在智能電網(wǎng)建設(shè)中電力工程技術(shù)的應(yīng)用探析

國網(wǎng)山東省電力公司微山縣供電公司 張沛兵

隨著人口數(shù)量的急劇增加以及全球氣候問題的嚴(yán)峻性，世界能源在不斷地枯竭，節(jié)約能源具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。電力能源在人們的日常生產(chǎn)、生活中起著重要的作用，其主要的優(yōu)點(diǎn)是具有較強(qiáng)的環(huán)保性及較高的利用效率。因此隨著時代的發(fā)展，傳統(tǒng)能源逐漸地被其所替代。對于電力來說人們對其的需求量隨著社會發(fā)展而增多，同時也在電力的質(zhì)量和可靠性方面提高了要求。在企業(yè)電力生產(chǎn)和企業(yè)電力輸送的過程中，在電力工程中運(yùn)用科學(xué)技術(shù)的力度逐漸增大，這使得在市場競爭中電力企業(yè)的競爭能力得到明顯提升，并且還能夠使企業(yè)的生產(chǎn)效率得到有效提升。

在目前的電力工程建設(shè)中智能電網(wǎng)是優(yōu)選，它可以對電力運(yùn)行的過程進(jìn)行監(jiān)控，并對所有的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行智能分析和反饋。建設(shè)智能電網(wǎng)的過程中合理科學(xué)地應(yīng)用了多種電力工程技術(shù)，充分利用電力工程技術(shù)能夠促進(jìn)智能電網(wǎng)的建成。此外，在電力生產(chǎn)中會有多個環(huán)節(jié)，只有對各個環(huán)節(jié)的生產(chǎn)進(jìn)行充分的了解，才能夠使其在智能電網(wǎng)建設(shè)過程中充分的融入進(jìn)去，最終為智能電網(wǎng)順利的建成提供保證，從而使電力生產(chǎn)和電力輸送更好地滿足社會需求。

1 智能電網(wǎng)概念和特點(diǎn)

1.1 概念

智能電網(wǎng)就是讓整個電網(wǎng)系統(tǒng)更加的智能化，為能讓電網(wǎng)系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中更加的安全和高效，采取了一定先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備。其中智能變電站、智能配電站、智能電表和智能互交終端等四個部分構(gòu)成了智能電網(wǎng)系統(tǒng)。智能電網(wǎng)相較傳統(tǒng)電網(wǎng)存在一定的優(yōu)勢，如智能電網(wǎng)對于外來因素的干擾和攻擊具有較高的抵抗能力；在電網(wǎng)中應(yīng)用現(xiàn)代化的技術(shù)可以使整個電力系統(tǒng)的設(shè)備效率得到有效提升，讓整個電網(wǎng)系統(tǒng)在運(yùn)行方面具有經(jīng)濟(jì)性和高效性；因?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)中的雙向服務(wù)模式，使得企業(yè)在對用戶進(jìn)行服務(wù)時可以增添更多的增值性服務(wù)[1]。

1.2 特點(diǎn)

具有環(huán)保性。智能電網(wǎng)可以二次利用電網(wǎng)資源，從而確保能源消耗量得到有效地降低，符合社會對于生態(tài)環(huán)境建設(shè)的需求。智能電網(wǎng)對于一次能源的使用量逐漸降低，如天然氣、石油和煤炭等[2]。所以在電力生產(chǎn)期間，整個生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的污染物減少，降低了對環(huán)境的影響；效率得到有效提升。傳統(tǒng)的電力運(yùn)行過程中常會出現(xiàn)對電力能源的應(yīng)用效率不夠，在檢修和維護(hù)電網(wǎng)系統(tǒng)時的工作具有一定的困難。而對智能電網(wǎng)的使用可以使各種能源資源得到有效地優(yōu)化和利用，可以使整個電力能源在傳輸方面的效率和質(zhì)量得到保證，并且在維護(hù)電網(wǎng)系統(tǒng)方面的工作效益得到提高。

