智能電網(wǎng)建設(shè)中電氣工程及其自動化技術(shù)的探究

覃惠玲，陳志君，鄭博文，盧純顥

[摘? ? 要]當(dāng)前社會經(jīng)濟技術(shù)與科技發(fā)展迅猛，大家的生活質(zhì)量提升，對電力資源的應(yīng)用需求也顯著增多?，F(xiàn)如今我國的電力行業(yè)自動化建設(shè)的速放快，建設(shè)智能電網(wǎng)，成為我國電氣工程建設(shè)所不可忽略的工作環(huán)節(jié)。文章將智能電網(wǎng)作為基礎(chǔ)，完成基礎(chǔ)概念的闡述，在自動化相關(guān)技術(shù)應(yīng)用期間，結(jié)合產(chǎn)業(yè)發(fā)展實際情況，探索全新發(fā)展道路。

[關(guān)鍵詞]智能電網(wǎng)建設(shè);電氣工程;自動化技術(shù);實踐研究

[中圖分類號]TM76 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）12–0–02

Research on Electrical Engineering and Its Automation

Technology in Smart Grid Construction

Qin Hui-ling，Chen Zhi-jun，Zheng Bo-wen，Lu Chun-hao

[Abstract] At present， social economy， technology and science and technology are developing rapidly， everyone's quality of life is improved， and the application demand for power resources is also significantly increased. Nowadays， with the rapid development of automation construction in China's power industry， the construction of smart grid has become a work link that can not be ignored in China's electrical engineering construction. In this regard， this paper takes the smart grid as the foundation， completes the elaboration of the basic concepts， and explores a new development path during the application of automation related technologies， combined with the actual situation of industrial development.

[Keywords]Smart grid construction; electrical engineering; automation technology;practical research

如今智能電網(wǎng)應(yīng)用范圍逐漸普及，電氣工程及其自動化技術(shù)，在智能電網(wǎng)建設(shè)期間有關(guān)鍵作用。與傳統(tǒng)電網(wǎng)模式進行相比，智能電網(wǎng)的工作效率不斷提升，工作表現(xiàn)更高品質(zhì)，是未來電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢。電氣工程及其自動化技術(shù)，在智能電網(wǎng)建設(shè)領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍較廣，技術(shù)交叉應(yīng)用、專業(yè)性更強，為有效推進智能電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展能力，需要加強先進技術(shù)類型的劃分與拓展，將智能電網(wǎng)的發(fā)展力、影響力不斷提升，對此筆者將結(jié)合實踐開展分析探討如下。

1 智能電網(wǎng)應(yīng)用理論概述

智能電網(wǎng)在傳統(tǒng)電網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用信息技術(shù)實現(xiàn)智能化，進而獲得完整的信息數(shù)據(jù)，從而提高能源的綜合利用水平。智能電網(wǎng)的意義是在降低電力成本的基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)代信息技術(shù)、通信技術(shù)、傳感和測量技術(shù)，確保電網(wǎng)運行的可靠性和用電的安全性。智能電網(wǎng)是以特高壓電網(wǎng)為骨干，技術(shù)先進，各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的新型配電系統(tǒng)。它逐漸成為電網(wǎng)系統(tǒng)技術(shù)革命中的一個新課題。該系統(tǒng)能夠接受分布式發(fā)電的全方位嵌入，實時監(jiān)控各個節(jié)點的情況，為人們提供更好的電力服務(wù)。同時，系統(tǒng)能夠保證各環(huán)節(jié)信息流的雙向流動，從而根據(jù)用戶差異制定個性化服務(wù)。同時，智能電網(wǎng)中分布式智能通信網(wǎng)絡(luò)與自動控制系統(tǒng)的集成，實現(xiàn)了電網(wǎng)成員之間的交互和無縫連接。隨著時代的不斷進步，在基于傳感器技術(shù)和計算機技術(shù)的電力系統(tǒng)中，提高電網(wǎng)的智能化水平一直是電網(wǎng)的核心目標(biāo)。因此，智能電網(wǎng)的研究也取得了快速發(fā)展。然而，事實上，智能電網(wǎng)的運行效率會受到很多因素的影響。為了保證電網(wǎng)的智能運行，為用戶提供更好的服務(wù)，電力自動化技術(shù)開始迅速發(fā)展，并在許多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

