電力工程技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)中的運(yùn)用

劉 欣

（徐州三新供電服務(wù)有限公司，江蘇 徐州 221000）

中國(guó)的人口越來越多，能源消耗也越來越快，其中就有電能。目前，我國(guó)正在加速建設(shè)智能電網(wǎng)。電力工程技術(shù)是智能電網(wǎng)建設(shè)的核心技術(shù)，這一發(fā)展和變革也受到了政府和相關(guān)部門的高度關(guān)注。要從源頭上提升電力工程的技術(shù)水平，就需要對(duì)其進(jìn)行全面的認(rèn)識(shí)和調(diào)研，在此基礎(chǔ)上，對(duì)電力工程技術(shù)進(jìn)行了進(jìn)一步的優(yōu)化與改進(jìn)。根據(jù)當(dāng)前電力工程技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀，智能電網(wǎng)在今后的發(fā)展中將會(huì)是一個(gè)非常大的發(fā)展方向。

1 智能電網(wǎng)概述

與常規(guī)電網(wǎng)相比較，采用了新的自動(dòng)化控制技術(shù)和現(xiàn)代通訊技術(shù)，使得電力的利用更加穩(wěn)定、高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保。當(dāng)前，我國(guó)電力工業(yè)對(duì)電力工程技術(shù)的研究與應(yīng)用十分重視，但在電網(wǎng)建設(shè)與使用過程中，仍然存在著大量的能耗問題。在智能電網(wǎng)建設(shè)中，應(yīng)充分利用可再生資源，如風(fēng)能、太陽能等，并充分利用其節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使得智能電網(wǎng)具有更高的故障報(bào)警和處理能力，能夠?qū)崿F(xiàn)故障的自動(dòng)診斷和修理，并能夠定期進(jìn)行自我檢查，保證電網(wǎng)的安全。總體而言，智能電網(wǎng)節(jié)能環(huán)保，結(jié)構(gòu)牢固，人機(jī)交互能力強(qiáng)。建立智能化的電網(wǎng)，可以對(duì)所用的電能進(jìn)行科學(xué)的配置，方便管理。智能電網(wǎng)的建設(shè)已成為全球關(guān)注的熱點(diǎn)，之前，美國(guó)經(jīng)濟(jì)的前景是很好的，美國(guó)政府將建立智能電網(wǎng)作為應(yīng)對(duì)能源危機(jī)的重要策略，并以智能電網(wǎng)的建設(shè)帶動(dòng)其他產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。中國(guó)國(guó)土遼闊，資源豐富，人口眾多，也會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生巨大的能源消費(fèi)，同時(shí)中國(guó)在能源分布方面存在著嚴(yán)重的失衡，所以在建立智能電網(wǎng)時(shí)，必須充分考慮中國(guó)的實(shí)際條件。當(dāng)前，我國(guó)正在進(jìn)行智能電網(wǎng)建設(shè)，其目標(biāo)是把具有較強(qiáng)結(jié)構(gòu)的智能建筑與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有機(jī)地結(jié)合起來。

2 智能電網(wǎng)特點(diǎn)

由于中國(guó)人口持續(xù)增加，能源、資源總量銳減，氣候變暖問題日趨嚴(yán)峻，給人類的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展帶來了極大的不利影響。因此，加強(qiáng)智能電網(wǎng)的建設(shè)，對(duì)推動(dòng)我國(guó)電力工業(yè)發(fā)展、節(jié)約能源具有重要意義，同時(shí)對(duì)推動(dòng)社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展起著舉足輕重的作用。中國(guó)人口多，能源消耗最大，智能電網(wǎng)的建成，將為解決我國(guó)目前能源緊缺問題，為實(shí)現(xiàn)工業(yè)化發(fā)展奠定技術(shù)基礎(chǔ)。在建設(shè)智能電網(wǎng)時(shí)，必須從中國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r出發(fā)，不斷地推動(dòng)中國(guó)的智能電網(wǎng)建設(shè)與發(fā)展。

2.1 環(huán)保節(jié)能

綠色節(jié)能可以有效地解決在智能電網(wǎng)建設(shè)中出現(xiàn)的能源不足等問題，同時(shí)還可以循環(huán)利用加工能源，降低環(huán)境和社會(huì)的污染。

2.2 結(jié)構(gòu)堅(jiān)實(shí)

