电力工程技术在智能电网建设中的应用研究

发表时间:2021/6/25   来源:《中国电业》2021年3月第7期   作者:李国华
[导读] 电力系统的发展可表明整个国家国民经济发展的水平
        李国华
        国网吉林省电力有限公司双辽市供电公司   吉林省双辽市  136400
        
        摘要:电力系统的发展可表明整个国家国民经济发展的水平,当今时代用电需求量日益增长,这就意味着对电力系统的要求也越来越高,这就需要形成大规模的电力系统,建立现代大电网。同时,科技发展迅猛,大数据智能时代的到来为各行各业带来便捷,论文将从智能电网技术的介绍、智能电网在电力工程中的应用及在电力工程中应用智能电网技术的优势等方面进行分析与讨论,为今后智能电网技术的大范围应用提供借鉴资料,以便发挥智能电网技术的最大优势。
        关键词:智能电网;电力技术;应用
        引言
        近年来,随着电力行业的快速普及与发展,电能已经渗透到生产、生活中的方方面面,电能在促进经济发展与社会稳定等方面占据着越来越重要的地位。电网的稳定运行及电网提供的电能质量就是社会运行的必要保障,电网已经成为国家经济命脉的基础产业和公共事业。但随着人们对电能需求量的逐渐增大及对电能质量的要求越来越高,传统电网的变革与更新已经势在必行。智能电网是整合可持续再生能源并入中国发电行列,通过人工智能技术、自动化技术、物联网技术来实现电网的自动化调度,提升电网的自愈、兼容及抗干扰能力,维护电网系统的稳定及可靠性,利用信息、通信、自动化、互动等技术对发电、输电、配电、供电及用电过程等流程实现信息化和数字化,使生活、生产更加便利。
        1智能电网的特点
        如今,随着高科技技术特别是人工智能、通信等技术的发展,智能电网在近年来其研究成果日益丰富,在当今社会也发挥着越来越关键作用。智能电网的电力系统不同于传统电网片面化、个体化的研究,智能电网是一个整体化系统,它具有以下几个特点:信息透明化。以前提及智能电网,大家第一个想到的是电网信息难以可靠掌握,于是电网兴起了一股加装在线监测设备以及各种传感器的浪潮,但经专业人士的研究发现,这些传感器的寿命一般都很短,而且很容易被损坏,掌握电网运行、设备运维的技术人员却不能掌握一手的信息成为了电力系统人员急需解决的技术问题,而智能电网的出现很好的解决了这一问题。智能电网通过智能传感器、实时数据分析管理、IED群、多种监测设备等建立了广大用户与供电单位之间的实时通信渠道,用户能够随时查询到自己电力消费的情况、用电记录等信息[2]。自愈性。电网发生故障时发生大区域停电的现象现在仍然时有发生,智能电网的自愈性是指采用智能电网技术,利用监测系统采集、感知、识别以加强对不同区域道路电网的监测,可在缺少或较少人工诊断维修的情况下,及时检查故障问题,使得系统自动开启危险应急方案,快速切除故障区域以及电网系统自动恢复供电,可较大程度的减少损失。经济节能性。据调查,我国电力资源在各省份的浪费情况都较为严重。而智能电网多采用光伏电池、潮汐、风力等可再生资源,有效的避免了发电源头的电力浪费。此外,该技术运用智能电表、传感器等,减少电网的组建及电力输送过程中资源的损耗。供电单位采用奖励措施、分段付费等方法鼓励广大用户节约用电,智能电网也降低的电力的成本,真正做到惠民利民。
        2电力工程技术在智能电网建设中的应用
        2.1直流输电技术的应用
        直流输电技术分为常规的HVDC技术和柔性直流技术,常规化的HVDC技术具有远距离输电、异步联网、海底电缆送电等方面的优势,近些年来已经在电网建设过程中得到了充分地应用。而随着特高压直流输电技术的应用更是节省了我国大量的输电走廊,在电能的运输过程中将系统的损耗降至最低,全面地提升了送电的经济性,有效地解决了我国目前东西部电力资源分布不均的问题,加强了电能资源的优化配置。

