電力工程技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用研究

易 蕾，胡 萌

（國(guó)網(wǎng)孝感供電公司開(kāi)發(fā)區(qū)供電中心，湖北孝感 432000）

0 引言

經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展背景下，各個(gè)行業(yè)對(duì)電力能源需求持續(xù)增加，電力行業(yè)正在面臨嚴(yán)峻問(wèn)題，為提升電能服務(wù)水平，電力行業(yè)應(yīng)利用電力工程技術(shù)，建設(shè)智能電網(wǎng)，提升供電效率與質(zhì)量，為人們輸送高質(zhì)量電能，為電力行業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供保障。

1 智能電網(wǎng)的特征

近年來(lái)，我國(guó)電網(wǎng)覆蓋范圍越來(lái)越大，伴隨敷設(shè)里程持續(xù)增加后，人們對(duì)電能供應(yīng)穩(wěn)定性提出較高要求。但是，我國(guó)部分地區(qū)位置偏僻，影響電能運(yùn)輸穩(wěn)定性，以及影響智能電網(wǎng)建設(shè)安全性。而智能電網(wǎng)，可以根據(jù)所處地區(qū)環(huán)境，選擇對(duì)應(yīng)的電能運(yùn)輸措施，不僅提升電網(wǎng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，還可以避免所在地區(qū)出現(xiàn)斷電的情況。傳統(tǒng)電網(wǎng)運(yùn)輸過(guò)程中，電力企業(yè)最嚴(yán)峻的問(wèn)題，便是能源消耗十分嚴(yán)重，通過(guò)智能電網(wǎng)，可以降低能源消耗的概率，尤其是城市化和工業(yè)化不斷發(fā)展背景下，人們對(duì)電力需求量持續(xù)提升，傳統(tǒng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)規(guī)劃缺少合理性，經(jīng)常出現(xiàn)電能資源分配不均的情況，影響社會(huì)工業(yè)、企業(yè)以及人們?nèi)粘Ｉ钣秒娦枨?。而智能電網(wǎng)，可以根據(jù)各個(gè)地區(qū)的用電需求，科學(xué)合理分配電能資源，促使電能資源調(diào)配具備合理性與靈活性，最大限度滿(mǎn)足工業(yè)、企業(yè)以及居民日常用電需求。另外，智能電網(wǎng)中，應(yīng)用很多先進(jìn)智能化設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)控電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)智能電網(wǎng)運(yùn)行出現(xiàn)問(wèn)題，便可以針對(duì)智能電網(wǎng)中有問(wèn)題區(qū)域自動(dòng)化檢測(cè)和定位，并發(fā)出報(bào)警裝置和解決措施，降低智能電網(wǎng)發(fā)生故障的概率，促使智能電網(wǎng)運(yùn)行具備安全性與穩(wěn)定性。圖1 為智能電網(wǎng)流程結(jié)構(gòu)。

圖1 智能電網(wǎng)流程結(jié)構(gòu)

2 電力工程技術(shù)對(duì)智能電網(wǎng)建設(shè)重要性

2.1 提升智能電網(wǎng)水平

智能電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中，通過(guò)電力工程技術(shù)，制定合理的電力工程技術(shù)應(yīng)用方案，可將智能電網(wǎng)發(fā)展推向新的臺(tái)階，促使智能電網(wǎng)建設(shè)順利，保證智能電網(wǎng)建設(shè)符合國(guó)家規(guī)定的質(zhì)量與安全標(biāo)準(zhǔn)。電力工程技術(shù)，可提升電力行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，在智能電網(wǎng)建設(shè)中，具有不可代替的作用。目前，根據(jù)智能電網(wǎng)建設(shè)情況來(lái)看，智能電網(wǎng)建設(shè)中科學(xué)合理應(yīng)用電力工程技術(shù)，才可以對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，自動(dòng)收集與存儲(chǔ)，避免用戶(hù)用電時(shí)，出現(xiàn)違規(guī)行為。智能電網(wǎng)建設(shè)中，利用智能化信息技術(shù)，可以節(jié)省電力數(shù)據(jù)處理時(shí)間，還可以實(shí)時(shí)監(jiān)控智能電網(wǎng)建設(shè)全過(guò)程，根據(jù)監(jiān)控反饋的信息，確保智能電網(wǎng)符合建設(shè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。智能電網(wǎng)建設(shè)中，由于相關(guān)人員專(zhuān)業(yè)水平有限，導(dǎo)致智能電網(wǎng)出現(xiàn)故障和失誤，而利用電力工程技術(shù)，可避免智能電網(wǎng)出現(xiàn)故障[1]。