近幾年，由于自然災(zāi)害的頻繁發(fā)生，給電網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目帶來了很大的沖擊。但由于智能電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)比較堅(jiān)固，在將來的自然災(zāi)害中，它可以有效地保證人們的生命安全。“智能化電網(wǎng)”是一種全新的、智能化的、自動(dòng)化的電力系統(tǒng)。在電力供應(yīng)系統(tǒng)遇到惡劣天氣、事故、故障等問題時(shí)，能自動(dòng)進(jìn)行自我保護(hù)、自動(dòng)報(bào)警等功能，該特點(diǎn)為電力系統(tǒng)的整體安全提供了可靠的保障。同時(shí)，電力裝置具有較好的自我修復(fù)能力，這是指裝置的自我修復(fù)能力。智能電網(wǎng)（監(jiān)測(cè)、評(píng)估系統(tǒng)）的特性與優(yōu)越性使其能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)的故障，并及時(shí)做出反應(yīng)，比如通過報(bào)警來解決故障，從而解決故障，減少了人工故障的發(fā)生，也減少了小問題的發(fā)生，幫助系統(tǒng)的正常工作。

2.3 對(duì)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行整體的提高

電力公司要充分考慮到電網(wǎng)建設(shè)的整個(gè)過程，同時(shí)也要充分利用資源，以確保智能電網(wǎng)的運(yùn)行狀況，提高其經(jīng)濟(jì)效益。原本為了建立一個(gè)常規(guī)的電力網(wǎng)絡(luò)，要進(jìn)行大量的資源整合，因而能源資源的大量使用，也會(huì)對(duì)發(fā)電公司產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)影響。

2.4 智能電網(wǎng)可以節(jié)省人力

智能電網(wǎng)可以通過電腦進(jìn)行操作和控制。在設(shè)定好次序之后，該電網(wǎng)就能自行工作了，無需工人辛苦勞作，只需要在工作站上隨時(shí)隨地觀看，這樣就能解放勞動(dòng)力。在智能電網(wǎng)建設(shè)中，應(yīng)拋棄傳統(tǒng)的單向傳輸方式，根據(jù)社會(huì)發(fā)展需求，為用戶提供更具針對(duì)性的供電服務(wù)，以達(dá)到提高供電質(zhì)量的目的。智能電網(wǎng)是一種綜合運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)的新型電力系統(tǒng)，它不但能夠節(jié)約建設(shè)費(fèi)用，而且能夠有效地利用資源，從而產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。

3 在智能電網(wǎng)建設(shè)過程中運(yùn)用電力工程技術(shù)的原因

傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的日常工作會(huì)面臨著工作繁瑣、工作人員壓力大、相關(guān)從業(yè)者業(yè)務(wù)素質(zhì)低下的問題，在智能電網(wǎng)的建設(shè)中同樣也會(huì)有相關(guān)問題產(chǎn)生，這就需要廣大電力行業(yè)工作者不斷提高自身工作能力、完善相關(guān)制度法規(guī)、建立健全管理方法，為我國(guó)的智能電網(wǎng)建設(shè)提供源源不斷的優(yōu)秀人才以及營(yíng)造良好的工作環(huán)境。同時(shí)在智能電網(wǎng)的建設(shè)過程中運(yùn)用電力工程技術(shù)可以大幅提高能源的應(yīng)用效率，使得國(guó)家在國(guó)際能源的競(jìng)爭(zhēng)中處于領(lǐng)先地位，并且還能夠統(tǒng)籌協(xié)調(diào)各地區(qū)的能源分配，讓環(huán)境越來越好。

3.1 有利于提高智能電網(wǎng)整體的效率

該系統(tǒng)可以對(duì)反饋信息進(jìn)行精確的接收和處理，極大地避免了人為操作中出現(xiàn)的問題，使整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率得到了極大的提升。

3.2 提升電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集能力

以前，由于技術(shù)落后，采用的電力系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)智能化、自動(dòng)化，因而不能自動(dòng)將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類。目前，智能電網(wǎng)中已采用了幾種新技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電網(wǎng)整體設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)采集、分類和歸類。技術(shù)投入和系統(tǒng)優(yōu)化，能夠使得整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行更方便、更有效，整體效益也有所提升。

3.3 電源區(qū)域的應(yīng)用

電力工程技術(shù)對(duì)智能電網(wǎng)最直接的好處就是能夠?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)提供源源不斷的電能，其中既有直流供電，也有AC供電。AC供電又分為兩種：一種是變頻供電，另一種是恒頻供電。