為有效滿足我國社會經(jīng)濟、市場經(jīng)濟制度發(fā)展需要，現(xiàn)如今電網(wǎng)公司致力于優(yōu)質(zhì)智能電網(wǎng)系統(tǒng)的構(gòu)建，為電力企業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展提供方案以及思路。在電網(wǎng)建設(shè)過程中，達(dá)成智能化的發(fā)展目標(biāo)，將建設(shè)結(jié)構(gòu)堅強的電網(wǎng)系統(tǒng)相關(guān)工作有效結(jié)合，在輸變電、發(fā)電、通信、自動化調(diào)度技術(shù)融合應(yīng)用期間，成為一個有機的整體。有關(guān)部門以及企業(yè)，在智能電網(wǎng)建設(shè)的過程中，要明確電網(wǎng)建設(shè)基礎(chǔ)內(nèi)容，采用循序漸進的方法落實各項工作，智能電網(wǎng)要突出自身的特色性、針對性，主要特點包含以下幾個方面：

①在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)建設(shè)方面，具備堅固性特點。有這樣的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，電網(wǎng)系統(tǒng)在運行期間，自身的成熟能力較強，在艱苦的環(huán)境之中保持正常的運行情況，而不會受到天氣情況的干擾;②綠色環(huán)保的特點，按照我國在節(jié)能環(huán)保、綠色發(fā)展方面的工作要求，在建設(shè)智能電網(wǎng)的過程中，必然要突出電網(wǎng)資源的循環(huán)利用，將電網(wǎng)建設(shè)階段，可能會對生態(tài)環(huán)境帶來大范圍污染的問題有效處理;③在電網(wǎng)資源應(yīng)用期間，做好系統(tǒng)內(nèi)部的資源調(diào)動，保障電力系統(tǒng)的運行質(zhì)量以及工作效率，為各行各業(yè)提供優(yōu)質(zhì)的電力資源;要提升電網(wǎng)系統(tǒng)自動化運行程度，電網(wǎng)系統(tǒng)自動化的運行程度越高，在運行階段的自動診斷以及自動調(diào)節(jié)電網(wǎng)故障的能力就會越強。因此實現(xiàn)電網(wǎng)自動化建設(shè)，有利于電網(wǎng)運行故障問題的處理，提升電網(wǎng)系統(tǒng)功能安全性、穩(wěn)定性之后，獲得更多的電力資源條件;電網(wǎng)運行交互性，交互性的特質(zhì)，是在電網(wǎng)系統(tǒng)想用戶提供能源的過程中，完成用戶與市場之間的交流模式的應(yīng)用，有這一運營條件，能根據(jù)用戶需求，調(diào)整運營服務(wù)管理模式，在服務(wù)管理階段做好工作總結(jié)與完善，更好地滿足市場發(fā)展需要;電網(wǎng)運行經(jīng)濟性，落實電網(wǎng)智能化建設(shè)目標(biāo)，要結(jié)合自身發(fā)展情況，綜合利用各方面的影響因素，完成生產(chǎn)建設(shè)成本的合理利用，保障電力能源供應(yīng)以及電網(wǎng)系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量的管控效果，此時電網(wǎng)運行期間，能有效提升經(jīng)濟效益。

2 在智能電網(wǎng)建設(shè)階段中的應(yīng)用

2.1 電力輸送

電力輸送系統(tǒng)是電網(wǎng)體系的主要構(gòu)成，也就是說在明確用電范圍之后，保障電力系統(tǒng)輸送的運行平穩(wěn)定，為生產(chǎn)生活提供優(yōu)質(zhì)的電力資源。但從實際來看，在電力輸送的過程中，由于外界環(huán)境和內(nèi)部條件存在不確定性，導(dǎo)致電力輸送質(zhì)量不佳。最常見的是在輸電線路或終端電路設(shè)備應(yīng)用期間，存在電力資源損耗問題。在輸送過程中，其他電力設(shè)備，可能會對電力輸送設(shè)備形成一種信號干擾，為避免這類影響因素擴大化，導(dǎo)致電力輸送質(zhì)量受到影響，就需要將電氣工程及其自動化技術(shù)有效應(yīng)用，采用抑制或彌補的措施，保障電氣工程質(zhì)量。

