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浅析电力工程技术在智能电网建设中的应用

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  【摘要】在现代电网的发展过程中,各国结合其电力工业发展的具体情况,通过不同领域的研究和实践,形成了各自的发展方向和技术路线,也反映出各国对未来电网发展模式的不同理解。近年来,随着各种先进技术在电网中的广泛应用,智能化已经成为电网发展的必然趋势,发展智能电网已经在世界范围内形成共识。从技术发展和应用的角度看,世界各国这个领域的专家、学者普遍认同以下观点:智能电网是将现金的传感测量技术、信息通信技术、分析决策技术、自动控制技术和能源电力技术相结合,并与电网基础设施高度集成为形成的现代化电网。本文中,我们将来谈谈电力工程技术在智能电网建设中的应用。
  【关键词】电力工程技术、智能电网,建设、应用
  Abstract ] in the modern power system in the process of development, countries with its power industry development situation, through different areas of research and practice, formed respective development direction and technical route, and also reflects the national grid of the future development mode of the different understanding of. In recent years, with all kinds of advanced technology in the wide use of power, intelligence has become the inevitable trend of the development of power system, the development of intelligent network in the world has formed consensus. From the technical development and application point of view, the world experts in the field, scholars generally agree the following points of view: smart grid is the cash sensor measurement technology, information communication technology, analysis and decision technology, automatic control technology and energy technology, and grid infrastructure for the formation of the modern power grid integration. In this paper, we will talk about power engineering technology in smart grid construction application.
  [ Key words ] power engineering technology, smart grid, construction, application
  
  中图分类号: F407.61文献标识码:A 文章编号:
  
