智能電網(wǎng)中的電力工程技術(shù)應(yīng)用分析

張恒

（國網(wǎng)江蘇省電力有限公司徐州市賈汪區(qū)供電分公司，江蘇 徐州 221001）

0 引言

在全球氣候問題的大環(huán)境下，國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展必須重視環(huán)境問題，節(jié)能減排也是當(dāng)下各行各業(yè)都必須關(guān)注的工作重點(diǎn)。電力行業(yè)為國民經(jīng)濟(jì)與工業(yè)提供著最基本的動力，電力行業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平直接影響著國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展與國民的生活。為了實(shí)現(xiàn)電力生產(chǎn)與電力輸送的節(jié)能減排，滿足電力市場的實(shí)際需求，為客戶提供更加優(yōu)質(zhì)的電力服務(wù)，必須盡快對傳統(tǒng)的電網(wǎng)架構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，利用電力工程技術(shù)構(gòu)建智能電網(wǎng)。目前，我國電力企業(yè)的主要目標(biāo)就是盡快實(shí)現(xiàn)電力網(wǎng)絡(luò)的智能化建設(shè)，通過相關(guān)電力工程技術(shù)的有效應(yīng)用，提升對電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測能力，同時提高電力系統(tǒng)的自動化水平。下面就來具體闡述一下智能電網(wǎng)建設(shè)中的相關(guān)電力工程技術(shù)及具體應(yīng)用。

1 智能電網(wǎng)建設(shè)中所應(yīng)用的電力工程技術(shù)

1.1 智能電網(wǎng)電源部分

智能電網(wǎng)的構(gòu)建能夠提供更加穩(wěn)定的電力供應(yīng)服務(wù)，能夠有效避免電網(wǎng)設(shè)備故障引起的斷電問題，而實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的主要技術(shù)就是電力工程技術(shù)，其包含了直流電力工程與交流電力工程。在交流電力工程技術(shù)中涉及了供電線路的變頻與恒頻；電力工程技術(shù)在電源部分的有效應(yīng)用，不僅能夠讓變電所使用直流電源，也可以改為交流電源，通過控制系統(tǒng)配合高頻開關(guān)電源，完成對電源的自動化控制[1]。

1.2 智能電網(wǎng)輸電線路

在智能電網(wǎng)的輸電線路設(shè)計(jì)中，也會應(yīng)用電力工程技術(shù)。由于智能電網(wǎng)的建設(shè)對電能與電網(wǎng)工作狀態(tài)都有較高的要求，在建設(shè)智能電網(wǎng)時，為了確保電能輸送質(zhì)量與電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，必須利用起電力工程技術(shù)中的無功補(bǔ)償技術(shù)及諧波抑制技術(shù)。在電力工程技術(shù)的支持下，智能電網(wǎng)輸電線路中的設(shè)計(jì)，經(jīng)常會應(yīng)用到超導(dǎo)無功補(bǔ)償裝置以及薄型交流變換器等電氣設(shè)備。

1.3 智能電網(wǎng)發(fā)電設(shè)備

在智能電網(wǎng)系統(tǒng)中，發(fā)電設(shè)備是電力的供應(yīng)源頭，在發(fā)電設(shè)備中也應(yīng)用了電力工程技術(shù)。通過電力電子器件的增設(shè)，能提高發(fā)電設(shè)備的監(jiān)測、控制能力，進(jìn)而更好的完成電能轉(zhuǎn)化，同時也有利于減少電能的消耗，讓電力生產(chǎn)中機(jī)電設(shè)備的工作效率顯著提高[2]。

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

2.1 質(zhì)量優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用

在智能網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，需要在原有的電網(wǎng)基礎(chǔ)上，完成對供電線路的改造，通過質(zhì)量優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用，可以將電能分成不同的等級，在根據(jù)不同等級采用更有效的評估判定方法予以評估，從而形成一個完整的體系。利用質(zhì)量優(yōu)化技術(shù)對智能電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性方向加以分析，根據(jù)分析結(jié)果來確定供用電的接口防治。同時，質(zhì)量優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用，也能為智能電網(wǎng)創(chuàng)建電能質(zhì)量評估體系與客戶評價體系。而隨著智能電網(wǎng)建設(shè)相關(guān)法律法規(guī)的不斷完善，也能為電力工程技術(shù)的應(yīng)用做出指導(dǎo)，進(jìn)而保證智能電網(wǎng)建設(shè)的智能化、科技化水平得到不斷提升。

