电力工程技术在智能电网中的运用分析

2020-12-22李刚

中国新技术新产品 2020年18期

李刚

（国网黑龙江省建三江电业局有限公司，黑龙江佳木斯 156300）

1 智能电网

1.1 智能电网的概念

智能化已经逐渐成为了各个领域的发展方向，而电力行业中的智能化发展最突出的体现就是智能电网的建设。智能电网是建立在集成、高速双向通信网络基础上的，其建设过程中用到的技术也体现了其智能化与现代化的特点：在其中主要运用了传感技术、测量技术以及先进的决策支持系统等，这些技术的运用提高了智能电网的可靠性和安全性，使其具有了新的优势：可以进行自愈、能够很好抵御外界的入侵，从而更好地满足用户需求，提高服务质量。通常情况下，智能电网主要是由配电自动化主站、信息交互总线和配电自动化系统组成，各个部分又涉及到一系列的分项内容，具体如图1 所示。制，提高企业的经济效益，促进企业健康平稳地运行。这就是智能电网建立在现代化和智能化基础上的建设方向。

图1 智能电网总体结构图

其次，要依托高速发展的现代信息技术来提高电网的自动化，保证智能电网具有高效的故障排查和处理能力，在发生故障的时候能及时进行排查，并自动消除故障，从而减少使用过程中因机械故障造成的财产损失。

交互性也是智能电网建设过程中要注重的，交互性的含义在于供应能源的过程中要注重用户和市场的联系，在此联系的基础上构建出新的交流模式，保证在进行智能电网的优化过程中能充分考虑到用户的需求，从而提高服务的质量和水平。

1.2 智能电网的建设方向

现阶段智能化、绿色环保等发展理念被融入各个领域的发展过程中，因此，在电力行业中建设智能电网也要注重绿色环保理念的运用，在保证质量的前提下进行成本的有效控

2 电力工程技术在智能电网中的有效应用

2.1 在输电中的应用

在输电中的运用是电力工程技术在智能电网中的总体应用之一。电力工程技术运用于智能电网中能有效提高其供电的稳定性，预防在设备运行过程中发生电压值不稳或者电网突然停电的问题。现阶段，电力工程中存在部分的输电工程具有输电容量大、线路长的问题，这决定了在输电方式的选择中往往采用直流电的方式。我国在对于高压直流电的输电线路的建设过程中往往会运用晶闸管变流这一装置，并将其视为受点和送点这两端的逆变阀装置和整流阀装置。这样做不仅在运用过程中能有效提高电网输送的稳定性，还能进一步提高供电的稳定性[1]。

2.2 在发电中的应用

电力工程技术在发电中的运用主要基于其自身的运用原理，即电力工程技术是在利用电子设备的基础上实现电能之间的转化和控制，从而使得机电设备运用次数减少，达到降低能量消耗的目的，实现节能减排绿色环保理念的贯彻和落实，与此同时还能有效提高设备的工作效率。现阶段，大多数半导体的功率元器件容量都有了一定程度的提高，在此基础上还要加快向高压化发展的速率，在这个过程中以高压变频为代表的电气传动技术和静止无功发生器等的新技术都会应运而生。

2.3 柔性直流技术的应用

该项技术具有环保的特点，而且灵活性较高，在智能电网中得到了广泛应用，既能够实现新能源并网，而且还可以向一些偏远地区供电。同时，柔性直流技术还可以单独控制有功功率和无功功率，且不需要换流站间实时通信就能够独立控制换流站运行情况。目前，我国某风力发电厂挂网运行过程中就应用了柔性直流输电技术，其所使用的换流器的参数见表1。

表1 柔性直流系统中换流器参数

2.4 能源转换技术的有效应用

智能电网的发展方向实现了能源供给模式的转变，在未来智能电网都朝着环保型、低碳型的方向发展，同时随着能源转换技术科学性的提高，可以在电力规模得以保证的前提下提高电能的远程运输能力。现阶段存在的智能电网的能源应用主要有2 种方式：分布式和可再生式，其中分布式还包括自身的储能和发电形式，其中储能主要依托蓄电池等方式来实现，主要目的在于储藏能源，而发布时发电则主要依靠环保可再生资源，诸如晶硅电池转换技术（图2），其可以将太阳能转换成电能，进而提高能源的利用效率[2]。

2.5 电能质量优化技术的有效应用

现阶段，随着人们的生活水平不断提高，人们对于用电的要求也不断提高，主要在于对电能质量的要求不断提高。因此，在进行智能电网的建设过程中，要注重实现电能质量的优化。现阶段主要通过对电能等级进行划分、建立完善的质量体系来保证电能质量的优化。此外，电力企业也要充分注意智能电网建设过程中的经济性，并通过不断改进和完善用户和市场的交流方式来获得更加客观具体的客户评估体系，这样不仅能有效提高电网的自动化，还能很好地满足智能电网建设过程中的经济性要求。

2.6 输入清洁能源的技术

高电压输变电是我国现阶段进行智能电网建设的基础，而在其建设过程中需要一定的清洁能源作为辅助功效，从而实现隔离能源的目的。在这个过程中，能实现输入清洁能源的有效运用，同时，输入清洁能源在我国的运用需求也不断提高。在智能电网的建设过程中，实现电力工程技术和电力控制技术的融合，以此来提高电网运营的稳定性，同时通过技术优化来有效降低能源消耗，这样才能保证输电能力和输电水平的提高。保证智能电网建设中的经济性和优质性[3]。

2.7 高压直流输电技术

现阶段，在智能电网的建设过程中，许多环节都采用交流电，但是在输电的过程中仍然采用直流电。而运用电力工程技术可以通过使用控制换流器来实现整流或者逆变的工作状态。在一些重量较轻的直流输电系统中，所用到的换流器一般都是由可以关断的元件组成的，将其运用于输送过程中可以有效提高其稳定性，在这一过程中还能有效保证智能电网建设的经济性。高压直流输电技术可以被运用于距离较远的直流输电工程中，通过这种方式来实现对于一些偏远山区的高压供电（图3），保证基础设施建设的完善。

图2 晶硅电池转换技术

图3 偏远山区的高压供电

3 在智能电网建设中关键电力工程技术的应用

3.1 串联补偿中的工程应用

国家发改委批准了伊冯500kV TCSC 项目，其属于国家级科学研究项目，由C-EPRI Science & Technology Co.，Ltd 建立，并将伊冯500kV TCSC 项目的限定功率从最初的1 460 000 kW升至 2 500 000 kW。该项目的所采用的TCSC 设备是由我国独立设计、组装和调试的，反映了中国已经掌握适应高寒地区的一套可控串补、大容量的技术，能够满足HV TCSC 工业化应用。

3.2 并联补偿的工程应用

在智能电网建设过程中，同样由C-EPRI Science &Technology Co.，Ltd 负责对无功补偿设备关键技术进行研究，所研发出的无功补偿设备是目前我国装机容量最大的设备。联众不锈钢公司在实际生产过程中采用了无功补偿设备，可以有效解决因为设备脉动负载而产生的电力质量问题，这样既可以确保智能电网工程的安全、高效运营，而且还可以有效避免电力质量问题，进而提高智能电网运行效率。