其次,柔性直流技术是一种以电压源换流器和可关断电力电子器件绝缘栅双极晶体管为核心的、灵活环保的直流输电技术。该技术的应用有效地解决了我国可再生资源的并网问题、压降城市配电网短路电流、提高了海岛供电的能力。在具体的运行过程中,柔性直流输电系统所使用到的换流器主要运用的是自换相的工作方式,可以实现四象限运行而且同时实现有功、无功功率的独立控制,在电网系统中可以依托该技术构成既能够方便控制潮流又能够具有较高的可靠性的并联多端直流输电系统,所以,这些技术的典型优势加大了柔性直流技术的应用,尤其是在一些偏远的地区,孤立负荷地区中的应用有着良好的效果。通过上文的分析我们可以看出,加强各个区域之间电网之间的互联已经是未来电网建设的发展方向,电网之间的互通互联可以实现电能之间的互济和动态有功功率的支援,实现电力系统的动态平衡稳定。
        2.2跟踪补偿
        跟踪补偿是一种将无功补偿装置作为控制保护装置,将低压电容器补偿在大用户0.4kV母线上并实现跟踪监测的一种补偿方式。这种运作形式主要适用于100kVA及以上的专用配电变压器用户,能够实现随机补偿与随器补偿方式的功能与性质的替代,补偿的效果也相对较好;且补偿的过程中能够与智能电网充分结合,运作高效灵活,运作维护的工程量也相对较少,电容器的寿命也相对较长,能够保障长期的稳定运作。与此同时,这种运作模式虽然能够较为高效地实现跟踪与应用,并且对于无功负荷的变化进行全面的数据监测,从而在运作的过程中实现补偿,但是其运作方式在应用过程中成本较高,投入较大,且整个补偿运作装置的安装与设置程序相对复杂,若其中的某一个元件损坏,则会对整个设备电容器的投切效果产生影响。
        2.3电网实时动态监测技术
        电力系统是典型的超高维、强非线性系统,具有动态不确定性,传统电网调度自动化系统基于局部信息的监测控制方法,难以满足电网发展过程中诸如振荡抑制与控制、动态安全防御等方面的要求。因此,基于广域测量系统(WideAreaMeasurementSystem,WAMS)的电网实时动态监测技术是智能电网调度自动化中的重要组成部分,可为大电网的实时监测和控制提供技术保障。一方面调度人员可在动态监控屏上对电力使用情况进行监测,有效掌握各类电能使用数据;另一方面可通过分析监测数据实现对目前电网运行状况的有效评价,为下一阶段的调度决策提供依据,极大加强调度人员对电网运行的管理和控制能力。
        2.4柔性直流输电技术
        在传统电网建设时期,由于技术及设备的落后,在输电配电环节只能采用交流电的配电方案,随着直流技术的发展及直流输电具有稳定性、经济性及低损耗等优点,直流输配电方案绝对是具有发展潜力的配电方式。柔性直流输电技术是继交流输电技术和常规直流输电技术之外的输电技术,柔性直流输电技术是以电压源换流器为核心,并且是目前可控性、适应性都极优秀的输电技术。这项技术对智能电网的建设至关重要。
        结语
        在当前的电网系统建设过程中,电网建设的智能化、自动化发展已经成为当前电力企业发展的主要目标,也是未来电力企业发展的主要方向,在自然资源日益枯竭的现代社会中,智能电网的建设可以解决大量的电能资源,实现良好的可持续性发展观念,其中,电力电子技术在智能电网建设过程中起到了非常重要的作用,先进的电力电子技术应用可以进一步地强化电网的运行,从而使得电网更加稳定与安全,实现对电网电能质量的改善。从长远发展的角度来说,先进电力电子技术的应用是建设我国智能化电网的关键手段与重要方法,在未来的发展过程中我们要进一步发展电力电子技术,加强其应用与进步,从而推动我国电网的长远发展。
        参考文献
        [1]李婉卿,王凯,胡品端.浅谈电力电子技术在电气工程中的应用[J].电子测试,2019(Z1):155-156+158.
        [2]张文亮,汤广福,查鲲鹏,等.先进电力电子技术在智能电网中的应用[J].中国电机工程学报,2010,30(04):1-7.
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