智能電網(wǎng)在電力系統(tǒng)規(guī)劃中運用分析

覃健

（廣西電網(wǎng)公司貴港供電局，廣西 貴港 537100）

0 引言

現(xiàn)代社會電力系統(tǒng)的覆蓋面積擴大，用于為人們輸送生產(chǎn)生活所需電能，電力系統(tǒng)運行狀態(tài)，與人們生活密切相關，保證電力系統(tǒng)良好的運行狀態(tài)，成為行業(yè)研究重點。相關人員應正確認知智能電網(wǎng)技術的應用價值，適應電力系統(tǒng)運行控制需要，在電力系統(tǒng)規(guī)劃工作開展過程中，制定科學的智能電網(wǎng)技術應用方案，保證電力系統(tǒng)運行的可靠性。

1 影響智能電網(wǎng)在電力系統(tǒng)規(guī)劃中運用效果的因素

1.1 系統(tǒng)規(guī)劃評估

規(guī)劃評估即在實施規(guī)劃前，綜合考慮多種因素的影響，評價電力系統(tǒng)規(guī)劃方案的合理性，及時發(fā)現(xiàn)規(guī)劃方案中存在的問題，并根據(jù)評估結果優(yōu)化規(guī)劃方案，確保制定的系統(tǒng)規(guī)劃方案切實可行，為智能電網(wǎng)的運用創(chuàng)造基礎條件。但目前電力系統(tǒng)規(guī)劃評估機制不完善，未引起相關人員的重視，實施的電力系統(tǒng)規(guī)劃方案合理性欠佳，電網(wǎng)建設項目無法順利開展，限制智能電網(wǎng)技術的運用范圍，技術未能發(fā)揮應有作用，無法體現(xiàn)智能電網(wǎng)技術的應用價值。

1.2 設備

設備是電力系統(tǒng)的基本組成，其性能會影響系統(tǒng)的運行狀態(tài)，電力系統(tǒng)規(guī)劃中，通常包含設備的選購標準，只有結合電力系統(tǒng)的規(guī)劃目標，考慮運用智能電網(wǎng)技術的類型，才能保證設備采購標準的科學性，降低設備的運行維護難度。實踐工作中，大多按照最新技術應用條件，選購電力系統(tǒng)建設使用的設備，設備與電力系統(tǒng)規(guī)劃目標不符，智能電網(wǎng)技術的運用效果受到影響，且不重視設備維護工作的開展，設備磨損嚴重且容易出現(xiàn)故障，增加電力系統(tǒng)的運行維護成本，不利于智能電網(wǎng)的發(fā)展[1]。

1.3 技術人員

作為電力系統(tǒng)規(guī)劃工作的主要執(zhí)行人，技術人員的水平?jīng)Q定技術應用效果，高素質技術型人才熟練掌握智能電網(wǎng)技術，能夠在系統(tǒng)規(guī)劃中靈活運用技術，解決電力系統(tǒng)規(guī)劃中遇到的問題，使電力系統(tǒng)規(guī)劃方案更為科學，技術的應用價值得以完全展現(xiàn)。如電力企業(yè)招聘技術人員標準低，技術水平差，將不能正確理解智能電網(wǎng)技術的應用理念，不具備在電力系統(tǒng)規(guī)劃中運用智能電網(wǎng)的能力，阻礙電力企業(yè)的發(fā)展。

