智能电网中的电力设计关键技术

刘庆

摘要：随着中国社会主义市场经济的发展以及中国城镇化进程的加速，人民群众对电力能源的需要也日渐增多。但是，目前随着环保意识的增强，电能资源日益紧张，部分省市甚至出现了大规模限电的情况，电力智能化也日益引起地方政府的关注，所以建设智慧电网已成为当前中国电力行业改革发展的重要环节。智能电网工程建设的发展对整个电力行业的发展有着重要性。尽管目前的智能电网工程建设已经得到很大的进展，并做出了前所未有的成就，但仍面临着很多不足之处。所以，如何提高电网工程设计管理水平，使智能电网工程建设更加适应现代发展的需要，一直是电网部门所关注的问题。本文就研究智能电网中的电力设计技术提出探讨。

关键词：智能电网;电力设计;关键技术探究

引言

现代社会的方方面面都离不开电力的使用，不管人类的基本生活还是社会生产活动都离不开电力。这不仅增加了对当前供电系统能源的消耗，同时造成了供电系统压力的不断增加，这也就对现阶段的供电系统安全提出了更高的要求。因此为了促进当前供电效率的提高，电力部门有必要在供电方案设计的工作过程中，全面重视智能供电方案设计的必要性，从根本上促进了当前供电安全运作和效率的提升。

1.当前我国智能电网的电力设计特点

1.1智能电网的电力设计具有可靠性

对于智慧电网设计工程师来说，安全的电力供电与平稳运作是在智慧电网设计中首先要考虑的因素，也是设计的重點目标。传统的电网系统在发生了供电故障或事件后，无法持续地向终端用户供电。所以，就有必要来建立智能供电系统来克服普通供电系统的不足。智能电网的安全可靠性既可以保证我国信息安全数据的不泄露，进而保障了我国的人民群众财产安全。此外，智能供电还可以有效防止了计算机收到系统的损坏，既保证了供电系统的稳定性，也保障了使用者的安全性。

1.2智能电网的电力设计具有兼容性

从中国电网发展的实际情况可以看出，中国的风力发电设备基本上都集中在西北地区，然而，正是由于智能电网发展的巨大滞后，形成了巨大的电力资源浪费。因为风能发电本身的局限性其结果也具有较大的影响，风能的质量也会对电网的整体运营效果形成较大的影响，而智慧电网不但能够彻底改变这个状况，还能够带动电网总体运营效益的提升。

1.3智能电网的电力设计具有自我修复性

智能电网在电力发生故障时，能独立诊断及时进行破坏测试，但也可以适当的最短的期限内对故障进行反应，使得事故所产生的的影响能够降到最低程度，并且减少了供电中因供电不足而引起的故障，供电不足的问题也减轻了机组负担的沉重损失[1]。

1.4智能电网的电力设计具有互动性

智能电网设计将智能电网的通信、信息、管理集于一体，良好的交互设计可以大大提高电能的使用效率，减少不必要的电力成本，从而大大提高电能的转化效率和经济效益，同时，完善的交互设计也让用户更加准确的了解家庭电价、用电、用电等基本信息，从而使家庭用电更加科学合理的使用。电力企业还可以及时获取用户信息，改善互动体验，提高用户满意度，丰富电力行业的增值服务。

2.目前我国智能电网的现状分析

目前，中国正构建资源节约型与环境友好型的经济社会，以推动环境和经济与社会的均衡发展。智慧供电技术的发展，已构成了一种比较完整的供电体系，促进了中国技术企业和国家电网公司技术的不断创新，已形成了中国供电设计的共同的目标和特点，也形成了中国电力行业不断发展的新态势[2]。智慧供电技术充分利用了现代计算机技术、通信技术与传感器检测技术的融合，进而形成了更加稳定的体系进行智慧供电输电，将现代电力网络信息技术与传统电力系统巧妙地融合在一起，并运用现代计算机信息技术与通讯信息技术来优化供电系统。就这样，智慧供电既具有了绿色、高效、集中、协调发电供应的优点，又减少了传统电力发电技术对环境污染，进而优化了供电系统运行中的设备配置，从而达到了高效、环保、安全、经济的目的。因此，国家必须要需要完善智慧电力系统的设计，让电能资源可以有效进行引导、输送以及对电能的有效综合利用，既可以比较科学合理地使用电能，又可以推动国家社会经济的发展。

