智能电网中的电力设计技术研究

陈江源

（四川长园工程勘察设计有限公司，四川 成都 610031）

0 引言

当前是一个互联网信息技术时代，我国电力行业建设发展要与时俱进，跟上时代前进的脚步。电力企业要想在竞争激烈的市场上脱颖而出，就必须建立起智能化的电网体系，合理引进和应用电力设计技术，全面提升电网的运行质量和效率，并且保障电力生产的安全可靠性，进而为广大群众提供可靠安全的电力服务。电力企业要将电力设计技术应用放在智能电网搭建工作中的重要位置，安排专业技术人员进行电网设计作业，充分发挥出电力设计技术在智能电网搭建中的价值和作用，推动我国电力行业稳定持续地发展。

1 智能电网及其优势

1.1 智能电网

智能电网实质是指在物理电网的建设基础上，合理融入现代化的计算机信息技术、传感测量技术、控制技术和通信技术等，促使最终能够打造出具有良好可靠性、互动性、兼容性和生态环保性的智能化供电网络。与传统电网相比，智能电网的运行将会变得更加安全可靠，并且能够降低各项能源的损耗[1]，用最低的成本创造出更多的经济效益。因此，政府部门要鼓励电力企业大力建设和发展智能电网，创新运用新的电力技术，促进我国电力行业和谐健康地发展。

1.2 智能电网的优势

智能电网建设的优势主要体现在以下几个方面。

（1）维持电网安全可靠运行。智能电网有着明显的治愈性特征，它能够实现对电网运行状态的科学评估，当电网在运行中产生安全故障问题时，智能电网系统能够自主进行隔离故障的安全处理，电力企业不用专门安排工作人员进行电网运行的实施检查监控，从而保障了电网运行的安全有序性。

（2）满足电力生产的不同工作需求。智能电网具备良好的兼容性，不仅能够兼容市场上的中大型电厂电力生产要求，还可以兼容持续增加的分布式能源，达到现代市场经济与生态环保社会的建设发展要求。

（3）节省社会资源。智能电网具有良好的节能性，与传统电网相比，智能电网在运行过程中能够帮助社会节省更多的电力资源，避免出现不必要的资源浪费，最大限度地提升我国电能的利用率，在促进我国经济可持续发展过程中起到极为重要的作用。

2 智能电网的性能

2.1 节能性

在智能电网设计过程中，技术人员要充分考虑电网在实际运行中的节能性，避免造成过多电能的损耗，促使我国社会电能资源生产使用变得更加紧张。根据权威机构的数据研究显示，智能电网在供应电力过程中每年能够节省超过10%的电能。电力企业通过利用先进的电力设计技术搭建起专业完善的智能电网，能够实现对电网资源的优化配置，并且为了能够让输电与配电工作高效进行[2]，智能电网能够基于高压输电方式，对电流展开分流传送，最大限度地降低电力运输过程中的电能损耗，并将污染度控制在最低。现代智能电网的交互性在双向通信和互动沟通中得到了充分体现，电力企业管理人员可以实时了解市场用户反馈的各项体验服务改进意见和想法，从而有针对性地利用电力设计技术优化改善智能电网，全面提升智能电网的运行质量和效率，缓解社会能源使用紧张的局面。

2.2 兼容性

在智能电网设计应用中，兼容性是它的一个显著特征，该特征能够保障智能电网具有更广的应用范围。相较于沿海经济发达地区，西部地区的智能电网建设发展水平要明显落后，目前我国西部地区的智能电网覆盖率偏低，同时租用电负荷也偏小，存在电力难以得到最大化利用的问题，这样一来就会阻碍西部地区经济建设稳定持续的发展，造成能源浪费现象。除此之外，西部地区的风力发电模式还会受到外界自然风力强弱无法控制的影响，传统电网难以解决这种现实问题，而通过搭建智能电网则能够有效解决这个问题。智能电网的运行能够优化调节电流和电力系统[3]，兼容各种电力运行环境，达到节能与环保的发展目的。智能电网作为一种现代高科技手段与电力系统的融合设计产物，能够满足全球化市场的发展需求，推动电力行业与市场经济建设的共同发展。

