智能電網(wǎng)中電力設(shè)備及其技術(shù)發(fā)展探究

常征

摘? 要：隨著電力改革不斷地深化，對于電網(wǎng)運(yùn)行效率也提出了更高的要求，智能電網(wǎng)的快速發(fā)展，促進(jìn)了電力設(shè)備及技術(shù)的升級應(yīng)用，傳感測量、信息通信以及能源電力等技術(shù)都在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著不可替代的作用。該文就智能電網(wǎng)進(jìn)行簡要介紹，明確了智能電網(wǎng)中電力設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀，進(jìn)一步對智能電網(wǎng)中電力設(shè)備與發(fā)展進(jìn)行探究，旨在促進(jìn)智能電網(wǎng)優(yōu)勢的發(fā)揮，促進(jìn)電力事業(yè)健康發(fā)展，僅供相關(guān)人員參考。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng);電力設(shè)備;技術(shù)發(fā)展

中圖分類號：TM64? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

作為一種現(xiàn)代化電網(wǎng)，智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了科技與技術(shù)設(shè)備的有機(jī)結(jié)合，具有較強(qiáng)的創(chuàng)新性，為現(xiàn)代電網(wǎng)建設(shè)與改造提供了可靠支持。智能電網(wǎng)具有較強(qiáng)的安全性和經(jīng)濟(jì)性，并且能夠?qū)崿F(xiàn)兼容，在中國電網(wǎng)發(fā)展中扮演著重要的角色。為了更好地滿足社會發(fā)展對于電力的需求，對于智能電網(wǎng)中電力設(shè)備及其技術(shù)發(fā)展進(jìn)行探究，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1 智能電網(wǎng)

所謂智能電網(wǎng)，是基于雙向通信網(wǎng)絡(luò)所實(shí)現(xiàn)的，以先進(jìn)技術(shù)與控制方法為支持構(gòu)建的一種電網(wǎng)系統(tǒng)，具有較強(qiáng)的現(xiàn)代化特征。智能電網(wǎng)能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)各環(huán)節(jié)及所有電壓級實(shí)現(xiàn)全覆蓋，安全性較強(qiáng)，能夠高度融合信息流與電力流等，具有顯著的經(jīng)濟(jì)性與高效性。智能電網(wǎng)實(shí)際上相當(dāng)于是傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的整合，令電網(wǎng)的安全性能得到明顯提升，這就為供電質(zhì)量提供了保證。智能電網(wǎng)的優(yōu)勢在于能夠自我檢修與恢復(fù)，可基于電流傳輸環(huán)節(jié)來實(shí)現(xiàn)儲能。以智能電網(wǎng)為支持，可滿足供電商與電力用戶之間的互動交流，并且穩(wěn)定了電能運(yùn)輸與傳送，電能損耗得到明顯控制，對于整個電力系統(tǒng)的安全高效運(yùn)行至關(guān)重要。

2 智能電網(wǎng)中電力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 發(fā)電設(shè)備

智能電網(wǎng)中電氣設(shè)備發(fā)展以再生能源發(fā)電為主要方向，從原則上來說，電氣設(shè)備主要包括3種類型，其一是以太陽能發(fā)電設(shè)備、風(fēng)能發(fā)電設(shè)備等為代表的，以分布式可再生能源為支持來進(jìn)行發(fā)電。其二是數(shù)字型保護(hù)繼電器智能分接頭變化器等，其自動控制的實(shí)現(xiàn)主要以智能技術(shù)為支持。其三是蓄電池、超導(dǎo)儲能等，此類電氣設(shè)備主要用于各種能量轉(zhuǎn)換。