2 電力系統(tǒng)規(guī)劃中運用智能電網(wǎng)的策略

2.1 電壓控制

2.1.1 自動電壓控制

電壓控制方式設計，是電力系統(tǒng)規(guī)劃的重要環(huán)節(jié)，科學電壓控制方式，可減少電力系統(tǒng)運行損耗，引入智能電網(wǎng)技術，能實現(xiàn)電力系統(tǒng)電壓的自動化控制，實時監(jiān)測系統(tǒng)的運行狀態(tài)，自動采取措施控制電壓，維持系統(tǒng)穩(wěn)定的運行狀態(tài)。基于智能電網(wǎng)技術建立的自動控制系統(tǒng)，其功能結構如圖1 所示，其中無功電壓優(yōu)化、策略運算、下達命令為核心功能，作為系統(tǒng)控制算法設計的基礎。該系統(tǒng)的控制模式靈活可調，相關人員可結合電力系統(tǒng)規(guī)劃需要，選擇系統(tǒng)的控制模式，如選用開環(huán)控制模式，系統(tǒng)提出的控制策略，無法改變系統(tǒng)的運行狀態(tài)，需工作人員發(fā)出指令，而閉環(huán)控制模式實施后，控制系統(tǒng)自動分析采集的數(shù)據(jù)，依據(jù)數(shù)據(jù)發(fā)出指令，調整電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)，系統(tǒng)測試階段，可采用半閉環(huán)控制模式，系統(tǒng)得出分析結果后，由工作人員確認再下達指令。數(shù)據(jù)是自動控制系統(tǒng)運行的基礎，在設計與建立系統(tǒng)時，要明確系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)的類型，規(guī)范數(shù)據(jù)的存儲格式，當系統(tǒng)接收到采集的數(shù)據(jù)信息后，迅速處理并分析信息，開發(fā)數(shù)據(jù)信息的潛在利用價值，準確判斷電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)，采取措施調整系統(tǒng)的運行參數(shù)，控制電力系統(tǒng)的電壓在合理范圍內(nèi)[2]。

圖1 電壓自動控制系統(tǒng)功能

2.1.2 分級電壓控制

電力系統(tǒng)規(guī)劃中運用智能電網(wǎng)技術，可實現(xiàn)電壓的分級控制，合理劃分電網(wǎng)的模塊，是實施電壓分級控制的基礎，劃分的各個模塊之間，要存在相互耦合的關系，根據(jù)各級電壓的特點，完成分級電壓控制系統(tǒng)的功能設計，使電力系統(tǒng)各處電壓與標準相符，不會影響電力系統(tǒng)的整體運行狀態(tài)，二級電壓的控制為重點。二級電壓的控制系統(tǒng)，通常包含信息采集、濾波、決策、形成指令與執(zhí)行指令五個功能，為避免控制系統(tǒng)判斷電力系統(tǒng)運行狀態(tài)有誤，支持該控制系統(tǒng)運行的數(shù)據(jù)信息，應從即時數(shù)據(jù)庫中獲取，保證采集信息的時效性與準確性，為系統(tǒng)執(zhí)行正確的指令奠定基礎。系統(tǒng)所擁有的濾波功能，可去除采集信息中，質量欠佳的信息，阻止錯誤信息被用于系統(tǒng)運行，確保決策功能執(zhí)行使用數(shù)據(jù)真實準確。決策功能判斷指令是否執(zhí)行，如確認執(zhí)行控制指令，則向相關設備發(fā)送指令，指令的傳輸速度不受傳輸距離的影響?？刂迫夒妷旱哪繕藶?，保證電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性，控制方式為，采用優(yōu)化算法，得出中樞母線的電壓變化幅度，將該計算結果傳輸至二級電壓控制系統(tǒng)，計算結果可作為極限值，以便二級電壓控制系統(tǒng)調整運行參數(shù)[3]。

