智能電網(wǎng)中的電力設(shè)計(jì)技術(shù)

智能電網(wǎng)中的電力設(shè)計(jì)技術(shù)摘要：電力設(shè)計(jì)技術(shù)在智能電網(wǎng)架構(gòu)的過程中發(fā)揮著不可小覷的作用，它對(duì)智能電網(wǎng)的整體工作質(zhì)量、工作效率都起著決定性的影響。關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；電力設(shè)計(jì)；技術(shù)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各行各業(yè)的技術(shù)都取得了突破性的進(jìn)展，電力行業(yè)自然不例外在高速雙向通信的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，智能電網(wǎng)能夠進(jìn)一步保障用電的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保，符合可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)和時(shí)代需要。電力設(shè)計(jì)作為其核心組成，已經(jīng)被相關(guān)部門高度重視。1智能電網(wǎng)的特點(diǎn)1.1過硬的硬件技術(shù)平臺(tái)支撐電的重要性在城市運(yùn)營(yíng)的過程中不言而喻，所以智能電網(wǎng)設(shè)計(jì)的首要因素就是有過硬的技術(shù)，抵御外在干擾和攻擊，對(duì)其他可再生能源的兼容性強(qiáng)，穩(wěn)定性能夠得到保障。1.2較好的互動(dòng)性智能電網(wǎng)的設(shè)計(jì)集通信、信息、管理于一身，更好的交互設(shè)計(jì)可以提高用電效率，降低不必要的電能損耗，保證電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)和高效，另一方面，好的互動(dòng)可以使用戶及時(shí)的了解電費(fèi)價(jià)格、電能、電力等生活信息，可以合理的安排家庭用電，電力企業(yè)也可以及時(shí)獲取用戶信息，完善交互體驗(yàn)，提高用戶滿意度，豐富電力行業(yè)的增值服務(wù)等。1.3較好的自愈性在電網(wǎng)的工作過程中，難免會(huì)發(fā)生這樣那樣的意外事故，智能電網(wǎng)作為能夠自動(dòng)傳感和控制的基礎(chǔ)設(shè)施，應(yīng)該對(duì)故障具有一定的預(yù)知和判斷能力，擁有較強(qiáng)自愈性的智能電網(wǎng)，在發(fā)生故障之前應(yīng)該采取一定的報(bào)警措施；若發(fā)生故障，也可以自動(dòng)將故障區(qū)域隔離，自我恢復(fù)，避免居民用電的大規(guī)模停電現(xiàn)象出現(xiàn)。自愈性能夠保障電網(wǎng)運(yùn)行的平穩(wěn)和有序。2我國(guó)智能電力設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀2.1發(fā)電設(shè)備2.1.1可再生能源進(jìn)行發(fā)電的設(shè)備，例如太陽能發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電和潮汐能發(fā)電設(shè)備等。2.1.2將能量進(jìn)行轉(zhuǎn)換的設(shè)備，例如蓄電池、飛輪、燃料電池、超導(dǎo)儲(chǔ)能和二次電池等。2.1.3智能自動(dòng)控制設(shè)備，例如數(shù)字型保護(hù)繼電器、智能分接頭變換器和動(dòng)態(tài)分布式控制設(shè)備等。2.2輸電設(shè)備2.2.1柔性交流電設(shè)備，它主要的工作原理是將電力電子技術(shù)的原理應(yīng)用到傳統(tǒng)電力系統(tǒng)之中，是智能電網(wǎng)技術(shù)在輸電過程中的一種體現(xiàn)。柔性交流輸電技術(shù)主要使用具有特定功能的電子設(shè)備，對(duì)輸電系統(tǒng)運(yùn)行過程中的參數(shù)進(jìn)行控制，達(dá)到優(yōu)化輸電功率、降低輸電成本和輸電線路損耗的目的，提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中安全性和穩(wěn)定性?，F(xiàn)階段已開發(fā)的柔性交流輸電設(shè)備主要有靜止調(diào)相器、串聯(lián)補(bǔ)償器、無功補(bǔ)償器和靜止快速勵(lì)磁器等。