電力工程技術在智能電網建設中的應用

馮偉

【摘 要】本文對我國智能電網建設的成就進行了梳理和展望。因為智能電網具有現(xiàn)代化、信息化的特點，電力工程技術在智能電網的建設中就起著十分重要的作用。因此，文章對電力工程技術在我國智能電網建設中的應用做了詳細的分析，希望能夠對同行有所幫助。

【關鍵詞】電力工程技術；智能電網；電網建設；應用

當前，全球氣候變化特別顯著，人口也保持增長態(tài)勢。能源問題正在逐漸凸顯，尤其是爆發(fā)金融危機以后，能源問題更為嚴重。這時有必要建設智能電網，將其作為本國的重要發(fā)展產業(yè)。中國是全球人數(shù)排名第一的國家，雖然國土面積有960萬平方公里，可是地區(qū)發(fā)展不平衡，能源在我國的分布也不均衡。在建設智能電力網絡時，應當結合本國的基本國情，之后以此為基礎加以建設。

外部條件的變化對電網的運行和養(yǎng)護提出了較高的要求，人們開始重視智能電力網絡此種發(fā)展模式。構建智能電力網絡時，有計劃地引進電力工程技術可以增快電網的建設速度。在智能電力網絡構建時運用電力工程技術，可以節(jié)省能源、保障電力平穩(wěn)運送、檢查系統(tǒng)產生的事故、解決能源消耗問題，因此應該明確電力工程技術在智能電網建設過程所起到的作用。

一、智能電網簡述

智能電網是一個電力體系，其包含多個配電體系與輸電體系。電力網絡能夠對公司的需求與電力市場的總體需求加以迅速反應。智能電網的結構特別智能，可以迅速地傳輸信息，為用戶提供更高品質的服務。立足于長期發(fā)展的角度，建設電網投資最少的方式是構建智能電網。

當前，全球的平均氣溫在上升，全球的人口也在迅速增多，能源問題正在逐漸凸顯，因此人們開始嘗試建設智能電網。爆發(fā)金融危機以后，美國為了讓經濟迅速復蘇，大力建設智能電網。建設智能電網的目的是緩解能源緊張局面，且利用電網的建設來推動其他領域的發(fā)展。中國是全球人數(shù)排名第一的國家，雖然國土面積有960萬平方公里，可是地區(qū)發(fā)展不平衡，所以，在建設智能電力網絡時，不可照搬其他國家的做法，而應結合我國的基本國情，并且還應當明晰建設的重點。當前中國智能電網的建設目標是“堅強智能電網”，將架構的建設與信息自主化相融合。

二、智能電網建設中電力工程技術的整體運用

（一）發(fā)電過程中的運用

作為有較高技術含量的電力工程技術，通過對電子設備實現(xiàn)了電能的轉化和控制，極大的降低了電能的消耗和機電設備的損耗，極大的提高的發(fā)電機和機電設備的工作效率。隨著電容技術的發(fā)展，目前市場上使用的半導體功率元件的容量有了很大的提高，并朝著高壓的方向發(fā)展。并且，電力工程技術中也涌現(xiàn)出一大批高精尖技術，如同步開斷技術的智能開關、新型超高壓輸變電技術的高壓直流輸電、電氣傳動技術的高壓變頻等等。

（二）電源部分的運用

為了滿足用戶的不同電子設備和電器元件的用電需求，電力工程技術能夠為接入智能電網的用戶提供個性化的電源供應，如直流電源、交流電源、恒定頻率的交流電源等等。舉個例子，蓄電池充電一般采用直流充電的技術，但變電所就可以采用直流電源和交流電源的充電方式，而大型的電子計算就已采用高頻的開關電源。

（三）輸電過程中的運用

因為智能電網的運營需要的電能質量較高、電網工作狀態(tài)較為穩(wěn)定等特點，而這些條件的滿足又和電力工程技術中的諧波抑制技術和無功補償技術息息相關。隨著電力工程技術的不斷發(fā)展和智能電網建設的不斷完善，一大批適應智能電網建設需求的新型裝置也大量涌現(xiàn)，比如超導無功補償裝置和薄型交流變換器等等。對于輸電工程線路較長、輸電容量較大的時候，一些國家通常采用直流電的輸電方式。而我國的此類輸電線路的發(fā)展，特別是高壓直流電的輸電線路，通常采用晶閘管變流裝置來作為送電和受電兩端的整流閥和逆變閥裝置。我國對這些新技術和新設備的采用，不僅能極大的提高的電網輸送的容量，還能增強在極端天氣下輸電的穩(wěn)定性、這些高技術含量的裝置能夠有效解決電力輸送過程中出現(xiàn)的電網突然斷電和電壓的不穩(wěn)定等現(xiàn)象，極大的提高了電網工作的穩(wěn)定性和供電的質量。因此，我們在新型智能電網建設中應該采用這些經過了實踐檢驗的高技術含量和高效率的電力工程技術和相關的配套裝置。

