电力工程技术在智能电网建设中的应用探讨

段松凯，王临铭

（河南机电职业学院，河南 郑州 451191）

0 引言

电力工程技术主要是指与电能的生产、输送及分配有关的工程及技术，包括高压输变电、无功补偿、继电保护、供配电、光伏电站、火力发电、水力发电等。在传统的电网建设中，受到各方面因素的限制，电力工程技术的很多优势无法得到有效的发挥。智能电网是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法和决策支持系统技术，达到电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全目的，符合我国现代化社会发展的需求。

1 智能电网的特征

随着我国电网覆盖面积和敷设里程的增加，对电能供应的稳定性有了更高的要求；而环境比较恶劣的偏远地区，会对电网建设的安全性以及后期的运行产生的影响。智能电网根据地域环境的不同而采用差异性策略，可很好地提升电网架设的稳定性，降低区域断电的概率。在以往的电网运行中，能源损耗是电力企业面临的重要问题，智能电网通过智能化的管理模式以及先进技术的应用，能最大限度地降低电能损耗，实现电网运行的节能性目标[1-2]。在城市化和工业化进程快速发展的背景下，电能的需求量大幅提升，以往的电网由于规划和运行不合理，会导致电能资源配置不均的现象，进而影响工业生产和人们生活的电能供应。智能电网可以根据不同地区对电能的需求，对电能资源进行合理规划和分配，资源配置较为灵活，可满足经济发展对电能的需求。在智能电网中还应用了大量先进的智能化设备，通过对电网的运行状态进行监控，能够及时发现电网运行中出现的异常现象，对故障能够进行自动检测和定位，及时发出报警信息或者采取相应的保护措施，最大限度地降低故障的发生，确保智能电网的安全稳定运行[3-4]。

2 电力工程技术应用于智能电网建设的必要性

电力工程技术在智能电网中的应用，并不仅是发电、输电、变电和配电，而且能够使智能电网的质量得到整体的提升。电力工程技术中的自动化技术在智能电网中的应用，有效提升了电网的运行效率，确保了电网运行的稳定性。在以往的电网中受到种种因素的限制，无法充分发挥出电力工程技术的优势，而智能电网的智能化、信息化、自动化等方面的特征，为电力工程技术的发挥提供了有利的条件，比如在数据信息采集方面的功能。在以往的电网中，采集的数据无法进行分组，而且受到物理电网自身的局限性，数据采集能力不高。在智能电网中，智能监控预警技术以及用电计量技术的执行都需要电力工程技术的信息采集功能，通过信息采集能够对用户的用电需求进行分析，为电力企业制定供电决策提供重要的数据支持 。

3 电力工程技术在智能电网中的具体应用

3.1 电力工程发电技术在智能化电网建设中的应用

电力工程发电技术在智能电网中的应用，主要是借助于电力、电子设备进行电能的转化和控制，采用新型电子设备能够最大程度地控制能源的损耗，降低设备的运行损耗，从而提升智能电网的运行效率，为电网向高压化方向发展创造有利条件。随着技术的优化和改进，在电力工程发电技术领域研发了更多的新兴技术，比如高压变频电气传动技术，对动态电压的恢复具有显著成效。将电力工程研发的新兴技术应用于智能电网建设中，能够推动智能电网的进一步发展。随着对电能的需求量大幅提升，在传统能源日益紧缺的形势下，需要寻求更多的新能源发电技术。智能电网的优势就是可以容许不同发电形式的接入，这为新能源发电技术的应用提供了重要的保障 。利用电力工程发电技术可将风能、太阳能、水能等新能源发电形式接入智能电网，但是对清洁能源的开发和利用存在季节性和稳定性的弊端，所以在智能电网建设中，电力工程发电技术还应该重点关注新能源的并网技术，确保新能源可以安全稳定地接入智能电网，避免对智能电网造成过大的冲击，为我国的经济发展提供基础的能源保障[5-6]。

3.2 电力工程输电技术在智能化电网建设中的应用

输电线路的稳定运行是智能电网正常运行的基础保障，可有效保证电能的输送质量，为工业生产和居民生活用电提供稳定优质的电能。我国智能电网的输电骨架为特高压电网和各级电网协调共存的状态，输电方式主要为直流与交流互联，并且向大容量和高电压方向发展 。

为了满足我国经济发展的需求，电网覆盖面积和线路敷设里程逐渐增加，这对电网的输电技术有了更高的要求，所以要不断优化输电技术，确保智能电网的稳定高效运行。在智能电网的输电过程中，采用特高压直流输电技术，这种输电技术控制较为灵活，在输电过程中不需要落点，比较适用于远距离、大功率及点对点的电能输送，在交流电网互联中也较为适用。电力工程输电技术在智能电网中的应用，主要表现为对电网运行状态进行监测，控制电网运行方式，对电网故障进行检修，从而确保智能电网的安全高效运行。其主要的装置有超导无功补偿和波形交流变换器；主要技术包括状态检测技术、串联补偿技术、可控高抗技术、交直流滤波技术、高压换流技术、柔性交流输电技术、集约化维护与运行管理技术、谐波管控技术等。电力工程技术在柔性交流输电中的技术主要包括：电力技术、电子技术、微电子技术、通信技术和控制技术等。柔性交流输电技术能够与原有的输电方式协调运行，灵活性较强，且有较好的经济性能，可有效提升电流输送能力，满足大功率、长距离电能输送。

3.3 电力工程变电技术在智能化电网建设中的应用

变电站是智能电网中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，通过变压器将各级电压的电网联系起来。为了将发电厂发出来的电能进行远距离的输送，需要将低电压变为高压电，在用户附近再将高压电变为低压电，这是变电站所需要承担的功能。在智能电网中，变电站充分体现了智能电网自愈化、自动化和信息化的特点。电力工程技术在智能电网变电环节的应用，主要功能是利用高速计算机网络对变电站的运行状态进行实时监控，通过光电式互感器、有源滤波技术及智能化开关进行智能控制和管理，对收集信息、物理网络、通信协议和数据模型进行统一 。

3.4 电力工程配电和用电技术在智能化电网建设中的应用

配电是智能电网中直接与用户相连并向用户分配电能的环节，在此环节中，需要重点关注中低压配电网的智能化建设。电力工程技术在配电中的应用主要包括测量技术、配电自动化以及智能储能技术等。用电是智能电网的终端部分，随着用户对电能质量和电能供应稳定性的要求越来越高，电力企业对智能化运营和精细化管理方越来越重视，由此推动了智能电网的建设步伐。电力工程技术在智能电网用电环节的应用主要表现在智能电表、用电信息采集等方面，将以往的统一电价计费方式向阶梯电价过渡，既为用户提供了智能化服务，又达到了节约能源的目的 。

4 结语

电能是工业生产和人们生活的基础保障，为了满足经济发展的需求，我国电网系统不断优化。在科学技术的推动下，智能电网成为我国电网发展的主要方向。智能电网的应用，不仅提升了电能供应的稳定性和可靠性，同时在绿色环保、经济高效和环境友好等方面也实现了我国对电网规划的需求。电力工程技术是电能生产、输送、分配和使用中的关键技术，直接关系到电网运行的效率和质量，而且在新能源开发领域也有重要的作用，为促进我国智能电网的进一步完善奠定了坚实的基础。智能电网容许各种不同发电形式的接入，为促进我国对新能源的开发和利用提供了基础保障，为促进我国经济、生态、社会可持续发展创造了有利条件。