電力工程技術(shù)在智能電網(wǎng)中的運(yùn)用分析

李 剛

（國網(wǎng)黑龍江省建三江電業(yè)局有限公司，黑龍江 佳木斯 156300）

1 智能電網(wǎng)

1.1 智能電網(wǎng)的概念

智能化已經(jīng)逐漸成為了各個領(lǐng)域的發(fā)展方向，而電力行業(yè)中的智能化發(fā)展最突出的體現(xiàn)就是智能電網(wǎng)的建設(shè)。智能電網(wǎng)是建立在集成、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的，其建設(shè)過程中用到的技術(shù)也體現(xiàn)了其智能化與現(xiàn)代化的特點(diǎn)：在其中主要運(yùn)用了傳感技術(shù)、測量技術(shù)以及先進(jìn)的決策支持系統(tǒng)等，這些技術(shù)的運(yùn)用提高了智能電網(wǎng)的可靠性和安全性，使其具有了新的優(yōu)勢：可以進(jìn)行自愈、能夠很好抵御外界的入侵，從而更好地滿足用戶需求，提高服務(wù)質(zhì)量。通常情況下，智能電網(wǎng)主要是由配電自動化主站、信息交互總線和配電自動化系統(tǒng)組成，各個部分又涉及到一系列的分項(xiàng)內(nèi)容，具體如圖1 所示。制，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)企業(yè)健康平穩(wěn)地運(yùn)行。這就是智能電網(wǎng)建立在現(xiàn)代化和智能化基礎(chǔ)上的建設(shè)方向。

圖1 智能電網(wǎng)總體結(jié)構(gòu)圖

其次，要依托高速發(fā)展的現(xiàn)代信息技術(shù)來提高電網(wǎng)的自動化，保證智能電網(wǎng)具有高效的故障排查和處理能力，在發(fā)生故障的時候能及時進(jìn)行排查，并自動消除故障，從而減少使用過程中因機(jī)械故障造成的財產(chǎn)損失。

交互性也是智能電網(wǎng)建設(shè)過程中要注重的，交互性的含義在于供應(yīng)能源的過程中要注重用戶和市場的聯(lián)系，在此聯(lián)系的基礎(chǔ)上構(gòu)建出新的交流模式，保證在進(jìn)行智能電網(wǎng)的優(yōu)化過程中能充分考慮到用戶的需求，從而提高服務(wù)的質(zhì)量和水平。

1.2 智能電網(wǎng)的建設(shè)方向

現(xiàn)階段智能化、綠色環(huán)保等發(fā)展理念被融入各個領(lǐng)域的發(fā)展過程中，因此，在電力行業(yè)中建設(shè)智能電網(wǎng)也要注重綠色環(huán)保理念的運(yùn)用，在保證質(zhì)量的前提下進(jìn)行成本的有效控

2 電力工程技術(shù)在智能電網(wǎng)中的有效應(yīng)用

2.1 在輸電中的應(yīng)用

在輸電中的運(yùn)用是電力工程技術(shù)在智能電網(wǎng)中的總體應(yīng)用之一。電力工程技術(shù)運(yùn)用于智能電網(wǎng)中能有效提高其供電的穩(wěn)定性，預(yù)防在設(shè)備運(yùn)行過程中發(fā)生電壓值不穩(wěn)或者電網(wǎng)突然停電的問題?，F(xiàn)階段，電力工程中存在部分的輸電工程具有輸電容量大、線路長的問題，這決定了在輸電方式的選擇中往往采用直流電的方式。我國在對于高壓直流電的輸電線路的建設(shè)過程中往往會運(yùn)用晶閘管變流這一裝置，并將其視為受點(diǎn)和送點(diǎn)這兩端的逆變閥裝置和整流閥裝置。這樣做不僅在運(yùn)用過程中能有效提高電網(wǎng)輸送的穩(wěn)定性，還能進(jìn)一步提高供電的穩(wěn)定性[1]。

