電力工程技術在智能電網(wǎng)建設中的應用探究

濟南城建集團有限公司 楊 坤 胡明華

1 智能電網(wǎng)建設概述

內(nèi)涵。從某種角度來看，不管是電力工程質(zhì)量還是電網(wǎng)建設質(zhì)量，都會對國民經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生較大影響，同時也會對生活水平產(chǎn)生嚴重影響。然而基于人口數(shù)量的迅速提升，再加上化石能源的不斷應用，使得全球變暖現(xiàn)象越來越嚴重，產(chǎn)生了一系列的環(huán)境問題，這對人類社會發(fā)展是一項較大的挑戰(zhàn)。對此，強化智能電網(wǎng)建設有助于更好地處理能源危機問題，優(yōu)化其發(fā)展模式，進一步帶動有關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，具有關鍵的現(xiàn)實意義。

特點。我國的人口數(shù)量非常多，對能源消耗也非常大，強化智能電網(wǎng)建設既能緩解能源緊張問題，也能促進新型工業(yè)化進步，為其提供重要技術基礎。我國土地面積非常大，各個地區(qū)發(fā)展也不夠均衡，使得用電規(guī)模及高峰期也都不一樣。因此在開展智能電網(wǎng)建設過程中，應結合我國經(jīng)濟具體狀況，聯(lián)系地區(qū)經(jīng)濟情況開展綜合分析，采取循序漸進方式推動智能電網(wǎng)建設。具體進行建設時，要求智能電網(wǎng)滿足下述要求。

綠色環(huán)保。能有效借助電網(wǎng)資源，全面降低環(huán)境污染問題；堅固耐用。要求智能電網(wǎng)具備堅固的網(wǎng)架結構，這樣在惡劣的環(huán)境中也能順利運行，可以較好地適應極端天氣；高度自動化。對于智能電網(wǎng)而言，其顯著特點是具備高度自動化，能夠?qū)﹄娋W(wǎng)運行過程中產(chǎn)生的故障問題進行自動處理，保證電網(wǎng)順利運行。；性價比高。借助前沿的電力工程技術，全面節(jié)約電網(wǎng)建設及運營費用，基于科學供電的前提下，實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化；良好的交互性。就智能電網(wǎng)來說，可以對傳統(tǒng)的單向傳輸模式進行優(yōu)化，結合用戶的實際需要，運用科學的解決對策，從而全面增強服務質(zhì)量，增加用戶滿意度。

2 基于智能電網(wǎng)建設，電力工程技術探討

在開展智能電網(wǎng)建設時，根據(jù)電力工程技術可以看出，通常都表現(xiàn)為三方面：電力過程、電源領域、輸電過程。

在發(fā)電中的運用。借助電子設備對電能開展轉(zhuǎn)換，以達到電能的科學控制，最大程度減少運用過程中電能的使用，減少設備的損耗，增強發(fā)電機工作效率?；陔娙菁夹g深入發(fā)展，現(xiàn)階段市場上流行的半導體功率元件在一定程度上增加了容量，還在持續(xù)往高壓方向發(fā)展。與此同時，在電力工程技術中還產(chǎn)生了很多高精尖技術，如電氣傳動技術等。

在電源中的運用。想要更好地實現(xiàn)用戶的需要，實際開展智能電網(wǎng)設計時，通過電力工程技術科學應用可促進個性化電源供應。以蓄電池為例，往往是通過直流充電方式完成；對于變電所來說，能夠?qū)⒅绷骷敖涣鞒潆娺M行結合使用；針對大型電子計算看，通常是借助高頻開關電源來充電。

在輸電中的運用?；谥悄茈娋W(wǎng)的實際運行看，在電能質(zhì)量方面有著較高要求，同時還要求電網(wǎng)狀態(tài)足夠穩(wěn)定，為更好地實現(xiàn)這些要求，還應同電力工程技術進行有機結合，可借助其中的無功補償技術等實現(xiàn)。基于電力工程技術的進步，再加上智能電網(wǎng)的日益改進，逐漸產(chǎn)生很多能滿足智能電網(wǎng)發(fā)展需要的新型設備[1]。

就輸電工程而言，其線路非常長，還有著很大的輸電容量，部分國家往往會通過直流輸電方式來實現(xiàn)供電。就這類輸電線路看，一般會把晶閘管變流裝置當成逆變閥及整流閥?；谛录夹g及設備的使用，不但可大幅增加電網(wǎng)輸送容量，基于惡劣天氣條件下還可提升其輸電穩(wěn)定性，針對這些高技術含量設施來看，還可對電力輸送中造成的電網(wǎng)斷電及電壓不穩(wěn)問題進行科學處理，將在很大程度上增強電網(wǎng)工作穩(wěn)定性，進一步增強供電質(zhì)量。對此，在對智能電網(wǎng)進行建設時引入電力工程技術，還有對應的配套設施，有助于全面增強工程效率及質(zhì)量。

