電力工程技術在智能電網建設中的運用

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摘要：智能電網的建設離不開電力工程技術，可以說后者是前者的基礎。當前智能電網以及向著數字化、集成化和自動化的方向發展，這就對電力工程技術提出了更高要求，如何合理應用電力工程技術，使其滿足智能電網的建設要求，是我們需要思考的問題。本文主要研究了電力工程技術在智能電網中發揮的重要作用及其具體應用。

關鍵詞：電力工程技術；智能電網；建設；應用

隨著社會經濟的發展，各個領域的用電需求不斷擴大，對電力系統的安全性和穩定性提出了更高要求，傳統的電網技術已經不能滿足實際需要。在自動控制技術以及計算機技術的支持下，智能電網應運而生，為我國電力事業帶來了一場重大變革。電力工程技術在智能電網建設中發揮著不可替代的作用，如何根據實際需要將電力工程技術更好的應用于智能電網中，是所有電力技術人員需要長期研究的課題。

1電力工程技術在智能電網中的重要作用

（1）我國電力系統輸配電的效率還有待提升，電網在運行過程中仍舊不能適應環境的變化和用戶需求的變化，智能電網要想提升性能，滿足各種功能要求，就必須將電力工程技術作為支持。因此，當前我國電力企業非常重視對電力工程技術的研究，事實證明這些技術的應用的確大大提升了電網的輸配電效率，故障發生的頻率也大大減低，滿足人們對用電安全性和穩定性的要求[1]。（2）電網系統在建設和使用過程中存在能源浪費現象，為了解決這一問題，人們提倡在發展智能電網時加強對可再生能源的利用。利用風能以及太陽能一類的可再生能源具有一個典型的特征就是利用點分散，且電網運行的穩定性大大降低。因此在建設智能電網的過程中，要將這些可再生能源的收集與調度作為重點，這就需要電力工程技術提供支持，提高電力系統的適應性，實現可再生能源的大規模利用。

2電力工程技術在智能電網建設中的具體應用

2.1柔性直流技術的應用

2.1.1應用

該項技術的靈活性較高，且具有環保性的特征，將其應用于智能電網中，可以實現新能源并網，向一些偏遠地區供電。系統中使用的換流器選擇自換相的形式，不僅可以對有功功率和無功功率進行單獨控制，同時可以實現四象限運行。另外，采用該項技術不需要換流站之間實時通信，就是可以對換流站進行獨立控制。國家十三五規劃中，將風力發電作為新時期重點建設內容，風力發電基地的建設規模越來越大。風力發電在應用過程中存在一個最大的問題就是并網困難，這與風能的間歇性、不確定性有直接關系，影響了電力系統的穩定性。柔性直流技術的應用就可以緩解這一問題。我們知道，電網互聯可以實現電能互濟，提高能源利用率，但是電網互聯會引發一個比較嚴重的問題就是短路電流超標，影響電力系統的穩定性，柔性直流電的應用就可以解決這一問題。以往對該項技術的研究基本上停留在理論層面，但是隨著風力發電的發展以及電網互聯需求的增長，我國已經將該項技術應用于實踐中，我國某風力發電廠掛網運行，就實現了柔性直流輸電技術的應用，該工程的電氣主接線圖如圖1所示。表1則為工程中柔性直流輸電系統中所使用的換流器的參數。

2.1.2發展方向探究

考慮我國智能電網發展水平以及未來一段時間內的建設重點，筆者認為柔性直流輸電技術的研究應該從以下幾個方向開展：①將智能化直流輸電技術作為研究重點；②開始著手研究三級直流輸電技術；③換流器應用的相關技術；④高壓大容量柔性直流技術[2]。

2.2電能質量技術的應用

該項技術已經被很多發達國家應用于智能電網建設中，就是使用一些特定的裝置或者是電力工程技術提高電能質量。電能質量問題不僅影響供輸電的穩定性，同時會造成巨大經濟損失，雖然目前還沒有這方面的統計，但是這一問題已經逐漸引起重視。由于我國在對這方面研究的起步較晚，因此諸如統一電能質量控制器等補償技術的研究仍舊處于模擬仿真階段，應用于實際中的并不多，電力工程技術裝置也缺乏統一的技術標準。從實際應用的角度來說，應用電能質量技術之前，需要先建立一套完善的電能質量評估體系，為電能質量技術的應用打下基礎。未來一段時間內會將研究重點放在電能質量控制器的實際應用上，其可以對蓄電池充電和放電過程進行調節，高峰期保證供電量可以滿足要求，低谷期避免資源浪費。

