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

菅瑞霞

（內(nèi)蒙古電力（集團(tuán)）有限責(zé)任公司烏海電業(yè)局，內(nèi)蒙古 烏海 016000）

0 引 言

不可再生資源緊缺形勢(shì)嚴(yán)峻給電力生產(chǎn)帶來嚴(yán)重的影響，電能作為生產(chǎn)、生活不可或缺的能源之一，其面臨的生產(chǎn)困境無疑會(huì)阻礙整個(gè)社會(huì)的發(fā)展。如何在當(dāng)前資源保有量下，確保電力供應(yīng)充足，成為行業(yè)發(fā)展革新的重點(diǎn)。借助電力工程技術(shù)，構(gòu)建智能化電網(wǎng)，以降低電力資源在生產(chǎn)、傳輸過程中的成本及損耗，確保電力供應(yīng)效率，成為解決發(fā)展矛盾的主要策略之一。

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

1.1 優(yōu)化智能電網(wǎng)性能

電力工程技術(shù)并不是在智能電網(wǎng)出現(xiàn)后才被研究問世的，在傳統(tǒng)電網(wǎng)中也有一定程度的應(yīng)用，但受到電網(wǎng)本身性能的限制，其作用效果并不能充分發(fā)揮。在智能電網(wǎng)中，電力工程技術(shù)的作用空間被擴(kuò)大，能效得到最大限度地發(fā)揮，并優(yōu)化智能電網(wǎng)的性能。電力工程技術(shù)與智能電網(wǎng)之間相互匹配、相輔相成。電力工程技術(shù)是一種自動(dòng)化技術(shù)，能夠?qū)╇娺^程中的各類信息進(jìn)行收集和整合，并通過系統(tǒng)自動(dòng)處理一些電力數(shù)據(jù)，輔助做出正確的電網(wǎng)管理決策。此外，電力工程技術(shù)的應(yīng)用還可規(guī)避智能電網(wǎng)建設(shè)中的失誤，提升電網(wǎng)本身的性能和質(zhì)量，以更好地滿足供電需求。

1.2 提高信息采集能力

電力工程技術(shù)還具備更優(yōu)的信息采集能力。例如，智能監(jiān)控預(yù)警技術(shù)和用電量計(jì)量技術(shù)，可對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行過程中及電力用戶的用電情況進(jìn)行精確的監(jiān)督，監(jiān)督的對(duì)象即為產(chǎn)生的實(shí)時(shí)信息。通過系統(tǒng)將采集到的信息高保真?zhèn)鬏數(shù)奖O(jiān)管終端，并對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)化地分類、整理、分析和儲(chǔ)存，實(shí)現(xiàn)供電信息的深度利用。智能電網(wǎng)建設(shè)過程中會(huì)應(yīng)用到多種智能化設(shè)備，這些設(shè)備之間存在功能性差異，產(chǎn)生信息的用途也不一致[1]。

2 電力工程技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)中的作用對(duì)象

2.1 電 源

電源是智能電網(wǎng)建設(shè)中的基礎(chǔ)性部件，分析不同電網(wǎng)區(qū)域的供電需求，利用電力工程技術(shù)提供直流、交流及變頻等多種供電方式的電源，更好地為用戶提供供電服務(wù)。例如，智能電網(wǎng)的監(jiān)控系統(tǒng)需使用高頻開關(guān)電源，原因是高頻開關(guān)電源可為系統(tǒng)計(jì)算機(jī)提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)，而系統(tǒng)中的蓄電池則需要依靠直流電源進(jìn)行充電。因此，變電所必須能提供多種電源形式，維持不同流程、結(jié)構(gòu)及設(shè)備的正常運(yùn)行。

2.2發(fā)電過程

電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展要求建設(shè)更多風(fēng)力發(fā)電廠、太陽能發(fā)電廠，逐漸調(diào)整發(fā)電過程的能源結(jié)構(gòu)，減輕對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴。將多種形式的能源轉(zhuǎn)化為電能，是電力工程技術(shù)的一項(xiàng)基本功能，并彌補(bǔ)智能電網(wǎng)在設(shè)備方面的不足，合理監(jiān)控設(shè)備的耗電量。當(dāng)前被廣泛應(yīng)用于發(fā)電過程的電力工程技術(shù)有無功發(fā)電技術(shù)、電氣傳動(dòng)技術(shù)等。

