智能電網中的電力設計關鍵技術

劉慶

摘要：隨著中國社會主義市場經濟的發展以及中國城鎮化進程的加速，人民群眾對電力能源的需要也日漸增多。但是，目前隨著環保意識的增強，電能資源日益緊張，部分省市甚至出現了大規模限電的情況，電力智能化也日益引起地方政府的關注，所以建設智慧電網已成為當前中國電力行業改革發展的重要環節。智能電網工程建設的發展對整個電力行業的發展有著重要性。盡管目前的智能電網工程建設已經得到很大的進展，并做出了前所未有的成就，但仍面臨著很多不足之處。所以，如何提高電網工程設計管理水平，使智能電網工程建設更加適應現代發展的需要，一直是電網部門所關注的問題。本文就研究智能電網中的電力設計技術提出探討。

關鍵詞：智能電網;電力設計;關鍵技術探究

引言

現代社會的方方面面都離不開電力的使用，不管人類的基本生活還是社會生產活動都離不開電力。這不僅增加了對當前供電系統能源的消耗，同時造成了供電系統壓力的不斷增加，這也就對現階段的供電系統安全提出了更高的要求。因此為了促進當前供電效率的提高，電力部門有必要在供電方案設計的工作過程中，全面重視智能供電方案設計的必要性，從根本上促進了當前供電安全運作和效率的提升。

1.當前我國智能電網的電力設計特點

1.1智能電網的電力設計具有可靠性

對于智慧電網設計工程師來說，安全的電力供電與平穩運作是在智慧電網設計中首先要考慮的因素，也是設計的重點目標。傳統的電網系統在發生了供電故障或事件后，無法持續地向終端用戶供電。所以，就有必要來建立智能供電系統來克服普通供電系統的不足。智能電網的安全可靠性既可以保證我國信息安全數據的不泄露，進而保障了我國的人民群眾財產安全。此外，智能供電還可以有效防止了計算機收到系統的損壞，既保證了供電系統的穩定性，也保障了使用者的安全性。

1.2智能電網的電力設計具有兼容性

從中國電網發展的實際情況可以看出，中國的風力發電設備基本上都集中在西北地區，然而，正是由于智能電網發展的巨大滯后，形成了巨大的電力資源浪費。因為風能發電本身的局限性其結果也具有較大的影響，風能的質量也會對電網的整體運營效果形成較大的影響，而智慧電網不但能夠徹底改變這個狀況，還能夠帶動電網總體運營效益的提升。

1.3智能電網的電力設計具有自我修復性

智能電網在電力發生故障時，能獨立診斷及時進行破壞測試，但也可以適當的最短的期限內對故障進行反應，使得事故所產生的的影響能夠降到最低程度，并且減少了供電中因供電不足而引起的故障，供電不足的問題也減輕了機組負擔的沉重損失[1]。

1.4智能電網的電力設計具有互動性

智能電網設計將智能電網的通信、信息、管理集于一體，良好的交互設計可以大大提高電能的使用效率，減少不必要的電力成本，從而大大提高電能的轉化效率和經濟效益，同時，完善的交互設計也讓用戶更加準確的了解家庭電價、用電、用電等基本信息，從而使家庭用電更加科學合理的使用。電力企業還可以及時獲取用戶信息，改善互動體驗，提高用戶滿意度，豐富電力行業的增值服務。

2.目前我國智能電網的現狀分析

目前，中國正構建資源節約型與環境友好型的經濟社會，以推動環境和經濟與社會的均衡發展。智慧供電技術的發展，已構成了一種比較完整的供電體系，促進了中國技術企業和國家電網公司技術的不斷創新，已形成了中國供電設計的共同的目標和特點，也形成了中國電力行業不斷發展的新態勢[2]。智慧供電技術充分利用了現代計算機技術、通信技術與傳感器檢測技術的融合，進而形成了更加穩定的體系進行智慧供電輸電，將現代電力網絡信息技術與傳統電力系統巧妙地融合在一起，并運用現代計算機信息技術與通訊信息技術來優化供電系統。就這樣，智慧供電既具有了綠色、高效、集中、協調發電供應的優點，又減少了傳統電力發電技術對環境污染，進而優化了供電系統運行中的設備配置，從而達到了高效、環保、安全、經濟的目的。因此，國家必須要需要完善智慧電力系統的設計，讓電能資源可以有效進行引導、輸送以及對電能的有效綜合利用，既可以比較科學合理地使用電能，又可以推動國家社會經濟的發展。

