关于电力系统中电力技术的应用

2020-11-30谢历冰

电子技术与软件工程 2020年10期

谢历冰

（国网湖南省电力有限公司邵阳供电分公司湖南省邵阳市 422000）

随着时代的飞速发展，输配电安全与稳定已经成为推动整个社会正常运行、稳步发展的关键，电力行业也逐渐成为受到整个社会关注的重要行业。为了保障电力系统的安全稳定运行，必须不断优化和完善电力技术的应用，从而依靠更加全面、高效、智能化的电力技术支持规模更为巨大、运行管理难度更大的电力系统维持良好运行状态。

1 电力技术概述

电力技术是遍布各行各业、覆盖社会各个角落的重要技术，其是电力行业稳定发展和供电稳定的重要保障。不过就当前来看，电力技术的应用和发展依旧还存在些许不足，有必要进行不断优化和完善。在能源危机背景下，电力技术正在逐渐向节能环保方向发展，尤其体现在电力生产，也就是发电方式方面，各种新能源逐渐成为重要的发电能源，如太阳能、风能、水能等，为能源危机的缓解提供了重要支持，而且有效减少了环境污染问题。与此同时，新能源消纳也逐渐成为电力行业所关注的焦点话题，如何有效提高新能源消纳水平，促进新能源发电在整个社会中的推广应用，已然成为电力技术应用发展的重要方向。而在机电一体化方向，电力技术的发展正逐步向自动化、智能化方向前进。在信息时代背景下，机电一体化是体现电力技术进步发展的关键所在，值得电力企业多加重视和支持，投入足够资源促进机电一体化发展，促进电力技术水平提升。而且在智能化设备逐渐进入人们生活的情况下，电力技术的重要性更是不容忽视，将对整个社会的发展进程造成巨大影响。

2 电力技术应用于电力系统中的重要性分析

2.1 控制电力设备

电力设备是电力系统中的基础组成，只有确保所有电力设备处于安全、稳定运行状态，才能保障整个系统的良好运行，而电力技术正是控制电力设备的关键技术。在我国电力行业不断发展的进程中，电力技术的起步虽然较世界范围内的其他发达国家稍晚，但是却一直受到了高度重视，投入足够资源，加大研发力度，逐步形成了较为完善的电力技术应用模式。在电力技术的支持下，电力系统中的电力设备控制变得更加自动化与智能化，大量减少了人工操作工作量。尤其是在电网规模不断扩大、电力设备类型与数量不断增加的情况下，电力技术可以说是保障所有电力设备得以可靠控制的关键技术，能够为电力系统的安全稳定运行提供支持，进而为社会各行各业提供良好的电力服务，推动社会进步发展，并在不断优化和完善中适应社会生产力的全新需求。

2.2 调节电力系统功率

电力系统功率的合理调节能够在充分满足社会用电需求的同时，尽可能减少电网运行成本，保障电力系统安全稳定运行。另外电力技术应用于新能源发电方面，还能促进发电效率提升。不过目前我国相关技术的研究和应用还较为薄弱，尚需要不断探索优化。

2.3 提高电能利用率

电能利用率的高低直接决定了电力企业的经济效益，是决定电力企业能否长效发展的关键所在。在电力系统中应用电力技术，不但可以促进电能利用率提升，还能影响电力服务质量，有效降低电力企业运行成本，尤其是机电一体化的发展能够有效降低人工成本。