3.智能电网在电力技术及电力系统规划中的应用优点

随着中国现代社会的高速发展，中国智慧电网已通过利用计算机和网络中的数据处理技术、大数据分析技术、网络无线通信技术、智慧电力安全管理系统等领先科学技术，已逐步形成了一个国家对智慧电力的自主监测与安全管理体系。这并不是对现有城市输配电管理方法和网络技术的简单变革，而是通过利用各种更先进的城市供电网络设备和信息技术，提升了智能配电网及管理网络的可靠性和总体效率等。

3.1智能电网能够扩展电网范围

将传统电力系统和与智慧电网技术的全面融合，是实现现代电网智能化的重要关键技术。同时，还有助于提高整个供电系统运营的安全和稳定性，从而积极增加了电力系统在整个社会的影响力和经济效益性。随着我国现代电网智慧技术的提高和快速发展，各种新能源技术也在智能供电系统中得到了应用，可以提高对智能供电系统的管理水平，并增加了智能供电系统的运营规模。但鉴于中国幅员辽阔，人口基数较大，因此对电力资源的依赖程度和需要量也很大，尤其是西北地区[3]，所以，很有必要考虑通过设置一种智能供电系统技术来联接整个供电系统。将智能供电系统技术和传统的供电系统技术相结合，就能够为整个中国电网建设提供更加安全的技术支持，进而保障整个系统的顺畅运作。

3.2智能电网能够提高抵御风险的能力

智能电网风险主要来自计算机收到了病毒的攻击，所以，智能供电管理系统公司应该可以通过持续的技术创新来提升自己的安全体系，从而实现将自己的安全防护系统始终保持在最新的版本，以便于让整个电力系统在所有条件下都可以平稳地供电。当智能电网自动控制和处理系统中发生的外部损坏时，控制器就可以在正常工作状态下进行诊断，从而把系统无法正常工作的部分从控制器中分离，在不影响整体系统正常工作的状况下有效工作，从而真正提高了整体系统的正常工作特性。

4.智能电网中的电力设计关键技术分析

4.1节能减排技术分析

在当前经济社会发展快速发展中，节能减排一直是供电系统设计的基本目的。因为传统的供电系统会对周围的自然环境产生会产生很大的环境影响，同时在对整体的电力消耗控制方面也不是很好。随着当前自然能源的减少，环保意识的增强，对整个电力能源资源的智能合理利用逐渐形成一种发展趋势。因此，在智能电网视野下进行供电设计中必须要将节能减排放在重要位置。智能电源使用计算机等新技术使得电力管理能够效率更高，在整个配电过程，可以大大提高资源的最大利用效率，并能准确地处理减压和分流过程，也极大地提高了整个电力传输过程的准确性。在电力建设设计中必须运用最新的科技发展，进而避免了输电电压的不合理不会造成电能的损失，满足了节能减排的需要，并逐步改善电力输送过程中的弊端。同时，根据现阶段出现的中国电网资源被盗的状况，将引入智慧供电系统，可以更快的定位位置，也更方便地打击罪犯，防止国有资源的浪费，在现阶段我国还需要进一步提高全国人民对电力智能化工作的关注程度，把节能减排科技运用于建设智能的电网系统，最大程度的地追求低碳经济，推动电力的有效使用[4]。

4.2能源转换技术分析

低碳经济也是我国未来经济发展的重点方面之一，其内容之一就是对能量转化科技进行创造与运用。目前，太阳能、风电等可再生能源的运用技术，已经成為全球能量转化领域最主要的研究热点。通过对中国电力系统的发展状况进行全面系统分析，基于并网技术和光伏发电安全、平稳、运用范围广泛的特点，将成为未来中国电网的主要发展方向。能源转换技术在我国还处于发展的早期阶段，相关的技术标准还不完善，有必要进一步探索研究开发和利用。因此，在我国的智能电网建设中，有必要大力加强并网技术的研究、发展与应用，重点是对可再生能源技术进行研发与利用，从而达到对能量的最高效能的使用，降低了能源消耗以及发电对于自然环境的污染，从而真正达到了低碳经济的可持续发展宗旨。

