將污染小的新型清潔能源加入智能電網(wǎng)，并借此實(shí)現(xiàn)能源的隔離。因此，柔性交流輸電技術(shù)很好的適應(yīng)我國(guó)智能電網(wǎng)發(fā)展的新趨勢(shì)，把電力工程技術(shù)的發(fā)展和我國(guó)智能電網(wǎng)的建設(shè)郵寄的結(jié)合起來(lái)，從而促進(jìn)智能電網(wǎng)的建設(shè)，保證智能電網(wǎng)的良性穩(wěn)定運(yùn)行，極大的降低輸電過(guò)程中的電能損耗，同時(shí)智能電網(wǎng)的輸電能力也有了很大的提高。

（三）高壓直流輸電技術(shù)

目前，我國(guó)輸電主要采用的是直流電的輸電方式，但是輸電的許多環(huán)節(jié)確實(shí)交流電。因此，采用高壓直流輸電技術(shù)能夠很好的實(shí)現(xiàn)輸電網(wǎng)絡(luò)整流、逆變的工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。同時(shí)，在重量輕的直流輸電系統(tǒng)中采用可以關(guān)斷元件的換流器可以有效的提高輸送電流的穩(wěn)定性和可靠性，并且具有很高的性?xún)r(jià)比。更重要的是，高壓直流輸電技術(shù)還能在為遠(yuǎn)距離孤立區(qū)域提供穩(wěn)定的供電。因此，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和祖國(guó)邊疆的開(kāi)發(fā)，適應(yīng)遠(yuǎn)距離輸電的高壓直流輸電技術(shù)必將獲得越來(lái)越廣泛的運(yùn)用，在更遠(yuǎn)距離和更大容量的輸電工程中獲得廣闊的發(fā)展空間。

（四）能源轉(zhuǎn)換技術(shù)

全球變暖和能源短缺的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題使得世界各國(guó)致力于開(kāi)發(fā)各種新型清潔能源，也就是盡可能的降低能源的污染排放和能源的消耗量。因此，通過(guò)使用先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行能源的轉(zhuǎn)換和高效利用已經(jīng)成為了現(xiàn)代低碳經(jīng)濟(jì)能源利用的核心。目前，我國(guó)著重開(kāi)發(fā)大規(guī)模電廠并網(wǎng)技術(shù)。電網(wǎng)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)該是范圍大、運(yùn)行可靠的光伏發(fā)電技術(shù)等。但是，我國(guó)的能源轉(zhuǎn)換技術(shù)和世界先進(jìn)水平還有叫的的差距。因此，我們要加大相關(guān)的技術(shù)和資金投入，進(jìn)一步研發(fā)能源轉(zhuǎn)換的核心技術(shù)。比如，智能電網(wǎng)建設(shè)中能量轉(zhuǎn)換技術(shù)的發(fā)展方向就是提高可再生能源的利用率和各種并網(wǎng)技術(shù)的效率等。

四、結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和人民群眾生活水平的不斷提高給我國(guó)智能電網(wǎng)的建設(shè)提供了廣闊的發(fā)展機(jī)遇和發(fā)展空間，作為具有極大潛力的電力工程技術(shù)在我國(guó)現(xiàn)代電網(wǎng)的建設(shè)中起著十分重要的作用。本文通過(guò)對(duì)智能電網(wǎng)的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)、電力工程技術(shù)在智能電網(wǎng)中總體運(yùn)用和具體技術(shù)的應(yīng)用等進(jìn)行了詳細(xì)的分轉(zhuǎn)換和利用效率具有十分重要的作用。

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