3.智能電網在電力技術及電力系統規劃中的應用優點

隨著中國現代社會的高速發展，中國智慧電網已通過利用計算機和網絡中的數據處理技術、大數據分析技術、網絡無線通信技術、智慧電力安全管理系統等領先科學技術，已逐步形成了一個國家對智慧電力的自主監測與安全管理體系。這并不是對現有城市輸配電管理方法和網絡技術的簡單變革，而是通過利用各種更先進的城市供電網絡設備和信息技術，提升了智能配電網及管理網絡的可靠性和總體效率等。

3.1智能電網能夠擴展電網范圍

將傳統電力系統和與智慧電網技術的全面融合，是實現現代電網智能化的重要關鍵技術。同時，還有助于提高整個供電系統運營的安全和穩定性，從而積極增加了電力系統在整個社會的影響力和經濟效益性。隨著我國現代電網智慧技術的提高和快速發展，各種新能源技術也在智能供電系統中得到了應用，可以提高對智能供電系統的管理水平，并增加了智能供電系統的運營規模。但鑒于中國幅員遼闊，人口基數較大，因此對電力資源的依賴程度和需要量也很大，尤其是西北地區[3]，所以，很有必要考慮通過設置一種智能供電系統技術來聯接整個供電系統。將智能供電系統技術和傳統的供電系統技術相結合，就能夠為整個中國電網建設提供更加安全的技術支持，進而保障整個系統的順暢運作。

3.2智能電網能夠提高抵御風險的能力

智能電網風險主要來自計算機收到了病毒的攻擊，所以，智能供電管理系統公司應該可以通過持續的技術創新來提升自己的安全體系，從而實現將自己的安全防護系統始終保持在最新的版本，以便于讓整個電力系統在所有條件下都可以平穩地供電。當智能電網自動控制和處理系統中發生的外部損壞時，控制器就可以在正常工作狀態下進行診斷，從而把系統無法正常工作的部分從控制器中分離，在不影響整體系統正常工作的狀況下有效工作，從而真正提高了整體系統的正常工作特性。

4.智能電網中的電力設計關鍵技術分析

4.1節能減排技術分析

在當前經濟社會發展快速發展中，節能減排一直是供電系統設計的基本目的。因為傳統的供電系統會對周圍的自然環境產生會產生很大的環境影響，同時在對整體的電力消耗控制方面也不是很好。隨著當前自然能源的減少，環保意識的增強，對整個電力能源資源的智能合理利用逐漸形成一種發展趨勢。因此，在智能電網視野下進行供電設計中必須要將節能減排放在重要位置。智能電源使用計算機等新技術使得電力管理能夠效率更高，在整個配電過程，可以大大提高資源的最大利用效率，并能準確地處理減壓和分流過程，也極大地提高了整個電力傳輸過程的準確性。在電力建設設計中必須運用最新的科技發展，進而避免了輸電電壓的不合理不會造成電能的損失，滿足了節能減排的需要，并逐步改善電力輸送過程中的弊端。同時，根據現階段出現的中國電網資源被盜的狀況，將引入智慧供電系統，可以更快的定位位置，也更方便地打擊罪犯，防止國有資源的浪費，在現階段我國還需要進一步提高全國人民對電力智能化工作的關注程度，把節能減排科技運用于建設智能的電網系統，最大程度的地追求低碳經濟，推動電力的有效使用[4]。

4.2能源轉換技術分析

低碳經濟也是我國未來經濟發展的重點方面之一，其內容之一就是對能量轉化科技進行創造與運用。目前，太陽能、風電等可再生能源的運用技術，已經成為全球能量轉化領域最主要的研究熱點。通過對中國電力系統的發展狀況進行全面系統分析，基于并網技術和光伏發電安全、平穩、運用范圍廣泛的特點，將成為未來中國電網的主要發展方向。能源轉換技術在我國還處于發展的早期階段，相關的技術標準還不完善，有必要進一步探索研究開發和利用。因此，在我國的智能電網建設中，有必要大力加強并網技術的研究、發展與應用，重點是對可再生能源技術進行研發與利用，從而達到對能量的最高效能的使用，降低了能源消耗以及發電對于自然環境的污染，從而真正達到了低碳經濟的可持續發展宗旨。