4.3智能仪表技术分析

当下在客户服务中常见的配置智能电表是对于智能电网应用最为广泛的方法。智能仪表的设置地点和一般仪表一样，该型智能仪表具备了双向通信监测功能，可以监控供电服务，监控波形，并完成计费记录的电流电压状态，这样，智能电测仪表就能够产生并记录下用户的历史数据，提供用电规划与操作应用，使得电力评估的工作更为高效。在其中，智能电能表最明显的优势在于实时计费，其发展更倾向于电力系统的负荷平衡模式。

4.4智能固态表针技术分析

智慧固态电表技术的运用，不仅可以实现对全市用电总量的详细记录，以达到供电用户的基本用电需求之外，还可以实现在用电高峰期时间合理用电的目的。此外，该技术记录的关键数据也为电力部门的能源规划与决策提供了基础，从根本上促进了能源利用效率的有效提高。

4.5实时信息采集与处理技术分析

智能电网可以立即收集和管理信号，一旦发生电力设备短路或其他故障，收集的结果可以进行实时分析，这样就可以获得相对准确的信息数据，提高数据的准确性，及时定位检查故障处，有效地提高事故调查和处理的效率，提高智能电网的整体质量。

4.6柔性交流电输电技术分析

所谓的柔性交流电力传输技术，是指一项集合了现代电气信息技术、微处理技术、工业电子和光通信等技术为一体，能在短时间内实现对交流电力监控的新型信息传输技术。在智能电流感应下，大幅提升了输电质量，并拓宽了电能调节范围，使输电线路和输电容量也更加稳定。该技术可以解决当再生能源发电不足时的问题，同时通过合理结合控制技术和电源设计技术，大幅提升了电源能力，进而增强了智慧电网运营的稳定性和可靠性。。

4.7高速双向通信技术分析

在实际应用过程中，高速双向通信技术的最主要目的就是对智能电网进行在线自我监控，对电网损坏的详细情况进行科学分析，从而使其能够利用自身的功能自动修复损坏情况。在这种技术的成熟使用后，建设智能电网的最主要目的也就不仅仅达到了实时监控电网的安全运作，同时还增强了不断完善的网格的自动控制能力，并由此奠定了良好的科技基石为网格系统的安全稳定运营。

4.8高压直流输电技术分析

目前，虽然在工作和生产过程中都采用传统的交流电，不过在实际用电过程中还是用直流电传输。高压直流电能够利用控制器使电网逆变和整流的特殊情况，使得电流传递能够比较平稳、经济、方便，所以，高压直流输电技术将获得更广阔的应用，前景也值得高度关注。

5. 结语

电网工程对国家经济社会发展具有巨大的深远影响，而传统电网系统在运营中如果发生线路故障，很有可能导致重大安全事故或者电能中断，甚至危害社会生产和一般群众的正常生活，所以建设智能电网工程的巨大意义是无法替代的，也同时是趋势所在。在智能供电的工程设计中，一定要针对智能供电的具体工作要求和特性开展设计，除了综合考虑关键因素之外，工程设计人员还需要掌握一定的工程技术基础知识与丰富的设计经验，并在实际工作中培养专业知识能力和综合素养，以提高供电方案设计的合理性与安全性，并保持我国供电系统工作的长久稳定性，从而促进我国供电领域智能工程技术的深入发展。

参考文献

[1]施军， 沈凯. 刍议智能电网中的电力设计有关技术[J]. 电力系统装备， 2019（20）：2.

[2]王艺霏， 李贤， 来骥，等. 基于随机矩阵理论的智能电网大数据体系结构设计[J]. 计算技术与自动化， 2019， 38（3）：5.

[3]崔文俊， 汤寿泉. 构建一流智能电网标准设计体系研究实践[J]. 南方能源建设， 2020， 7（S01）：7.

[4]花新华. 电力工程技术在智能电网建设中的运用研究[J]. 探索科学， 2019（4）：1.