基于智能电网的电力设计工作研究

侯树华

广西福洋电力勘察设计有限公司 530000

摘要：智能电网是指采用动态优化技术、具有自愈能力的电网，该电网能够利用实时测量技术，使网络损耗最小化、维持电压水平、提高系统可靠性以及改善资产管理，目前已被广泛的应用于实践当中。电力设计是保证电力系统安全稳定运行的重要环节，在智能电网的背景下，如何提高电力设计的水平，缓解电力资源紧张的局面已成为了电力工作者深入研究的课题。本文以智能电网为研究背景，结合相关理论，研究了电力设计的相关内容，希望为智能电网的发展提供参考。

关键词：智能电网；电力设计；研究

前言

智能电网的实现显著提高电网抵御日益频繁自然灾害和外界干扰的能力。先进调度技术、自动化技术和柔性输电技术的成熟发展，能为可再生能源和分布式电源的开发利用提供技术保障。通信网络的完善和用户信息采集技术的推广应用，可促进电网与用户的双向互动。灵活兼容电力网络的实现，能使电网接入、输送和消纳更多的清洁能源发电。对用电设备的合理智能控制可降低设备的运营成本、促进节能减排。电力设计是影响电力系统的正常运行的直接因素，因此我们需要深入的研究电力设计工作，不断解决智能电网背景下所面临的新的挑战，这样才能保障智能电网的有效运行。

1智能电网及电力设计概述

1.1智能电网的特征

智能电网技术是建立在电力市场交易功能之上的，基于信息技术、网络的电气技术进步，在此基础上的电网公司才能成为引领电力市场潮流和带动宏观经济增长的风向标。智能电网作为电网新技术的主导设计的特征包含以下三点：

一是数字化程度高，有更多的传感器连接更多的资产和设备；

二是更加智能化的数据整合体系和采集体系；

三是更具决策分析的能力，即依据已经掌握的数据进行相关分析，实现优化运行和管理[1]。

1.2智能电网下电力设计的重要性

（1）有利于实现电网的可靠、安全、经济、高效运行

电力设计应确保智能电网在受到攻击或发生故障后的快速恢复能力，进而最大限度地降低危害，并实现电网的自愈。这对于确保电网的可靠性、安全性、电能质量和效率具有重要意义。这就要求在电力设计过程中应尽量减少供电服务中断的概率，使得智能电网能够充分应用数据获取技术，执行决策支持算法，避免或限制电力供应的中断，迅速恢复供电服务。此外，当系统出现故障或发生其他问题时，在电网设备中的先进的传感器确定故障并和附近的设备进行通信，切除故障元件或将用户迅速地切换到另外可靠的电源上，同时传感器还有检测故障前兆的能力，在故障实际发生前，将设备状况告知系统，系统就会及时地提出预警信息。

（2）有利于提高电网生产力水平

智能电网最基本的任务是提高生产力，通过网络和信息促进存储、处理和高效率、可靠地实现电能的最佳配置，既减少失误也最大限度地减少电网运营成本。

传统电网的用电信息系统运营是集成化地输入信息、处理信息和更新当前信息。但是，在这种条件下，如果电网或计算机出故障，客户就会受到停电困扰或服务暂停，满意度下降。因此智能电网的设计要充分考虑减少由于闪电、开关涌流、线路故障和谐波源引起的电能质量的扰动，应用超导、储能以及电力电子等先进技术和控制方法，改善和保证电能质量[2]。

（3）节能环保的设计原则

智能电网节能和环保优势，体现在设计中就是必须要树立节能环保的意识。通过利用绿色材料、合理的布线使设计符合节能环保的原则。此外其它干净的可再生能源，如太阳能、风能、地热能等，也可以轻松地被转化整合并输入到国家电网中，节能减排，改善气候；而超导输电可减少占地、降低电磁环境污染等。