2.2 加強(qiáng)電網(wǎng)數(shù)據(jù)信息采集能力

電網(wǎng)管理過(guò)程中，技術(shù)人員需要對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行中，產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)采集，整個(gè)過(guò)程相對(duì)煩瑣，需要消耗大量時(shí)間和精力。電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集存在很多限制，傳統(tǒng)電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集時(shí)，無(wú)法分組，降低電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集效率。而智能電網(wǎng)，通過(guò)電力工程技術(shù)，可以加強(qiáng)電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集能力，為電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集帶來(lái)便利，提升電網(wǎng)輸電的效率與質(zhì)量，推動(dòng)智能電網(wǎng)系統(tǒng)全面發(fā)展，滿(mǎn)足社會(huì)工業(yè)、企業(yè)以及人們?nèi)粘Ｉ钣秒娦枨骩2]。

3 電力工程技術(shù)在智能電網(wǎng)中的具體應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 發(fā)電技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用

智能電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中，利用發(fā)電技術(shù)，主要是通過(guò)電力、電子設(shè)備，控制電能與轉(zhuǎn)換電能。利用新型電子設(shè)備，可以最大限度避免能源過(guò)度消耗的問(wèn)題，避免電子設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，發(fā)生損壞，提升智能電網(wǎng)運(yùn)行效率，為智能電網(wǎng)運(yùn)行與發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。伴隨信息技術(shù)不斷發(fā)展，電力工程發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，研發(fā)出很多新興技術(shù)，例如，高頻電氣轉(zhuǎn)動(dòng)技術(shù)，主要應(yīng)用在電壓恢復(fù)方面，并且恢復(fù)效果十分顯著，若將眾多新興技術(shù)融入智能電網(wǎng)建設(shè)中，可以進(jìn)一步推動(dòng)智能電網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展，尤其是人們對(duì)電能需求量持續(xù)提升，再加上傳統(tǒng)能源正在面臨著短缺的問(wèn)題，這就要求電力行業(yè)需要尋找更多新能源發(fā)電技術(shù)。智能電網(wǎng)建設(shè)中，應(yīng)用發(fā)電技術(shù)，可以將風(fēng)能、太陽(yáng)能以及水能等，接入在新能源發(fā)電中，因?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)最大優(yōu)勢(shì)，便是可以接入不同發(fā)電形式，這為應(yīng)用發(fā)電技術(shù)創(chuàng)造便利條件，將新能源接入智能電網(wǎng)時(shí)，應(yīng)注意清潔能源接入，避免清潔能源存在穩(wěn)定性問(wèn)題。并且重點(diǎn)關(guān)注新能源并網(wǎng)技術(shù)，保證新能源順利安全接入智能電網(wǎng)中，避免接入沖擊過(guò)大，影響智能電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供源源不斷的能源。

3.2 輸電技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)中應(yīng)用

智能電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性與輸電線有緊密聯(lián)系，為保障智能電網(wǎng)運(yùn)行具備穩(wěn)定性，應(yīng)控制輸電線路，促使智能電網(wǎng)為工業(yè)、企業(yè)以及人們?nèi)粘Ｉ钐峁└哔|(zhì)量電能。智能電網(wǎng)中，輸電骨架主要包括特高壓電網(wǎng)和各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)，輸電方式分別為直流輸電和交流輸電，近年來(lái)，輸電方向又轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠妷汉痛笕萘糠较?，電力行業(yè)為滿(mǎn)足人們用電需求，擴(kuò)大智能電網(wǎng)覆蓋面積，以及增加敷設(shè)里程，這就體現(xiàn)輸電技術(shù)的重要性，需要對(duì)輸電技術(shù)完善與優(yōu)化，為智能電網(wǎng)高效運(yùn)行奠定基礎(chǔ)[3]。

智能電網(wǎng)輸電，主要是通過(guò)特高壓直流輸電技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)控制智能電網(wǎng)，具有較強(qiáng)的靈活性，智能電網(wǎng)輸電過(guò)程中，無(wú)須提前設(shè)置落點(diǎn)，在遠(yuǎn)距離、大功率，以及對(duì)點(diǎn)電能傳輸中應(yīng)用較廣泛。智能電網(wǎng)建設(shè)中，融入輸電技術(shù)，可以對(duì)智能電網(wǎng)建設(shè)狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控，第一時(shí)間控制智能電網(wǎng)運(yùn)行中出現(xiàn)的故障，提升智能電網(wǎng)運(yùn)行效率。另外，智能電網(wǎng)建設(shè)中，主要裝置便是波形變換器和超導(dǎo)無(wú)功補(bǔ)償?shù)?，其技術(shù)包括直流濾波技術(shù)、柔性交流輸電技術(shù)、串聯(lián)補(bǔ)償技術(shù)等。柔性交流輸電技術(shù)作為電力工程技術(shù)組成部分，包括電子技術(shù)、電力技術(shù)，以及微電子技術(shù)和通信技術(shù)等，柔性交流輸電技術(shù)可以調(diào)整智能電網(wǎng)輸電方式，促使智能電網(wǎng)輸電具備靈活性，提升經(jīng)濟(jì)性能，加強(qiáng)智能電網(wǎng)輸電能力，實(shí)現(xiàn)大功率、遠(yuǎn)距離輸電要求，為工業(yè)、企業(yè)以及人們?nèi)粘Ｉ钐峁└哔|(zhì)量電能。