經(jīng)濟(jì)方面具有高效益。電力能源傳輸?shù)男屎唾|(zhì)量在智能電網(wǎng)的應(yīng)用下得到了更好的提高，傳輸過程中能源的損耗量得到明顯的降低，因此在對整個電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行檢修和維護(hù)方面的成本也得到了一定的下降，電網(wǎng)系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)方面的效益得到提升；較強(qiáng)的交互性。市場交流溝通系統(tǒng)能夠通過智能電網(wǎng)建立起來，整個溝通系統(tǒng)具有較高的質(zhì)量，可以對客戶的需求及時的進(jìn)行了解與反饋，在很大程度上提升了服務(wù)質(zhì)量[3]。

提高了自動化水平。自動化是智能電網(wǎng)具備的一個重要特點(diǎn)，特別是當(dāng)智能電網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，可以通過智能電網(wǎng)中的自動化技術(shù)的合理性應(yīng)用而使診斷和修復(fù)問題的效率得到提高，使整個修復(fù)的質(zhì)量更好；電網(wǎng)的架構(gòu)更加牢固。我國電網(wǎng)系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中常會因自然災(zāi)害的發(fā)生而產(chǎn)生影響，在電網(wǎng)系統(tǒng)中應(yīng)用智能電網(wǎng)可以使整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性更好，同時也能夠使電網(wǎng)系統(tǒng)承受自然災(zāi)害的能力得到增強(qiáng)，使整個系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性得到更好的提升。

2 電力工程技術(shù)在建設(shè)智能電網(wǎng)中的應(yīng)用重點(diǎn)

2.1 能源轉(zhuǎn)換

建設(shè)智能電網(wǎng)以后，碳排放量因?yàn)槭褂眯碌募夹g(shù)而得到了降低，同時對能源的充分利用也使能源的消耗量減少[4]。電能轉(zhuǎn)換效率低是電網(wǎng)系統(tǒng)中普遍存在的現(xiàn)象，為了能夠更好地解決該問題，可以使用科學(xué)的方法來對其進(jìn)行處理。例如發(fā)電可以采用風(fēng)能或者太陽能等新能源，為了能夠使這些新能源的轉(zhuǎn)換效率得到更好的提升，需要專業(yè)人員對能源轉(zhuǎn)換器進(jìn)行研發(fā)，使智能電網(wǎng)能夠有充足的電力能源支持，進(jìn)而對整個社會的發(fā)展具有促進(jìn)作用[2]。

2.2 質(zhì)量優(yōu)化

為了能夠?qū)υu價標(biāo)準(zhǔn)體系和電能質(zhì)量等級進(jìn)行完善，需要對質(zhì)量優(yōu)化技術(shù)進(jìn)行充分的應(yīng)用，在使用過程中應(yīng)充分考慮供電和用電接口的經(jīng)濟(jì)性能并用科學(xué)的角度分析用電需求，確保整個供電系統(tǒng)和用電系統(tǒng)的平衡性得到有效控制。使用質(zhì)量優(yōu)化技術(shù)令供電電能效率和質(zhì)量得到了進(jìn)一步的提高，從而使供電企業(yè)的成本得到有效降低，并在整個電力市場中的份額不斷擴(kuò)大。

2.3 高壓直流輸電

現(xiàn)階段電能的常用方式為交流電，但在電網(wǎng)系統(tǒng)傳輸電能時一般會使用直流電進(jìn)行傳輸，因此在智能電網(wǎng)建設(shè)過程中，需對直流輸電技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用。運(yùn)用高壓直流技術(shù)能保障換流操作的有效性，從而確保在技術(shù)應(yīng)用過程中得到更好的維護(hù)。在進(jìn)行電能傳輸?shù)倪^程中，高壓直流輸電技術(shù)不會因?yàn)殡娔軅鬏數(shù)木嚯x過長而受到影響，因此對于偏遠(yuǎn)地區(qū)的電能輸送可以得到有效實(shí)現(xiàn)。我國現(xiàn)今使用的高壓直流技術(shù)基本都是用在了遠(yuǎn)距離的電能傳輸過程中，以及電網(wǎng)系統(tǒng)容量較大的地方，因此對于該技術(shù)的研究應(yīng)該不斷地加大力度[3]。

