1李子萧 2王绍丞 3燕磬
1 .2中机国际工程设计研究院有限责任公司 湖南 长沙 410021
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摘要：智能电网是计算机技术、通信技术、控制技术、信息技术发展的必然途径，可以实现电子在线智能监测、分析、预警和决策，实现电网精益化和信息化管理，优化我国能源结构，促进清洁能源的发展。电力工程技术是智能电网建设的基础性技术，是确保电网安全、稳定和可靠运行的重要保证。本文首先分析了智能电网的特点，并根据智能电网的特点和未来发展规划。探讨了能源转换技术、电能质量技术、柔性直流输电技术等电力工程技术在智能电网建设的运用，希望可以提高智能电网的运行安全性和可靠性。
关键词：电力工程技术；智能电网建设；柔性直流输电技术；
引言：智能电网被成为电网2.2，具有保护、自愈、抵御攻击，确保用电质量，允许不同用电形式的接入，并与用户建立双向互动的关系，用户可以实时了解供电质量、供电能力、停电信息、电价等各类信息，电力企业根据利用采集的用户信息，分析用户的需求，从而为客户提供电能增值服务，为电力企业创造更多价值。近年来国家大力发展智能电网，并出台了《中国智能电网计划》，要求加快中国智能电网的建设步伐，推动了我国智能电网的建设发展，2020年智能电网市场规模达到800亿元。电力工程技术是智能电网建设的基础，是实现智能电网正常运行的关键。将电力工程技术运用在智能电网建设环节，可以实现电网的自动化、智能化水平。
1.智能电网的特点
智能电网是采用高度集成、双向通信网络实现电力数据信息共享，并综合传感技术、测量技术、控制技术、通信技术、人工智能理论和技术、支持决策系统，实现电力系统自动数据采集、测量、传输和控制等功能，实现电网的安全、可靠、经济、高效管理目的[1]。与传统电网相比，智能电网具有以下优势：第一，智能电网是计算机技术、信息技术、传感技术、控制技术与电网基础设施的融合，利用传感设备、监控设备采集的电网信息，并将采集到的信息发送到监控中心，监控中心对这些数据进行分析，可以及时发现电力系统故障，并发出预警信息，一旦电网发现故障，电网可以自动隔离，以免影响到其他线路，造成大范围停电施工。第二，柔性输电、智能调度、配电自动化技术在电网的应用，可以优化电网资源配置，有助于分布式电源、微电网和新能源充电设施接入到电网。第三，信息高度集成、共享。通过通信网络，可以将电力系统各个环节的数据信息进行共享，让电力调度人员全面了解到电网的各项数据信息，根据电网数据信息，为电网调度、检修、运营 管理等提供参考。第四，实现电力企业和用户的双向互动。通过智能终端设备，可以了解到每一个用户的用电信息，电力企业根据用户信息制定电力营销方案，实现精准营销[2]。用户通过人机交互界面，可以了解到自己用电信息，为用户合理用电提供参考。
2.电力工程技术在智能电网建设中的运用
2.1柔性直流输电技术在智能电网建设中的运用
柔性直流输电技术是新型的高压直流输电技术，主要由换流站和直流输电线路构成。最早是上个世纪九十年代，加拿大麦吉尔大学几名教授提出的一种电压源换流器、自关短器件、脉宽调制技术组成的输电技术，这种输电线路不需要向无源网络供电，换流站之间不需要通信，不容易出现换相失灵等问题。柔性直流输电系统主要由换流器、换流变压设备、换流电抗设备等构成，其中最关键的设备是换流器，换流器使用可关断器件和高频调制技术，通过改变换流器出口电压和电力系统的电压差，从而实现独立控制电网输出功率，控制换流器两端信息的传送，并提供无功功率支持，与传统的输电技术相比，这种输电系统可以灵活控制电网电压、电流频率，可以运用在风能、太阳能可再生能源并网、分布式发电和孤岛供电等需求[3]。