2.2 柔性交流輸電技術(shù)的應(yīng)用

柔性交流輸電技術(shù)以微處理技術(shù)、微電子技術(shù)以及電力技術(shù)作為基礎(chǔ)，其在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用，可以提升電力系統(tǒng)的控制與通信能力，可實(shí)現(xiàn)對交流輸電過程的有效控制。在智能電網(wǎng)的建設(shè)過程中，電力工程技術(shù)可針對高電壓輸變電的特點(diǎn)，在傳統(tǒng)能源的基礎(chǔ)上引入更加清潔的新能源，并且能讓電能的輸送更加高效，減少輸電過程中的能源消耗。而電力工程技術(shù)與控制技術(shù)的有效融合，有利于實(shí)現(xiàn)對智能電網(wǎng)中各項(xiàng)參數(shù)的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)與控制，進(jìn)而保證電網(wǎng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。另外，電力工程技術(shù)降低了輸電過程的電力損耗，就能讓電能的利用效率得到提升，這也符合電力系統(tǒng)節(jié)能減排方面的發(fā)展要求。

2.3 高壓直流輸電技術(shù)的應(yīng)用

在智能電網(wǎng)中，直流輸電仍然是比較常用的輸電模式，盡管電網(wǎng)中的許多環(huán)節(jié)使用了交流電，但實(shí)際輸電過程中，電流的傳輸還是以直流形式為主。而想要實(shí)現(xiàn)電流的逆變、轉(zhuǎn)換，就要在電網(wǎng)中配置換流器，此時就要應(yīng)用起高壓直流輸電技術(shù)，進(jìn)而提升電流形式轉(zhuǎn)換過程的精準(zhǔn)控制。換流器中包含了一些具有管段功能的電氣元件，這些電氣元件是保證電力輸送穩(wěn)定性與經(jīng)濟(jì)性的重要組件，而高壓直流輸電技術(shù)的有效應(yīng)用，有助于直流電的遠(yuǎn)距離傳輸，同時適用于直流電的近距離傳輸，其在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用，就讓智能電網(wǎng)的覆蓋范圍得到了顯著擴(kuò)展。在遠(yuǎn)距離輸電線路中，高壓直流輸電技術(shù)已經(jīng)成為常用技術(shù)，而隨著該項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，其也能應(yīng)用在容量更大、輸送距離更遠(yuǎn)的輸電工程之中[3]。

2.4 在能源轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用

為了更好的保護(hù)生態(tài)環(huán)境，我國在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中，也十分關(guān)注對新能源技術(shù)的研究與應(yīng)用，所以在智能電網(wǎng)的建設(shè)中，就必須要提高對新能源的適配能力，進(jìn)而讓智能電網(wǎng)的碳排量得到有效控制，讓電力企業(yè)獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。而電力工程技術(shù)的合理運(yùn)用，在建設(shè)智能電網(wǎng)時，利用相應(yīng)的技術(shù)設(shè)備就能提高電網(wǎng)對新能源的兼容性，最終讓電力系統(tǒng)得到有效的優(yōu)化與更新，這樣就滿足了目前低碳經(jīng)濟(jì)能源發(fā)展的要求。我國目前在太陽能與風(fēng)能等新能源技術(shù)研究上已經(jīng)取得顯著成果，同時也是新能源行業(yè)發(fā)展較好的國家，所以在智能電網(wǎng)的建設(shè)中，就必須關(guān)注對新能源技術(shù)的兼容性，這也是智能電網(wǎng)建設(shè)所要重要關(guān)注的工作。確保電力工程技術(shù)有效應(yīng)用，就能為智能電網(wǎng)的并網(wǎng)工程提供有力的技術(shù)保障。但值得一提的是，我國在能量轉(zhuǎn)換技術(shù)方面還落后于國外發(fā)達(dá)國家，目前仍需加強(qiáng)對能量轉(zhuǎn)換技術(shù)的研發(fā)，加強(qiáng)對能量轉(zhuǎn)換技術(shù)的應(yīng)用研究，可以推動我國新能源行業(yè)的發(fā)展，讓并網(wǎng)技術(shù)水平得到進(jìn)一步的提升。

3 智能電網(wǎng)建設(shè)中應(yīng)用的關(guān)鍵電力工程技術(shù)

3.1 電網(wǎng)串聯(lián)補(bǔ)償系統(tǒng)中的應(yīng)用

目前我國的智能電網(wǎng)建設(shè)重點(diǎn)關(guān)注500kv的電網(wǎng)項(xiàng)目，而通過電力工程技術(shù)在串聯(lián)補(bǔ)償系統(tǒng)中的應(yīng)用，可以讓500kv智能電網(wǎng)項(xiàng)目的額定功率得到顯著提升，智能電網(wǎng)的額定功率可以從原本的146萬千瓦提升至250萬千瓦。在500kv智能電網(wǎng)項(xiàng)目的研究中，加入的電力工程技術(shù)的TCSC設(shè)備就是由我國獨(dú)立研發(fā)與生產(chǎn)，目前，TCSC設(shè)備已經(jīng)調(diào)試完畢并實(shí)際應(yīng)用在了智能網(wǎng)絡(luò)之中，該設(shè)備的應(yīng)用，保證了我國北方地區(qū)電網(wǎng)的運(yùn)行穩(wěn)定性與安全性，進(jìn)而促進(jìn)了我國電力行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