2.2 輸電設(shè)備

在傳統(tǒng)電網(wǎng)的運(yùn)行過程中，一旦輸電距離較遠(yuǎn)，則電網(wǎng)穩(wěn)定性極易受到影響，輸電過程中往往存在較大損耗。隨著智能電網(wǎng)的快速發(fā)展，這一問題得到了有效解決，以電力電子技術(shù)為支持，柔性交流電輸電設(shè)備的性能得以優(yōu)化，能夠?qū)旊娤到y(tǒng)參數(shù)進(jìn)行合理化控制，使電力系統(tǒng)輸電功率得到明顯優(yōu)化，輸電線路損耗也明顯降低，電力系統(tǒng)整體穩(wěn)定系數(shù)得到明顯提升。在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)條件下，以靜止調(diào)相器、串聯(lián)補(bǔ)償器、無功補(bǔ)償器等的應(yīng)用比較常見。

高壓交流電向高壓直流電轉(zhuǎn)化的過程中，超高壓直流輸電設(shè)備的應(yīng)用以換流站和換流閥為支持，在轉(zhuǎn)化后，能夠基于輸電線路來實(shí)現(xiàn)電流輸送，滿足遠(yuǎn)距離輸送需求，待電流輸送至指定位置后，自動向高壓交流電轉(zhuǎn)換。與傳統(tǒng)輸電方式相比，輸電系統(tǒng)穩(wěn)定性更強(qiáng)，設(shè)備運(yùn)輸以換流站為核心，能夠?yàn)楦邏航涣麟姾统邏褐绷麟娭g轉(zhuǎn)換提供可靠支持，使電流輸送更具安全性。

高溫超導(dǎo)技術(shù)設(shè)備在電力輸送過程中的應(yīng)用，以超導(dǎo)體電力技術(shù)為支持，尤其是通過其截流功能的發(fā)揮，使電流傳輸實(shí)現(xiàn)無阻高密度，便于融入正常狀態(tài)的設(shè)備技術(shù)，使電力系統(tǒng)損耗得到明顯降低，電力系統(tǒng)性能也得到明顯優(yōu)化。

2.3 變電設(shè)備

智能電網(wǎng)建設(shè)過程中要注重一次設(shè)備智能化水平的提升，二次設(shè)備也應(yīng)當(dāng)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)連接階段，此種方式下，可促進(jìn)變電站信息共享。與傳統(tǒng)變電站相比，在一次設(shè)備與二次設(shè)備連接上存在一定差異，在智能電網(wǎng)條件下，變電設(shè)備不再依靠電纜進(jìn)行連接，而是以電子式電壓為支持，介于電流互感器和光纖之間來銜接一次設(shè)備與二次設(shè)備。

2.4 配電設(shè)備

隨著智能電網(wǎng)的快速發(fā)展，配電設(shè)備的自動化水平也顯著提升，這就使配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)得以被監(jiān)控，便于全面且及時獲取配電網(wǎng)運(yùn)行各項(xiàng)數(shù)據(jù)，以便規(guī)范輸電過程，采取有效措施來應(yīng)對各種突發(fā)狀況，為電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供可靠支持。

2.5 用電設(shè)備

就目前發(fā)展形勢來看，用電設(shè)備主要集中為以下2種：一是智能表計(jì)量，這種智能表目前已廣泛投入用戶市場，可以智能計(jì)量用戶的用電量，實(shí)行實(shí)時計(jì)費(fèi)。二是數(shù)據(jù)兩側(cè)設(shè)備根據(jù)服務(wù)對象可以將其分為2種類型，用戶專用的測量設(shè)備和企業(yè)專用的測量設(shè)備。前者指改造原有的測量設(shè)備，并以此為基礎(chǔ)添加高科技的通信設(shè)備以便于用戶實(shí)時監(jiān)控電量信息;后者指可以對線路容量實(shí)時監(jiān)控設(shè)備的保護(hù)系統(tǒng)和故障識別的控制系統(tǒng)相互配合，從而實(shí)現(xiàn)對企業(yè)用電的實(shí)時監(jiān)控。

3 智能電網(wǎng)中電力設(shè)備技術(shù)與發(fā)展

3.1 電力電子技術(shù)