多端柔性输电系统，可以将风能发电站、太阳能发电站、水电站等多个发电站的清洁能源，通过一个大容量、长距离的传输通道，直接传输到各个城市的电力负荷中心，解决我国大中型城市电网结构薄弱、无功功率补偿不足等问题。2006年国家电网公司开始研究柔性直流输电技术，经过几年研究，2011年国内首个完全自助知识产权的柔性直流输电工程——上海南汇风电场柔性直流输电工程正式投入生产，直接连接到220kV交流电网，该输电工程的直流电压控制在30kV范围，采用多模块换流器，换流器直接连接到直流电缆，直流电缆的距离为8000米。直流输电工程一共包括两端柔性直流换流站、连接站直流输电线、换流站接入交流系统，风场侧换流站位于风电场35kV南风站周围，受端书院站位于35kV变电站书院站附近。根据控制要求，控制系统从低到高依次为阀门控制、换流器控制和系统控制，其中阀控制是通过电流平衡控制、电容电压平衡控制等控制器，根据换流器的指令。完成触发任务。换流器控制是整个柔性直流输电系统的关键，通过间接电流控制、直接电流控制策略，限制系统的过电流，避免换流器换流过程中出现过电流，造成换流器故障。系统控制整个输电系统的最高控制层，直接与电力调度中心、通信中心、运营中心进行通信，控制直流电传输功率、交流电压，确保整个系统运行的稳定性和可靠性。工程投入运营下，可以实现风电场并网、孤岛供电、柔性直流交直流并列运行、无功功率控制等要求，提升风电场的低压穿越能力，该工程目前运行良好，取得良好的经济效益和环境效益。
2.2电能质量技术
智能电网安装了大量的智能设备，这些智能设备容易受到周围环境的影响，雷电电击造成的短路故障，系统自身出现的电弧焊、整流器、大功率电机等干扰性负荷，造成谐波、负序等问题，电能传输到用户端，造成一定的功率损失，影响到供电质量。目前，电网建设阶段，往往需要在用户侧面敏感负荷或者关键负荷中心安装无功补偿装置。这种补偿装置可以调节电力系统的电压、无功功率，减少电力系统的低频振荡阻尼，确保电能输送质量[4]。但是这种补偿装置受到电网技术，补偿范围有限。电能质量技术是通过对电能质量进行监测，如果电力系统的无功功率过大，系统根据补偿信号，立即驱动变流器，对电网进行补偿，确保电网传输到用户端的电能质量符合供电要求。目前，我国电能质量技术尚处于起步阶段，相关技术尚未成熟，缺乏电能质量相关数据统计，对电能质量技术的研究处于系统结构、仿真模拟阶段。随着智能电网的发展，电能质量技术将快速发展，国家电网以及相关研究机构需要进一步制定电能质量评估方法和等级，健全电能质量技术相关法律法规，为电能质量技术的研究发展提供法律保障。
2.3能源转换技术
随着世界性能源危机的爆发和生态环境的恶化，世界各国加快了可再生能源的开发利用。风能、太阳能、地热等资源都是可再生能源，我国拥有太阳能、风能、地热能，在国家大力发展下，各地建立了大量的风场站、太阳能发电站和地热发电站，如何将这些大规模的间歇性电网接入到电力系统成为智能电网建设的关键。由于风能、太阳能等清洁能源，受到气候、季节变化影响比较大，发电规模和发电量存在一定的季节差异，夏季太阳辐射大、白天时间长，太阳能比较丰富，冬季白天时间短，太阳辐射小，发电规模小，分布式电源系统具有一定的间歇性、不确定性，对电网运行的安全性和可靠性提出了更高的要求。能量转换技术可以高频交流电转化成工频交流电，将高频交流电转换为高频交流电或者直流电，通过能源转化，将分布式电源系统接入到电力系统[5]。通过能源转换技术，将不同类型的能源转换符合电网运行要求，实现太阳能、风能、地热等可再生能源的并网要求。目前，我国间歇式能源转换技术发展比较快，通过混成系统控制理论，可以实现电网无功功率补偿、调节供电质量、实现电网的多目标控制，确保大规模间接性能源并网不会影响到整个电网的运行稳定性和可靠性。
结束语：
智能电网作为国家电网事业发展方向，可以实现电网的自动化、智能化运营、调度，拥有广阔的市场前景。电力工程技术作为智能电网的基础性技术，加大电力工程技术在智能电网的运用，有助于提升智能电网的智能化水平，确保智能电网的运行安全性和稳定性。
参考文献
[1]高志伟. 浅析电力工程技术在智能电网建设中的运用[J]. 科学与信息化,2021(12):27-29.
[2]贡觉多吉. 电力工程技术在智能电网建设中的运用探究[J]. 魅力中国,2020(27):342-342.
[3]周志硬. 电力工程技术在智能电网建设中的运用[J]. 中国战略新兴产业,2020(48):146-146.
[4]路瑶. 电力工程技术在智能电网建设中的运用[J]. 商品与质量,2020(34):66-66.
[5]郭海波. 电力工程技术在智能电网建设中的运用[J]. 建筑工程技术与设计,2020(20):2353-2353.