4.3智能儀表技術分析

當下在客戶服務中常見的配置智能電表是對于智能電網應用最為廣泛的方法。智能儀表的設置地點和一般儀表一樣，該型智能儀表具備了雙向通信監測功能，可以監控供電服務，監控波形，并完成計費記錄的電流電壓狀態，這樣，智能電測儀表就能夠產生并記錄下用戶的歷史數據，提供用電規劃與操作應用，使得電力評估的工作更為高效。在其中，智能電能表最明顯的優勢在于實時計費，其發展更傾向于電力系統的負荷平衡模式。

4.4智能固態表針技術分析

智慧固態電表技術的運用，不僅可以實現對全市用電總量的詳細記錄，以達到供電用戶的基本用電需求之外，還可以實現在用電高峰期時間合理用電的目的。此外，該技術記錄的關鍵數據也為電力部門的能源規劃與決策提供了基礎，從根本上促進了能源利用效率的有效提高。

4.5實時信息采集與處理技術分析

智能電網可以立即收集和管理信號，一旦發生電力設備短路或其他故障，收集的結果可以進行實時分析，這樣就可以獲得相對準確的信息數據，提高數據的準確性，及時定位檢查故障處，有效地提高事故調查和處理的效率，提高智能電網的整體質量。

4.6柔性交流電輸電技術分析

所謂的柔性交流電力傳輸技術，是指一項集合了現代電氣信息技術、微處理技術、工業電子和光通信等技術為一體，能在短時間內實現對交流電力監控的新型信息傳輸技術。在智能電流感應下，大幅提升了輸電質量，并拓寬了電能調節范圍，使輸電線路和輸電容量也更加穩定。該技術可以解決當再生能源發電不足時的問題，同時通過合理結合控制技術和電源設計技術，大幅提升了電源能力，進而增強了智慧電網運營的穩定性和可靠性。。

4.7高速雙向通信技術分析

在實際應用過程中，高速雙向通信技術的最主要目的就是對智能電網進行在線自我監控，對電網損壞的詳細情況進行科學分析，從而使其能夠利用自身的功能自動修復損壞情況。在這種技術的成熟使用后，建設智能電網的最主要目的也就不僅僅達到了實時監控電網的安全運作，同時還增強了不斷完善的網格的自動控制能力，并由此奠定了良好的科技基石為網格系統的安全穩定運營。

4.8高壓直流輸電技術分析

目前，雖然在工作和生產過程中都采用傳統的交流電，不過在實際用電過程中還是用直流電傳輸。高壓直流電能夠利用控制器使電網逆變和整流的特殊情況，使得電流傳遞能夠比較平穩、經濟、方便，所以，高壓直流輸電技術將獲得更廣闊的應用，前景也值得高度關注。

5. 結語

電網工程對國家經濟社會發展具有巨大的深遠影響，而傳統電網系統在運營中如果發生線路故障，很有可能導致重大安全事故或者電能中斷，甚至危害社會生產和一般群眾的正常生活，所以建設智能電網工程的巨大意義是無法替代的，也同時是趨勢所在。在智能供電的工程設計中，一定要針對智能供電的具體工作要求和特性開展設計，除了綜合考慮關鍵因素之外，工程設計人員還需要掌握一定的工程技術基礎知識與豐富的設計經驗，并在實際工作中培養專業知識能力和綜合素養，以提高供電方案設計的合理性與安全性，并保持我國供電系統工作的長久穩定性，從而促進我國供電領域智能工程技術的深入發展。

參考文獻

[1]施軍， 沈凱. 芻議智能電網中的電力設計有關技術[J]. 電力系統裝備， 2019（20）：2.

[2]王藝霏， 李賢， 來驥，等. 基于隨機矩陣理論的智能電網大數據體系結構設計[J]. 計算技術與自動化， 2019， 38（3）：5.

[3]崔文俊， 湯壽泉. 構建一流智能電網標準設計體系研究實踐[J]. 南方能源建設， 2020， 7（S01）：7.

[4]花新華. 電力工程技術在智能電網建設中的運用研究[J]. 探索科學， 2019（4）：1.