（4）设计方案要能够兼容

智能电网应支持可再生能源的有序、合理接入，适应分布式电源和微电网的接入，能够实现与用户的交互和高效互动，满足用户多样化的电力需求并对用户提供增值服务。

智能电网在能源用户和电网之间将会出现可靠的广泛联系。建立这种联系将使用户了解能耗使用情况并做出选择，从而有利于自身和电力企业。相比较传统电网，智能电网在风力发电、核电等地区覆盖率较高，电网的承受力较大，既增加了系统的可靠性，又避免了资源的浪费，因此在智能电网的设计过程中要考虑兼容性，以满足现代社会对对电力的需求，并提高智能电网的环境承受力。

2智能电网背景下的具体电力设计

2.1基于智能电网电力设计的整体思路

按照“稳步实施、示范带动、效益评估”的思路，从基础研究着手，明确我国智能电网发展的关键问题、战略重点和布局以及阶段性目标，合理引导各相关产业有序发展，有组织有计划地开展智能电网的研究与建设；通过局部地区示范工程项目试点，组织关键技术攻坚，探索行之有效的应用推广方案，为全面推进我国智能电网的建设奠定坚实的基础；建立智能电网建设的实施效果指标评价体系，评估智能电网试点工程的投资建设效益，为我国智能电网的建设进程和科学发展提供决策依据与决策支持。

2.2具体电力设计方法

（1）短路电流和设备的设计：总体来说，电力设计工作必须要遵循新建变电站的设计补充规定，如：对于220、110 屋外配电装置来说，均可采用双母线设计，管母线、断路器等可进行中型布置；但对于35 的屋外配电装置来说，設计方法应采用单母分段接线，对配电装置进行单列布置。因此对于智能电网应根据工程实际情况选择相应的设计方法。

（2）电气二次部分的设计：电气二次部分的设计要结合智能变电站建设设计指导意见来进行。为了做好电力设计的优化工作，集成变电站的辅助控制系统在对故障录波和网络分析系统进行一体化配置时，还要在线监测主机。监控系统的原则包括：计算机监控系统采用分层分布式网络结构，变电站采用具有远方控制功能的计算机监控系统，不设置远动专用设备；计算机监控系统完成对变电站内所有设备的实时监视和控制，数据统一采集处理，资源共享，不再另外设置其他控制屏及模拟屏；计算机监控系统的电气模拟量采集采用交流采样；装置报警等重要信号输入测控单元；远动数据传输设备，与计算机监控主站信息资源共享，不重复采集[3]。

（3）自动化系统的设计：智能变电站是智能电网的重要环节，其设计和建设必须满足我国智能电网建设和发展的要求，应该体现智能电网信息化、数字化、自动化、互动化的特征。智能变电站的设备应向信息数字化、功能集成化、结构紧凑化、状态可视化等方向发展；系统结构应考虑易扩展、易升级、易改造、易维护等发展的需要。变电站自动化系统作为调度自动化的一个子系统，在进行系统功能规划设计时，应服从电网调度自动化总体设计的要求，其功能、配置，包括通信网络、设备布置等，应满足电网优质、经济运行，数据和信息的筛选、预处理以及分层传输、资源共享等要求。智能变电站自动化系统应该具有根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能。为此必须开展一系列智能设备和智能决策软件的研究，才能从结构上、功能上、技术上实现由变电站自动化向变电站智能化的发展。

3.结语

总的来说，电力设计工作是确保电力系统的正常稳定运行的重要环节。设计质量的好坏直接影响着电力系统功能的实现。在具体工程实践中，设计工作者必须深入了解智能电网设计的概念和重要性；智能电网的特点和设计要点，充分了解智能电网设计的全部内容，才能真正促进我国电力行业的发展和我国国民经济的稳步增长。但由于我国智能化起步较晚，智能化发展水平不高，因此在智能设计工作中要应充分考虑既要实现智能化全面开展，又要确保与原有设备兼容。这样才能实现电力行业的经济和社会效益。

参考文献：

【1】张建平，胡建绩.面向智能电网的多适应性规划体系设计[J].电力系统自动化.2011（10）.

【2】杜贵和，王正风.智能电网调度一体化设计与研究[J].电力系统保护与控制.2011（15）.

【3】张玉军，李如振，黄萍等.智能电网建设方案初探[J].山东电力技术.2012（05）.