2.3 輸電過程

輸電過程是衡量智能電網(wǎng)運(yùn)行是否穩(wěn)定的主要檢測對(duì)象，產(chǎn)生于輸電過程的各類數(shù)據(jù)、信息也是有效進(jìn)行電網(wǎng)管理的重要參考。輸電過程距離長、環(huán)境多變，極易因外部條件的影響而出現(xiàn)故障。電力工程技術(shù)在輸電過程中的作用實(shí)質(zhì)就是發(fā)揮遠(yuǎn)程監(jiān)督和調(diào)控功能，監(jiān)測電網(wǎng)故障，降低電力傳輸過程的無謂損耗，并根據(jù)電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況，調(diào)節(jié)輸電功率，確保電力輸送的質(zhì)量和效率。

2.4 配電過程

傳統(tǒng)電網(wǎng)的配電過程使用數(shù)字變電站進(jìn)行調(diào)控，這種變電站能夠提供的功能種類有限，在配電信息的采集和傳輸方面存在一定弊端。智能電網(wǎng)中，將數(shù)字變電站升級(jí)為“智能變電站”，利用電力工程技術(shù)自動(dòng)采集配電信息，提高配電系統(tǒng)的可控性和靈敏度，使得配電系統(tǒng)的運(yùn)行更為穩(wěn)定。此外，電力工程技術(shù)還可自動(dòng)調(diào)節(jié)配電系統(tǒng)中的雙向流動(dòng)和輸送終端的電壓。

3 電力工程技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)中的具體應(yīng)用

3.1 質(zhì)量優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用

智能電網(wǎng)的運(yùn)行效率、運(yùn)行安全都要建立在供電質(zhì)量的基礎(chǔ)上，將質(zhì)量優(yōu)化及能源轉(zhuǎn)化技術(shù)應(yīng)用到智能電網(wǎng)建設(shè)中，可幫助實(shí)現(xiàn)供電質(zhì)量的優(yōu)化。應(yīng)用前，技術(shù)人員需要對(duì)智能電網(wǎng)片區(qū)的實(shí)際情況進(jìn)行全面分析，根據(jù)供電質(zhì)量將地區(qū)劃分成不同的等級(jí)，即構(gòu)建科學(xué)的供電質(zhì)量評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。評(píng)估過程中，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注用電接口的經(jīng)濟(jì)性、不同用戶對(duì)于用電質(zhì)量的需求等，在評(píng)價(jià)供電質(zhì)量等級(jí)時(shí)，使用技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的雙重指標(biāo)[2]。

3.2 直流輸電技術(shù)的應(yīng)用

在電網(wǎng)智能化發(fā)展前，電力輸送需以交流電的方式進(jìn)行。但在智能電網(wǎng)中，利用直流輸電技術(shù)可進(jìn)一步提高輸電穩(wěn)定性，并降低電力傳輸過程中的額外損耗，節(jié)約供電成本。最常用的直流輸電技術(shù)為高壓直流輸電技術(shù)，該技術(shù)的核心部件為控制換流器，除直流輸電外，還可實(shí)現(xiàn)逆流輸電。

3.3 智能預(yù)警技術(shù)的應(yīng)用

智能預(yù)警技術(shù)可幫助管理者做好智能電網(wǎng)的維護(hù)和管理工作。智能電網(wǎng)的分布范圍廣、運(yùn)行條件惡劣，加之人為因素的影響，在運(yùn)行過程中難免出現(xiàn)一些突發(fā)性故障和問題。使用智能預(yù)警技術(shù)可對(duì)智能電網(wǎng)全線進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，收集智能電網(wǎng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過監(jiān)控終端系統(tǒng)的規(guī)整與分析，對(duì)電網(wǎng)中異常信息進(jìn)行反饋。管理人員在接到預(yù)警后，可在第一時(shí)間做出反應(yīng)。該技術(shù)設(shè)有單獨(dú)的數(shù)據(jù)庫，在收集到各類電網(wǎng)運(yùn)行信息后，可自動(dòng)進(jìn)行分類和研究，得出一些規(guī)律性的結(jié)論。例如，找出電網(wǎng)中故障頻發(fā)的線路路段、通過異常信息判斷故障屬性和來源等。對(duì)這些結(jié)論進(jìn)行總結(jié)，有利于智能電網(wǎng)維護(hù)及管理水平的提高，減輕工作人員的監(jiān)管壓力，還可實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的自動(dòng)化管理。在出現(xiàn)新的故障問題時(shí)，系統(tǒng)可結(jié)合檢測信息對(duì)比數(shù)據(jù)庫中整合的資料，給出大致的維修意見，再由管理人員進(jìn)行故障分析，能以更短的時(shí)間精準(zhǔn)找出故障源，采取有效措施進(jìn)行補(bǔ)救，以免給智能電網(wǎng)的正常運(yùn)行和電力用戶的用電安全帶來更嚴(yán)重的影響。

