智能電網(wǎng)中電力設(shè)備及其技術(shù)發(fā)展分析

郭文皊 張道敏

【摘 要】由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)在迅速的發(fā)展，因此社會(huì)對(duì)電力的需求也是日益增多，在我國(guó)各個(gè)行業(yè)中，電網(wǎng)建設(shè)的地位也是越來(lái)越高。智能電網(wǎng)是一項(xiàng)重要的科技創(chuàng)新，對(duì)現(xiàn)代電網(wǎng)的建設(shè)和改造具有十分重要的作用，智能電網(wǎng)憑借自身的優(yōu)勢(shì)，如兼容性優(yōu)勢(shì)、安全性優(yōu)勢(shì)、經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)等，在中國(guó)電網(wǎng)發(fā)展中，已經(jīng)成為必然的趨勢(shì)，并引起了社會(huì)各界的廣泛重視，有必要分析和研究智能電網(wǎng)中電力設(shè)備及其技術(shù)發(fā)展?；诖耍疚膶?duì)智能電網(wǎng)中電力設(shè)備及其技術(shù)發(fā)展分析進(jìn)行研究，以供參考。

【關(guān)鍵詞】智能電網(wǎng)；電力設(shè)；技術(shù)發(fā)展

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言

隨著近幾年科技的發(fā)展，在電網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展中，應(yīng)用了越來(lái)越多的高科技，發(fā)展成了智能電網(wǎng)。從目前智能電網(wǎng)的發(fā)展應(yīng)用范圍、技術(shù)手段來(lái)看，智能電網(wǎng)涉及4種技術(shù)：傳感測(cè)量技術(shù)、分析決策技術(shù)、信息通信技術(shù)、能源電力和自動(dòng)控制技術(shù)。這些技術(shù)在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。

1智能電網(wǎng)概念

關(guān)于智能電網(wǎng)，其全稱是智能電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，主要是說(shuō)一個(gè)包括很多種配電輸送體系的大型綜合電力系統(tǒng)，是在原來(lái)電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的前提條件下，適當(dāng)?shù)奶砑又悄芸刂平Y(jié)構(gòu)，這樣就可以很快的將信息傳送給用戶，滿足用戶的網(wǎng)絡(luò)需求，對(duì)故障進(jìn)行有效處理。相比傳統(tǒng)的電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，智能電網(wǎng)具有以下的特征：第一，綠色環(huán)保。智能電網(wǎng)能夠高效地利用電網(wǎng)資源，智能化進(jìn)行故障切除、負(fù)荷動(dòng)態(tài)調(diào)整、風(fēng)險(xiǎn)控制及規(guī)避、無(wú)功優(yōu)化等操作，提高網(wǎng)絡(luò)通道及設(shè)備的利用小時(shí)數(shù)和利用率、配合優(yōu)化發(fā)電企業(yè)及電力用戶的曲線特性，盡可能地減少其對(duì)環(huán)境的污染和破壞。第二，智能電網(wǎng)能夠促使生活更加方便和快捷。既對(duì)電力的應(yīng)用和能源體系的改變有很大的關(guān)系，還能夠促使整個(gè)社會(huì)的生產(chǎn)和發(fā)展方式發(fā)生變革，同時(shí)智能電網(wǎng)能確保智能化動(dòng)力的實(shí)現(xiàn)。第三，交互性特征。需求和供給交互式模式的形成主要是依靠能源提供，并且根據(jù)具體的需求進(jìn)行科學(xué)合理的提供和供給，從而確保整個(gè)市場(chǎng)得到持續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行和發(fā)展。

2智能電網(wǎng)的現(xiàn)狀分析

隨著新技術(shù)快速發(fā)展，智能電網(wǎng)和當(dāng)下時(shí)代發(fā)展背景相契合，可以在很大程度上優(yōu)化智能電網(wǎng)，但是當(dāng)前的智能電網(wǎng)系統(tǒng)技術(shù)并不完善，在每個(gè)發(fā)展環(huán)節(jié)上都有著很大的局限性，因此優(yōu)化智能電網(wǎng)尤為重要。所謂的智能電網(wǎng)作為高新技術(shù)支持下的電網(wǎng)運(yùn)行方式，主要是通過(guò)數(shù)字技術(shù)應(yīng)用的，在技術(shù)層面和設(shè)備上都要保證其符合實(shí)際要求，現(xiàn)階段，我國(guó)的智能電網(wǎng)發(fā)展相比其他發(fā)達(dá)國(guó)家有很大的差距，因此科學(xué)合理的應(yīng)用智能電網(wǎng)中的智能電力設(shè)備尤為重要。

3分析智能電網(wǎng)電力設(shè)備的發(fā)展

3.1發(fā)電設(shè)備

在智能電網(wǎng)中，使用再生能源發(fā)電是該電氣設(shè)備發(fā)展的主流方向。原則上，這些電氣設(shè)備可以分為三大類：借助分布式可再生能源發(fā)電的電氣設(shè)備，常見(jiàn)的有利用太陽(yáng)能發(fā)電的設(shè)備、利用風(fēng)能發(fā)電的設(shè)備、利用地?zé)崮軄?lái)發(fā)電的設(shè)備、利用潮汐能來(lái)發(fā)電的設(shè)備等。借助智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的電氣設(shè)備，如數(shù)字型保護(hù)繼電器智能分接頭變換器。用于轉(zhuǎn)換各種能量的電氣設(shè)備，常見(jiàn)的有蓄電池、超導(dǎo)儲(chǔ)能等。

