機(jī)電工程技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用

楊周堂

摘要：5G技術(shù)、人工智能技術(shù)的應(yīng)用，為智能電網(wǎng)的建設(shè)提供新的技術(shù)支持和方向。傳統(tǒng)的電網(wǎng)系統(tǒng)取得了智能化管理，達(dá)到了顯著的節(jié)能目的。而智能電網(wǎng)是指?jìng)鹘y(tǒng)電力工程技術(shù)與現(xiàn)代信息技術(shù)兩者有機(jī)結(jié)合的一種產(chǎn)物，將機(jī)電工程技術(shù)應(yīng)用在智能電網(wǎng)建設(shè)當(dāng)中，可有效促進(jìn)國(guó)內(nèi)電力電網(wǎng)行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。該文闡述了智能電網(wǎng)的概述，對(duì)機(jī)電工程技術(shù)的智能調(diào)度、電能質(zhì)量?jī)?yōu)化、配電自動(dòng)化以及能源轉(zhuǎn)換和高壓直流輸電等技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用展開(kāi)了相應(yīng)的研究，并對(duì)機(jī)電工程技術(shù)的應(yīng)用展開(kāi)了探討，旨在能夠?yàn)閲?guó)內(nèi)智能電網(wǎng)發(fā)展提供些許理論上的參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)電技術(shù)??智能電網(wǎng)??機(jī)電工程??電網(wǎng)應(yīng)用??能源轉(zhuǎn)換技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TG174.4????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Application?of?Electromechanical?Engineering?Technology?in?Smart?Grid?Construction

YANG?Zhoutang

（Jiuquan?Industry?and?Trade?Secondary?Professional?School，Jiuquan，Gansu?Province，735000?China）

Abstract：?The?application?of?5G?technology?and?artificial?intelligence?technology?provides?the?new?technical?support?and?direction?for?the?construction?of?smart?grid.?The?traditional?grid?system?has?achieved?intelligent?management?and?achieved?significant?energy?conservation.?Smart?grid?is?a?product?of?the?organic?combination?of?traditional?power?engineering?technology?and?modern?information?technology，?and?applying?electromechanical?engineering?technology?to?the?construction?of?smart?grid?can?effectively?promote?the?stable?development?of?domestic?power?grid?industry.?This?paper?describes?the?overview?of?smart?grid，?conducts?corresponding?research?on?the?application?of?the?intelligent?dispatching，?power?quality?optimization，?distribution?automation，?energy?conversion?and?HVDC?transmission?technology?of?electromechanical?engineering?technology?in?the?construction?of?smart?grid，?and?discusses?the?application?of?electromechanical?engineering?technology，?aiming?to?provide?some?theoretical?reference?for?the?development?of?domestic?smart?grid.

Key?Words：?Electromechanical?technology;?Smart?grid;?Electromechanical?engineering;?Grid?application;?Energy?conversion?technology

智能電網(wǎng)就是電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)智能化管理和應(yīng)用，具備電力、業(yè)務(wù)及信息等方面于一體，能夠有效促進(jìn)電網(wǎng)的穩(wěn)定、安全運(yùn)行，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的高效利用與管理。同時(shí)，智能電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中，需要具備發(fā)電、輸電和用電等各環(huán)節(jié)，且這些管理工作都離不開(kāi)傳統(tǒng)電力工程技術(shù)作為支撐。因此，將機(jī)電工程技術(shù)應(yīng)用在智能電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中，可以有效促進(jìn)電網(wǎng)系統(tǒng)的性能得到提升，降低電網(wǎng)故障發(fā)生的概率，促進(jìn)電力企業(yè)的長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展[1]。

1?智能電網(wǎng)概述

1.1智能電網(wǎng)

智能電網(wǎng)是美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬提出的一個(gè)概念，又稱(chēng)“電網(wǎng)2.0版”，它是建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，通過(guò)先進(jìn)的傳感和測(cè)量技術(shù)、先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)、先進(jìn)的控制方法以及先進(jìn)的決策支持系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標(biāo)，其主要特征包括自愈、激勵(lì)和包括用戶(hù)、抵御攻擊、提供滿(mǎn)足21世紀(jì)用戶(hù)需求的電能質(zhì)量、容許各種不同發(fā)電形式的接入、啟動(dòng)電力市場(chǎng)以及資產(chǎn)的優(yōu)化高效運(yùn)行。通過(guò)對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行智能化方向建設(shè)，可以用來(lái)解決能源危機(jī)，并提供相應(yīng)的幫助，旨在以此促進(jìn)相關(guān)行業(yè)的長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展。智能電網(wǎng)建設(shè)主要由配電自動(dòng)化、輸電系統(tǒng)和自動(dòng)化配件等共同組建而成的一種電力系統(tǒng)。通過(guò)利用智能控制技術(shù)和測(cè)量傳感技術(shù)等先進(jìn)的技術(shù)，有效保障電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行，并且還具備信息傳遞能力，可以為用戶(hù)提供更加安全、穩(wěn)定的用電服務(wù)[2]。具體見(jiàn)圖1所示。