   1.电力工程技术概述
   电力工程,即与电能的生产、输送、分配有关的工程,广义上还包括把电作为动力和能源在多种领域中应用的工程。电能因其易于转换、传输、控制,从19世纪80年代以后,已经逐步取代蒸汽动力,成为现代社会物质文明与精神文明的技术基础。20世纪以后,电能的生产主要依靠火电厂、水电站和核电站。有条件的地方还用潮汐、地热、太阳能和风能来发电。电能的输送和分配主要通过高、低压交流电力网络来实现。作为输电工程技术发展的方向,其重点是研究特高压(100万伏以上)交流输电与直流输电技术,形成更大的电力网络;同时还要研究超导体电能输送的技术问题。20世纪出现的大型电力系统将发电、输电、变电、配电、用电等诸多环节综合为一个有机整体,成为社会物质生产部门中空间跨度最广,时间协调严格,层次分工极为复杂的实体工程系统。
   作为能源的一种形式,电能有易于转换、运输方便、易于控制、便于使用、洁净和经济等许多优点。从19世纪80年代以来,电力已经逐步取代了作为18世纪产业革命技术基础的蒸汽机,成为现代社会人类物质文明与精神文明不可缺少的一种新型能源,为人类社会发展提供了有力保障。
  智能电网概述
  智能电网,也就是电网的智能化,也被称为“电网2.0”,它是建立在集成、高速双向通信网络的基础之上,通过先进的传感测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用,实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标,其主要特征包括坚强、自愈、兼容、经济、协调、优化、互动,其电能质量能够提供满足21世纪广大电力用户需求,容许各种不同发电形式的接入,启动电力市场以及资产的优化高效运行。
  2.1特征
  ⑴坚强——在电网发生大扰动和故障时,仍能保持对用户的供电能力,而不发生大面积停电事故;在自然灾害、极端气候条件下或外力破坏下仍能保证电网的安全稳定运行;具有确保电力信息安全的能力。
  ⑵自愈——具有实时、在线和连续的安全聘雇和分析能力,强大的预警和预防控制能力,以及故障诊断、故障隔离和系统自我恢复的能力。
  ⑶兼容——支持可再生能源的有序、合理接入,适应分布式电源和微电网的接入,能够实现与用户的交互和高效互动,满足用户多元化的电力需求并提供对用户的增值服务。
  ⑷经济——支持电力市场运营和电力交易的有效开展,实现资源的优化配置,降低点网损耗,提高能源利用效率。
  ⑸协调——实现电网信息的高度密集和共享,采用统一的平台和模型,实现标准化、规范化和精益化管理,进一步促进电力市场化。
  ⑹优化——优化资产的利用,降低投资成本和运行维护成本。
  ⑺互动——用户将和电网进行自适应交互,成为电力系统的完整组成部分之一。
  电力工程技术在智能电网建设中的应用
  <一>总体应用
  电源领域的应用。
  电力工程技术能够为智能电网的各种设备提供不同的电源。具体包括直流、变频和恒频的交流电等。例如,在蓄电池充电中,一般是采用直流电源,在变电所的操作中,既可以采用直流电源,也能采用交流电源,而在大型或者小型的计算机中,可以采用高频的开关电源。
  数电中的应用。
  由于只能电网要求具有较高的电能以及较为稳定的电网工作状态,而实现这些要求需要电力工程技术中的谐波抑制技术以及无功补偿技术的支持和配合。另外,电力工程中也不断出现新的装置。例如,超导无功补偿装置以及薄型交流变化器等。有一些国家在一些输电工程中由于线路比较长,或者是输电的容量负荷较大时,一般都是通过直流电的输电方式来进行的。在我国输电线路的建设工作中,尤其是一些高压直流电的输电线路,通常都利用晶闸管变流装置作为送电与受电两端的整流阀和逆变阀装置。这些设备的应用,大大提高了电网输送的稳定性和容量。
  发电中的应用。
  电力工程技术是一种现代的新技术,它通过电力和电子设备,实现电能的转化及控制,大大降低了能量的消耗量,同时还能减少机电设备的使用,工作效率也因此而提高。目前,很多半导体的功率元器件的容量都大大提高了,并且向着高压、特高压化的方向发展,在电力工程技术中出现了各种各样的新技术。例如,以高压变频为代表的电气传动技术,以SVC为代表的柔性交流输电技术,以智能开关为代表的同步断开技术,以高压直流输电为代表的新型超高压输电技术,以动态电压恢复器为代表的用户电力技术以及静止无功发生器等。
  <二>具体应用
  电能的质量优化技术
   该技术在智能电网建设中的应用,需要建立在电能的质量等级划分以及评估方法体系的完善的基础上,对供用电的借口所具备的经济性能进行分析,从而建立起用户经济型以及技术等级这两个评估体系,并借助法律法规的不断完善,来促使只能电网的建设往经济且优质的方向发展。电能的质量优化技术的应用,具体涵盖了直流有源滤波器相关技术、自适应静止无功补偿技术、电气化铁道平衡供电技术、统一电能质量控制器以及连续调谐滤波器关键技术等。这些技术能够使得电能的质量大大提高,并且降低了其使用的成本,从而具有较大的应用市场。
  柔性交流输电技术。
  技术是将清洁度高的新能源等输入电网中的首要技术,它是在未处理以及为电子技术,电力技术以及相关的通信和控制技术的基础上形成的能够对交流电视线灵活控制的技术。因为我国的智能电网建设主要基础是低压和高压的输变电,在整个建设过程中需要将一些新的清洁能源输进去,并实现能源的隔离等,而柔性交流输电则适应了这种要求,在智能电网建设中的需求不断增长。将电力工程技术和先进的控制技术结合起来,能够实现对电网中各种参数的控制和调整,从而促进了电网的稳定运行,输电过程中的损耗也大大降低了,并且输电线路的输送能力也提高了。
  高压直流输电技术。
   当前的直流输电系统中,很多环节都采用交流电,但是输电过程是用直流电的。采用该技术能够利用控制器,实现整流或者逆变的工作状态。一些重量比较轻的直流输电系统中,换流器一般是由一些可以关断的元件组成的,它有利于提高输送的稳定性,且具有较高的经济性能。能够应用在远距离或者近距离直流输电工程中,还能为一些孤立的地域例如海岛供电。高压直流输电技术在我国的远距离输电中运用很广泛,其应用趋势将不断地向更远距离以及更大容量的输电工程中发展。
  能源转换技术。
   未来社会的能源发展方向应该是实现低碳经济能源,也就是将能源的消耗量以及对环境的排放和污染控制在最低水平上,低碳经济能源的核心是在能量的转换上采用先进技术对其进行创新,实现能源的高效利用。目前,太阳能与风能等自然资源已经成为了最多的用于能量转换的新能源了。
  结语
   通过对智能电网在我国乃至世界的发展趋势的认真探索和分析,笔者在本文提出了电力工程技术在智能电网建设中的几点应用,并且通过宏观和微观两个方面的探讨以及实例的证明,电力工程技术的应用,对于促进智能化电网的建设、能源结构优化以及提高经济效益等都具有重要的作用。
  【参考文献】
  [1]《浅析电力工程技术在只能电网建设中的应用》,刘颖,《中国电子商务》2011年11期
  [2]《构建中国智能电网技术思考》,肖世杰,《电力系统自动化》2009年9期
  [3]《面向未来的只能电网》,谢开,刘永奇,朱治中,于尔铿,《中国电力》2008年6期
  [4]《中国智能电网基本特征及其技术进展评述》,常康,薛峰,杨卫东,《电力系统自动化》2009年17期

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