2.2.2高溫超導(dǎo)技術(shù)設(shè)備，該技術(shù)主要對(duì)超導(dǎo)體無阻高密度的載流能力與正常態(tài)相變的物理特性相融合的電力技術(shù)，通過對(duì)超導(dǎo)體電力技術(shù)的應(yīng)用，降低電力系統(tǒng)的損耗，實(shí)現(xiàn)保護(hù)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的目的。在高溫超導(dǎo)技術(shù)中主要有超導(dǎo)限流器、超導(dǎo)磁儲(chǔ)能、超導(dǎo)電纜等設(shè)施。2.2.3超高壓直流輸電設(shè)備，該技術(shù)主要通過換流站和換流閥使發(fā)電廠所產(chǎn)生的高壓交流電轉(zhuǎn)換為高壓直流電，之后通過直流電輸電線路進(jìn)行遠(yuǎn)距離的傳輸，到達(dá)傳輸位置后再使高壓直流電轉(zhuǎn)換成高壓交流電，相比較于傳統(tǒng)高壓交流輸電系統(tǒng)具有穩(wěn)定性好的優(yōu)勢(shì)，超高壓直流輸電設(shè)備中的核心是換流站，使用換流站對(duì)直流電和交流電進(jìn)行轉(zhuǎn)化。2.3變電設(shè)備現(xiàn)階段已經(jīng)在建設(shè)中的智能化變電站，是通過對(duì)一次設(shè)備的智能化應(yīng)用和二次化設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)變電站之間的信息共享。雖然智能數(shù)字化變電站和傳統(tǒng)變電站只有信息通信模型上的不同，但是在過程層中卻有著重大的變化。在傳統(tǒng)變電中的一次設(shè)備和二次設(shè)備之間的連接是通過電纜進(jìn)行連接的，而智能數(shù)字化變電站中是用電子式電壓、電流互感器和光纖之間的連接。2.4配電設(shè)備智能電網(wǎng)在配電設(shè)備上的表現(xiàn)是配電網(wǎng)的高度自動(dòng)化，用來適應(yīng)分布式能源的大量接入，未來的配電網(wǎng)中，將出現(xiàn)功率雙向流動(dòng)的形式，而智能電網(wǎng)的自動(dòng)化方便了對(duì)配電網(wǎng)的監(jiān)控。智能配電網(wǎng)通過使用傳感兩側(cè)技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)的采集，通過通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)的全方位監(jiān)控。2.5用電設(shè)備2.5.1數(shù)據(jù)量測(cè)設(shè)備，是在原有的電子量測(cè)設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，添加先進(jìn)的通信設(shè)備，實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)電力運(yùn)行的實(shí)際情況進(jìn)行測(cè)量和對(duì)交易數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控。數(shù)據(jù)量測(cè)設(shè)備的用途分為兩種，一種是用戶專用，一種是企業(yè)專用。企業(yè)專用的量測(cè)設(shè)備主要具有保護(hù)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，在保護(hù)系統(tǒng)中設(shè)備的主要體現(xiàn)是線路容量實(shí)施監(jiān)控設(shè)備，而體現(xiàn)控制系統(tǒng)的設(shè)備為故障識(shí)別繼電器。2.5.2智能表計(jì)量具有較全的計(jì)量電量功能，并且可以實(shí)時(shí)計(jì)費(fèi)，與用戶管理系統(tǒng)進(jìn)行信息的溝通，還可以隨時(shí)獲取用戶的不同時(shí)間段的所有用電信息數(shù)據(jù)。3電力設(shè)計(jì)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的運(yùn)用3.1信息的及時(shí)收集和運(yùn)用智能信息交互在電網(wǎng)中的運(yùn)用，其主要表現(xiàn)之一即可以及時(shí)的收集相關(guān)電網(wǎng)電量，電能、功率、頻率等并根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)對(duì)電壓的二次信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，能夠?qū)收线M(jìn)行及時(shí)預(yù)知和有效的監(jiān)控、保護(hù)，能夠及時(shí)對(duì)現(xiàn)有的短路或其他故障進(jìn)行修理，保障用電的穩(wěn)定性。還表現(xiàn)在根據(jù)當(dāng)前電流電壓計(jì)算獲取更多的相關(guān)參數(shù)，為未來的故障維修奠定一定的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。