输变电技术在智能电网中的应用

发表时间:2020/11/3   来源:《中国电业》2020年第18期   作者:覃万全 赵硕
[导读] 科学技术水平的提高不仅给人们的生活带来了很大的影响,
        覃万全  赵硕
        国网宁夏电力有限公司检修公司  宁夏 银川  750001
        摘要:科学技术水平的提高不仅给人们的生活带来了很大的影响,也使输变电技术在智能电网中得到了较大的应用。由于输变电技术具有科学技术含量、安全可靠性强以及协作程度高的优点,所以其在智能电网中起到了十分重要的作用。输变电技术不仅能保证智能电网的用电安全,而且能使其稳定运转。因此,本文对输变电技术在智能电网中的应用进行了深入探究。
        关键词:输变电技术;智能电网;应用
        引言
        输变电技术在电网的日常运行中起到调节电压和输送电力等作用,其不仅对智能电网在输电时的安全可靠进行保障,还能使其稳定的运行。由于计算机技术的不断完善,智能电网也处在不断进步阶段。如果输变电技术可以和智能电网相结合并应用在其中,那么我国智能电网的技术水平将会得到进一步提升。
        1输变电技术与智能电网概述
        1.1输变电技术
        输变电技术是指电网在一般状态下与之相关的各项技术的统称。在电网的发展建设中,输变电技术是不可缺少的,主要是因为其可以确保电网的平稳运行,并且可以对电网故障起到防范的作用,使人们的生产生活用电需求得到最大程度的满足。随着现代技术的不断进步,输变电技术也取得了很大的突破,不仅安全性和可靠性得到了提升,各种信息技术应用也不断普及,这为电网的平稳运行提供了技术支持。
        1.2智能电网
        随着现代科技的不断发展,智能电网也随之而来。智能电网主要是以通信网络为基础,利用先进的技术和设备来确保电网的正常运行,从而使得经济得到发展。智能电网拥有防入侵能力、优化电网信息服务以及自我修复等特点,不仅有利于电网的平稳运行,而且也使得电力的运行效率得到了提高。此外,智能电网还能利用太阳能、风能等清洁能源,减少传统能源对环境的污染,从而实现绿色发展的理念。
        2输变电技术在智能电网中的应用
        2.1柔性交流输电技术
        柔性交流输电技术是指在智能电网运行中,对电压、阻抗和功角等参数进行控制,提升输变电系统的性能及可靠性,又被称为FACTS技术。一般运用FACTS控制器对上述变量进行直接控制。柔性交流输电技术结合了微电子技术以及大功率电子元件,有效控制电网的发电、输电和供电过程。在应用过程中,该技术能够明显提高电力系统的稳定性,提高输电效率。柔性交流输电技术在运行中主要依靠有源电力滤波器、静止无功补偿器、静止无功发生装置以及统一潮流控制装置等。
        2.1.1有源电力滤波器
        有源电力滤波器是一种用于过滤谐波的装置,能够根据谐波的频率及大小,进行快速跟踪补偿,可以有效避免谐波对智能电网稳定性造成的不利影响。主要原理是通过PWM电力电子进行脉冲的全控调整占空,为电网系统提供极性相反且大小相等的电压或者电流。与只能够被动吸收固定大小及频率的无源LC滤波器相比,有源电力滤波器能够有效抑制高次谐波对电网系统的影响,并且具有较高的滤波精度,可以过滤超过97%的谐波电流。同时在谐波过滤范围上,对于2~50次谐波都有明显效果。此外还具有不与系统产生谐振等特点。
        2.1.2静止无功补偿器
        静止无功补偿器主要依靠调节晶闸管导通角,从而控制无源电力元件,能够通过双向连续平滑调节等功能实现快速调节,并且有利于运行和维护。对于这一装置,其本身电容性电流的大小不受电压影响,在电压下降的情况下也能够产生较大的电容性电流。这一装置的端电压也较为稳定,几乎不受外界条件影响。因为该装置具有较小的电容器容量,在将其应用于智能电网时不会产生低频谐振。


        2.1.3静止无功发生装置
        静止无功发生装置主要由直流功能单元,以及与系统补偿连接的交流功能单元两部分组成。这一装置运用半导体桥式交流器,对无功功率发生、吸收和动态补偿进行调控,并能够实时检测电网运行状况,合理控制无功功率。
