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

王 勇

（國網(wǎng)安徽省電力有限公司池州市貴池區(qū)供電公司，安徽 池州 247000）

0 引 言

智能電網(wǎng)通常指的是智能電力、電網(wǎng)智能化及電網(wǎng)2.0等，主要以雙向、高速、集成的通信網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，憑借各種先進(jìn)決策系統(tǒng)、控制方法、技術(shù)設(shè)備與測量方式等，讓電網(wǎng)的安全、高效與可靠得到保證，能夠達(dá)到提高電能質(zhì)量、抵抗攻擊、保護(hù)用戶與自愈等多種功能。建設(shè)智能電網(wǎng)時(shí)若運(yùn)用電力工程技術(shù)可以起到更好的效果，因此研究建設(shè)智能電網(wǎng)的電力工程技術(shù)應(yīng)用意義重大。

1 當(dāng)前智能電網(wǎng)建設(shè)的概況

分析國內(nèi)的具體情況可知，建設(shè)智能電網(wǎng)時(shí)需滿足如下基本特點(diǎn)。（1）環(huán)保、綠色。這一特點(diǎn)需要人們多次、循環(huán)、反復(fù)地運(yùn)用電網(wǎng)資源，讓環(huán)境受到的影響與污染盡可能地減少。（2）堅(jiān)固、牢固。如果智能電網(wǎng)具有十分堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)，那么處于惡劣天氣情況下也能夠確保自身承受能力，讓電網(wǎng)運(yùn)行不被外界條件所干擾。（3）優(yōu)化資源。優(yōu)化資源后，可以讓電網(wǎng)整體運(yùn)行效率得到充分提高。（4）自動(dòng)化發(fā)展。讓智能電網(wǎng)向著自動(dòng)化方向發(fā)展，可以確保電網(wǎng)發(fā)生故障后立即自動(dòng)調(diào)節(jié)、自動(dòng)診斷，將故障一一排除，恢復(fù)電網(wǎng)正常的功能。（5）高經(jīng)濟(jì)性。建設(shè)智能電網(wǎng)時(shí)，需要對(duì)多種不同的因素進(jìn)行全面考慮，使成本得到合理控制，既要保證能源整體質(zhì)量，又要確保自身經(jīng)濟(jì)效益。（6）高交互性。在供應(yīng)能源的過程中，應(yīng)打造與用戶、市場間的溝通模式，能夠按照實(shí)際的用戶需求，對(duì)智能電網(wǎng)服務(wù)的質(zhì)量作出全面優(yōu)化。

2 建設(shè)智能電網(wǎng)的電力工程技術(shù)應(yīng)用

2.1 電力工程技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域

2.1.1 應(yīng)用于輸電領(lǐng)域

在智能電網(wǎng)中，對(duì)于工作的穩(wěn)定狀態(tài)與電能的高質(zhì)量具有一定要求。因此，可以引入無功補(bǔ)償技術(shù)和諧波抑制技術(shù)。同時(shí)，電力工程有越來越多的全新裝置產(chǎn)生，如交流超薄變換器、無功補(bǔ)償超導(dǎo)裝置等。部分國家的輸電工程有相對(duì)較大的輸電容量或是較長的線路，因此主要采取直流電輸電方法。在中國，建設(shè)輸電線路特別是高壓直流電線路時(shí)，一般把受電端、送電端的逆變閥與整流閥選取為變流晶閘管裝置。運(yùn)用這些設(shè)備后，國內(nèi)電網(wǎng)輸送容量與穩(wěn)定性都得到不同程度的提升，并可以避免電壓閃變、電壓降低及瞬間停電等情況的出現(xiàn)，增強(qiáng)了實(shí)際供電效果。電力工程技術(shù)能夠應(yīng)用于輸電領(lǐng)域，如圖1所示。

圖1 電力工程技術(shù)應(yīng)用于輸電領(lǐng)域

2.1.2 應(yīng)用于電源領(lǐng)域

建設(shè)智能電網(wǎng)時(shí)，電力工程技術(shù)可以將多種類型的電源提供給電網(wǎng)設(shè)備，主要有交流電源、變頻電源及直流電源等。例如，對(duì)蓄電池進(jìn)行充電時(shí)，大多使用直流電源，變電所則使用交流電源與直流電源均可，小型計(jì)算機(jī)或大型計(jì)算機(jī)使用的是高頻開關(guān)電源[1]。

2.1.3 應(yīng)用于發(fā)電領(lǐng)域

電力工程技術(shù)屬于新興的一項(xiàng)技術(shù)，主要借助電子設(shè)備與電力來有效控制、轉(zhuǎn)化電能，從而讓消耗的能量大幅減少，使用的機(jī)電設(shè)備也不同程度的減少，最終整體提升工作效率?，F(xiàn)階段，國內(nèi)大量的半導(dǎo)體元器件都提升了原有容量，朝著高壓化不斷發(fā)展，并產(chǎn)生多種類型的全新電力工程技術(shù)，包括用戶電力技術(shù)（如動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器）、超高壓輸電新型技術(shù)（如高壓直流輸電）、同步開斷技術(shù)（如智能開關(guān)）、柔性交流技術(shù)（如svc）以及電氣傳動(dòng)技術(shù)（如高壓變頻）。