2.2 通信網(wǎng)絡建設

智能電網(wǎng)被用于電力系統(tǒng)規(guī)劃后，需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息增多，傳輸質量會影響技術應用效果，為凸顯智能電網(wǎng)的運用優(yōu)勢，相關人員要重視智能通信網(wǎng)絡建設，為數(shù)據(jù)信息的傳輸創(chuàng)造安全的環(huán)境，提高數(shù)據(jù)信息在電力系統(tǒng)內(nèi)的傳輸速度，并避免傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息失真，確保智能控制系統(tǒng)運行使用數(shù)據(jù)信息優(yōu)質。設計通信網(wǎng)絡的結構，是建設通信網(wǎng)絡的關鍵步驟，結合電力系統(tǒng)的運行需要，設計網(wǎng)絡結構如圖2 所示，以配電自動化系統(tǒng)為中心的通信網(wǎng)絡，可隨時采集電力系統(tǒng)的運行信息，并借助智能通信技術將采集的信息，反饋給系統(tǒng)，分析電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)，以便系統(tǒng)做出準確的判斷。為使通信網(wǎng)絡長期保持順暢，相關人員在建設通信網(wǎng)絡的過程中，也要重視設備的性能優(yōu)化，加裝智能固態(tài)表計，相較于傳統(tǒng)表計，該表計測量結果精度高，能真實展現(xiàn)設備的運行狀態(tài)，且與通信網(wǎng)絡直接相連，數(shù)據(jù)傳輸不受外界因素的影響，可發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)運行存在的隱蔽性問題，電力系統(tǒng)運行可靠性有所保證。通信技術的運用還可降低故障檢測難度，縮短發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障的時間，快速采取措施處理系統(tǒng)故障，將故障的不良影響降至最低。

圖2 智能電網(wǎng)通信網(wǎng)絡結構

2.3 超導技術運用

超導技術也是智能電網(wǎng)技術的一種，使用超導體材料制作的電纜，用于電力系統(tǒng)規(guī)劃，可減少電能損耗，提高電能的利用率，目前超導技術運用成本高，應用范圍受到限制，僅有政府支出的項目，才會考慮運用該技術。但隨著技術研究的不斷深入，技術的應用成本將會縮減，應用范圍擴大，應用優(yōu)勢得到體現(xiàn)。超導電纜的設計，是運用該技術的關鍵，設計人員要根據(jù)電力系統(tǒng)規(guī)劃需要，合理設計超導電纜的截面大小、絕緣層等，考慮超導電纜通常用于高溫環(huán)境傳輸電能，因此設計時要保證電纜的漏熱量不超過3W/m?，F(xiàn)階段制造的超導電纜長度不超過200m，長距離使用超導電纜時，涉及電纜的連接，要控制連接處電阻不超過100nΩ，同時要控制電纜絕緣層的張力，超導體張力控制原理如圖3 所示，運用該自動化控制技術，可提升張力的控制精度，使連接后長電纜的性能達到預期。完成超導電纜的制作后，要測試電纜的性能，明確電力系統(tǒng)規(guī)劃中使用電纜的性能標準，判斷超導電纜是否符合標準，如不符合，不可將超導電纜用于電能傳輸。安裝電纜的過程中，要關注周邊環(huán)境特點，采取合適的措施解決電纜冷縮問題，保證敷設電纜的穩(wěn)定性[4]。

圖3 超導體張力控制原理

2.4 智能診斷電網(wǎng)狀態(tài)

智能技術可替代人工監(jiān)測電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)，快速發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)中存在的故障，為工作人員處理故障爭取充足的時間，減小故障造成的不良影響，維護電網(wǎng)良好運行狀態(tài)，向社會穩(wěn)定輸送電能。智能診斷系統(tǒng)的建設，提高智能電網(wǎng)的預防能力，能夠在故障發(fā)生前，預測故障的發(fā)生，協(xié)助工作人員制定故障處理方案，盡量阻止故障的發(fā)生，一旦電力系統(tǒng)運行出現(xiàn)故障，迅速啟動應急預案，降低故障的不良影響。搭建智能診斷系統(tǒng)之前，要科學設置診斷系統(tǒng)采集信息的類型，確保采集的信息，可真實反映電網(wǎng)的運行狀態(tài)，做出準確的判斷，并基于分析結果，自動調整電網(wǎng)的運行狀態(tài)，排除系統(tǒng)存在的潛在故障，強化電力系統(tǒng)的防御能力。診斷的同時，也要向工作人員發(fā)出警報，提醒工作人員電力系統(tǒng)運行存在安全隱患，督促工作人員嚴格按照規(guī)范完成工作，了解故障位置與故障原因，待隱患排除后，也要告知工作人員。