        2.1.4统一潮流控制装置
        统一潮流控制装置由串联变化器、并联变化器两部分组成,这两部分运用了不同的线路连接方式。通过这一装置,能够在两个变化器之间进行有功功率的吸收和发出,该装置主要应用于220kV以上的电网系统中,通过两种变化器调控电网的运行状态。
        2.2特高压交流输电技术
        特高压交流输电技术是指应用于1000kV以上电压等级的交流输电技术,在实际应用当中,主要包含绝缘材料应用、过电压控制、高压稳定性仿真等技术种类。该项技术运用了高压并联电抗器以及金属封闭组合电器等特高压交流设备,能够对特高压条件下电网的运行状态进行仿真,对电网运行过程中的指标做出评估,并合理制定电网运行的方案。通过这一技术的应用,还能够起到控制电磁环境,减少电晕损失和噪声与电磁辐射的作用。还可以利用机器等方式进行电压深度控制。主要优点包括输电线路走廊占地面积小,在电力输送过程中损耗较少,以及电力输送距离较远、容量较大等。
        2.3轻型高压直流输电技术
        轻型高压直流输电技术是利用脉宽调制技术、电压源型换流器和自关断器件等设备的输电技术,运用该项技术可以对无功及有功进行有效控制,并能明显提升电能质量。可以显著改善高压直流输电当中的谐波污染以及电压间断等问题,有效提高输电质量和稳定性。运用该项技术还有利于进行远距离输电,也可用于可再生能源的传输过程。
        2.4同步相量测量技术
        同步相量测量技术主要用于对电网系统运行过程的分析,通过运用GPS,提升了测量同步向量的精确度,能够实时对相角、频率和幅值等数据做出分析和检测,从而分析出电网系统的运行轨迹。运用同步相量测量技术可以使智能电网各个站点的电压,以及电流信号保持在稳定状态。该技术应用于智能电网中,能够实现对于电网暂态稳定性的预测,还能够有效评估电网运行的状态,对电网中的故障进行分析以及监测电网静态的稳定性。
        2.5智能感应技术
        智能感应技术在智能电网中的应用主要表现为智能变电设备的应用,通过利用智能化传感器,对智能电网起到有效的监测作用。比如利用物联网技术对输电设备和变电设备的状态进行监测。对于输电设备,主要是通过在杆塔和输电线路等设备上安装传感器,进行数据信息的收集,使得工作人员及时了解到输电线路的运行状况。对于变电设备,主要是通过传感器收集关于变电设备和环境的参数,比如在对于变压器的监测方面,可以分为局部放电监测、侵入波监测、振动波监测和绕组变形监测等。
        2.6能源转换技术
        水力发电和火力发电是传统电能的产生形式,对环境造成的影响很大,尤其是火力发电。随着环保号召的响应,人们的环保意识逐渐加强,而未来的发展趋势也是本着低碳环保的原则,以有效解决环境污染问题。为了使低碳能源能够更好的得到应用,应该将能源转换技术进行提升,从而使低碳能源的利用率得以提升,也使人们对电能的需求得到满足。目前,太阳能发电或风力发电都是较为环保的发电技术。
        结束语
        总而言之,随着输变电技术的不断发展,智能电网技术也在不断进步。无论是输变电技术还是智能电网技术,对电力行业的发展都具有积极的意义。若是将两者进行融合则更能满足现今人们的生产生活需要,这对电力系统安全稳定的运行也起到推动的作用。此外,输变电技术应用的范围也是较广的,不仅可以促进电网技术的改进,还会使电力科学进步。
        参考文献
        [1]张文刚.浅论智能电网中的输变电技术应用[J].科技风,2017,(19):180.
        [2]朱彦东.浅析输变电技术在智能电网中的应用[J].中国新技术新产品,2018,(24):95-96.
        [3]王 炎.浅析输变电技术在智能电网中的应用[J].山东工业技术,2018,(9):175.
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