浅析电力设备的智能化发展现状

张军召

（济南森源控股有限公司，山东 济南 250000）

自从19世纪人类发明电动机和发电机之后，电力能源一直是社会发展的重要推动力。传统的电力能源多是通过燃烧煤、石油、天然气等化石燃料获得，即为火力发电。火力发电技术成熟、可控性高，但会在发电过程中排放大量的温室气体和硫化物，危害我们赖以生存的地球环境。近年来，许多国家大力发展清洁能源，利用太阳能、风能、潮汐能发电，避免了电力能源获取过程中对环境的破坏。但是，这些清洁能源具有分布式、间歇性的特点，会对电网的稳定性造成冲击，因此必须考虑更加高效、可靠的电力设备。在该背景下，智能电力设备应运而生。

1 智能电力设备的特点

智能电力设备服务于智能电网的建设。智能电网就是指在先进技术指导和应用下形成的高度智能化和高度自动化的新型现代化电力系统。智能电力设备也就是智能电网建设过程中涉及到的硬件设备。智能电力设备融合了先进科学的分析决策技术、人工智能技术、模式识别技术、传感测量技术、信息通信技术和自动控制技术等，具有不同于一般电力设备的特点和优势。

首先，智能电力设备可以实现故障的自我诊断，并在一定程度上进行自我恢复；其次，智能电力设备能够兼容多种发电方式和不同类型的储能设备，满足用户多样化的用电需求；第三，智能电力设备能够实现与用户的交互，及时响应用户需求；第四，智能电力设备具有非常高的稳定性，能够在极端环境下或者电网发生故障时，依然维持电网的安全运行；最后，智能电力设备能够优化资源配置，降低电力输运成本，提高能源的利用率和经济效益。

2 智能电力设备的发展现状

如今，智能电力设备发展迅速，已经覆盖了电力系统中发电、变电、输电、配电、用电等各个环节。

2.1 智能发电设备

智能发电设备主要包括3类。首先是以分布式发电作为发电形式的新型能源发电设备，比如光伏发电设备、地热发电设备、潮汐能发电设备、生物质能发电设备、微型燃气轮机发电设备以及风能发电设备等；其次，智能发电设备还包括自动控制设备，比如数字型保护继电器、动态分布式电力控制设备以及智能分接头变换器等，能够保证电网的可靠运行；最后，智能发电设备还包括能量转换、能量存储设备，比如高能蓄电池、高容量储氢装置、飞轮以及燃料电池等。

2.2 智能输电设备

传统的输电设备在进行远距离输电时具有可靠性差、输送效率低等缺点，难以适应新型能源发电的间歇性、分布式特点。该需求直接推动了智能输电设备的产生、发展和应用。智能输电设备主要包括以下3类。

首先是柔性交流输电设备。该类设备能够对输电系统的运行参数（比如电压、阻抗、相位等）进行实时控制和调整，从而提高输电功率、降低输电成本、减少输电损耗。目前已经应用的柔性交流输电设备有静止调相机、静止快速励磁器、串联补偿器以及无功补偿器等。

其次是超高压直流输电设备。该类设备主要为换流站和换流阀，实现交直流电之间的能量转换，即首先将发电厂产生的高压交流电转换为高压直流电，然后进行远距离传输，到达目的地后，再将高压直流电转换为高压交流电。与交流输电系统相比，直流输电系统具有稳定性高、损耗低等优势。

最后是高温超导设备。主要包括超导磁储能设备、超导限流器和超导电缆。该类设备利用超导体电力技术，减少关键部件的阻抗值，从而降低电力系统的损耗，提高电力系统的稳定性。

2.3 智能变电设备

变电是指电力系统中通过相关设备对电力能源进行的高低压转换。变电环节的智能电力设备主要是对电子互感技术的运用，将变电站由简单的电力转换设备发展成为信息交换的共享平台。目前在建的智能化变电站，主要是通过一次设备的智能化、二次设备的网络化来实现变电站内设备间的信息数据交互。在传统的变电站中，一次设备和二次设备之间通过电缆进行连接；而在智能变电站中，一次设备和二次设备之间使用光纤、电流互感器、电压互感器进行连接。

2.4 智能配电设备

配电是电力系统中向用户分配电能的环节。在智能电网的框架下，配电网正朝着高度自动化的方向发展，以适应分布式能源以及其它智能配电设备的即时插拔。智能配电设备主要包括载波设备、无线设备等数据通信系统，以及光传感器、电子传感器、电缆温度检测器、电能质量监测设备、电力系统在线状态监测设备等数据采集系统。因此，基于智能配电设备构建的配电网络能够实现数据的采集、通信以及配电网状态的实时监控。

2.5 智能用电设备

智能用电设备可以搭建电力企业与用户之间的沟通桥梁，促进电力市场实现竞争机制。该类设备主要分为3种：其一，智能电表，可以实时计费，随时获取居民的用电信息，便于供电企业调配电力能源；其二，数据量测设备，能够测量电力运行的实际情况，监控电力交易数据；其三，智能通信设备，可以通过互联网技术扩大电网的管理范围，保证用户用电环节的安全和稳定。

3 结语

智能化是我国电力系统发展的重要方向，符合节约、环保的可持续发展理念。智能电力设备是实现智能电力系统的基石，对于保障电网的可靠性、安全性有着非常重要的意义。本文简述了智能电力设备的概念与发展现状。

[1]朱辉．智能电网中电力设备及其技术发展分析[J]．通信电源技术 ,2016,33(2)：213-214．

[2]黄旦莉．智能电网中电力设备及其技术发展分析[J]．中国新技术新产品 ,2014，(21)：6．

[3]卢嘉栋．智能电网中电力设备及其技术发展[J]．机电工程技术,2016,45(12)：62-65．

[4]刘瑜．智能电网中电力设备及其技术探析[J]．科技展望,2015，(3)：154．