电力工程技术在智能电网建设中的实践应用

芜湖明远集团有限公司 杨雅妮

在当前社会经济发展的新形势下，我国电力行业取得了长足的进步。但是传统电力系统存在着诸多问题，制约了电力行业进一步发展。为解决传统电网存在的问题，相关人员提出了智能电网的概念，其是一种以通信技术为基础的新型电网。智能电网是通过先进的通信技术、信息技术以及控制技术等，来实现电力资源和电力需求之间的双向互动与协调管理。通过构建智能电网可以优化发电、输电、变电、配电等各个环节，并实现各个环节之间的信息交互与共享，从而确保整个电力系统高效、稳定运行。

1 智能电网的主要特点

智能电网是一个集成的、自愈的、双向交互的、安全可靠的网络系统，包括多个网络层、基础设施层和应用层。通过先进的传感技术，数据采集系统，先进的控制技术、通信技术和计算机技术等，实现实时监测、故障诊断、状态估计和信息处理等功能。智能电网具有灵活双向交互功能，可以连接不同的能源系统，如太阳能和风能等。智能电网可以灵活地接入各种发电设施，实现最优配置。另外，智能电网可根据实际情况随时调整和优化运行状态，并且还可以通过信息反馈实现自我调节。

1.1 智能电网可以实现高效运行

智能电网通过智能控制，当负荷低谷时可减少发电企业的电费支出，提高资源利用率；在高峰时期，可以向电网提供足够的电能，满足负荷需求。发电企业不仅可以节省成本，还可以增加经济效益。智能电网的能量管理系统是一个集中控制系统，通过信息共享和相互协调实现全局优化。由于智能电网有一个动态管理机制，可随时调整和优化运行状态，从而提高运行效率。此外，智能电网还可以控制潮流、电压和频率的变化，从而减少对电网的冲击。

1.2 智能电网可以优化资源配置

智能电网的出现，不仅可以优化资源配置，还可以提高能源利用效率。智能电网可以实时监测和分析电力市场和电力系统运行数据，了解客户对电力的需求和用电情况。然后，通过智能电网的运行数据优化资源配置，充分利用可再生能源发电来满足客户对电能的需求，提高电力供应质量。智能电网通过双向通信技术与客户进行互动，在能源短缺时，通过优化资源配置，减少客户的用电负荷；在能源过剩时，通过优化资源配置提高能源利用率。该方式不仅可以提高客户对电能的满意度和认可度，而且还能减少电力资源的浪费[1]。

1.3 智能电网有自愈的能力

自愈功能是智能电网的核心功能之一，可以通过信息反馈，实现对故障的诊断、隔离和恢复等。在智能电网中，信息反馈是一个重要的控制环节。在故障发生后，电网可以通过信息反馈及时识别和判断故障，并根据故障类型和程度采取相应措施，防止故障进一步扩大。在故障恢复过程中，可以采用在线诊断、离线诊断和专家系统等方法来解决问题。

一是在线诊断。通过计算机等技术对电力系统进行实时监测，可以发现电力系统中可能存在的各种问题。然后，相关人员可通过信息反馈来定位问题所在并进行相应处理。二是离线诊断。在设备正常运行的情况下进行故障分析和定位的方法，离线诊断的主要特点是可获取系统状态的实时数据，在此基础上采用离线分析方法进行故障定位。三是专家系统。该系统是一种人工智能技术，其是一种基于专家知识和经验的计算机程序，专家系统可以通过对大量数据和信息进行分析来解决一些复杂的问题，并提供相应的决策支持。专家系统可应用于较多领域，如故障诊断、经济调度、新能源开发等，具有广阔的应用前景。

1.4 智能电网具有经济、实用的特性

智能电网具有经济、实用的特性，具体表现：一是降低电力需求侧管理的成本，提高电网的效率。智能电网通过主动管理负荷，使用户能够在用电高峰时段用电，从而降低电力需求侧管理的成本。二是促进可再生能源的有效利用，实现低碳、环保的发展目标。智能电网通过与分布式能源和储能装置相结合，实现能量的存储和传输，从而减少电力输送过程中的损耗。三是改善电力供应质量，提高电能质量。智能电网通过合理地设计电能质量标准和优化调度策略，使用户能够根据自己的需要调整用电行为。四是提高能源使用效率，减少浪费。智能电网通过对发电、输电、变电、配电、用电等各环节的优化管理和控制，提高能源使用效率。

2 电力工程技术在智能电网建设中的作用

2.1 有利于提升电网整体效率与水平

电力工程技术在智能电网建设中的作用主要是提升电网整体效率与水平，完善智能电网功能。电力工程技术可以通过输电、变电和配电等方面实现智能电网的构建。通过应用电力工程技术，可对电网进行全面改造，并且可将电能进行合理分配，以提高电能传输效率。

一是输电方面，可通过电力工程技术的应用，对电网中的高压输电线路进行改造，使其具备智能化特征，提高线路的安全性与稳定性；二是变电方面，可以将变电工程技术应用到智能电网建设中，如变压器、电容器和电抗器等方面的改造；三是配电方面，可利用电力工程技术对配电设备进行改造，使其具备智能化特征，如用电信息采集系统、智能开关等。此外，电力工程技术在智能电网中的应用，可实现对电力系统的自动控制，使电力系统能够按照预期的运行状态进行工作[2]。