智能電網(wǎng)的總體建設(shè)工程十分復(fù)雜，而在施工過程中，高壓直流輸電技術(shù)將會貫穿于電力生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)。高壓直流輸電技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中有很多優(yōu)勢：首先，高壓直流輸電技術(shù)對線路的硬性需求并不大，因而應(yīng)用成本較為低廉；第二，由于高壓直流輸電技術(shù)在進(jìn)行電力傳輸時總體功率消耗比較小，因此具有很好的節(jié)能效果。它的特點(diǎn)是在輸送時使用的導(dǎo)線數(shù)目很少，因而減小了電阻的發(fā)熱，從而減小了電力的損失；第三，高壓直流輸電技術(shù)由于線路走廊狹窄，可以從某種意義上節(jié)省大部分土地征收費(fèi)。此外高壓直流輸電技術(shù)在經(jīng)濟(jì)節(jié)約上有很大的優(yōu)勢，而且技術(shù)含量也很高。比如高壓直流傳輸速率高，工作過程穩(wěn)定，在突發(fā)事件產(chǎn)生的情況下能提供緊急救援。

圖1 高壓變壓器、單向費(fèi)控智能電表

2.4 智能用電計量

在傳統(tǒng)的電網(wǎng)系統(tǒng)中，用戶想要知道用電量情況就需要利用到電表數(shù)據(jù)，但是數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度并不高，對于日常需求無法得到滿足。因此，為了能夠在智能電網(wǎng)中保證電量計量結(jié)果的準(zhǔn)確度，就需要應(yīng)用到用電計量技術(shù)，不僅可以使供電企業(yè)的服務(wù)效率和服務(wù)質(zhì)量得到有效提高，而且用戶可以隨時獲取準(zhǔn)確程度更高的電量數(shù)據(jù)，這樣給社會生產(chǎn)和生活帶來了極大地方便。電力工程技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動化，可以使電力調(diào)度管理工作的有效性得到保障，還解決了電力能源供應(yīng)和分配方面的問題，使電能的損耗量降低，用電和供電之間所產(chǎn)生的矛盾得到有效消除。

2.5 柔性交流輸電技術(shù)

將柔性交流輸電技術(shù)應(yīng)用在智能電網(wǎng)建設(shè)中，可以使其在交流輸電網(wǎng)絡(luò)中得到全面性的展現(xiàn)，新型的電力工程技術(shù)運(yùn)用柔性交流輸電技術(shù)，并使之同中央處理技術(shù)、微電子技術(shù)、電力自動化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)技術(shù)相結(jié)合[5]。因此，要想在智能電網(wǎng)中充分利用柔性交流輸電技術(shù)，就需要對電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)采取科學(xué)的手段加以控制，隔離和消除智能電網(wǎng)電能，使輸電過程的流暢性得到有效保障。與此同時，在應(yīng)用柔性交流輸電技術(shù)時，還應(yīng)該加強(qiáng)電力輸電技術(shù)和電力通信技術(shù)結(jié)合性應(yīng)用，以及電力信息的加工處理和控制的重視度，從而使智能電網(wǎng)在工作中的及時反應(yīng)得到有效保證，還能夠預(yù)防電網(wǎng)過度發(fā)生改變，使輸電效率和質(zhì)量得到全面性的提高[4]。

3 關(guān)于智能電網(wǎng)建設(shè)中電力工程技術(shù)的應(yīng)用

3.1 電源區(qū)域方面

從電力能源生產(chǎn)開始，中間需經(jīng)過諸多的環(huán)節(jié)最終才進(jìn)行輸送，在整個過程中電源區(qū)域?qū)τ陔娏δ茉淳哂兄匾饬x。將智能電網(wǎng)建立在電源區(qū)域部分，能使電力在安全性和穩(wěn)定性方面得到有效提高。同時用戶接觸最為緊密的區(qū)域就是電源，因此要選擇符合電力控制需求的電器元件并將其使用到電源區(qū)域，這樣就有足夠的電力能源提供給相關(guān)用戶。