2.5 儲能技術

相較于電力系統(tǒng)，智能電網(wǎng)需擁有較強的儲能能力，為此電力系統(tǒng)規(guī)劃中，要引入先進的儲能技術，使智能電網(wǎng)的運行效果，滿足人們的用電需求，且能夠增加電力企業(yè)的運營收入。可用于電能儲存的形式較多，實際開展電力系統(tǒng)規(guī)劃工作時，要根據(jù)區(qū)域環(huán)境條件，調查社會用電習慣，選擇最合適的儲能方式，保證電力系統(tǒng)輸送的電能始終充足。以電池儲能為例，常見用于存儲電能的電池類型豐富，各類型電池的性能參數(shù)如表1 所示，技術人員要依據(jù)實際情況，確定使用儲能電池的類型，并按照儲能電池的特點，制定電池維護方案，延長儲能電池的使用壽命。將儲能電池用于電力系統(tǒng)規(guī)劃后，即可實現(xiàn)電力調峰，減輕用電高峰期電力系統(tǒng)的運行負荷，維持電網(wǎng)穩(wěn)定的運行狀態(tài)，優(yōu)化用戶的用電體驗，電能輸送質量不受電網(wǎng)負荷的影響，且在電網(wǎng)斷電狀態(tài)下，可向用戶輸送電能，支持用戶生產(chǎn)、生活活動的順利進行[5]。

表1 常見儲能電池參數(shù)

2.6 技術人才培養(yǎng)

智能電網(wǎng)的運用，要求相關工作人員具有較高的技術水平，為提升技術人員的綜合素質，電力企業(yè)應重視技術人才的培養(yǎng)，完善智能電網(wǎng)技術培訓制度，為技術人員創(chuàng)造學習技術的機會，轉變技術人員的思想觀念，在電力系統(tǒng)規(guī)劃工作中，主動運用智能電網(wǎng)技術。提高技術人員的選拔標準，豐富檢驗技術人員能力水平的措施，為電力企業(yè)引進高水平技術人才，增加崗前培訓環(huán)節(jié)，幫助入職技術人員快速熟悉工作內(nèi)容，適應工作環(huán)境，參與電力系統(tǒng)規(guī)劃工作中，將先進的技術應用理念代入工作，改變在職工作人員的思想，更容易接受并運用智能電網(wǎng)技術，高質量完成電力系統(tǒng)規(guī)劃工作?？紤]在職技術人員的能力水平，與智能電網(wǎng)技術的運用需要，確定培訓的形式與內(nèi)容，邀請行業(yè)專家參與培訓活動開展，吸引技術人員積極參與培訓，學習智能電網(wǎng)有關知識，并在培訓的過程中，養(yǎng)成良好的學習習慣，消除技術人員的抵觸情緒。完善考核機制，檢驗技術人員的學習情況，幫助其發(fā)現(xiàn)自身能力不足之處，并依據(jù)考核結果，分析現(xiàn)行培訓制度存在的漏洞，隨時調整培訓的形式與內(nèi)容，調動技術人員的學習興趣，打造高水平人才隊伍。

3 結語

綜上所述，電力系統(tǒng)規(guī)劃中，智能電網(wǎng)技術具有較高的應用價值，能夠提升電力系統(tǒng)的性能，穩(wěn)定輸送電能，滿足社會的用電需求。相關人員要關注技術領域最新研究成果，學習先進的智能電網(wǎng)技術應用理念，結合電力系統(tǒng)規(guī)劃目標，在工作中靈活運用智能電網(wǎng)技術，凸顯智能電網(wǎng)技術的運用價值，為用戶營造安全的用電環(huán)境，推動電力行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。