如今電力資源的需求量不斷增多，我國在各個地區(qū)建立電網(wǎng)，擴大電力資源的服務(wù)范圍，也會因為民眾的需求增多，而出現(xiàn)運行壓力。目前在電網(wǎng)系統(tǒng)中的超高電壓工程數(shù)量增多，實踐階段有諸多的困難問題，因此保障電網(wǎng)系統(tǒng)運行質(zhì)量就極為關(guān)鍵。為確保電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性，在建設(shè)階段要配備更多的智能化安全保護設(shè)備，在發(fā)生電力事故之后，或其他的不可抗力的自然災(zāi)害問題，能避免故障問題的蔓延，將故障降到最低。設(shè)備的性能優(yōu)劣勢，最終受制于電氣工程及其自動化技術(shù)水平的影響。

2.2 電源領(lǐng)域

智能電網(wǎng)在運行階段，能達(dá)成智能化的工作目標(biāo)，要依托電子機械設(shè)備條件，達(dá)成精準(zhǔn)化操作的目的。在實踐階段，電子設(shè)備能釋放勞動力，為電網(wǎng)運行工作的開展提供智能化的支持條件，在保障能給正常運行的前提之下，有充足電力資源條件支持。社會產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段，在應(yīng)用電力設(shè)施的過程中，會將電網(wǎng)區(qū)域進行劃分，所以電源形式的需求是有所不同的，交流電與直流電相互影響，或者利用變頻交流電、恒頻電流，都需要借助電氣工程及其自動化技術(shù)要求，完成各項因素的有效調(diào)控處理。

2.3 發(fā)電階段

電力資源運輸與使用的過程中，要保障發(fā)電技術(shù)的穩(wěn)定性、可靠性，完成電能轉(zhuǎn)換能力的調(diào)控。電氣工程及其自動化，在電網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用期間，實現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換與調(diào)控的核心技術(shù)把控，該技術(shù)水平能給相應(yīng)國家的高新技術(shù)創(chuàng)造力的發(fā)展奠定良好條件。如今我國的電氣工程發(fā)展實力提升，在全球范圍內(nèi)有一定的影響力，也是智能電網(wǎng)在當(dāng)今社會能實現(xiàn)迅速發(fā)展的主要原因。利用電氣工程及其自動化技術(shù)，保障發(fā)電的整體效率以及工作質(zhì)量，控制在過程中可能會出現(xiàn)的能源耗損問題，能保障企業(yè)的經(jīng)濟效益，幫助企業(yè)獲得更多的經(jīng)濟效益。

3 電網(wǎng)智能化建設(shè)期間中的應(yīng)用

在電氣工程及其自動化控制技術(shù)應(yīng)用期間，保障電能質(zhì)量能起到維護電力設(shè)備運行效果的目的。如果在電網(wǎng)運行階段出現(xiàn)電壓波動、頻率不穩(wěn)定等問題，就會對精加工企業(yè)帶來不良影響。因此要想構(gòu)建智能化的電網(wǎng)，應(yīng)將優(yōu)質(zhì)電能輸送作為核心工作。在智能電網(wǎng)運行期間，利用系統(tǒng)內(nèi)部的自動計算、檢測、控制等技術(shù)手段，完成接線方式的調(diào)整，將系統(tǒng)內(nèi)的變壓器臺數(shù)、啟停功率補償器等進行控制，實現(xiàn)系統(tǒng)阻抗問題處理，抑制電壓波動或頻率變化等問題。

3.1 柔性交流電輸送技術(shù)

在智能電網(wǎng)運行階段，結(jié)合我國在節(jié)能環(huán)保理念應(yīng)用于電網(wǎng)系統(tǒng)中。該技術(shù)的應(yīng)用，就是將現(xiàn)階段還未能拓展應(yīng)用的微電子技術(shù)作為基礎(chǔ)，形成一種滿足當(dāng)前電網(wǎng)運行的輸電技術(shù)手段。目前我國在智能電網(wǎng)建設(shè)期間，對高壓輸變電的依賴性較強，在輸送電的過程中，會融合應(yīng)用大量的清潔型能源，在系統(tǒng)運行階段，能有效降低能源輸送階段的資源損耗問題。因此，靈活交流輸電技術(shù)的研究與使用，對智能化電網(wǎng)建設(shè)有關(guān)鍵影響。