3 基于智能電網(wǎng)建設，電力工程技術的實際運用

智能電網(wǎng)建設引入電力工程技術，將表現(xiàn)為下述多個方面，其中包括高壓直流輸電等技術。文章根據(jù)我國技術發(fā)展情況，還有智能電網(wǎng)建設需要，對相關技術進行了分析。

3.1 質(zhì)量優(yōu)化技術

實際開展智能電網(wǎng)建設時，借助電能優(yōu)化技術可對電能質(zhì)量實施劃分，構建相應的評估體系，以此為前提開展經(jīng)濟性分析。圍繞用戶經(jīng)濟性及相關的技術等級，制定科學的質(zhì)量評估體系，在實現(xiàn)用戶需求、實現(xiàn)用電市場要求的前提下，持續(xù)推動智能電網(wǎng)高效發(fā)展。總之，對于質(zhì)量優(yōu)化技術來看包含一系列類型?；谶@些技術的合理運用，能夠全面增強電能運輸質(zhì)量，不但可以更好地保護環(huán)境，還能促進能源的持續(xù)利用，有著較好的市場前景。

3.2 柔性交流輸電技術

借助該項技術，能把污染相對較小的清潔能源運用在電網(wǎng)中，其是基于微電子及有關通信技術之上產(chǎn)生的，可以對交流輸電進行科學控制。就我國智能電網(wǎng)來看，只需超高壓輸變電進行建設時應盡可能地使用新型清潔能源，在此基礎上對能源進行有效隔離。對此，基于柔性交流輸電來看，可以很好地滿足智能電網(wǎng)的建設需要，將其同智能電網(wǎng)建設加以融合，有利于促進智能電網(wǎng)持續(xù)發(fā)展，確保其穩(wěn)定運行，在這一過程中，還能極大地減少實際進行輸電時使用的電能，進一步增強輸電能力[2]。

3.3 高壓直流輸電技術

現(xiàn)階段我國輸電通常是通過直流電輸電方式實現(xiàn)，然而實際進行輸電時大部分環(huán)節(jié)還是交流電。對此，借助高壓直流輸電方式可較好地滿足輸電網(wǎng)絡整流等狀況的變化需要。在這一過程中，基于重量相對較輕的直流系統(tǒng)來看，借助能夠關斷的換流器能進一步增強輸電的穩(wěn)定性及有效性，同時該方式還有著較高的性價比。最為關鍵的是，高壓直流輸電可幫助遠距離孤立區(qū)域進行供電。對此，基于國民經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展，還有邊疆區(qū)域不斷開發(fā)的情況下，通過高壓直流輸電能開展遠距離輸電，將得到大力的開發(fā)及應用，以促進遠距離及大容量工程的持續(xù)發(fā)展，為其奠定夯實基礎。

3.4 能源轉(zhuǎn)換技術

由于全球變暖問題，再加上能源日益緊張，導致各國都加強了對新型清潔能源的研發(fā)，以期最大程度地減少能源的污染排放，減少能源的消耗。對此，就需借助前沿的技術開展能源轉(zhuǎn)換，對能源進行科學利用，這是現(xiàn)代低碳經(jīng)濟發(fā)展的重點?，F(xiàn)階段加強了對電廠并網(wǎng)技術的研究，在將來發(fā)展中電網(wǎng)將成為主流趨勢，不但范圍非常大還有著較強的可靠性。然而就能源轉(zhuǎn)換技術來看，相較于世界優(yōu)秀水平我國還有待提升。對此，應提高技術及資金的投入，強化核心技術的研究。如在進行智能電網(wǎng)建設時，借助能力轉(zhuǎn)換技術，可有效增強能源利用率及技術工作效率。

4 智能電網(wǎng)中關鍵電力工程技術的運用

4.1 建立網(wǎng)絡拓撲

就智能電網(wǎng)而言，為更好地發(fā)揮相應的作用，應先確保結構的靈活性，這是最為基礎的。根據(jù)我國發(fā)展狀況來看，基于電能分配上還有著諸多的問題，怎樣有效處理這些問題還應進一步開展分析。基于智能電網(wǎng)建設來看，應具備堅強的高壓電網(wǎng)，對此應當促進特高壓電網(wǎng)的發(fā)展，將其當作電網(wǎng)基本架構，在這一過程中，還應促進區(qū)域性電網(wǎng)建設，把區(qū)域中的電網(wǎng)有效連接在一起，推動電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展[3]。此外，在開展智能電網(wǎng)建設過程中，還應持續(xù)完善配電網(wǎng)結構，進一步增強配電網(wǎng)安全性，讓它可同微網(wǎng)和分布式電源有機結合。基于以上技術的應用，要求有關建設者應立足于長遠眼觀，促進智能電網(wǎng)持續(xù)發(fā)展。

4.2 健全開放性通信系統(tǒng)

