智能電網建設中電力工程技術的應用

國網寧夏電力有限公司 蘇艷萍

電力工程技術是智能電網建設的重要組成部分，實際應用在對此方面取得了較好的成效，但仍然有較大的優化空間。為此在后續優化和調整中，應以用戶的應用需求為基礎，立足實際實施推陳出新，并融入多元化、創新化改善策略，不斷突破原有技術格局的限制，將技術應用中的所有細節進行完善，切實發揮出智能電網的作用，避免行業與當前時代出現脫節的情況。

1 智能電網建設電力工程技術

1.1 智能電網建設

20 08年，德國BM W基于智能電網提出了E-Energy技術，主要以居民家庭為對象進行系統互動，后續SmartW@TTS項目則是從多角度提升電網效率，為電力行業實現可持續發展的支撐性作用。當前我國智能電網正不斷普及，但由于組成部分較為復雜，如圖1所示，且在相關工作開展中有著較強的綜合性，為此需要融入電力工程技術進行相應的優化，以此強化電力系統自身的功能，通過智能配網實現全過程精準控制，避免行業發展出現脫節的情況。

圖1 智能電網組成

1.2 電力工程技術

電力工程技術現如今已被廣泛應用在了電力系統中，衍生出了智能電網系統，其較比傳統配網其自身的功能性更強，按照既定要求完成地區配電操作，提升行業整體發展水平。我國在2014年成立了智慧電網標準化協調推進組，并發布了《電力指標體系總體框架》，明確了相應的方法，從發展全局角度來看，電力工程技術是建設的關鍵，在不斷發展中其專業性和規范性大幅度提高，可融合各類現代化手段和設備來搭建完整的電能供應體系，最終促進全面協調發展[1]。

2 智能電網建設電力工程技術的優勢

智能電網現已成為未來電力工程發展的主要趨勢，在實際應用中需要有效融入電力工程技術，為電能供應中的各個環節提供基礎保障。

2.1 促使智能電網整體水平的提高

電力工程技術涵蓋的內容較多，主要作用是為智能電網建設提供服務，提升我國的建設發展水平[2]。目前，我國電力企業中的CC-2000、OPEN-200、SD-6000等系統皆采用了開放式應用設計，具有非常強大的自動回撥功能，且自身的安全屬性較強，在設備發生故障時能夠快速的定位，通過細化系統結構保證各項工作能夠順利完成，滿足當前時代的需求，保證電力資源能夠科學合理地使用。

2.2 滿足節約發展需求

我國智能電網相關試點項目工程正在積極開展，構建數目為38類564項，占據大概80%。智能電網包括智能配電網架和智能配電站房、低壓線路智能化、數字化建設與運維統一架構，如圖2所示，其融合了自動化技術（Automation）、計算機技術（SSL）、信息技術（IT）、無功控制技術（SVG）等，能夠通過先進的科學技術和設施實現高級操作，通過智能電網體系的有效構建突出環保效果，避免或者減少不必要的浪費，有效緩解我國用電緊張的現狀。

圖2 智慧電網架構

2.3 加強電網信息收集

電網是電力資源傳輸的關鍵部分，借助智能化電力工程技術能夠改變傳統方式，將系統從單一模式向多元化模式過渡，以此合理分配電力，不僅能夠保證有效保證人民群眾的用電安全，促進行業持續發展。電網信息能夠反映系統運行的真實情況，智能化電力工程技術的應用，能夠根據當前實際情況，對各類數據信息進行收集和整理，在實際工作開展中可以綜合不同設備的功能和差異性得出具體參數，并在此基礎上實現自動化的分類管理，避免信息異常未及時發現而埋下安全隱患問題[3]。

3 智能電網建設電力工程技術的組成

與傳統電網相比，智能電網融合了更多的電力工程現代化技術，在此條件下能夠完成各類自動化操作，包括數據采集、運行監控、控制保護等方面，且可以拓展系統自身的功能性，提升電能輸送供應的安全。