3.2 發(fā)電工程方面

電力工程技術(shù)在發(fā)電工程中的合理應(yīng)用能使能源的轉(zhuǎn)換效率得到充分提升。設(shè)備電能轉(zhuǎn)換和電能控制采用了電力工程技術(shù)而使得整個功能效果得到提升，電力設(shè)備在一定程度上具有節(jié)能降耗的特點(diǎn)，最終使電力設(shè)備的有效功率得到提升。除此之外，因?yàn)樯鐣萍嫉牟粩喟l(fā)展，在電力生產(chǎn)中應(yīng)用了許多的先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，如在發(fā)電過程中電力半導(dǎo)體利用高功率技術(shù)。

3.3 輸電過程方面

電力從生產(chǎn)到傳輸，整個過程中最復(fù)雜的環(huán)節(jié)就是電力輸送，只有建設(shè)大量的電網(wǎng)才能滿足電能的傳輸要求，這個過程不僅成本投入極高、還要依靠先進(jìn)的技術(shù)支持，智能電網(wǎng)在建設(shè)過程中的輸電環(huán)節(jié)存在一定問題，如用來進(jìn)行電能輸送的設(shè)備長期在外部環(huán)境中，所以人為因素及自然環(huán)境因素都會對其造成一定的影響，最終可能會對輸電設(shè)備產(chǎn)生一定的損壞，從而導(dǎo)致用戶的使用受到影響。所以在智能電網(wǎng)輸電建設(shè)環(huán)節(jié)中需要提高對該環(huán)節(jié)的重視度，并在建設(shè)中對電力工程技術(shù)進(jìn)行充分的應(yīng)用，盡量的減少外部環(huán)境帶來的影響。

具體性的操作為：對于功率容量較大、電力系統(tǒng)內(nèi)部的電路較多的情況，可以采用的輸電方式為交流輸電，該輸電方式充分利用了交流輸電設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)，提升了輸電過程中的安全、穩(wěn)定性。此外，根據(jù)長期的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，外部環(huán)境的變化不會對交流輸電方式產(chǎn)生影響，所以不管天氣怎樣變化都能時刻確保輸電系統(tǒng)正常的運(yùn)行[5]。

3.4 具體的應(yīng)用措施

在智能電網(wǎng)建設(shè)中應(yīng)用電力工程技術(shù)，還有許多具體性的措施得到了有效應(yīng)用。主要包括：電網(wǎng)的智能化配置。在整個電網(wǎng)運(yùn)行過程中的智能化配置具有一定重要意義，可有效提升電網(wǎng)的運(yùn)行效率，同時還可實(shí)時對電網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)控，從而使電網(wǎng)持久保持運(yùn)行提供重要性的保障；使智能化電網(wǎng)的靈活性得到提升。在建設(shè)智能電網(wǎng)的過程中還有許多的問題和困難需要解決，因此相關(guān)電力企業(yè)需根據(jù)實(shí)際的問題和情況來采取不同的解決措施，從而使電力系統(tǒng)的相關(guān)問題和困難得到靈活性的解決，推動我國電力事業(yè)發(fā)展；提高對先進(jìn)電力設(shè)備的應(yīng)用。科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，因此要充分利用科學(xué)技術(shù)進(jìn)行智能電網(wǎng)的建設(shè)工作，確保用戶所獲得的電力能源具有優(yōu)質(zhì)性。

4 結(jié)語

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國對電力能源的需求變得越來越高。在該背景下，應(yīng)對相關(guān)電力企業(yè)能夠?yàn)樯鐣峁└玫碾娏Ψ?wù)所面臨的困難進(jìn)行解決和處理。在智能電網(wǎng)中合理應(yīng)用電力工程技術(shù)，能有效地提升電力企業(yè)供電的效率和質(zhì)量。所以為了能夠使系統(tǒng)的功能更加的強(qiáng)大，需要深度研究智能電網(wǎng)與電力工程技術(shù)，從而達(dá)到為社會的高質(zhì)量電力輸送在發(fā)展方面實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性。