3.2 在并聯(lián)補(bǔ)償系統(tǒng)中的應(yīng)用

電力工程技術(shù)的應(yīng)用也促進(jìn)了電力行業(yè)無功補(bǔ)償設(shè)備的發(fā)展，目前在智能電網(wǎng)建設(shè)過程中，已經(jīng)配置了大量無功補(bǔ)償設(shè)備。通過無功補(bǔ)償設(shè)備的成功運(yùn)用，有效解決了電力設(shè)備中脈動負(fù)載所導(dǎo)致的電力問題，這就更好的保證了智能電網(wǎng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，能保障電力系統(tǒng)的正常運(yùn)營工作，進(jìn)而讓電力企業(yè)獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。

3.3 多智能體系統(tǒng)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

針對智能電網(wǎng)的特點(diǎn)與實(shí)際需求，在保證多智能體一致性的基礎(chǔ)上，對智能電網(wǎng)的設(shè)計(jì)中，可以為其建立起一套多智能體系統(tǒng)，其可以實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)故障的診斷、電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)測，能夠讓智能電網(wǎng)具備電力系統(tǒng)恢復(fù)、市場模擬、網(wǎng)絡(luò)控制、自動化管控等功能。而應(yīng)用多智能體系統(tǒng)設(shè)計(jì)智能電網(wǎng)構(gòu)建方案時，必須要考慮電力工程的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與要求，同時也要保證多智能體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)合理性。多智能體系統(tǒng)具有較強(qiáng)的可擴(kuò)展性，更容易在軟硬件系統(tǒng)中添加新的功能，這也滿足了智能電網(wǎng)對新能源技術(shù)的擴(kuò)展需求，可以實(shí)現(xiàn)智能網(wǎng)絡(luò)的分布式網(wǎng)絡(luò)控制，為智能網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建相應(yīng)的管理系統(tǒng)，進(jìn)而擴(kuò)展出自動恢復(fù)與分布式發(fā)電的管理。另外，電力工程還有較高的容錯性與故障弱化要求，多智能體系統(tǒng)的應(yīng)用，可以保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，即便系統(tǒng)運(yùn)行過程中某部分出現(xiàn)了故障，主系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行，以保證電網(wǎng)運(yùn)營的實(shí)際需求[4]。

多智能體系統(tǒng)還具備自主性與智能體封裝的金絲狐優(yōu)勢，系統(tǒng)內(nèi)封裝了一個特定任務(wù)與特定功能，這與模塊化或面向?qū)ο蟮木幊谭绞奖容^相似。在智能體編程中，可以通過標(biāo)準(zhǔn)的通信語言完成信息的傳輸，這對保證標(biāo)準(zhǔn)接口與信息隱藏有積極影響，同時也能提升智能電網(wǎng)的自治行為能力。由于智能體之間并沒有直接聯(lián)系，因此在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，任何一個智能體停止工作，其他智能體也能執(zhí)行同樣的任務(wù)，這樣就保證了智能電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。而智能體的增加能讓系統(tǒng)獲得額外功能，這也提升了智能電網(wǎng)控制系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，系統(tǒng)的調(diào)整、升級也更加靈活。多智能體系統(tǒng)所使用的是開放MAS框架，該框架對系統(tǒng)的編程語言或加進(jìn)系統(tǒng)的智能體起點(diǎn)并無限制，可以滿足任意智能體之間的通信要求，進(jìn)而提高了系統(tǒng)對各種通訊語言的兼容性。MAS技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用，可以提高系統(tǒng)狀態(tài)的監(jiān)測能力，加強(qiáng)了電網(wǎng)內(nèi)部各種傳感器的聯(lián)系，提高了信息的采集效率，這也為智能電網(wǎng)的自動化管控打下了良好基礎(chǔ)。當(dāng)智能電網(wǎng)運(yùn)行過程中某個節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，通過不同的解釋算法結(jié)合實(shí)際情況，將信息轉(zhuǎn)化為一個整體的診斷結(jié)論，進(jìn)而更快的找出故障原因，予以排除[5]。

4 結(jié)語

綜上所述，針對我國智能電網(wǎng)建設(shè)的實(shí)際需求，滿足新能源在智能電網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用與發(fā)展要求，我們必須加強(qiáng)對電力工程技術(shù)的應(yīng)用研究。我們要認(rèn)識到電力工程技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)中的重要性，結(jié)合電力工程應(yīng)用中的常見問題，制定更加合理的設(shè)計(jì)方案，以此提升智能電網(wǎng)的技術(shù)水平，進(jìn)而進(jìn)一步優(yōu)化我國智能電網(wǎng)系統(tǒng)，滿足我國能源、經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的要求。