2.3 互动性

电力企业通过利用电力设计技术科学设计出集通信、管理和信息于一身的智能电网，能够提升电能使用效率，杜绝不必要的电能损耗，充分保障电网运行的经济性和高效性。与此同时，智能电网的互动性还可以加强与市场电力消费用户的互动沟通，促使每个用户能够实时掌握和了解最新的电费价格、电力电能资信等生活信息。电力企业也可以基于智能电网运行系统全面掌握和了解用户的相关信息，结合用户反馈意见优化与改进智能电网服务系统，不断提升用户对企业电力供应服务的认可度和满意度，为用户制定个性化的体验服务。

2.4 自愈性

电气企业内部的电网在日常运行过程中，不可避免各种突发事故，影响电力传输的安全性与稳定性。基于电力设计技术应用下搭建的智能电网有着良好的自愈性，它作为一项能够自主传感与控制的基础设施，可以对各种突发事故进行科学预判，并在电网故障发生之前及时发出警示，告知电网管理人员要采取对应的解决措施。即便是电网已经产生了运行故障，智能电网也能够自动将发生故障的区域进行有效隔离，并展开自我恢复作业，这样一来就能够保障市场用户用电的可持续性，杜绝当地市场居民大规模停电现象。智能电网的自愈性能够帮助电力企业保障电网运行的安全性，为广大用户持续提供高质量的电力服务。

3 智能电网中的电力设计技术

3.1 信息收集处理技术

信息收集处理技术是指企业设计技术人员从电网电量的角度分析，综合考虑电网所形成的电流、电能和频率的实际状态，完成对电压二次信号的有效转化，并对电网运行过程中产生的安全故障问题进行及时的判断分析和维护，从而保障企业用电的安全性和可靠性。除此之外，电力设计技术在智能电网中应用的信息收集性还体现在结合当前电流电压计算，获取到更多的相关参数，为未来可能会发生的各种故障维修作业打下良好的数据基础条件。基于信息收集处理技术应用辅助下的智能电网[4]，除了要完成对实时数据的收集整理，还必须对各项具有价值的数据信息进行有效储存，要求数据交换工作始终处于安全稳定的环境。信息数据处理技术能够对智能电网内全部数据信息进行管理，帮助电力企业提升电网运行故障的排查和解决能力，有效提高我国智能电网运营管理的工作质量和效率。

3.2 能源转化技术

在当今提倡生态环保的社会发展背景下，人们越来越意识到发展低碳环保经济的重要性。在低碳环保经济建设发展中，能源转化技术的创新研发应用将会是一项极为重要的内容，全球范围内各个国家都在投入大量的资源研究生产可再生能源，太阳能、潮汐能、风能、地热能等可再生能源利用都已经成为国际上能源转化利用的研究热点。根据当前我国社会的发展形势分析，国内智能电网的未来设计发展方向将会围绕着大规模的并网技术、光伏发电进行，其具有安全稳定、应用范围广大的优势。与西方发达国家相比较，我国能源转化技术的研发应用工作水平偏低，仍然处于初级发展阶段，相关技术的创新研发应用还不够成熟和完善，需要政府部门及时制定与颁布相关扶持激励政策措施，号召社会企业、高校大力培养该领域的专业人才，投入更多的资源研究能源转化技术，将其合理融入应用在智能电网设计中[5]。我国智能电网的未来设计搭建要注重对可再生能源的转化开发利用，提高并网技术的创新应用水平，在实现科学高效利用能源、降低生态环境污染的同时，推动我国社会低碳经济的和谐稳定发展。