3.4 輸電部分的應(yīng)用

在智能電網(wǎng)的運(yùn)作中，對(duì)電力系統(tǒng)的需求很大，必須要有一個(gè)持續(xù)的電源，才能保證電力的品質(zhì)，乃至整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。電力工程技術(shù)因其本身的特性，能夠?qū)o功補(bǔ)償技術(shù)、諧波抑制技術(shù)等技術(shù)有機(jī)地結(jié)合在一起，從而提高電網(wǎng)的運(yùn)行效率。隨著電力技術(shù)的不斷發(fā)展與革新，出現(xiàn)了許多智能化的電網(wǎng)設(shè)備，其中包括了薄型交流變流器、超導(dǎo)無功補(bǔ)償?shù)取?guó)內(nèi)現(xiàn)有的HVDC線路多為可控硅變換器，用于發(fā)送和接收功率，這樣既可以增加電網(wǎng)的傳輸容量，又可以增強(qiáng)電力系統(tǒng)的傳輸穩(wěn)定性，最大限度地降低斷電對(duì)電力系統(tǒng)的負(fù)面影響，從而使智能電網(wǎng)安全、穩(wěn)定地運(yùn)行。

4 電力工程技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)中應(yīng)用的有效措施

4.1 優(yōu)化電力工程技術(shù)，提高其在智能電網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用水平

隨著電力工程技術(shù)在供電、輸電、發(fā)電等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，這些領(lǐng)域中的電力工程技術(shù)的應(yīng)用水平需要進(jìn)一步優(yōu)化和提升。由于智能電網(wǎng)建設(shè)對(duì)電能質(zhì)量提出了更高的要求，同時(shí)也對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行狀況提出了更高的要求。另外，在現(xiàn)有的電力工程技術(shù)體系的基礎(chǔ)上，將傳統(tǒng)的電力工程技術(shù)和現(xiàn)代的電力控制技術(shù)相結(jié)合，使其在智能電網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用得到最大化。

4.2 智能用電計(jì)量技術(shù)

智能電網(wǎng)在電力系統(tǒng)中的最終操作是電力控制技術(shù)。在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)中，電力用戶僅靠電能表的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)量，這種計(jì)量方法不夠精確，無法適應(yīng)人們的生產(chǎn)、生活需求。將電能計(jì)量技術(shù)引入到智能電網(wǎng)建設(shè)中，不但能夠使計(jì)量數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確、穩(wěn)定，同時(shí)也能夠提高供電服務(wù)的綜合效能，使用戶能夠在任何時(shí)候都能得到便捷的用電，為居民的日常生活帶來了極大的便利。電力工程技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)電網(wǎng)調(diào)度的高效管理，同時(shí)也能解決電網(wǎng)供、配電網(wǎng)等問題，減少供電和用電的矛盾。

4.3 強(qiáng)化電力工程技術(shù)人員綜合素質(zhì)的建設(shè)力度

繼續(xù)加強(qiáng)現(xiàn)有的電力工程師隊(duì)伍，是進(jìn)一步提升智能電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用水平的一項(xiàng)有效措施。為此，各級(jí)電力企業(yè)要加強(qiáng)對(duì)電力技術(shù)隊(duì)伍的建設(shè)，要經(jīng)常組織網(wǎng)絡(luò)課程、交流經(jīng)驗(yàn)、座談會(huì)、異地進(jìn)修等，充分認(rèn)識(shí)到智能電網(wǎng)建設(shè)對(duì)當(dāng)前社會(huì)生產(chǎn)和發(fā)展的重要作用。同時(shí)，通過對(duì)現(xiàn)有電力工程師在輸電、發(fā)電技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域的運(yùn)用進(jìn)行了有益的探索。因此要不斷提高我國(guó)電力工程師的技術(shù)創(chuàng)新意識(shí)，進(jìn)一步了解今后的電網(wǎng)建設(shè)，如光伏等，使我國(guó)的電力工程技術(shù)由初級(jí)向科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展，為智能電網(wǎng)建設(shè)的順利發(fā)展創(chuàng)造更有利的條件。

5 在智能電網(wǎng)中具體使用電力工程技術(shù)

5.1 電能質(zhì)量?jī)?yōu)化

在智能電網(wǎng)與電力建設(shè)中，品質(zhì)優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用最為廣泛。電能品質(zhì)優(yōu)化是以電力品質(zhì)評(píng)估與電力等級(jí)劃分為依據(jù)，對(duì)電力系統(tǒng)的節(jié)能與經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行精確的分析。另外，要針對(duì)不同的技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)水平，建立相應(yīng)的質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)，基于對(duì)用戶的需要，智能化電網(wǎng)的建設(shè)能夠更好地實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性和質(zhì)量的提高。

5.2 柔性交流輸電技術(shù)

