电力工程技术在智能电网建设中的应用分析

廖文江

摘 要：智能电网的兴起在世界范围内给电网建设领域带来了革新性的变化，从发电、输电、变电、配电、用电等环节给电网带来了深刻的变化，对电能的生产、控制、调度和使用也产生了广泛的影响，电力工程技术作为实现智能电网的必要方法，在我国智能电网的建设中获得了广泛的应用，文章结合工作实践，从智能电网建设的各个环节浅谈了电力工程技术的应用。

关键词：电力工程技术；智能电网；建设；应用分析

中图分类号：TM933.4 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）21-0076-02

近年来，随着世界性的能源危机不断加强，智能电网以其高效、清洁、安全、自愈等优点而成为电网发展新潮流。美国、欧洲等发达国家先后提出“Smart Grid”的概念，我国于2009年在特高压输电技术国际会议上，也提出了全面建设“坚强智能电网”的战略规划。

1 智能电网建设与电力工程技术

智能电网在我国的提出，有经济方面原因，有现实方面考虑，也有远景规划的需要。我国能源分布不均，石油、天然气等不可再生能源储量不足，资源分布中心与负荷中心偏离，决定了我国发展智能电网的必要性。

我国的智能电网建设具有自身特色，基于我国基本国情，我国的智能电网发展以特高压工程为骨干网架，建设“三华”同步电网，实施交直流互联，各级电网协调发展，注重提升电网的大范围资源优化和配置的能力。同时，注重电网的智能化、自动化、自愈化，加强对新能源的投入，增强节能减排，发展清洁电网。

如图1所示，为我国建设坚强智能电网的四大体系：标准规范体系、智能应用体系、技术支撑体系和发展基础体系，智能电网的建设涉及发电、输电、变电、配电、用电、调度等六大环节，并融合了网络通信、传感器、电力电子等电力工程技术的各个方面，将带动信息、能源、材料等多个行业发展。

如图1所示，在智能应用体系、技术支撑体系和发展基础体系中，都离不开电力工程技术的支撑。下文中，将从电能产生与分配的各个环节入手，浅析电力工程在智能电网建设中的应用。

2 电力工程在智能电网建设中的应用

2.1 智能电网的发电环节

与传统电网相比，智能电网的一个显著特征就是新能源的大规模开发与利用，为了解决我国可再生能源紧缺的问题，提升电网的清洁度和安全稳定性，促进能源的可再生利用，近年来我国大力发展清洁能源和微电网接入技术，进行风能、太阳能、潮汐能等分布式能源的大规模并网。

在此情况下，电力工程应用主要侧重于对新能源并网技术的研究，新能源具有清洁、低碳、高效等特点，但同时发电也相对不稳定，具有季节性特征，这就要求新能源能够安全、稳定、规模化接入，降低并网带给电网的冲击，减少清洁能源对电网的谐波注入和电能质量的影响，注重大型储能设备和相关技术的应用。

2.2 智能电网的输电环节

随着我国建设特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的方针确定，国家电网公司提出建设“三华”（华东电网、华中电网、华北电网）同步电网的规划，并加强三大交流电网之间的直流互联。目前，我国电网向着高电压、大容量、交直流互联的方向发展，电网的网架结构日益复杂，交流大电网复杂的暂态特性给电网的运行带来的失稳风险日益增大。

在智能电网的输电环节，特高压直流输电工程技术将发挥巨大的作用。特高压直流输电（UHVDC）由于系统中间无落点，所以控制方式灵活，特别适合点对点、大功率和远距离的电能输送，特别适合交流电网之间的互联。所以，在交、直流组成的特高压输电网，直流依托交流进行电力吸纳，交流电网跟踪用户需求变化，二者相辅相成，保证系统的安全可靠运行。与此相关的电力工程技术主要集中于对电网的安全监控、运行方式控制、状态检修和寿命管理等。具体包括：柔性直流输电技术、高压换流技术、交直流滤波技术、可控高抗技术、串联补偿技术、状态监测技术、智能巡检技术、运行维护管理集约化技术等。

2.3 智能电网的变电环节

智能电网的变电环节，电力工程技术的应用更加广泛，集中体现于：智能化变电站的建设，变电环节的智能化是对传统变电站的一次巨大突破，是电网信息化、自动化、自愈化的具体体现。

智能化变电站中电力工程技术的应用包含了众多环节。它通过对数据模型、通讯协议、物理网络、信息采集等环节的统一，实现了革新性的变化，变电站内的设备具备了自我描述和诊断的能力，并具备实时数据上传、共享、控制的功能，实现对系统电压的控制、状态检测和全寿命管理。具体包括智能化开关的应用、光电式互感器的应用、SVC和有源滤波技术的应用、高速计算机网络实现的变电站实时监控等。

2.4 智能电网的配电环节

作为直接接入用户的环节，配电网尤其是中低压配电网的智能化是智能电网发展的重要环节。根据智能电网的建设需求，配电网将承担各类中小型新能源，包括风能、光伏、其它分布式能源的接入，要提升对用户的供电可靠性，必须达到电网的自愈标准。

电力工程技术如配电自动化、智能储能技术、电动汽车充电技术、智能网络建设、高级量测技术等在配电环节获得了广泛应用，各类配电网信息采集系统、充电桩、智能储能设备获得了广泛开发和应用，通过各类智能电器、智能楼宇、智能交通的技术创新和设备研发，推动智能城市和智能电网的建设。通过钠硫电池、液流电池、超导储能技术的研究，加快智能储能技术的产业化进程。

2.5 智能电网的用电环节

智能电网发展将带动智能小区的建设，在用电环节，用户的要求是便宜、可靠、高质的电能，电力企业则要求信息化建设、精细化管理和智能化运营。随着我国电力市场改革的不断深入，电力企业融入市场化进程不断推进，使得电能的供需双方互动日益频繁，用电市场的重要性日益显著。

在此情况下，电力工程技术的应用主要集中于：开发智能量测仪表，建立准确高效的用户用电信息采集系统和智能电表，实现电力市场的电费定价方式将实现从单一电价到可变电价的过渡，并可以根据电能的使用状况进行分时、分段的阶梯电价。兴建智能小区，融合智能化家电、智能家居、分布式储能设备的应用，进而达到提升能源利用效率、实现智能化用电的目的。

2.6 智能电网的其它环节

在智能电网的调度和通信环节，电力工程技术的应用主要体现在计算机信息技术、通讯技术、数据采集技术的应用。在智能电网的调度环节，要求实现电网的高度信息化实时采集，辅以大电网的安全稳定运行控制技术，以完善的决策控制体系来实现对交直流大电网的动态安全监测、预警和风险预控，实现对电网的灵活控制，提升电网的安全稳定运行水平。

要实现智能电网高度数据传输的功能，必须在系统各相关接点设置大量的实时数据采集、建立数据的传输系统和数据共享平台，在IEC61850规约的统一框架下，辅之以其它专业配套网络，建立开放、完整、统一的信息通信平台，支撑智能电网信息体系的运行。

3 结 语

作为我国能源发展战略布局的重要环节，电能关系到国家的能源产业安全和经济社会进步，建设符合国情、自主创新、具有特色的坚强智能电网，已经成为我国实施可持续发展的战略选择，大力发展电力工程技术，对推动我国智能电网建设具有重要意义。

参考文献：

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[2] 张玉军，李如振，黄萍，等.智能电网建设方案初探[J].山东电力技术，2009，（5）.

[3] 冯希明.在智能电网建设中正确应用电力工程技术的分析[J].中国高新技术企业，2012，（29）.