电力工程技术在智能电网建设中的应用探究

宋扬，毛文博

1.中国机械设备工程股份有限公司，北京，100070；2.中铁建国际投资有限公司，北京，100005

0 引言

随着人类社会的发展，能源的需求也在不断增加。要解决我国目前能源供应不足、防止能源危机等问题，必须加强对智能电网的建设[1]。随着计算机智能化信息处理技术应用的日益发展普及，也随着电力工程的发展，智能电网的相关内容也在不断整合，与其他相关技术融合在一起，不断优化和改进智能电网的工作流程和运行方式。

1 智能电网相关概述

1.1 智能电网的内涵

智能电网是基于传统的综合网络和高速双向通信网络，结合传感器技术，提高电力系统运行智能化水平的测量技术和其他技术，促进电网安全运行，创建环保、实用、安全的运行体系。随着社会科技水平的不断提高，能源资源和科技资源的整合对促进社会的全面发展起到了积极的作用，通过国内技术人员的不断努力，中国在智能电网的开发和运行方面取得了技术突破，智能电网有更大的发展空间。

1.2 智能电网的特点

智能电网产品具有智能自愈、保护用户电网的特殊功能，能满足电力用户上网对提高电能质量保障的一系列基本性能要求。基本参数在智能电网的控制下，电网在安全管理和分析方面具有得天独厚的优势。在实际运行中，通过在线实时工作，可以达到预警的目的。同时，可以有效地发现和处理相关错误，从而提高其处理能力和自愈能力，为智能网络故障排除奠定基础。

（1）技术体系强。智能电网的总体体系结构十分稳固，在某些易发生灾害的区域，依靠其更为牢固的电网结构，可以建立更加有效的电力传输方式，保证日常使用控制的规范化。另外，智能电网还具备极强的抗干扰能力，可以抵御外界的负面影响，在智能电网建设中，技术人员会添加感应设备，以保证对外界的监控，当电网出现故障或干扰时，它就会发出警报，从而将干扰的影响降低到最小。

（2）体系灵活性高。智能电网系统能够综合实现大规模柔性交/直流快速输电、智能指挥调度、储能、配电线路自动化监控等电网技术，同时还保持着其高度灵活可控的综合运营功能和经济效益。另外，智能电网管理系统还具有远程实时监测的智能在线视频监控系统功能，并具有持续的安全评价和分析功能，当电网发生故障时，该智能系统会根据技术条件，对其进行故障诊断、隔离，从而达到自动恢复的目的。

（3）节能环保指数高。智能电网建设作为一种电力节能、环保减排的重要新技术，通过可重复连续使用电能加工产生能量转换的分布式处理交换机制，可以初步建立出一个结构更为协调、和谐、合理的高效电力系统和运行安全平台，既可以进一步保持能源系统运行的能量整体有效使用及效率，又可以大幅降低能源电网系统运营对资源环境安全和经济社会效率的双重影响，达到实现节能和降耗并举的两个根本要求。

（4）资源一体化程度高。智能网络可以构建通信、信息、现代管理等技术的联合应用，提升企业的经济效益，因此，电网的建设必须同时考虑项目实施的实际价值及其经济效益。此外，智能网络还用于创建高质量的营销传播系统，能够及时了解消费者的需求，为消费者提供优质服务。

（5）资源利用率高。智能电网具有高的资源利用率，与传统的电网相比，它具有更好的资源配置和重组能力，可以有效地降低因资源浪费而带来的负面影响，同时也能有效地改善电力系统的运行。智能电网控制系统的综合应用，提高了电能网的有效传输转换效率能力，保障了电能质量。在输电过程中，可以大大减少电能消耗，减少维修费用，提高电网的运营效率。