3.1 配電并網

智能電網會使用DER并網技術，使節點能夠連接配電終端，彌補電網在安全穩定上的不足，保證用戶的使用安全。在分布式電源接入中，相關技術人員需要特別關注電力工程技術的實際應用情況，根據各設備的運行來優化調度，且由于自身的電源啟停較為方便，能夠使并網系統能保持在安全平穩的狀態，即便發生突發情況也可以繼續維持重要設施或設備的供電，降低因意外而造成的損失。

3.2 運行監控

配電網的數據采集與監控十分重要，若想切實提高應用效果，應讓其覆蓋整個網絡，以此提升系統運行的效果。據調查數據顯示，2021年國家電網供電可靠率已提升至99.957%，較2015年提升了14.286%，年戶均停電時間也在不斷下降，從2015年的8.76h/戶降低至2.94h/戶，這離不開數據采集監控技術的支持，為此在電力工程技術的實際應用中需要強化用戶對接，利用智能電表收集所需信息，統計出用用電數據的宏觀特點，讓用戶能夠體驗到更加優質的服務[4]。

3.3 自動配電

智能配電管理系統能夠對所涉及的各類設備進行控制，能夠比較好的幫助智能電網搭建，更好地發揮出自身功能性，避免出現應用不當的情況。在高級配電自動化操作模式下，統則會實時對電力用戶的信息和用電情況進行分析，通過配合電力工程技術實現數據采集監控，了解當前運行狀態，有效掌握區域內的用電量，通過綜合自動化配電過程提升穩定性，規避工作開展的風險問題。

4 智能電網建設中電力工程技術的應用要點

4.1 電網能源轉換

智能電網建設中電力工程技術的應用能夠完成能源轉換，切實提升電網的整體水平。目前，電力工程技術研究主要為并網，配合光伏發電來拓寬電能的應用渠道，有效降低不可再生能源消耗量過大而帶來的影響?，F階段，電網技術融合已成為必然趨勢，某地區在“0碳”直流項目建設時，基于智能電網打造了多元化控制模式，以此實現可再生能源電力供應與不可再生能源電力供應轉換，極大地提升了效能和應用靈活性[5]。

4.2 電網輸電處理

電力輸電主要是柔性交流電和高壓直流電，制訂出相應的技術方案，控制輸電過程中電能資源的損耗，共創安全的電網處理模式，如圖3所示。在柔性交流輸電中，可以融合微電子科技處理技術，構建低污染處理模式，打造技術穩定運行空間，如2021年某省電網進行了全面擴展，構建了以滇中為負荷中心，應用柔性交流輸電技術以及FACTS裝置，開展柔性交流輸電建設，以此緩解電網運行壓力、提升供電可靠性，在后續對整流過程進行優化。

圖3 電網輸電過程

4.3 電網質量優化

智能電網能夠突破傳統管理方式，構建完善的基礎控制模式，在優化處理過程中可以依據供需進行調整，切實滿足新建電源供應點和負荷中心送電需求。某市智能電網綜合示范工程建立了一體化模式，數據顯示核心區日常用電負荷為40MW，為此應用多項子系統進行了配置，將清潔能源生產電力進行應用，最終是消納率能達到100%，以此切實提升電力工程技術的實際應用效果。

5 電力工程技術用于智能電網建設的策略

5.1 電力工程發電技術

電力工程發電技術主要是借助于電力、電子設備進行控制，將各類清潔型能源發電技術融合，包括太陽能光伏發電技術、風能轉換發電技術、水庫大壩轉換發電技術等，以此進一步提升網的運行效率，減少各類不可再生能源效果，為后續發展創造有利條件。清潔能源的應用存在一定的不穩定性，如環境變化與季節變化便會影響到其效果，為此后續應著力解決這一問題，不斷優化清潔能源后續儲能，最終推動行業實現可持續發展，避免與時代出現脫節。