1.2?智能電網(wǎng)建設(shè)方向

從智能電網(wǎng)建設(shè)方向方面來(lái)看，智能電網(wǎng)是根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)上結(jié)合了人工智能技術(shù)和清潔能源技術(shù)、傳感器等形成的產(chǎn)物。近幾年，我國(guó)開(kāi)始不斷提高水利與風(fēng)力等發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用，想要保障電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運(yùn)行，就需要借助先進(jìn)的控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性與節(jié)能性機(jī)械能控制，因此針對(duì)智能電網(wǎng)的建設(shè)方向可以參考表1來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2?機(jī)電工程技術(shù)在智能電網(wǎng)中應(yīng)用的必要性

智能電網(wǎng)的建設(shè)需要應(yīng)用到更多的新型技術(shù)，如機(jī)電工程技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中起到了重要的作用。其中，在數(shù)據(jù)采集方面，機(jī)電工程技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用能夠促進(jìn)其工作能力得到全面提升。同時(shí)，機(jī)電工程技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中的應(yīng)用，還使得電網(wǎng)的自動(dòng)化水平得到提高，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電力系統(tǒng)的優(yōu)化和數(shù)據(jù)收集，從而為智能電網(wǎng)的整體提升提供了重要的保障。因此，在智能電網(wǎng)建設(shè)中機(jī)電工程技術(shù)的應(yīng)用，有助于電網(wǎng)的數(shù)據(jù)分析準(zhǔn)確性得到提升，還有助于實(shí)現(xiàn)對(duì)智能電網(wǎng)的高效管理[3]。

3?智能電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中機(jī)電工程技術(shù)的有效應(yīng)用

3.1電網(wǎng)接入技術(shù)在發(fā)電環(huán)節(jié)的應(yīng)用

與傳統(tǒng)的電網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)比，智能電網(wǎng)的建設(shè)擁有更加巨大的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，智能電網(wǎng)的應(yīng)用能夠進(jìn)一步提高對(duì)新型能源的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，以此為節(jié)約能源不足提供相應(yīng)的方法。不過(guò)，智能電網(wǎng)在建設(shè)過(guò)程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)保障自身的安全性和穩(wěn)定性，只有這樣才能夠促進(jìn)電網(wǎng)的穩(wěn)定發(fā)展。如可以將電網(wǎng)計(jì)入技術(shù)和清潔能源技術(shù)等應(yīng)用在電網(wǎng)當(dāng)中，這樣一來(lái)可以促進(jìn)國(guó)內(nèi)電網(wǎng)事業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

3.2高壓直流輸電技術(shù)在輸電環(huán)節(jié)的應(yīng)用

現(xiàn)階段，在智能電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中逐漸向大容量和高電壓等方面發(fā)展，以此希望可以為人們的需求提供更高的便利，推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。但由于智能電網(wǎng)在建設(shè)過(guò)程中，存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，因此將機(jī)電工程技術(shù)應(yīng)用在電網(wǎng)建設(shè)當(dāng)中，如高壓直流輸電技術(shù)，能夠有效推動(dòng)智能電網(wǎng)的建設(shè)。同時(shí)，國(guó)內(nèi)的電力輸送技術(shù)為交流電技術(shù)路線，而交流電在部分特定的輸送場(chǎng)景中應(yīng)用并不具備良好的適應(yīng)能力。將高壓直流輸電技術(shù)應(yīng)用在智能電網(wǎng)的用電終端當(dāng)中，其主要原理是通過(guò)借助換流站，直接將高壓三相電流直接轉(zhuǎn)化為直流電，然后利用直流電線路成功將轉(zhuǎn)化完成的電能輸送到另一個(gè)換流站之中，以此使其轉(zhuǎn)化成為三相交流電[4]。反之，用電終端設(shè)備所應(yīng)用的是直流電，那么就需要對(duì)電能進(jìn)行轉(zhuǎn)化。具體高壓直流輸電技術(shù)表2所示。