基于智能電網(wǎng)建設來看，信息及通信技術是十分關鍵的構成部分，這兩項技術的運用可持續(xù)增強電網(wǎng)智能化水平。針對信息傳輸系統(tǒng)而言，可以促進實時信息傳輸。在對智能電網(wǎng)進行構建時，為確保其設計的科學性，還應強調(diào)多層布置，把電力業(yè)務同有關的信息技術進行全面融合，以促進信息全面共享，降低信息的不必要浪費現(xiàn)象，避免無關的操作。針對信息平臺進行建設時，想要更好地確保平臺的堅固性及防御性，還需對現(xiàn)階段的通信網(wǎng)絡開展深層次分析，結合智能電網(wǎng)特點，有效引入新型通訊技術。

4.3 使用高級電力設備

在智能電網(wǎng)構成中電力設備十分關鍵，不但可以優(yōu)化電能質(zhì)量，給予客戶相應的電力，還能基于電網(wǎng)系統(tǒng)開展能量轉(zhuǎn)換，就整個發(fā)電及配電等過程來看，電子設備具有關鍵性的作用。根據(jù)現(xiàn)階段的電力系統(tǒng)來看，電力電子設備包括多種類型，如大功率全控型器件，實際進行運用時常見的類型有動態(tài)電壓恢復器及多功能固態(tài)開關等。

4.4 靈活調(diào)度與廣域防護系統(tǒng)運用

在進行智能電網(wǎng)建設中最為關鍵的部分為智能調(diào)度，就智能調(diào)度來看，可以對目前調(diào)度控制中的全部功能進行延伸。其中，有關的調(diào)度支持技術能夠?qū)χ悄苷{(diào)度建設進行全面分析，有助于增強調(diào)度系統(tǒng)的駕馭能力，對資源配置進行完善，增強電網(wǎng)的風險防御力，具有較大的現(xiàn)實意義。在開展智能電網(wǎng)調(diào)度時，最為關鍵的是應保證電網(wǎng)的靈活調(diào)控。其調(diào)度目標是構建信息控制系統(tǒng)，從而對電力系統(tǒng)元件開展科學控制，促進系統(tǒng)的協(xié)調(diào)及恢復等，構建多道安全防線[4]?？傊?，就智能調(diào)度來看，其目的是開展在線決策，避免災變的發(fā)送，對大面積連鎖故障進行預防。

4.5 高級讀表體系和需要側(cè)管理

就智能電網(wǎng)核心而言，主要是構建智能判斷及調(diào)節(jié)系統(tǒng)。其中的人、網(wǎng)和分布式可以對用戶信息開展全面監(jiān)控，通過最安全的形式把電能配置給客戶，以達到電能的合理配置，增加能源利用率，確保電網(wǎng)有效性。對此，實際進行電網(wǎng)建設時應先對用戶的用電特點有一個全面的認識，以達到供需平衡，在對高級讀表體系進行運用時，不僅可以讓用戶加入實時市場，還能開展遠程監(jiān)控，促進用戶側(cè)管理，構建智能化管理體系，促進企業(yè)和用戶之間的良好互動，充分發(fā)揮其營銷管理作用?；诳萍嫉倪M步，在日后發(fā)展中，智能電表的相關功能也將得到大面積延伸，可能會同互聯(lián)網(wǎng)路由器的作用進行結合，從而達到電力及寬帶之間的結合。

4.6 配電自動化

電網(wǎng)實際運行時，配電自動化具有重要作用，基于智能電網(wǎng)的發(fā)展，應借助高級配電技術來實現(xiàn)，這之中應涉及用戶交互及控制系統(tǒng)等。對此，為促進電網(wǎng)自動化，還應借助復雜的控制系統(tǒng)，在此應滿足以下幾點要求：首先，系統(tǒng)的元件都應處于開放的通信系統(tǒng)中，以達到系統(tǒng)性工作；第二，借助分布式計算，對局部控制實施計算；第三，借助傳感器和通信系統(tǒng)等，對電力交換系統(tǒng)存在的問題進行科學處理，從而全面降低對電網(wǎng)運行產(chǎn)生的影響[5]。

4.7 分布式與可再生能源接入

針對分布式能源來看，它包含兩部分內(nèi)容：一是分布式發(fā)電、二是分布式儲能。對于分布式發(fā)電技術而言，其中還包含六項技術類型，如生物發(fā)電技術等。針對分布式儲能裝置來看，它包含三種類型，依次是超導、蓄電池和飛輪。針對可再生能源而言，它包括太陽能及風能等，它們極易被自然因素所影響，導致其具有較強的波動性、存在一定的間歇性，將不利于持續(xù)供電。對此，實際進行智能電網(wǎng)建設時，還應對再生能源開發(fā)規(guī)模等問題進行全面分析。只有全面解決這些問題，才能更好地彰顯電網(wǎng)的環(huán)保特點，促進電網(wǎng)健康運行。

綜上，基于國民經(jīng)濟深入發(fā)展，再加上群眾生活質(zhì)量的增強，在一定程度上促進了智能電網(wǎng)的發(fā)展，為其帶來了較好的發(fā)展空間，在現(xiàn)代電網(wǎng)發(fā)展中電力工程技術尤為關鍵。文章結合智能電網(wǎng)特征，還有實際運用等開展了分析，有助于增強技術利用效率，具有關鍵的現(xiàn)實意義。