5.2 考慮試驗功率因數

配網基建工程容易受到外在因素與內在因素的雙重影響，最終導致在實際運行中出現問題，為此在管理中必須要做好分配試驗用電，將電壓、電流控制在安全范圍內，從而降低各類風險事故的發生概率，保證系統的正常傳輸。在用電安全的基礎上，預先通過探討得出了最佳方案，圈出加壓的具體范圍，如發現電壓偏差及時調整自然功率因數，將負荷率控制在75%～80%范圍內，以此提高功率因數，在調整中還需要結合區域用電需求進行選擇，規避各類常見問題的出現。

5.3 優化輸電技術應用

智能電網融合電力工程技術有著十分嚴格的要求，為了充分確保電網更加安全穩定的運行，需要合理應用無功補償裝置，通過分析區域輸電技術效能，來匹配其他設備設施，從而實現對區域輸電的精準控制，提升實際運作效率。某區域為了能夠滿足供電需求，無功補償器選擇了SVC，靜止同步補償器STATCOM，結構如圖4所示，其中L為電抗器，U1、U2為輸電線路，C為電容器，SCR為可控硅，通過配置提高運行的安全性和穩定性，切實保證電能輸送的效率。

圖4 SVC結構

5.4 智能電網保護設計

當前，智能電網的發展速度不斷加快，若想使電力工程技術有效應用，這就要求設計必須做到與時俱進，為穩定運行提供保障。

5.4.1 提高協調性

在設計中從協調性方面入手，在整個流程中從細節上把握質量，通過檢驗確定實際情況，如不符合規定則應及時調整，以此為后續電力系統強化提供安全保障，切實滿足用戶的需求，避免電力工程技術出現偏差。

5.4.2 強化應用性

預先獲取當前那系統的各項相關信息參數，在條件允許的情況下可以將FCS 系統也合并到預先設定的電網平臺上，快速發現系統運行時的安全隱患，從而在更短的時間內完成工作，避免因故障未能及時解決而造成更大的損失。

5.4.3 優化安全性

可以借助服務器、顯示器、工作站等，對所有設備進行管理，在此過程中系統需要實時檢測遠端設備，可以通過調度中心完成協調工作，使監控設備能夠發揮出自身作用，從而有效防止出現任何故障和問題。

5.5 電網變電階段規劃

在配電站規劃過程中，需要結合當前現場的實際情況做好調整，預先確定運行中的不穩定因素，在變電階段做好規劃明確所有線路的實際運行情況。在操作過程中，需要結合區域情況做好分析工作，如某變電站在早期建設中未能考慮到后續區域供電需求增加的問題，將基本目標年狀態設定為110kV，容量控制在1×50MVA，由于實際應用已經無法滿足用戶需求，為此要求做出了相應的調整決策，在此過程中預先對區域電能需求量進行計算，最終決策將容量調整為2×50MVA，從而有效滿足區域電能供應。

5.6 做好電網故障處理

基于電力工程技術的應用下，智能電網融合了電子技術、通信技術等，能夠針對配電線路在運行過程中出現的故障進行實時檢測，加快對故障問題的定位以及恢復供電功能，提高運行的可靠性和安全性。在故障搶修作業中，某220kV變電站為了能夠獲取當前區域的詳細參數，在建設中加裝了監控設備，以此對運行過程中的電流、電阻進行檢測，如出現異常情況可以發出警報，從而有效提高電網設備事故的預警能力。在掌握當前區域線路故障情況后，可以迅速布置后續的搶修工作，在運行過程中突然發生故障，管理人員通過指示器第一時間獲取故障信息，快速定位后向調度部門申請，滿足現代配網工作的需求。

總之，電力工程技術對我國電力行業發展有十分重要的作用，在實際執行中要合理分析當前區域的發電形式以及電力需求，劃分出區域電能的具體等級，按照不同的技術性要求進行選擇，以此為后續行業的發展奠定堅實基礎。