3.2實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量的優(yōu)化在智能電網(wǎng)應(yīng)用電力設(shè)計(jì)技術(shù)的過程中，完善的電能質(zhì)量評(píng)估體系和電流接口的經(jīng)濟(jì)性評(píng)估指標(biāo)是很重要的兩個(gè)考核體系。電力設(shè)計(jì)技術(shù)，一方面需要達(dá)成統(tǒng)一的電能控制質(zhì)量和平衡的供電化技術(shù)；另一方面，提供靜止無功補(bǔ)償技術(shù)和連續(xù)調(diào)諧波器關(guān)鍵技術(shù)，降低使用成本從而使電能傳輸質(zhì)量得到顯著提升。3.3進(jìn)行多種環(huán)保能源轉(zhuǎn)換的技術(shù)電力行業(yè)作為工業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)，更應(yīng)該遵循可持續(xù)發(fā)展觀，例如：風(fēng)能、太陽能等國(guó)家大力支持發(fā)展的環(huán)保新能源，放在我國(guó)電力發(fā)展的宏觀背景下看，它們符合光伏發(fā)電技術(shù)，若在大規(guī)模的并網(wǎng)條件下，新能源發(fā)電具有很好的環(huán)保和經(jīng)濟(jì)前景，但是目前由于條件所限，我國(guó)的光伏發(fā)電技術(shù)還并不完善，在電力設(shè)計(jì)技術(shù)過程中還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)并網(wǎng)技術(shù)的研究和實(shí)驗(yàn)，降低現(xiàn)有的可再生資源發(fā)電比例，降低能源損耗和環(huán)境污染，使電力行業(yè)走上可持續(xù)發(fā)展道路。3.4提供柔性交流電輸電技術(shù)柔性交流電輸電技術(shù)，可以短時(shí)間內(nèi)對(duì)交流電進(jìn)行控制的新興輸電技術(shù)。在智能化的感應(yīng)下，提高輸電質(zhì)量，擴(kuò)大對(duì)潮流的控制范圍并使輸電線輸電容量保持穩(wěn)定。這種技術(shù)能夠有限解決我國(guó)目前清潔能源發(fā)電不足的現(xiàn)象，合理的結(jié)合控制技術(shù)和電力設(shè)計(jì)技術(shù)，提高供電能力，保證智能電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。3.5雙向高速通信技術(shù)的實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)應(yīng)該具有較強(qiáng)的自愈性才能夠保證電力系統(tǒng)自主運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，雙向高速通信技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，能夠在智能電網(wǎng)自主預(yù)知和判斷問題的前提下，更好的對(duì)電路中的受損區(qū)域進(jìn)行檢查和分析，起到雙重保障電網(wǎng)安全的作用。結(jié)束語伴隨著近年來，各種先進(jìn)的技術(shù)在電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)展中的應(yīng)用，在世界范圍內(nèi)已經(jīng)形成發(fā)展智能電網(wǎng)的共識(shí)?，F(xiàn)階段的智能電網(wǎng)還處于起步初期，沒有明確的定義。而在應(yīng)用方面和技術(shù)手段上來看，認(rèn)為智能電網(wǎng)是將現(xiàn)今的傳感測(cè)量技術(shù)、分析決策技術(shù)、信息通信技術(shù)、能源電力技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，在電力系統(tǒng)中的每個(gè)環(huán)節(jié)之中都發(fā)揮著其關(guān)鍵性的作用。參考文獻(xiàn)畢艷冰.面向智能電網(wǎng)的通信中間件的關(guān)鍵技術(shù)研究[D].山東大學(xué),2013.周黎莎.智能電網(wǎng)低碳效益關(guān)鍵指標(biāo)選取與評(píng)價(jià)模型研究[D].華北電力大學(xué),2013.孫偉卿.智能電網(wǎng)規(guī)劃與運(yùn)行控制的柔性評(píng)價(jià)及分析方法[D].上海交通大學(xué),2013.⑷陳攀，李正佳，包俊.電力電纜故障診斷技術(shù)在智能電網(wǎng)中的研究[J].電氣應(yīng)用,2013,S2:137-1