智能电网中的电力设计关键技术

2020-11-25李鲁锋

商品与质量 2020年47期

李鲁锋

聊城华昌实业有限责任公司山东聊城 252000

1 智能电网的定义

智能电网主要是指在供电的时候自动使用新型技术的电网体系，借助特定的手段将计算机信息技术和传统电网进行有效的衔接，在供电的过程中充分利用通信技术，从而实现电网信息的快速传递，使自动化供电成为可能。智能电网可以使电力资源得到整合，不断提高电力系统的经济效益，使人们的用电需求得到最大程度的满足[1]。

2 电力工程中智能电网技术优势

2.1 自动水平高

在电力管理控制规模不断扩大的背景下，电网整体运行和维护的难度也相应提升，由此造成了设备的监管控制工作量增加。在使用了智能化管理技术之后，越来越多先进设备进入到电网管理领域，在提升自动化水平的同时，也使得系统的运维和管理难度降低，同时也导致电网系统内部出现的故障问题具有了自愈功能，充分降低电网故障所产生的危害。

2.2 网络架构稳

在网络架构稳定性受到影响，致使系统的维护工作出现了较大的难度。如果电网网络架构出现了瘫痪情况，则会为系统的运行和管理带来难以预估的损失。因此，需要结合实际情况，运用智能电网技术，以高压供电模式搭建的网络体系，提高了电网结构的稳定性，并且还弥补了区域范围内存在的能源分布不均衡的问题，为特殊条件下的电能管理提供了保障，也能实现稳定能源供应。

3 电力设计技术在智能电网中的应用分析

3.1 能源转换技术

低碳经济作为未来发展发展的主要趋势，其主要就是对能源转化技术有效创新以及合理应用，现阶段太阳能以及风能等可再生资源的利用是国际上能源转化的主要研究方向，按照现阶段发展实际情况来看，我国大规模的并网技术以及光伏发电技术，因为其运行安全以及稳定等是未来电网未来发展的主要方向。在能源转化技术方面，我国还处于开始发展阶段，相应的技术研究还不是很成熟，需要对其不断加大研究和有效应用。我国智能电网建设当中，其中重要的就是需要加强对可再生能源的利用，并且对并网技术需要不断加大研究。除了需要对能源实现高效应用之外，还需要降低能源的消耗，和对环境污染的减少，有效实现低碳经济的有效发展[2]。

3.2 柔性交流输电技术

柔性交流输电技术作为一种综合性电力技术，是将微处理以及微电子技术、通信技术和控制技术结合而快速控制的交流输电技术，能够将交流电网的稳定性增强，以此将电力传输成本降低。按照目前我国智能输变电发展现状可以看出，为了能够确保高电压和清洁能源的融合，就需要应用柔性交流输电，以此来对智能电网中相关参数进行调整和改良，确保电网控制安全稳定以及高效。

3.3 高速双向通信技术

高速双向通信技术不但能够确保智能电网的自愈性，还可以将电力安全提升。在智能电网的运行当中，相对于受损区域做好检测，并且对其原因合理分析，同时做好智能电网的有效调整和合理分配。例如，若是用电量比较大，可以使用高速双向通信技术，对电能做好合理分配以及有效调整，以此来对智能电网运行的安全性以及稳定性提升。

4 智能电网中的电力设计具体应用

4.1 智能电表的设计

（1）通信网络。使用固定双向通信系统，可以将所采集的数据信息（包括故障报警和装置干扰报警）从智能电表中实时传输到数据中心，这是全部高级应用的主要基础。

（2）计量数据管理系统MDMS。这是作为一种具有分析功能的数据库，采用和AMI 自动数据收集系统进行协调处理，并且存储电表的计量值。

（3）用户室内网HAN。通过网关或用户人口把智能电表和用户户内可控的电器或装置连接起来，使得用户能根据电力公司的需要积极参与需求响应或电力市场。

（4）提供用户服务。如分时或实时电价等。

（5）远程接通或断开。

4.2 硬件结构设计

其中计量芯片和主机的选择是关键。在智能电表的设计中，专用计量芯片更便于电能和相关电力品质参数的计算，所以将嵌入式控制器分离出来专门实现管理功能，如通信、费率时段管理、实时电价、存储管理等。计量芯片选用Maxim 生产的多功能低功耗计量芯片MAXQ3180，主机选用sT 公司生产的STM32FlO7xx 增强型ARM 嵌入式控制器。由于STM32F107 只具有10/100EthemetMAC，所以需外加10/100Mb/s 以太网物理层收发器DP83848CVV 和RJ45 连接器J0Ol1D21B。这样智能电表可提供一个以太网通信接口，便于组成分布式通信网络[3]。