3 电力系统中电力技术应用

3.1 输电环节中电力技术的应用

电力输送是电力系统中的重要环节，是直接决定整个电力系统运行质量与效率的关键所在。电力输送主要包括直流输电与交流输电两种，其中前者具有调节便利、操作方便、保险程度高的优势，具有巨大应用优势。而柔性交流电输送同样是具有良好发展前景的电力技术，尤其是在传统远距离输送电基础上融入电子技术、自动控制技术等，能够减少人工工作量，保障电力输送稳定性，减小电能损耗。时至今日，输电线路依旧在不断探索新技术，在输电距离、质量、安全性等方面进行拓展和延伸。首先是大电网技术，简单来说就是将多个地方电网或者大区电网进行互联，从而形成互联、联合或者统一电力系统。其中互联电力系统的优势在于能够以尽量少的联结点实现电网的同步共联；联合电力系统则能够实现对不同电网的协调规划、调度；至于统一电力系统则是完全按照相同的规划进行建设、调度和运行电力系统。大电网技术能够满足超高压、特高压输电要求，同时具有容量大、输送距离远的优势，将其应用于输电线路中能够构建分层、分区、结构清晰的现代化电力系统。其次是紧凑输电技术。该技术的原理为对输电线路导线布置加以优化，同时缩小相间距离、加大分裂导线间距、增加分裂导线数目，从而促使电荷于各个导线表面和表面厂均匀分布，以达到提高导线有效截面，提升线路电容并降低电感，减少线路波阻抗，进而提高自然输送功率，能够有效减少输电回路数、压缩线路走廊宽度、减少用地等。然后是高压直流输电技术。高压直流输电的优势在于能够更加轻易地做到异步联网，相应的输电成本较交流输电更低，在相同的线路走廊中能够较交流输电形式输送更多电力。因而在现代电力系统中，高压直流输电技术被广泛应用在远距离大容量输电、电力系统联网、远距离海底电缆或大城市地下电缆送电、配电网轻型直流输电等。再然后是特高压输电。特高压输电的优势在于送电容量大、距离远、覆盖范围广、节约线路走量、输电损耗小、促进大范围资源优化配置等，而且其在应用时可以根据电源分布、负载布局、输送容量、电力交换等实际情况，构建符合实际需求的高压电网骨干网架。最后是柔性交流输电技术。柔性交流输电系统广泛覆盖电力电子技术、微电子技术、通信技术、现代控制技术等，是一种交流输电新系统，其特点在于能够实现对大范围的电力系统潮流及参数，在获得理想潮流分布的同时增强电力系统稳定性，进而达到提高输电线路输送能力的作用。

3.2 配电环境中电力技术的应用

电力技术应用于电力系统之中，其根本目的在于促进电能高效率、稳定输送，保障输配电系统的安全、稳定、高效运行。在配电系统中应用电力技术，需要重点解决电能质量、电能浪费、用电安全等方面的问题。具体来看，用户电力技术应用于配电环境中，主要体现在以下四方面：

（1）核心领域。配电系统在现代社会中占据的重要性越来越突出，而其核心领域更是决定整个配电系统运行质量与效率的关键所在，影响电能转换与控制等。用户电力技术应用于其核心领域，重点依靠电力电子元件和电路设备对电能进行控制。

（2）能量储存领域。配电系统对电网中电能进行存储，能够有效防止电网带能过大而造成的各种危害，进而保护电网安全运行的同时促进配电系统良好发展。当前配电环境中用户电力技术的应用正处于探索研发阶段，如研发碳化钠电池等，能够实现对能量的有效缓冲及平衡。

（3）电力需求领域。随着社会的发展，电力企业需要实现对客户个性化用电需求的满足，需要配电系统的运行更加细致化、模块化与先进化，这就需要以先进的用户电力技术为支撑，基于先进理论进行创新与优化。

（4）智能控制领域。随着整个电力系统的自动化、智能化发展，配电系统也需要逐步向智能控制方向发展，而用户电力技术能够为配电系统中的数据处理、资源共享等提供支持，进而基于信息技术促进整个配电系统的有效控制、监督、测试等。