三、智能電網建設過程中電力工程技術的具體應用

（一）電能的質量優(yōu)化技術

電能的質量優(yōu)化技術在智能電網建設中的運用主要通過在電能的質量等級劃分和電能質量評估體系級完備建設的基拙上對用電幾口的經濟性能進行分析，并因此建立用戶經濟性和技術等級兩個質量評估體系，并在用戶需求的不斷滿足和用電市場不斷規(guī)范的基拙上促進智能電網建設朝著經濟和高質量的方向發(fā)展。具體來說，電能的質量優(yōu)化主要包括直流有源濾波器技術、自適應靜止無功補償技術和連續(xù)調諧濾波器關鍵技術等。這些技術的采用能夠有效的提高電能運輸?shù)馁|量，并且極大的降低電能的使用成本，具有較強的價格優(yōu)勢，在環(huán)境保護和能源可持續(xù)利用方面效果顯著，因此具有良好的發(fā)展前景和應用前景。

（二）柔性交流輸電技術

柔性交流輸電技術是可以將污染小的新型清潔能源輸入電網的技術，它是在微電子技術、電子技術和相關通信控制技術發(fā)展的基拙上發(fā)展而來的能夠對交流輸電實現(xiàn)靈活控制的技術。因為我國的智能電網建設輸送的只要是超高壓的輸變電，所以需要在建設過程中將污染小的新型清潔能源加入智能電網，并借此實現(xiàn)能源的隔離。因此，柔性交流輸電技術很好的適應我國智能電網發(fā)展的新趨勢，把電力工程技術的發(fā)展和我國智能電網的建設郵寄的結合起來，從而促進智能電網的建設，保證智能電網的良性穩(wěn)定運行，極大的降低輸電過程中的電能損耗，同時智能電網的輸電能力也有了很大的提高。

（三）高壓直流輸電技術

目前，我國輸電主要采用的是直流電的輸電方式，但是輸電的許多環(huán)節(jié)確實交流電。因此，采用高壓直流輸電技術能夠很好的實現(xiàn)輸電網絡整流、逆變的工作狀態(tài)的轉變。同時，在重量輕的直流輸電系統(tǒng)中采用可以關斷元件的換流器可以有效的提高輸送電流的穩(wěn)定性和可靠性，并且具有很高的性價比。更重要的是，高壓直流輸電技術還能在為遠距離孤立區(qū)域提供穩(wěn)定的供電。因此，隨著我國國民經濟的不斷發(fā)展和祖國邊疆的開發(fā)，適應遠距離輸電的高壓直流輸電技術必將獲得越來越廣泛的運用，在更遠距離和更大容量的輸電工程中獲得廣闊的發(fā)展空間。

（四）能源轉換技術

全球變暖和能源短缺的現(xiàn)實問題使得世界各國致力于開發(fā)各種新型清潔能源，也就是盡可能的降低能源的污染排放和能源的消耗量。因此，通過使用先進技術進行能源的轉換和高效利用已經成為了現(xiàn)代低碳經濟能源利用的核心。目前，我國著重開發(fā)大規(guī)模電廠并網技術。電網未來的發(fā)展趨勢應該是范圍大、運行可靠的光伏發(fā)電技術等。但是，我國的能源轉換技術和世界先進水平還有叫的的差距。因此，我們要加大相關的技術和資金投入，進一步研發(fā)能源轉換的核心技術。比如，智能電網建設中能量轉換技術的發(fā)展方向就是提高可再生能源的利用率和各種并網技術的效率等。

四、結束語

我國國民經濟的迅速發(fā)展和人民群眾生活水平的不斷提高給我國智能電網的建設提供了廣闊的發(fā)展機遇和發(fā)展空間，作為具有極大潛力的電力工程技術在我國現(xiàn)代電網的建設中起著十分重要的作用。本文通過對智能電網的特點和發(fā)展趨勢、電力工程技術在智能電網中總體運用和具體技術的應用等進行了詳細的分轉換和利用效率具有十分重要的作用。

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