2.2 在發(fā)電中的應(yīng)用

電力工程技術(shù)在發(fā)電中的運(yùn)用主要基于其自身的運(yùn)用原理，即電力工程技術(shù)是在利用電子設(shè)備的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)電能之間的轉(zhuǎn)化和控制，從而使得機(jī)電設(shè)備運(yùn)用次數(shù)減少，達(dá)到降低能量消耗的目的，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排綠色環(huán)保理念的貫徹和落實(shí)，與此同時還能有效提高設(shè)備的工作效率?，F(xiàn)階段，大多數(shù)半導(dǎo)體的功率元器件容量都有了一定程度的提高，在此基礎(chǔ)上還要加快向高壓化發(fā)展的速率，在這個過程中以高壓變頻為代表的電氣傳動技術(shù)和靜止無功發(fā)生器等的新技術(shù)都會應(yīng)運(yùn)而生。

2.3 柔性直流技術(shù)的應(yīng)用

該項(xiàng)技術(shù)具有環(huán)保的特點(diǎn)，而且靈活性較高，在智能電網(wǎng)中得到了廣泛應(yīng)用，既能夠?qū)崿F(xiàn)新能源并網(wǎng)，而且還可以向一些偏遠(yuǎn)地區(qū)供電。同時，柔性直流技術(shù)還可以單獨(dú)控制有功功率和無功功率，且不需要換流站間實(shí)時通信就能夠獨(dú)立控制換流站運(yùn)行情況。目前，我國某風(fēng)力發(fā)電廠掛網(wǎng)運(yùn)行過程中就應(yīng)用了柔性直流輸電技術(shù)，其所使用的換流器的參數(shù)見表1。

表1 柔性直流系統(tǒng)中換流器參數(shù)

2.4 能源轉(zhuǎn)換技術(shù)的有效應(yīng)用

智能電網(wǎng)的發(fā)展方向?qū)崿F(xiàn)了能源供給模式的轉(zhuǎn)變，在未來智能電網(wǎng)都朝著環(huán)保型、低碳型的方向發(fā)展，同時隨著能源轉(zhuǎn)換技術(shù)科學(xué)性的提高，可以在電力規(guī)模得以保證的前提下提高電能的遠(yuǎn)程運(yùn)輸能力?，F(xiàn)階段存在的智能電網(wǎng)的能源應(yīng)用主要有2 種方式：分布式和可再生式，其中分布式還包括自身的儲能和發(fā)電形式，其中儲能主要依托蓄電池等方式來實(shí)現(xiàn)，主要目的在于儲藏能源，而發(fā)布時發(fā)電則主要依靠環(huán)保可再生資源，諸如晶硅電池轉(zhuǎn)換技術(shù)（圖2），其可以將太陽能轉(zhuǎn)換成電能，進(jìn)而提高能源的利用效率[2]。

2.5 電能質(zhì)量優(yōu)化技術(shù)的有效應(yīng)用

現(xiàn)階段，隨著人們的生活水平不斷提高，人們對于用電的要求也不斷提高，主要在于對電能質(zhì)量的要求不斷提高。因此，在進(jìn)行智能電網(wǎng)的建設(shè)過程中，要注重實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量的優(yōu)化。現(xiàn)階段主要通過對電能等級進(jìn)行劃分、建立完善的質(zhì)量體系來保證電能質(zhì)量的優(yōu)化。此外，電力企業(yè)也要充分注意智能電網(wǎng)建設(shè)過程中的經(jīng)濟(jì)性，并通過不斷改進(jìn)和完善用戶和市場的交流方式來獲得更加客觀具體的客戶評估體系，這樣不僅能有效提高電網(wǎng)的自動化，還能很好地滿足智能電網(wǎng)建設(shè)過程中的經(jīng)濟(jì)性要求。

2.6 輸入清潔能源的技術(shù)