2.2 電力工程技術(shù)應(yīng)用技術(shù)

2.2.1 交流輸電柔性技術(shù)

這一技術(shù)能夠向智能電網(wǎng)輸送高清潔度能源，主要將通信控制技術(shù)、電子技術(shù)、微電子技術(shù)及微處理作為基礎(chǔ)，自由地控制交流輸電，是一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)。由于國內(nèi)建設(shè)智能電網(wǎng)時(shí)將高壓輸變電作為基礎(chǔ)，因此建設(shè)時(shí)需要向電網(wǎng)輸送全新清潔能源，并對(duì)能源進(jìn)行有效隔離。運(yùn)用交流柔性輸電便能很好地滿足該要求。這使得智能電網(wǎng)對(duì)該技術(shù)的需求與日俱增。例如，某工作人員在2019年通過結(jié)合控制技術(shù)與電力工程技術(shù)，全面調(diào)節(jié)、控制智能電網(wǎng)的所有參數(shù)，使智能電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性得到保證，充分降低輸電時(shí)的電能損耗，增強(qiáng)了輸電線路具備的電力輸送能力。

2.2.2 轉(zhuǎn)換能源技術(shù)

能源未來將會(huì)朝著低碳經(jīng)濟(jì)能源的方向不斷發(fā)展，就是控制污染排放量與能源消耗量，使二者盡可能地處于最低水平，其核心是通過先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換能量方面的創(chuàng)新探索，最終實(shí)現(xiàn)高效地利用能源?，F(xiàn)階段，世界范圍內(nèi)使用最多的是風(fēng)能、太陽能等多種自然能源，基于這些能源的轉(zhuǎn)換能源技術(shù)是先進(jìn)的電力工程技術(shù)，得到了世界各國的廣泛應(yīng)用[2]。國內(nèi)運(yùn)用并網(wǎng)技術(shù)較多，該技術(shù)的電場規(guī)模較大，有利于智能電網(wǎng)的開發(fā)。以光伏發(fā)電為代表的高穩(wěn)定性、高可靠性、大范圍的并網(wǎng)技術(shù)將會(huì)變成智能電網(wǎng)未來的發(fā)展方向。比較和分析國內(nèi)外轉(zhuǎn)換能源技術(shù)發(fā)現(xiàn)，該技術(shù)在國內(nèi)起步晚、發(fā)展緩慢，因此有待于研究人員展開深入地開發(fā)。將轉(zhuǎn)換能源技術(shù)運(yùn)用于智能電網(wǎng)建設(shè)，有利于充分利用多種可再生能源與不同類型的并網(wǎng)技術(shù)。

2.2.3 改善電能質(zhì)量技術(shù)

建設(shè)智能電網(wǎng)時(shí)運(yùn)用這一技術(shù)，應(yīng)在完善的評(píng)估體系與嚴(yán)格的電能等級(jí)前提下進(jìn)行，全面、系統(tǒng)地分析供用電接口當(dāng)前經(jīng)濟(jì)性，構(gòu)建技術(shù)等級(jí)評(píng)估機(jī)制與用戶經(jīng)濟(jì)性評(píng)估機(jī)制，建立健全有關(guān)法律規(guī)定，推動(dòng)我國建設(shè)智能電網(wǎng)的優(yōu)質(zhì)性與經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)，運(yùn)用的改善電能質(zhì)量技術(shù)主要涉及關(guān)鍵濾波器技術(shù)、電能控制器技術(shù)、供電平衡技術(shù)、補(bǔ)償無功技術(shù)及有源直流濾波器技術(shù)等[3]。

2.2.4 直流輸電高壓技術(shù)

現(xiàn)有直流輸電的系統(tǒng)內(nèi)部，用到交流電的環(huán)節(jié)有很多，但是輸電時(shí)則改為直流電的形式。運(yùn)用這一技術(shù)后，能夠通過控制換流器的使用，達(dá)到逆變或是整流狀態(tài)。若直流輸電的系統(tǒng)重量較小，那么換流器通常由能夠關(guān)閉斷開的多種元件共同構(gòu)成，以保障穩(wěn)定輸送電能，并在一定程度上增加經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)，將該技術(shù)運(yùn)用于直流輸電的近距離、遠(yuǎn)距離等工程后，可以向海島類相對(duì)孤立的區(qū)域進(jìn)行供電。目前，國內(nèi)運(yùn)用直流輸電高壓技術(shù)越來越普遍，其未來發(fā)展方向是容量更大、距離更遠(yuǎn)的各種輸電工程。

3 結(jié) 論

研究建設(shè)智能電網(wǎng)的電力工程技術(shù)應(yīng)用具有重要的意義。相關(guān)人員應(yīng)對(duì)當(dāng)前智能電網(wǎng)建設(shè)的概況進(jìn)行全面了解，明確輸電領(lǐng)域、發(fā)電領(lǐng)域及電源領(lǐng)域等電力工程技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，并將交流輸電柔性技術(shù)、轉(zhuǎn)換能源技術(shù)、改善電能質(zhì)量技術(shù)及直流輸電高壓技術(shù)等有效地運(yùn)用于建設(shè)智能電網(wǎng)過程，從而推動(dòng)國內(nèi)電力事業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。