3.3 高压直流输电技术

高压直流输电是指利用直流电具有无感抗、容抗不起作用、无同步问题等优点而采用的大功率远距离输电，输电过程为直流。高压直流输电技术被广泛应用在架空线和海底电缆远距离输送电能、独立电力系统间的连接等工作中。根据我国当前电力系统运行状况分析，在已有高压电路的直流输电系统中，绝大多数都是采用以交流电供电为主，而在新时代电力企业的智能电网信息系统设计应用中，应该充分发挥高压直流输电技术的作用，有效满足高压电路的直流输电工作要求，促使控制器能够完成逆变甚至是整流的工作状态。如果电力企业设计的输电系统质量较为轻盈，那么相关工作人员就应该考虑电流输送的稳定性与经济性，尽量选择采用一些能够方便关断的元件构成换流器，满足各种距离要求下的直流输电任务。对于一些较为偏远的经济落后地区，电力企业更应该采用高压直流输电技术完成远距离的输电任务，为人们的生活带来更多的便利。

3.4 电能质量优化技术

在智能电网搭建过程中，电力企业要想有效发挥出电能质量优化技术的价值和作用，就必须安排专业人员结合实际情况和市场发展趋势，合理构建出完善的电能质量等级和评估体系，深入分析供用电接口的经济性，同时设置好两个健全的评估体系，分别是电能质量技术等级评估体系、用户经济性评估体系，这样对于电力企业搭建良好经济性和安全稳定性的智能电网具有重要的促进作用。在智能电网设计过程中，电能质量优化技术的应用内容主要涵盖电气化铁道平衡供电技术、统一电能质量控制技术、自适应静止无功补偿技术、连续调谐波器关键技术、直流有源滤波器相关技术等，电力企业通过科学引用这些先进的技术，能够全面提升智能电网的电能生产质量，同时有效降低电能使用成本，为企业创造出更多的社会效益和经济效益。

3.5 电力电子技术

电力电子技术作为一项新兴应用技术与电力领域的先进电子技术，正在以多种技术形式逐渐在智能电网设计应用中普及开来，主要体现在以下几个方面。

（1）智能开关技术。在智能电网设计中，通过合理运用智能开关技术，能够实现对智能电网中任何一个位置电压与电流的处理，从而保障智能电网线路某个特定区域能够处于供电或者断电状态，全面提升电力企业电网系统运行的可靠性。智能开关技术的辅助应用，能够帮助电力企业的电网有效避免电流过量、漏电等安全问题的发生，切实维护好企业内部电网系统的安全与稳定运行。

（2）在大规模的能源基地中的应用。在大规模的能源基地中，电力传输范围通常较大，其对于电力传输距离与容量方面有着较高的要求。企业通过引进与应用电力电子技术，能够实现在电力传输过程中最大限度地降低电能损耗，并提升电能传输工作效率。与此同时，在电力电子器件中所夹带的晶闸管，其能够有效提高电网系统的电力流通能力，促使电能传输作业变得更加稳定可靠。

（3）FACTS技术。FACTS技术集中了现代电力电子技术与电力系统，其通过利用电力电子技术有效增强电网系统电压与电流的可控性，并且可以大幅度提升电力的实际传输能力。除此之外，FACTS技术的应用还能够实现对局部电网与总电网之间的电流水平协调控制目标，促使电力企业内部电网系统的操控模式变得更加灵活，这样无疑能够进一步提升现代智能电网运行的稳定性，促使智能电网的经济性得到保障。

4 结语

综上所述，现代电力企业要想保障自身建设稳定持续的发展，不断提高自身核心竞争力，就必须高度重视智能电网的设计建设工作。电力企业要组建起专业的智能电网设计人才队伍，指导他们合理应用电力设计技术展开智能电网的优化设计，全面提升智能电网的运行质量和效率。我国电力行业要加大对电力设计技术的创新研发力度，将该项技术与智能电网设计有机结合在一起，确保智能电网设计的安全性、可靠性、合理性，推动我国电力事业建设的进一步发展。