2.2 有利于加强数据采集计算功能

电网运行数据的采集是智能电网建设中的一项重要任务，电网运行数据的采集对电力工程技术的应用具有重要意义。首先，数据采集工作是对电网运行过程中产生的各种数据进行采集并将其存入数据库中，以便于电力系统分析人员进行分析和研究。其次，在智能电网建设中，需要对相关数据进行收集和处理。在智能电网建设过程中，必须对电力系统中各种信息进行收集和处理，以确保数据的准确性和有效性。

具体来说，需要做好以下几个方面工作：一是通过电网运行数据的采集来实现对电网运行状况的分析；二是通过对电力系统的分析，确保智能电网建设过程中各项工作能够正常运转。三是在智能电网建设中，需要借助先进的电力工程技术来实现数据的处理，这样才能为电力工程技术的应用提供可靠的依据。

2.3 有利于提升系统安全性与稳定性

通过运用电力工程技术，可有效提高电力系统的稳定性和安全性，保障电力系统安全、可靠运行。首先，应用信息技术和通信技术。智能电网建设需要大量信息数据，而这些数据又关系着整个电网的安全运行。具体措施为：一是搭建信息化平台，在平台上进行数据分析与处理；二是开发数据管理系统。

其次，建立一个安全稳定的调度系统。为保障电力系统的安全稳定运行，需要建立一个调度系统。调度系统应具备以下功能：一是检测故障和预测故障，并发出警报；二是监控设备状态；三是制定安全稳定运行方案。

最后，提高电力设备管理水平和建设水平。智能电网建设需要大量的电力设备投入使用，在实际使用过程中会出现各种问题，因此必须提高电力设备管理水平和建设水平。具体措施：加强对电力设备使用状况的监管力度；建立完善的电力设备管理制度；引进先进管理理念和技术手段。

3 电力工程技术在智能电网中的应用

3.1 在电源设备建设中的应用

在智能电网建设过程中，需要对电网进行科学规划，并且需要电源设备的支持。首先，加强对电网建设的规划设计。由于智能电网是一种新型的电力系统，其规划设计必须结合当前社会发展需求，以及国家的相关政策法规进行。

其次，要建立健全电网发展规划管理制度，完善相关法律法规。同时，在电源设备建设过程中要充分考虑到可再生能源发电、储能发电、电动汽车等新型电源设备，并将这些新型电源设备融入智能电网中去。

3.2 在电力输送中的应用

由于智能电网具有一定的自愈能力，因此在进行电力输送时，能够有效减少电能损耗。目前，我国所使用的电力输送方式主要有以下几种：一是架空线输送。架空线输送是指利用导线作为传输媒介进行电能输送的一种方式。由于架空线具有良好的传输性能以及易于维护等优点，因此在实际应用中被广泛使用。但是在架空线的运行过程中也会出现一些问题，比如运行成本较高、线路损耗较大、输电距离较短等问题[3]。

二是电缆输送。电缆输送是指通过电力电缆进行电能传输的一种方式，其具有安全稳定、投资成本低等优点，在实际应用中，一般采用架空线和电缆相结合的方式进行电力输送。

三是直流输电技术。直流输电技术是指利用直流电进行电能传输的一种方式，其具有损耗小、效率高等优点，因此在智能电网建设中得到了广泛应用。

3.3 柔性交流输电技术的应用

柔性交流输电技术是指以电力电子技术、现代控制理论为基础，以电力电子变流器（晶闸管、有源电力滤波器、可控串联补偿器等）为主要设备，以交流输电系统的无功补偿和动态稳定控制为主要功能的新型输电技术，具有快速、灵活、安全和可控等特点。柔性交流输电技术在智能电网中的应用，主要体现在以下两个方面。

一是柔性交流输电技术可减少对电网造成的损耗。在现代社会中，各种新型能源如风电、太阳能等越来越多，但都是间歇性能源。这些能源具有波动性、不稳定性等特点。柔性交流输电技术可通过改变电压和频率等方式，将这些不稳定能源进行调整和控制，提高电网的稳定性和可靠性[4]。

二是柔性交流输电系统还可降低智能电网建设成本。智能电网建设需要大量的资金支持，而传统的电力系统中一般不会建设大量的电压等级高、规模大、容量大、覆盖范围广的高压大容量交直流输变电系统。另外，由于采用了先进的电力电子设备，因此还可以降低智能电网建设成本和风险[5]。

3.4 能源转换技术的应用

随着社会的发展，人们对能源的需求也越来越多，化石燃料已无法满足当前人们的需求。因此，必须积极应用电力工程技术进行能源转换技术的应用，以减少对化石燃料的依赖，缓解环境污染问题。在电力工程技术中，应用较为广泛的是太阳能发电技术和风能发电技术。太阳能是一种清洁能源，可大量存储在太阳能电池板中。与传统发电方式相比，太阳能发电具有较多优势。一是太阳能电池板所发出的电力不需要转换成其他能源，即可直接传输到用户端。二是太阳能发电不需要消耗其他资源，其本身就是一种可再生能源。此外，太阳能发电过程中产生的电能具有零排放、无污染的特点。因此，使用太阳能发电可以缓解当前电力资源紧张的情况。其次是风能发电技术，风能也是一种清洁能源。在风力发电过程中不会产生有害气体和烟尘等污染物，也不会对环境造成污染。

智能电网是继输变电系统、配电系统和调度系统之后的第四个系统，其主要功能是对电能进行灵活分配和控制，实现电能的优化配置。随着社会的进步，人们对电力的需求也越来越大，因此为了满足人民日益增长的电力需求，我国加大了对智能电网建设的力度，但是由于种种原因，在智能电网建设中存在一些问题，因此需要进一步加强电力工程技术在智能电网建设中的应用，以期促进我国电力行业的发展，提高人们的生活质量[6]。