3.4 智能計(jì)量技術(shù)的應(yīng)用

智能用電量計(jì)量技術(shù)應(yīng)用于智能電網(wǎng)的終端，與供電企業(yè)的電力營銷工作息息相關(guān)。在傳統(tǒng)電網(wǎng)中，電力用戶的用電信息靠電能表計(jì)量和測算，精度不高，偷電、計(jì)量失誤等情況頻發(fā)，不但會(huì)給供電企業(yè)造成一定的經(jīng)濟(jì)損失，還無法很好地對(duì)更加多元化的用電需求進(jìn)行監(jiān)測。在智能電網(wǎng)建設(shè)中，采用智能化用電量計(jì)量技術(shù)取代傳統(tǒng)電能表，用戶的用電量計(jì)算將更加精確。企業(yè)根據(jù)由終端獲取的可靠用電信息，能夠有效開展電力營銷、電網(wǎng)監(jiān)控活動(dòng)，居民也可隨時(shí)從系統(tǒng)中獲取實(shí)時(shí)的電量使用信息，智能電網(wǎng)的服務(wù)能效明顯提高[3]。用電量計(jì)量信息也是進(jìn)行電力調(diào)度的重要參考。例如，通過智能用電量計(jì)量設(shè)備，獲取某一地區(qū)各個(gè)時(shí)間段的用電總量和變化趨勢(shì)，并進(jìn)行橫向?qū)Ρ?，在用電高峰根?jù)每一小片區(qū)的綜合用電需求進(jìn)行電力配置，以確保電力資源得到合理化的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)電力商品供求之間的平衡，并減少電力資源浪費(fèi)。

3.5 電力工程技術(shù)應(yīng)用案例分析

某省級(jí)供電企業(yè)在智能電網(wǎng)建設(shè)過程中，進(jìn)行“智能電表”試點(diǎn)工作，開發(fā)了專門針對(duì)該電網(wǎng)覆蓋區(qū)域的微信電力服務(wù)公眾平臺(tái)，將提高供電服務(wù)水平作為此次創(chuàng)新實(shí)踐的主題。智能電表的核心技術(shù)為電力工程技術(shù)中的智能用電量計(jì)量技術(shù)。該試點(diǎn)工作的主要目標(biāo)為讓用戶通過電力服務(wù)公眾平臺(tái)隨時(shí)隨地查看家中電力消耗情況，并可分類呈現(xiàn)不同用電終端的耗電量，以便居民對(duì)用電計(jì)劃作出調(diào)整，節(jié)約用電成本。該試點(diǎn)工作開展后，取得不錯(cuò)反響，目前，該電網(wǎng)中智能電表的普及工作已完成80%，電力服務(wù)水平顯著提高。

4 結(jié) 論

智能電網(wǎng)建設(shè)給電力工程技術(shù)創(chuàng)建了更廣闊的利用空間，電力工程技術(shù)的應(yīng)用又使得智能電網(wǎng)的性能不斷全面、運(yùn)行質(zhì)量不斷提高。隨著我國智能電網(wǎng)的進(jìn)一步普及，會(huì)對(duì)電力工程技術(shù)提出更加多元化的功能要求，因此需要積極進(jìn)行電力工程技術(shù)的革新與研究。促進(jìn)智能電網(wǎng)發(fā)展建設(shè)，優(yōu)化能源利用結(jié)構(gòu)，最終實(shí)現(xiàn)電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。