柔性交流傳輸技術(shù)是將微處理、電力、電子、微電子等技術(shù)結(jié)合起來，使其在電力系統(tǒng)中得到最大程度的應(yīng)用，這是一項(xiàng)由科研工作者通過一系列的階段性探索而形成的動(dòng)態(tài)工程技術(shù)。柔性交流傳輸技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用，能夠有效地降低環(huán)境污染，特別是在智能電網(wǎng)中，它以通訊、電子等技術(shù)為基礎(chǔ)，具有對(duì)通訊的靈活性。文章首先對(duì)智能電網(wǎng)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，重點(diǎn)闡述了 UHT與 HVT之間的通信。所以在工程建設(shè)中，要盡量減少污染。中國(guó)電網(wǎng)的發(fā)展前景，既可以與靈活的通訊技術(shù)相結(jié)合，也可以將其與智能電網(wǎng)的建設(shè)結(jié)合起來，這樣既可以改善智能電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，又可以保證智能電網(wǎng)技術(shù)的穩(wěn)定運(yùn)行，減少傳輸時(shí)的能耗，從而增加電網(wǎng)的傳輸容量。

5.3 高壓直流輸電技術(shù)

現(xiàn)在中國(guó)大部分直流傳輸系統(tǒng)都是采用交流電，但是本技術(shù)采用變頻調(diào)速技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了逆變器與整流器在不同工況下的運(yùn)行。可是有些變頻器在直流傳輸系統(tǒng)中并不是很重要，他們是由一個(gè)可關(guān)閉的部件組成的，在傳輸?shù)姆€(wěn)定性上表現(xiàn)得非常出色，能夠大大提高他們的質(zhì)量，而且還具有很高的經(jīng)濟(jì)性。可以在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)完成直流輸電項(xiàng)目的遠(yuǎn)程操作。

5.4 能源轉(zhuǎn)化技術(shù)

當(dāng)前，全球面臨著能源匱乏的問題，關(guān)于全球資源匱乏問題的爭(zhēng)論十分熱烈，為了實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)化這一目標(biāo)，各國(guó)紛紛大力發(fā)展各類新型能源。所以，將先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用到能源轉(zhuǎn)換中來是十分有必要的，而這也是實(shí)現(xiàn)地球上的低碳經(jīng)濟(jì)所必須的。中國(guó)已開始對(duì)電站并網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行研究與發(fā)展，在今后的電力系統(tǒng)建設(shè)中，太陽能光伏技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)前景十分好，但中國(guó)現(xiàn)有的能源轉(zhuǎn)化技術(shù)與世界先進(jìn)水平存在一定的差距，為此應(yīng)該加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)，加大資金投入，加強(qiáng)對(duì)能源轉(zhuǎn)化技術(shù)的研究。

5.5 電能優(yōu)化技術(shù)

隨著社會(huì)的發(fā)展和發(fā)展，電力行業(yè)對(duì)供電質(zhì)量的要求越來越高，并逐步向智能化、數(shù)字化、自動(dòng)化方向發(fā)展。運(yùn)用電力子工程技術(shù)，可以對(duì)電網(wǎng)的分級(jí)進(jìn)行合理的劃分，并根據(jù)實(shí)際情況選用行之有效的評(píng)估手段，并建立一個(gè)健全的質(zhì)量管理系統(tǒng)，從而大大改善了供電質(zhì)量。

5.6 電力通信技術(shù)

在智能電網(wǎng)建設(shè)與發(fā)展過程中，采用電力通訊技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)和信息交互，對(duì)智能電網(wǎng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行全面的了解，從而增強(qiáng)監(jiān)測(cè)效果。通過全面分析智能電網(wǎng)的運(yùn)行狀況，發(fā)現(xiàn)其存在的潛在危險(xiǎn)與隱患，并采取相應(yīng)的對(duì)策，以保證智能電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。另外，充分利用電力通訊技術(shù)，可以有效地提升電網(wǎng)的自動(dòng)化、智能化程度，從而達(dá)到智能電網(wǎng)無人值班、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、改善電網(wǎng)運(yùn)行效率、改善供電服務(wù)品質(zhì)的目的。

6 結(jié)束語

中國(guó)智能電網(wǎng)的建設(shè)與發(fā)展必須遵守其自身的客觀規(guī)律，并充分考慮到各方面的影響。電力工程技術(shù)的發(fā)展將推動(dòng)中國(guó)的智能電網(wǎng)建設(shè)，并為中國(guó)的居民創(chuàng)造一個(gè)環(huán)境友好、穩(wěn)定的用電環(huán)境。綜上所述，文章從宏觀和微觀兩方面闡述了智能電網(wǎng)建設(shè)的必要性，并從宏觀和微觀兩方面闡述了智能電網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。隨著我國(guó)電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，了解智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)服務(wù)水平對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要意義。同時(shí)，智能電網(wǎng)的發(fā)展，也將為人民提供更好的工作和生活條件。