該技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程之中，既可以有效促進(jìn)電網(wǎng)的便利性得到提升，還能夠使交流電網(wǎng)在運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中得到協(xié)調(diào)。最后，機(jī)電工程技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)中，還可以實(shí)現(xiàn)電力的長(zhǎng)距離傳輸作業(yè)和大功率傳輸作業(yè)，實(shí)現(xiàn)了推動(dòng)電網(wǎng)的穩(wěn)定發(fā)展。

3.3電能質(zhì)量?jī)?yōu)化技術(shù)

電能質(zhì)量?jī)?yōu)化技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用，直接關(guān)系到電網(wǎng)整體輸電環(huán)節(jié)的工作效率和運(yùn)行質(zhì)量，對(duì)電網(wǎng)輸電的安全性和穩(wěn)定性方面有著直接的影響。目前，該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)被多個(gè)國(guó)家所采用，因此，在智能電網(wǎng)建設(shè)時(shí)引用電能質(zhì)量?jī)?yōu)化技術(shù)，可以有效保障企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，該技術(shù)主要是借助裝置和機(jī)電工程技術(shù)使電網(wǎng)的電能質(zhì)量得到提升，但由于國(guó)內(nèi)大部分企業(yè)依然保持著傳統(tǒng)的電能質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)，在電能質(zhì)量?jī)?yōu)化技術(shù)方面的應(yīng)用和數(shù)據(jù)并沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而導(dǎo)致大部分的電網(wǎng)企業(yè)需要加強(qiáng)改革與對(duì)電能優(yōu)化技術(shù)的創(chuàng)新。此外，還需要加強(qiáng)創(chuàng)建一套相對(duì)完善的電能質(zhì)量評(píng)價(jià)體系，并將其當(dāng)作電能質(zhì)量的參考標(biāo)準(zhǔn)，從而智能電網(wǎng)建設(shè)中引入電能質(zhì)量?jī)?yōu)化技術(shù)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。最后，可以通過(guò)加強(qiáng)對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)化與升級(jí)，利用電能質(zhì)量控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)、蓄電池的狀態(tài)實(shí)施監(jiān)測(cè)，這樣一來(lái)可以有效避免能源的過(guò)度浪費(fèi)與消耗[5]。

3.4智能調(diào)度技術(shù)

智能電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中，引入智能調(diào)度技術(shù)可以更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)用電情況進(jìn)行控制。這樣既可以滿(mǎn)足利用智能化手段控制電網(wǎng)電能運(yùn)行效率。同時(shí)，還可以利用調(diào)度技術(shù)保障電網(wǎng)的運(yùn)維安全和高效。首先，可以在電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程當(dāng)中，先構(gòu)建出對(duì)應(yīng)的支持系統(tǒng)，使智能調(diào)度技術(shù)的電網(wǎng)規(guī)模得到進(jìn)一步擴(kuò)大，從而為該項(xiàng)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的調(diào)節(jié)和應(yīng)用奠定相應(yīng)的基礎(chǔ)。并且，還要加強(qiáng)對(duì)智能電網(wǎng)的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)和管理，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的合理控制，促進(jìn)電網(wǎng)資源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與升級(jí)。相關(guān)工作人員要注意對(duì)智能電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的各項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)和參數(shù)等進(jìn)行及時(shí)記錄。這樣一來(lái)，不僅可以促進(jìn)智能電網(wǎng)的抗風(fēng)險(xiǎn)能力和故障解決能力得到提升，還能夠有效應(yīng)對(duì)和降低突發(fā)事故的發(fā)生，從一定程度上使得電力企業(yè)達(dá)到節(jié)約能源的目的。其次，需要加強(qiáng)對(duì)機(jī)電工程技術(shù)在智能電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)與自動(dòng)預(yù)警方面的應(yīng)用。因此，智能調(diào)度技術(shù)的應(yīng)用，既可以提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，還能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)智能化監(jiān)測(cè)與自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以此達(dá)到及時(shí)監(jiān)測(cè)和處理智能電網(wǎng)中存在的故障問(wèn)題，最大程度地解決與分析電網(wǎng)故障發(fā)生的因素，促進(jìn)智能電網(wǎng)系統(tǒng)的作業(yè)效率得到提升。

3.5能源轉(zhuǎn)換技術(shù)