2 电力工程技术在智能电网建设中的作用

2.1 提升电网整体效率与水平

在中国智能电网系统建设实践中，合理、高效利用分布式能源技术可以积极促进新型智能电网体系的创新发展，提高国家智能电网运行的供电质量性和电力安全性。能源技术发展对于全面推进城乡智能电网体系建设等具有极为重要的战略应用开发价值。通过将电力技术应用到实际工作中，可以进一步提高电网建设的质量和效益，其总体价值可以充分反映在用途方面，需确保能源技术能够有效集成，能够自动采集和处理各种数据，能够及时采集、储存和使用，为能源系统的自动控制提供必要的保证[2-3]。

2.2 加强数据采集计算功能

由于采用网络管理方式，技术人员要采集大量的电网资料，因此运行起来比较繁琐，耗费时间和精力。电力系统运行中对电网的信息数据的采集方式存在着认识的局限性，传统的电力物理网络模型只能用来对有关的电网资料进行采集，但是不能对其进行分组；在我国智能电网发展建设工作中，要先保证其信息在整个电网体系中得到的应用比较合理，才能大大增强对智能电网信息的基础数据分析收集利用能力。合理运用智能电力数据，按照其模式要求和服务功能，实现对整个电网数据采集的实时自动分类和智能处理，不仅可以提高对电网资料的智能化存储利用和管理，而且可以提高用电系统的智能化运行服务效率和运行质量，推动智能电网行业的发展。

2.3 提升系统安全性与稳定性

将电力工程技术运用到智能电网建设中，可以提高项目的全面性，通过新技术、新思想，对智能电网的应用进行优化，既可以构建一个完整的工程系统，又可以改善整个系统的规划效果；除此之外，由于电力工程技术的特殊性和标准化特性，使智能电网的运行更加稳定，避免了不利的市场环境对电网的影响，从而提高了电力公司的核心竞争力。在智能电网建设中，电力工程技术是智力支撑、技术支撑和综合协调发展的基础[4]。

2.4 资源优化整合达到节能降耗

与传统的电网相比，通过建立高效的智能电网系统，可以达到节约能源的目的，并将各种资源进行最优的处理和集成，从而最大限度地避免或减少不必要的投资。

3 电力工程技术在智能电网建设中的应用策略

3.1 输电技术中的应用

目前，电力工程技术的应用主要集中于交流输电技术，其中以柔性交流和高压直流技术为主。在智能电网建设和发展规划中，必须严格按照能源发展的基本规律制定相应的技术方案。

（1）柔性交流传输技术。该系列技术都是指将数字微处理技术、电力技术处理系统技术、微电子技术和处理系统技术三者相结合，以共同建立一套可集成利用的系统技术模型，充分利用其中各个子类技术体系的独特优势，构建成一个功能完整集成的系统技术和处理体系以及系统资源与控制的平台。采用柔性的交流电能传输利用技术，可逐步建立高效低污染治理技术模式，建立新型绿色能源运行控制监测平台，并能够与计算机通讯、电子传感技术等产品相结合，实现远程对长距离超高压输变电负荷的输送监视与安全管理。

（2）HVDC传输技术。目前国内的电力输送系统中，交流电占很大比例，但在传输中所用的大部分是直流电力，为了确保逆变器和整流的正常运行，必须安装相应的换流器装置。在直流输电系统中，有些换流器必须经过原始组合，才能达到长距离传送，提高整个传输的稳定性。

3.2 能量转换技术的应用

智能电网必须融入可持续发展战略。为此，我们需要运用新的能源转化技术来推进智能电网的建设，为社会提供更加稳定、优质的供电服务。比如，在实际生活中，许多地区利用太阳能发电，这样的能源转化技术，可以充分利用自然能源，降低煤炭的使用，还可以将剩余的电能储存起来，符合我国绿色可持续发展思想。同时，可以增强我国的能源包容度，减少能耗的控制费用，促进社会和经济的发展。因此，在今后的智能电网建设中，应加大投入，引入新能源技术，使智能电网不断升级，使电力建设进入一个良性循环。