2.3能量轉換技術

未來電力領域對于智能電網的要求不僅僅是安全性和穩定性，同時要求系統運行過程中做到低能耗和低污染，逐步降低不可再生能源的使用量，同時減輕對環境的污染，這些都需要能量轉換技術的支持。目前，群聚功率調節技術以及間歇式電源能量轉換技術已經進入細化研究、初步應用的階段，新能源在智能電網系統中的大面積應用將逐步實現[3]。

2.4電力工程技術在智能電網各個環節中的應用

2.4.1電源領域

電源裝置是電力系統運行的基礎，電力工程技術可以根據智能電網的需要為其提供各種類型的電源，可以是直流電源，也可以是變頻電源。例如，通常情況下智能電網蓄電池充電時會采用直接電源，而電力工程的應用就提高了變電所使用電源的靈活性，可以根據實際需要選擇交流電源。同時，在對智能電網進行監測和控制時，需要使用各類計算設備，可以根據設備型號合理使用高頻開關電源。

2.4.2發電環節

發電環節是智能電網發揮作用的第一步，這一過程中仍舊需要電力工程技術的支持。一方面，要利用基礎設備實現其他類型能源向電能的轉化；另一方面，要對耗電量進行檢測和控制，防止出現浪費問題。在滿足發電需求的基礎上，要盡量減少機電設備的使用，提升整個系統的運行效率。當前，半導體功率元件的容量越來越大，無功發電技術以及電氣傳動技術等新型電力工程技術的應用越來越廣，有效提高了發電效率。

2.4.3輸電環節

輸電線路在運行過程中受到很多因素的影響，除了線路本身以外，還會受到外界環境因素的影響。由于輸電線路安全問題導致系統故障的案例有很多，這里以安徽省輸電線路故障統計為例，最典型的就是線路遭到雷擊以后跳閘，截至2015年，雷擊跳閘事件共發生25起，近幾年有下降趨勢，這類事故相對分散，在宿州、安慶、滁州等地都發生過這類事，雷擊事故都發生在雷雨天，會對輸電線路造成很大損傷。為了解決這一問題，加強對輸電線路的保護，當地供輸電管理部門建立了差異化防雷措施：①減小避雷線的保護角，適合于原線路保護角在5°以上的情況，如果線路本身保護角大于5°，防雷效果不明顯；②降低塔桿接地電阻，安徽省山區較多，塔桿接地電阻超標現象比較明顯，一般根據土壤情況確定降低接地電阻的方法；③在輸電線路中安裝避雷器，避雷器和絕緣子串連，提升輸電線路耐雷水平，防止出現絕緣子閃絡問題。這種方法效果非常明顯，但是保護范圍有限，可以對以往安徽省雷擊跳閘數據進行總結，在輸電線路雷擊事故高發區安裝避雷器。

3總結

隨著社會經濟的發展，各個領域對電力的需求越來越大，智能電網的大面積建設和使用已經勢在必行。實踐證明電子工程技術在智能電網建設過程中發揮著不可替代的作用，本文就研究了這些技術在智能電網中的具體應用，旨在為智能電網建設的相關研究提供參考。

作者:翁鵬浩 單位:國網安徽省電力公司六安市城郊供電公司

參考文獻:

[1]吳俊勇.“智能電網綜述”技術講座第四講：電力電子技術在智能電網中的應用[J].電力電子，2010，10（12）：04：67~70.

[2]曾鳴，李紅林.系統安全背景下未來智能電網建設關鍵技術發展方向———印度大停電事故深層次原因分析及對中國電力工業的啟示[J].中國電機工程學報，2012，14（16）：25：175~181+=24.

[3]姚永嘉.淺析智能電網在電力技術及電力系統規劃中的應用[J].山東工業技術，2014，15（10）：22：231.