智能電網(wǎng)建設(shè)，真正應(yīng)用輸電技術(shù)過(guò)程中，技術(shù)人員需要嚴(yán)格控制電能質(zhì)量，電能質(zhì)量與供電質(zhì)量有緊密聯(lián)系，若電能質(zhì)量較差，直接影響供電質(zhì)量，為保證智能電網(wǎng)運(yùn)行的安全與穩(wěn)定，技術(shù)人員應(yīng)對(duì)各類(lèi)技術(shù)進(jìn)行調(diào)整與完善，并且熟練掌握輸電技術(shù)各個(gè)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，針對(duì)輸電技術(shù)應(yīng)用注意事項(xiàng)進(jìn)行明確，使用超導(dǎo)無(wú)功補(bǔ)償，提升智能電網(wǎng)建設(shè)效率。無(wú)功補(bǔ)償裝置選擇過(guò)程中，技術(shù)人員應(yīng)選擇靜止無(wú)功補(bǔ)償器，或者選擇靜止同步補(bǔ)償器，靜止無(wú)功補(bǔ)償器作為并聯(lián)裝置，具體結(jié)構(gòu)如圖2 所示，L 作為電抗器，C 作為電容器，SCR 作為可控硅。另外，靜止同步補(bǔ)償器也可以被稱(chēng)為新型靜止無(wú)功發(fā)生器，其具體的結(jié)構(gòu)如圖3 所示。均可以為智能電網(wǎng)建設(shè)提供助力。

圖2 靜止無(wú)功補(bǔ)償器工作結(jié)構(gòu)

圖3 靜止同步補(bǔ)償器工作結(jié)構(gòu)

3.3 新型能量轉(zhuǎn)換技術(shù)智能電網(wǎng)建設(shè)中應(yīng)用

我國(guó)雖然屬于人口大國(guó)，地域遼闊，自然資源豐富，如果智能電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中，缺少可持續(xù)發(fā)展觀念，便會(huì)嚴(yán)重影響我國(guó)能源可持續(xù)發(fā)展，智能電網(wǎng)建設(shè)中，利用新型能量轉(zhuǎn)換技術(shù)，為人們提供高質(zhì)量的供電服務(wù)。另外，深度挖掘太陽(yáng)能資源，并充分利用太陽(yáng)能資源，為新型能量轉(zhuǎn)換應(yīng)用奠定基礎(chǔ)，避免煤炭資源消耗，為太陽(yáng)能發(fā)電提供保障，符合我國(guó)綠色環(huán)保的發(fā)展理念[4]。

社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中，能源占據(jù)重要地位，據(jù)調(diào)查顯示，我國(guó)能源消耗越來(lái)越嚴(yán)重，能源總量不斷下降，智能電網(wǎng)建設(shè)，應(yīng)秉持綠色環(huán)保建設(shè)理念，為智能電網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。傳統(tǒng)電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)消耗大量能源。甚至還會(huì)破壞生態(tài)環(huán)境，而智能電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中，利用新型能量轉(zhuǎn)換技術(shù)，可以有效避免能源過(guò)度消耗，提升清潔能力利用率，有助于提升智能電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性，向用戶(hù)提供高質(zhì)量的能源供給服務(wù)。伴隨人們對(duì)電力需求不斷增加，電力行業(yè)擴(kuò)大智能電網(wǎng)覆蓋面積，已經(jīng)是必然趨勢(shì)，確保電力運(yùn)輸效率，現(xiàn)階段，新型能量轉(zhuǎn)換技術(shù)，主要包括分布式和再生式。分布式又包括分布式儲(chǔ)能、分布式發(fā)電，分布式儲(chǔ)能主要是通過(guò)蓄電池和超導(dǎo)儲(chǔ)能兩種方式，擴(kuò)大能源儲(chǔ)存量。分布式發(fā)電主要是通過(guò)風(fēng)能、水能以及太陽(yáng)能等，實(shí)施發(fā)電，通過(guò)這兩種方式，不僅可以為用戶(hù)提供高質(zhì)量輸電，還可以?xún)?chǔ)存供電量，避免智能電網(wǎng)建設(shè)中，影響生態(tài)環(huán)境，與我國(guó)倡導(dǎo)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略相契合。智能電網(wǎng)建設(shè)中，通過(guò)可再生能源，為智能電網(wǎng)順利建設(shè)提供保障，并且滿(mǎn)足生態(tài)環(huán)保發(fā)展戰(zhàn)略要求，具有重要作用。