3.2有關(guān)輸配電環(huán)節(jié)的電力設(shè)備

柔性交流輸電系統(tǒng)，在輸電功率合理分配的條件下，電網(wǎng)的穩(wěn)定性能夠得到有效的提升，節(jié)約發(fā)電成本，如串聯(lián)補(bǔ)償、靜態(tài)快速勵(lì)磁等裝置。降損設(shè)備，為了降低電力損耗，有必要實(shí)施智能電網(wǎng)的智能化建設(shè)，目前，超導(dǎo)技術(shù)和設(shè)備被廣泛用于在正常的電力輸送條件下，這樣對(duì)能源消耗可以有效降低，對(duì)電力裝置的穩(wěn)定發(fā)展具有推動(dòng)作用。在配電方面，配電行業(yè)電力設(shè)備的發(fā)展也可以從兩個(gè)方面來(lái)論述：一是固態(tài)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)設(shè)備，其主要的優(yōu)勢(shì)在于安全性能好、還可以降低損耗，對(duì)用戶的電源可以限制合閘，并且切換操作非常快；二是固態(tài)斷路器設(shè)備，其主要的優(yōu)勢(shì)在于開(kāi)關(guān)速度快、操作重復(fù)等，能夠與其他控制設(shè)備聯(lián)合適應(yīng)，提高配電裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。

3.3有關(guān)用電環(huán)節(jié)的電力設(shè)備

對(duì)于供電企業(yè)和電力用戶而言，智能化的用電環(huán)節(jié)可以將其雙向互動(dòng)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，對(duì)各方面效益而言，該環(huán)節(jié)可以對(duì)其進(jìn)行有效保障。鑒于用電環(huán)節(jié)電力設(shè)備的發(fā)展主要有兩個(gè)方面的內(nèi)容，一是智能通信設(shè)備。通過(guò)對(duì)各種技術(shù)的有效運(yùn)用，如互聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，可以有效地?cái)U(kuò)大智能電網(wǎng)的管理范圍，提高電網(wǎng)的抗干擾能力，對(duì)用戶電力的安全性，可靠性具有保護(hù)作用。二是智能儀表。對(duì)于用戶的電費(fèi)信息，智能儀表可以自動(dòng)分析、計(jì)數(shù)和傳輸，同時(shí)在遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表中也可運(yùn)用智能儀表，從而提升電網(wǎng)運(yùn)行的可行性。

4探究智能電網(wǎng)電力設(shè)備技術(shù)的發(fā)展

4.1 電力電子技術(shù)

隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，電力電子技術(shù)的應(yīng)用也必然會(huì)越來(lái)越普遍。不論從發(fā)電還是輸電方面來(lái)看，應(yīng)用電力電子技術(shù)可以起到積極的推動(dòng)作用，極大地提升電能的輸送質(zhì)量。從配電方面來(lái)看，應(yīng)用電子電力技術(shù)可以達(dá)到減少電能損耗的目的。這種技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域主要包括以下4個(gè)方面：電源選擇，可供選擇的范圍有兩種形式——便攜式電源和儲(chǔ)能設(shè)備；電機(jī)種類，主要有變頻器和同步勵(lì)磁器裝置；電力系統(tǒng)的運(yùn)行模式，其中較為典型的有兩大系統(tǒng)——FACTS和HVDC；新能源方面的應(yīng)用，最具特征的有風(fēng)力發(fā)電、光能發(fā)電等。

4.2能源轉(zhuǎn)化技術(shù)的應(yīng)用

關(guān)于傳統(tǒng)的發(fā)電技術(shù)，主要是以煤炭等資源開(kāi)展發(fā)電工作，能造成大量廢棄物，對(duì)空氣和環(huán)境造成污染，并且因?yàn)槊禾渴遣豢稍偕哪茉矗c節(jié)約理念不相符合。同時(shí)從今后的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，體現(xiàn)在低污染和耗能、高經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方面，今后注重能源使用效率的提高，所以電力工程技術(shù)要更加注重綠色環(huán)保，使用風(fēng)力和太陽(yáng)能等可再生能源轉(zhuǎn)化成電力，這樣既對(duì)資源進(jìn)行了大量節(jié)約，也起到了保護(hù)自然環(huán)境的作用。

4.3規(guī)模大、成本低的儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展方向

電力產(chǎn)品的生產(chǎn)與電力產(chǎn)品的使用是同步進(jìn)行的，但是因?yàn)橛脩粲秒娋哂休^大的隨意性，因此為了對(duì)供電的穩(wěn)定性進(jìn)行保障，對(duì)于電能儲(chǔ)存技術(shù)，在電網(wǎng)中需要對(duì)其進(jìn)行有效利用，以便促使負(fù)荷的削峰填谷得以實(shí)現(xiàn)，并對(duì)系統(tǒng)的損耗進(jìn)行降低，最終實(shí)現(xiàn)高效利用電能。此外，通過(guò)配合分布式發(fā)電對(duì)因?yàn)橛脩粲秒姷碾S意性而導(dǎo)致配電系統(tǒng)被影響的現(xiàn)象可以有效消除。

4.4性能高、電力電子技術(shù)智能化的發(fā)展方向

隨著各種新能源的發(fā)展，以及分布式電源的接入，在智能電網(wǎng)發(fā)展過(guò)程中，對(duì)電能質(zhì)量，輸電、配電和耗電提出的要求越來(lái)越高，大概95%的電力都受其影響，如果想要正常使用電力，就必要經(jīng)過(guò)電力電子技術(shù)處理才能正常使用。電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中，具有不容小覷的作用，從配電和用電的角度出發(fā)，能夠有效地實(shí)現(xiàn)節(jié)能改造，對(duì)用電效率具有提升的作用；從發(fā)電和輸電的角度出發(fā)，能夠有效地提高發(fā)電效率，并能為輸電質(zhì)量提供有效保障。

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