現(xiàn)階段，所應(yīng)用的電力能源主要包含了石油、太陽(yáng)能和地?zé)崮堋⑺芎惋L(fēng)能等通過(guò)轉(zhuǎn)化成為電能與熱能。但由于能源的不同，在借助能源轉(zhuǎn)化技術(shù)應(yīng)用時(shí)，所得到的能源有所不同，還可以將其能源分為環(huán)保性能源和非環(huán)保性能源。在發(fā)電過(guò)程當(dāng)中，主要借助了熱泵技術(shù)將地下的熱能轉(zhuǎn)化成所需要的電力能源，并且該技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中，還產(chǎn)生了大量的熱力能源被集中供應(yīng)與城市當(dāng)中。同時(shí)，在能源的實(shí)際轉(zhuǎn)化過(guò)程當(dāng)中，需要嚴(yán)格遵循國(guó)家的碳中和發(fā)展戰(zhàn)略標(biāo)準(zhǔn)，這樣可以有效降低煤炭資源在發(fā)電領(lǐng)域中的應(yīng)用，以此向風(fēng)能能源和太陽(yáng)能等方面的清潔能源與可再生能源方面轉(zhuǎn)換。與火力發(fā)電不同，清潔能源主要各方面環(huán)境因素制約的影響，其穩(wěn)定性相對(duì)較差，無(wú)法充分滿(mǎn)足整體的用電需求。因此，可以將機(jī)電工程技術(shù)應(yīng)用在智能電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中，加強(qiáng)能量?jī)?chǔ)存技術(shù)和電力調(diào)峰技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)法使用的能量進(jìn)行收集和存儲(chǔ)，這樣一來(lái)當(dāng)電力負(fù)荷出現(xiàn)低谷時(shí)，可以將存儲(chǔ)的電力通過(guò)能源轉(zhuǎn)換技術(shù)，有效轉(zhuǎn)化成所需的熱能和電能，并釋放到供電系統(tǒng)當(dāng)中[6]。

3.6配電自動(dòng)化技術(shù)

配電環(huán)節(jié)在智能電網(wǎng)中作為一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了智能電網(wǎng)總體的規(guī)劃和不同類(lèi)型新能源的接入作業(yè)。因此，在配電環(huán)節(jié)中可以選擇利用配電自動(dòng)化技術(shù)，以此來(lái)提高電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與配電網(wǎng)的故障處理能力，從而為用戶(hù)的用電需求提供一個(gè)更加穩(wěn)定和可靠的能源。同時(shí)，在智能電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程之中，配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)同樣非常重要，借助該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)用戶(hù)之間的有效互動(dòng)。所以，在中低壓配電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程當(dāng)中，利用配電網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)其他能源的接入，從而保障智能電網(wǎng)的供電穩(wěn)定性。在智能電網(wǎng)的配電環(huán)節(jié)中應(yīng)用涉及了機(jī)電工程技術(shù)，還包含了配電自動(dòng)化技術(shù)與智能儲(chǔ)能技術(shù)等，這些技術(shù)不僅可以幫助智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)信息的采集和處理，還能夠促進(jìn)相關(guān)設(shè)備的應(yīng)用和研發(fā)，推動(dòng)智慧城市的建設(shè)發(fā)展。

3.7柔性輸電技術(shù)

在智能電網(wǎng)應(yīng)用時(shí)，面對(duì)電網(wǎng)的負(fù)荷要求、電流要求以及電壓方面的要求，這就需要緊隨終端用戶(hù)和設(shè)備的相關(guān)變化而發(fā)生變化。在電力能源分配方面，可以選擇利用固定電壓和固定電流的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是這樣就會(huì)導(dǎo)致電力能源的應(yīng)用存在能源分配不勻的現(xiàn)象和能源利用效率低的情況發(fā)生。而柔性輸電技術(shù)的應(yīng)用，可以根據(jù)用戶(hù)的用電需求，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)、靈活性地對(duì)電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)與調(diào)節(jié)電網(wǎng)的潮流。因此，不管是在直流輸電技術(shù)或交流輸電技術(shù)等方面，在智能電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中柔性輸電技術(shù)的應(yīng)用，能夠更進(jìn)一步促進(jìn)電網(wǎng)的建設(shè)發(fā)展[7]。

4?結(jié)語(yǔ)

智能電網(wǎng)的建設(shè)是當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的趨勢(shì)，想要進(jìn)一步滿(mǎn)足人們對(duì)能源的需求，通過(guò)構(gòu)建智能電網(wǎng)可以有效促進(jìn)電力電能的利用效率得到提高，還可以降低電力線路的損失。雖然傳統(tǒng)電力技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中具有無(wú)法替代的作用，但是可以結(jié)合機(jī)電工程技術(shù)中的高壓直流輸電技術(shù)等先進(jìn)的技術(shù)，使傳統(tǒng)電力工程技術(shù)和先進(jìn)通信技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，能夠有效促進(jìn)智能電網(wǎng)建設(shè)的實(shí)現(xiàn)。此外，企業(yè)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)人員對(duì)機(jī)電工程技術(shù)的研究和應(yīng)用，以此對(duì)推動(dòng)智能電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)

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