3.3 节能环保方面电力技术的应用

在可持续发展、能源危机、生态环保等诸多因素的影响下，电力行业的发展越来越重视节能环保。在电力系统中，电力技术与节能环保的关系已经是十分紧密，尤其是电力生产节能环保技术更是电力行业研发、推广应用的重点所在。当前值得关注的电力行业节能减排新技术包括PWM 控制技术、无速度传感器矢量控制技术、SPWM 控制技术等，它们均是以实现对电力系统的高压变频控制为目标，从而促进整个电力系统的性能及带动力提升，有效起到节能作用且极具可操作性。另外节能型供配电系统也是电力系统中应用电力技术促进节能环保的有效实现的方法。在供配电系统中，可以采取合理调节供电电压，使用无功补偿装置，使用节能型变压器等方式，改善供配电系统运行状况，有效促进节能减排的实现。

3.4 用电安全方面电力技术的应用

用电安全历来都是电力行业发展所重点关注的内容。而电力技术作为保障用电安全的基础，其在电力系统中的应用更是显得格外重要，可以说是保障电力行业安全、稳定、长效发展的关键。目前电力技术在用电安全方面的应用主要体现在电气设备功率控制上，通过将功率控制在规定范围内，可以避免因功率过大而导致的电压崩溃问题，从而防止非正常停电事故发生，杜绝相应的用电安全问题。

3.5 电力系统中电力自动化技术的应用

电力自动化技术是指基于计算机网络技术、通信技术等，对电力系统运行的数据、参数、信息等进行采集、分析与处理的技术，从而为电力系统的运行管理提供重要依据。在现代电力系统中，电力自动化技术的重要性极其突出，其不但有助于降低电力系统维护成本，还能提高电力系统运行数据采集及处理效率和准确率，实现对系统的全面、实时、动态化监控。而且在电力系统出现故障后，依靠电力自动化技术能够实现对故障的快速分析、排查、定位乃至自动修复，并为相关人员的处理及修复工作提供重要支持。时至今日，电力自动化技术已经在电力系统中得到了广泛应用：

3.5.1 变电站

变电站是电力系统中不可或缺的部分，直接影响着输配电工作能否正常进行。在电力自动化技术的支持下，计算机能够自动化完成大部分工作，大量减轻工作人员的工作量，并且能够实现对变电站运行状况的全面、实时、自动化监控，一旦发现异常情况便会发出警报。工作人员也可以基于电力自动化技术对变电站运行状态加以全面检测，从而对陈旧设施设备进行分析与确定，兼顾设施设备更新换代的及时性与经济性，为整个电力系统的稳定运行提供可靠保障。

3.5.2 电力调度

电力调度的关键在于准确把握电网运行状态，通过对大量参数、数据、信息等进行分析研究，结合实际需求对电力进行适当调度，从而保障电网安全稳定运行，实现可靠供电。在电力自动化技术的支持下，工作人员无需再通过人工方式采集电网运行相关信息，从而对整个电网的运行状态进行实时监测，及时发现电力系统运行中存在的问题、故障等并加以处理，并根据供电需要调整负荷分布等。

3.5.3 配电网

配电网作为直接向用户配给电能的基础设施，其在整个电力系统中占据着重要作用，直接决定供电稳定性与可靠性，关乎到用户用电体验。电力自动化技术应用于配电网，能够实现对每个用户的用电情况的自动化检测以及数据采集、分析，及时发现其中存在的故障和问题，并通过相应的信息为电力服务工作提供重要依据，进一步改善用户用电体验。

3.5.4 分散测控系统

在电力系统中应用电力自动化技术后，整个电力系统中的电力数据输送系统将承担相应的分散测控功能，即对电力系统进行适当拆解，针对各个子部分进行监测与控制，能够进一步保障测控的可靠性，为电力系统安全稳定运行提供保障。

3.5.5 计算机操作系统

计算机操作系统和电力自动化技术相结合，能够直接将自动采集的信息传输到计算机系统之中，并利用计算机软件对这些信息进行分析、研究，对海量信息进行综合分析，剔除掉其中的不可靠信息，及时发现电力系统运行的各种隐患和问题，从而更加及时、准确地对电力系统进行监测与控制。