3.2 電能質(zhì)量技應(yīng)用

在智能電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展期間，合理利用該技術(shù)手段，能實現(xiàn)電能質(zhì)量的等級劃分，并做好等級評估方法機制的應(yīng)用。針對我國在電網(wǎng)系統(tǒng)運行期間，因為各個接口所帶有的經(jīng)濟性影響，經(jīng)過全方位地分析與管理，能實現(xiàn)用戶等級的評估，將經(jīng)濟性等技術(shù)等級體系構(gòu)建。在電網(wǎng)系統(tǒng)智能化建設(shè)期間，要保障各項工作的規(guī)范性、有效性，按照法律要求完成運行經(jīng)濟性和服務(wù)質(zhì)量的有效管理并提升用戶的用電滿意度。優(yōu)化電能質(zhì)量這項技術(shù)，包含自適應(yīng)精致無功補償、直流有源濾波器。連續(xù)調(diào)諧濾波器以及電氣化鐵道平衡供電等各類技術(shù)。因此，在這類技術(shù)應(yīng)用階段，必然要圍繞智能電網(wǎng)建設(shè)的工作要求，有效控制電網(wǎng)運行成本，不斷提升其市場占有率，維護企業(yè)單位經(jīng)濟效益。

3.3 高壓直流輸電技術(shù)

智能電網(wǎng)運行期間，直流輸電系統(tǒng)與交流輸電系統(tǒng)是主要的輸電類型。如果是特高壓輸電，在運行過程中會采用交流輸電方式，通過變電站內(nèi)部開展電力調(diào)度的相關(guān)舉措，完成運行直流輸電系統(tǒng)的構(gòu)建。在智能電網(wǎng)建設(shè)期間，要完成高壓直流輸電技術(shù)的開發(fā)，將電網(wǎng)運行的安全性、有效性不斷提升。

3.4 提升電能的轉(zhuǎn)換效率

在電能轉(zhuǎn)換與運行期間，會利用其他形式與電能之間進行相互轉(zhuǎn)換。如今在電能轉(zhuǎn)化期間，會應(yīng)用的技術(shù)形式是水力發(fā)電、火力發(fā)電、核能發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電等形式。將電網(wǎng)物理基礎(chǔ)體系、技術(shù)支撐體系完善構(gòu)建，讓智能電網(wǎng)適應(yīng)水能、太陽能、風(fēng)能等清潔能源應(yīng)用要求，利用并網(wǎng)傳輸?shù)男问?，將其他形式的能源轉(zhuǎn)化為電能的效率。提升電能的利用率，智能電網(wǎng)根據(jù)負(fù)荷變化、動態(tài)調(diào)整等方面的設(shè)備應(yīng)用要求，提升電網(wǎng)系統(tǒng)的輸配容量。智能電網(wǎng)能自動提高負(fù)荷功率，使得無功功率就地得到平衡，將無功負(fù)荷在電網(wǎng)傳輸階段，可能會出現(xiàn)的線損問題有效處理，將電能的利用率有效提升。在智能電網(wǎng)構(gòu)建的過程中，劃分電網(wǎng)輸送的層次，提升電壓等級，降低線損率，提升電能資源的利用率。

4 結(jié)束語

電力企業(yè)在運營發(fā)展階段，將智能化電網(wǎng)構(gòu)建，能夠給產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定良好條件。對智能電網(wǎng)在社會經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展階段，核心發(fā)展趨勢以及應(yīng)用特點進行分析，明確技術(shù)應(yīng)用的具體方案。在電力系統(tǒng)運行期間，針對電網(wǎng)建設(shè)的相關(guān)工作要求，進行深入性地探索分析，對電氣工程及其自動化技術(shù)的應(yīng)用策略進行調(diào)整。最終實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)能源的應(yīng)用，將電能生產(chǎn)、運輸、應(yīng)用等各個方面全面控制，將電能利用的靈活性、兼容性有效提升，在電力能源發(fā)展的過程中，明確最終的技術(shù)應(yīng)用范圍。因此電氣工程及其自動化技術(shù)相關(guān)工作人員，在時間階段，要確定電網(wǎng)發(fā)展最終走向信息化、自動化、互動化等方面的工作要求，堅實電網(wǎng)建設(shè)基礎(chǔ)，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

參考文獻(xiàn)

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