在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)條件下，電力電子技術(shù)應(yīng)用趨于普遍化，以電力電子技術(shù)為支持，能夠?qū)Πl(fā)電、輸電等進(jìn)行有效推動，促進(jìn)電能輸送質(zhì)量的提升。以電力電子技術(shù)為支持，能夠減少不必要的電能損耗，滿足配電現(xiàn)實(shí)需求。就電力電子技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域來看，其便攜式電源與儲能設(shè)備的應(yīng)用，能夠滿足差異化電源選擇需求，電機(jī)種類包括變頻器和同步勵磁器裝置。在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，以FACTS和HVDC作為主要系統(tǒng)，通過風(fēng)力和光能進(jìn)行發(fā)電，滿足新能源方面的應(yīng)用需求。

3.2 儲能技術(shù)

智能電網(wǎng)中電力設(shè)備技術(shù)的應(yīng)用，令傳統(tǒng)電力系統(tǒng)輸出變配形式發(fā)生變化，電能存儲得以實(shí)現(xiàn)，因此儲能技術(shù)的應(yīng)用價值也得以凸顯出來。傳統(tǒng)風(fēng)能發(fā)電往往會傷害電力系統(tǒng)，而在智能電網(wǎng)中，以儲能技術(shù)可改善這一問題，通過儲能電池來降低電能輸送波動，令電網(wǎng)性能得以優(yōu)化。儲能技術(shù)在電網(wǎng)中的應(yīng)用主要表現(xiàn)為能量型和功率型，前者以蓄電池為代表，后者以超級電容器飛輪等為代表。

3.3 高級計(jì)量體系

高級計(jì)量體系簡稱AMI，以多種通信介質(zhì)為支持，在一定方式下對用戶用電數(shù)據(jù)進(jìn)行測量、收集和分析。AMI作為智能電網(wǎng)中的重要組成部分，能夠?yàn)楣╇娚膛c用戶之間交流互動提供支持，便于更為全面地了解用戶用電規(guī)律，以便實(shí)現(xiàn)供需平衡。AMI體系的優(yōu)勢在于，能夠促進(jìn)用戶角色轉(zhuǎn)變，主動參與性明顯增強(qiáng)，能夠結(jié)合電價變化來對用電時間和用電量進(jìn)行自由選擇。

3.4 高級配電運(yùn)行體系

該體系簡稱ADOI，通過體系功能的發(fā)揮，能夠?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)自愈功能的實(shí)現(xiàn)提供支持。在該運(yùn)行體系中，自愈控制系統(tǒng)存在于配電快速仿真模塊中，針對電網(wǎng)運(yùn)行中的突發(fā)情況，能夠有效促進(jìn)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)恢復(fù)，達(dá)到自愈的效果?；陲L(fēng)險評估與優(yōu)化系統(tǒng)，能夠?qū)﹄娋W(wǎng)運(yùn)行故障進(jìn)行科學(xué)預(yù)測，并在數(shù)字分析的支持下，促進(jìn)電網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化的順利實(shí)現(xiàn)。

3.5 電力設(shè)備技術(shù)的發(fā)展分析

智能電網(wǎng)運(yùn)行過程中，電力設(shè)備技術(shù)的應(yīng)用趨于廣泛化，與系統(tǒng)各環(huán)節(jié)都密切相關(guān)。對電力設(shè)備技術(shù)發(fā)展展開深度研究，能夠?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)建設(shè)提供可靠支持，促進(jìn)能源科學(xué)利用的實(shí)現(xiàn)，并促進(jìn)電力設(shè)備的低投入、高儲能化發(fā)展，對輸電損耗進(jìn)行有效控制，進(jìn)而令電能品質(zhì)得到顯著提升。

4 結(jié)語

總而言之，智能電網(wǎng)運(yùn)行過程中，電力設(shè)備實(shí)際功能的發(fā)揮，必須要以先進(jìn)技術(shù)為支持。這就必須積極引入電力電子設(shè)備，進(jìn)行科學(xué)開發(fā)，確保電力電子設(shè)備具有高性能，與此同時要以先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)為支持，加大技術(shù)研發(fā)，對智能電網(wǎng)中電力設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行開發(fā)和維護(hù)，促進(jìn)電力設(shè)備質(zhì)量的顯著提升，促進(jìn)智能電網(wǎng)順利搭建，為電力事業(yè)的健康發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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