高電壓輸變電是我國現(xiàn)階段進(jìn)行智能電網(wǎng)建設(shè)的基礎(chǔ)，而在其建設(shè)過程中需要一定的清潔能源作為輔助功效，從而實(shí)現(xiàn)隔離能源的目的。在這個過程中，能實(shí)現(xiàn)輸入清潔能源的有效運(yùn)用，同時，輸入清潔能源在我國的運(yùn)用需求也不斷提高。在智能電網(wǎng)的建設(shè)過程中，實(shí)現(xiàn)電力工程技術(shù)和電力控制技術(shù)的融合，以此來提高電網(wǎng)運(yùn)營的穩(wěn)定性，同時通過技術(shù)優(yōu)化來有效降低能源消耗，這樣才能保證輸電能力和輸電水平的提高。保證智能電網(wǎng)建設(shè)中的經(jīng)濟(jì)性和優(yōu)質(zhì)性[3]。

2.7 高壓直流輸電技術(shù)

現(xiàn)階段，在智能電網(wǎng)的建設(shè)過程中，許多環(huán)節(jié)都采用交流電，但是在輸電的過程中仍然采用直流電。而運(yùn)用電力工程技術(shù)可以通過使用控制換流器來實(shí)現(xiàn)整流或者逆變的工作狀態(tài)。在一些重量較輕的直流輸電系統(tǒng)中，所用到的換流器一般都是由可以關(guān)斷的元件組成的，將其運(yùn)用于輸送過程中可以有效提高其穩(wěn)定性，在這一過程中還能有效保證智能電網(wǎng)建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性。高壓直流輸電技術(shù)可以被運(yùn)用于距離較遠(yuǎn)的直流輸電工程中，通過這種方式來實(shí)現(xiàn)對于一些偏遠(yuǎn)山區(qū)的高壓供電（圖3），保證基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的完善。

圖2 晶硅電池轉(zhuǎn)換技術(shù)

圖3 偏遠(yuǎn)山區(qū)的高壓供電

3 在智能電網(wǎng)建設(shè)中關(guān)鍵電力工程技術(shù)的應(yīng)用

3.1 串聯(lián)補(bǔ)償中的工程應(yīng)用

國家發(fā)改委批準(zhǔn)了伊馮500kV TCSC 項(xiàng)目，其屬于國家級科學(xué)研究項(xiàng)目，由C-EPRI Science & Technology Co.，Ltd 建立，并將伊馮500kV TCSC 項(xiàng)目的限定功率從最初的1 460 000 kW升至 2 500 000 kW。該項(xiàng)目的所采用的TCSC 設(shè)備是由我國獨(dú)立設(shè)計、組裝和調(diào)試的，反映了中國已經(jīng)掌握適應(yīng)高寒地區(qū)的一套可控串補(bǔ)、大容量的技術(shù)，能夠滿足HV TCSC 工業(yè)化應(yīng)用。

3.2 并聯(lián)補(bǔ)償?shù)墓こ虘?yīng)用

在智能電網(wǎng)建設(shè)過程中，同樣由C-EPRI Science &Technology Co.，Ltd 負(fù)責(zé)對無功補(bǔ)償設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，所研發(fā)出的無功補(bǔ)償設(shè)備是目前我國裝機(jī)容量最大的設(shè)備。聯(lián)眾不銹鋼公司在實(shí)際生產(chǎn)過程中采用了無功補(bǔ)償設(shè)備，可以有效解決因?yàn)樵O(shè)備脈動負(fù)載而產(chǎn)生的電力質(zhì)量問題，這樣既可以確保智能電網(wǎng)工程的安全、高效運(yùn)營，而且還可以有效避免電力質(zhì)量問題，進(jìn)而提高智能電網(wǎng)運(yùn)行效率。

4 結(jié)語

現(xiàn)階段，我國智能電網(wǎng)的建設(shè)工作已經(jīng)取得了較大成就，這主要得益于電力工程技術(shù)的運(yùn)用，將電力工程技術(shù)運(yùn)用到智能電網(wǎng)中，可以有效提高智能電網(wǎng)的質(zhì)量、強(qiáng)化數(shù)據(jù)采集的能力，同時有效提高智能電網(wǎng)運(yùn)用的穩(wěn)定性，從而更好地滿足用戶需求，促進(jìn)我國電力事業(yè)的發(fā)展，因此，在智能電網(wǎng)的建設(shè)過程中要積極運(yùn)用電力工程技術(shù)。