3.4 變電技術(shù)在智能化電網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用

變電站，在智能電網(wǎng)中起到轉(zhuǎn)換電壓、調(diào)整電能和電力運(yùn)輸設(shè)備、控制電力流向等，要想將煩瑣的電壓電網(wǎng)整理在一起，便可以使用變壓器。電力運(yùn)輸過(guò)程中，涉及長(zhǎng)距離的電力輸送，需要使用變壓器，將低電壓調(diào)整為高壓電，再將用戶(hù)周?chē)母邏弘娬{(diào)整為低壓電。智能電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中，變電站具有自動(dòng)化、自愈化以及信息化優(yōu)勢(shì)，電力工程技術(shù)，應(yīng)用在智能電網(wǎng)變壓環(huán)節(jié)，可以對(duì)變電站運(yùn)行情況實(shí)時(shí)監(jiān)控，利用光電互感器和濾波技術(shù)對(duì)智能電網(wǎng)全面控制與管理，收集智能電網(wǎng)運(yùn)行中，產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，搭建數(shù)據(jù)模型，模擬智能電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，一旦智能電網(wǎng)存在潛在問(wèn)題，精準(zhǔn)識(shí)別并解決，提升智能電網(wǎng)運(yùn)行統(tǒng)一管理水平。

3.5 配電和用電技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用

配電技術(shù)作為智能電網(wǎng)建設(shè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，主要為供電用戶(hù)傳輸電能，傳輸電能過(guò)程中，技術(shù)人員需要及時(shí)調(diào)整中低壓，確保電能傳輸?shù)捻樌?。電力工程技術(shù)在配電應(yīng)用過(guò)程，主要包括配電自動(dòng)化技術(shù)、測(cè)量技術(shù)以及智能儲(chǔ)存技術(shù)等。而用電技術(shù)作為智能電網(wǎng)的組成部分，伴隨用戶(hù)對(duì)電能運(yùn)輸質(zhì)量不斷提出新要求后，電力行業(yè)越來(lái)越重視智能電網(wǎng)管理，繼而推動(dòng)智能電網(wǎng)建設(shè)。電力工程技術(shù)，在智能電網(wǎng)用電過(guò)程中，主要涉及智能電表和采集數(shù)據(jù)以及處理數(shù)據(jù)等，改變傳統(tǒng)計(jì)費(fèi)方式，避免能源過(guò)度消耗，滿(mǎn)足用戶(hù)高質(zhì)量輸電需求[5]。

3.6 確保智能電網(wǎng)結(jié)構(gòu)合理

智能電網(wǎng)不僅能夠保證電力網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，還可以靈活調(diào)整電力網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，根據(jù)所在地區(qū)的電力需求，針對(duì)性調(diào)整，智能電網(wǎng)結(jié)構(gòu)調(diào)整過(guò)程中，應(yīng)注意以下4 點(diǎn)：①為保證高壓電網(wǎng)運(yùn)行安全性與穩(wěn)定性，技術(shù)人員應(yīng)科學(xué)合理調(diào)整智能電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。②針對(duì)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)框架建設(shè)，電力行業(yè)應(yīng)加大建設(shè)力度。我國(guó)各個(gè)地區(qū)，應(yīng)率先建設(shè)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)框架，再逐步完善智能電網(wǎng)。③目前，我國(guó)城市、農(nóng)村對(duì)電力的需求量存在明顯差異，電力行業(yè)應(yīng)根據(jù)各個(gè)地區(qū)用電實(shí)際情況，以及對(duì)具體用電量全面分析，確保智能電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模。電力行業(yè)可以率先從城市開(kāi)始，再逐步完善農(nóng)村智能電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。④科學(xué)合理調(diào)配電力輸送網(wǎng)絡(luò)，提升智能電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性。智能電網(wǎng)結(jié)構(gòu)完善過(guò)程中，需要提前制定智能電網(wǎng)建設(shè)方案，滿(mǎn)足各個(gè)地區(qū)基本用電需求后，再制定完善的電力分配方案。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，伴隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，電力行業(yè)為滿(mǎn)足人們供電需求，應(yīng)建設(shè)智能電網(wǎng)，并且融入電力工程技術(shù)，明確電網(wǎng)質(zhì)量等級(jí)，提升電力運(yùn)輸穩(wěn)定性，電力工程技術(shù)無(wú)論是經(jīng)濟(jì)、能源，還是環(huán)保方面都發(fā)揮著重要作用，電力行業(yè)科學(xué)合理利用電力工程技術(shù)，完善智能電網(wǎng)系統(tǒng)，為人們提供高質(zhì)量的供電服務(wù)。