3.3 预警技术的应用

智能电网预警系统的主要功能是收集配电网运行和各种网络数据，从而为今后网络的运行维护提供依据。智能电网预警系统完成后，将采集到的电力信息输入计算机，可以形成一个完整的配电网数据库，然后引入相应的自动化技术，实现对整个网络的实时监控，大大提高了工作效率，减轻了人员的工作压力。智能电网预警系统在能源市场中的广泛应用，不仅可以有效保障能源市场的正常运行，同时也及时预警配电网运行中的各种问题，确保能源市场的稳定。

3.4 系统二次构建技术的应用

随着科学技术的进步，智能能源系统技术也在迅速发展和更新，能源系统对保护能源系统提出了越来越高的要求。为了保证电力系统的安全稳定，继电保护技术不仅要收集信息、解决故障，还要具有自修复能力，能够自我诊断和系统重组。特别是在电网发生故障的情况下，有必要找到替代部件以确保系统的安全。该保护技术不仅可以帮助系统快速调整，自动适应被保护的对象，提高系统灵活性，同时也能快速应对各种突发事件，进一步提高系统对其环境适应性；除此之外,该技术也可以轻松实现继电短路保护模块的实时在线自动配置，并在电网运行结构发生变化时进行积极调整，确保系统安全运行[5]。

4 电力工程技术在智能电网建设中的应用未来展望

4.1 提升智能电网整体灵活坚固性能

随着经济的发展，对电力和能源的需求增加，电力系统必须为社会提供安全优质有效的能源电力安全服务。智能电网项目的合理建设利用和快速发展不仅要做到对智能电网工程全面、有效、及时的技术管理监督和技术维护，还要充分、合理、有效利用各种电力工程技术，提升电源的质量和效率。研究智能电网关键技术和智能电力工程技术可以显著增强现代电网安全的保护作用，为社会提供优质能源，促进电力可持续发展。因此，提高结构灵活性是确保智能电网运行效率的关键。为了妥善解决能源资源配置问题，我们需要注意高压电网的灵活性和刚性。区域电网在中国智能电网中发挥着重要作用，解决区域电网连接问题将有助于提高电网用电量效率[6]。

4.2 提升智能电网整体安全性能

在智能电网中，信息技术和通信技术是电网的关键技术，通过提高通信技术和信息技术的水平来提高电网的智能化和自动化水平。在建设智能电网的过程中，要注重网络的开放性和柔性，实现资源的最优共享，提高网络的整体效能。重点是要结合通信网的特性，对智能电网的通讯技术进行深入剖析，以保证其可靠性和安全性。输电是一种非常复杂的工作，不仅要满足电网的需求，还要保证运输的稳定性和可靠性。电网作为交通工具，既要加大投资，又要加大技术支撑。

4.3 加入智能电网先进设备

电力设备控制系统在整个智能电网设备的日常运行工作中，一直扮演着重要的角色，它可以及时为所有用户系统提供更优质、有效的运行电力，并全程参与整个电网中的所有用户连接。智能网络数据中心建设要重点加快引进高端智能电子设备、静态同步动态补偿检测设备、损伤限制设备等，提高能源系统的整体运行能力，确保智能电网的运行效率。在能源市场运行中，要充分发挥智能电网的支撑和促进作用。在这方面，有必要对能源市场和能源交易进行更有效的整合和优化。在智能电网运行过程中，要提高资源利用率，将节约和降低能耗与可持续发展理念相结合，使电网更加经济实用，这将极大地促进能源系统的运行。

5 结语

作为电能生产、输送、分配和使用的核心技术，电力工程技术在应用上具有明显的优势和价值，对发展新能源具有重大意义，为进一步完善我国的智能电网打下了良好的基础。在智能电网建设中引入先进的电力工程技术，使其在电力开发、生产、运输等各方面都能发挥作用，达到提高电力系统智能化、经济性的目的。在智能电网的运作中，要根据具体情况，采取多种不同的方式进行电力系统的建设，从而为我国新能源的开发与应用奠定坚实的基础，同时也为我国经济、生态和社会的可持续发展创造良好的环境。