电力工程技术在智能电网建设中的应用研究 于飞

发表时间:2021/6/22   来源:《基层建设》2021年第8期   作者:于飞
[导读] 摘要:电力能源作为国民经济发展中的重要的能源之一,在促进科学技术发展、推动社会进步、确保人们用电安全等方面具有不可替代的作用。
        国网黑龙江省红兴隆电业局有限公司  黑龙江省双鸭山市  155811
        摘要:电力能源作为国民经济发展中的重要的能源之一,在促进科学技术发展、推动社会进步、确保人们用电安全等方面具有不可替代的作用。智能电网建设为人们生活带来了极大便利,在智能电网建设中,电力工程技术的应用十分重要。本文在阐述智能电网概念的基础上,分别从发电、输电、变电、配电、用电、通信与调度六个方面对电力工程技术在智能电网建设中的应用进行描述,并对配电自动化技术在智能电网建设应用的优势进行说明。
        关键词:电力工程技术;智能电网
        智能电网的运营模式能够极大地节约运用成本,智能电网的建设为电力资源的供应提供了强大的支持。因此,加快智能电网的建设,促进电力工程技术在智能电网建设中的应用十分重要。
        1.智能电网概述
        智能电网的目标是实现电网运行的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全,电网能够实现这些目标,就可以称其为智能电网。智能电网的特点有以下几点:兼容性广、自愈能力强、交互性好、优化性强和集成性高。随着智能化技术的快速发展,电力系统也正在加大对智能化的投入力度,通过通信网络造成的测量技术和传感基础,促进了能源电力技术和自动化控制技术的融合发展,有效提高了现阶段电网基础建设水平。
        2.电力工程技术在智能电网建设中的应用
        2.1发电
        与传统电网相比,智能电网更加关注新型能源的利用与开发。目前,不可再生能源的日益紧缺限制了我国经济发展。为了解决不可再生能源储量日益减少的危机,提升电网运行的稳定性、安全性和洁净度,近年来我国不断研究微电网接入技术,开发清洁能源,并将分布式能源如潮汐能、太阳能、风能等能源大规模融入智能电网建设中。
        新型能源具有高效率、低碳、清洁和可再生的优点,但也具有一定缺陷,如季节性特征、发电稳定性不佳等。因此,智能电网建设的发电过程中,电力工程技术应重点关注新能源的并网技术,促使新能源能够稳定、安全、大规模地接入电网系统,避免清洁能源并网后影响电能质量和谐波注入,保证并网过程中不对电网造成过大冲击,同时需关注大规模的储能设备、储能技术的开发和运用。
        2.2输电
        输电过程中,智能电网的工作主要包括监控电网运行状况、检修电网状态、控制电网运行方式以及管理电网寿命等。具有代表性的装置主要包括超导无功补偿设施和波形交流变换器。此外,涉及的相关电力工程技术包括状态检测技术、串联补偿技术、可控高抗技术、交直流滤波技术、高压换流技术、柔性交流输电技术、集约化维护与运行管理技术、无功补偿技术、谐波管控技术以及智能巡检技术等。
        柔性交流输电技术涉及的电力工程技术包括电力技术、电子技术、微电子技术、通信技术和控制技术等。柔性交流输电技术具有良好的经济性,与原输电方式完全协调,避免了机械磨损,且控制信号功率小,具有较强的灵活性。输电线路采用柔性交流输电技术能极大提升导线的电流输送能力,显著提高交流系统运行的安全性与稳定性,满足大功率、长距离电力输送的需求,充分利用送电线路减少了发电机的备用容量,保证输电网精确、连续、快速。发生事故时,它能有效避免由于连续反应而导致大面积停电的问题。
        2.3变电
        电力工程技术在智能电网变电过程中得到了广泛运用,其中建设智能化变电站是典型代表。建设智能化变电站体现了智能电网的自愈化、自动化和信息化,与以往的变电站相比,实现了巨大突破。
        电力工程技术在智能变电站中得到了广泛应用,包括采用高速计算机网络实时监控变电站的运行状况、采用光电式互感器、运用有源滤波技术与SVC以及采用智能化开关等。电力工程技术的运用实现了收集信息、物理网络、通信协议和数据模型等多个环节的统一。另外,变电站设备具有自我诊断、自我描述、实时上传数据、共享数据和控制数据的功能,节约了大量人力和物力,且实现了实时控制系统电压、检测变电站设备状态和管理寿命等功能。


        2.4配电
        配电过程中涉及的电力工程技术包括高级测量技术、智能网络的建设、配电自动化、电动汽车的充电技术以及智能储能技术等。通过运用智能储能设备、充电桩、配电网的信息采集系统和研发智能交通设备、智能楼宇、智能电器设备等,推动了智能电网、智能城市的建设。此外,不断开发超导储能技术、液流电池、钠硫电池等新型配电技术,进一步推动了智能储能技术的产业化发展。
        2.5用电
        用电过程中,电力工程技术主要表现在智能电表、建立用电信息采集系统、开发智能测仪,研发智能电表、建设高效准确的用户用电系统。电力工程技术的应用实现了电费计价方式的过渡,从以往的统一电价过渡为阶梯式电价。分散式储能设备、智能电气和智能化家电的应用,进一步提高了能源的使用效率,实现了用电智能化。此外,采用终端技术、高级测量等技术保证了智能用电的技术水平,且采用多台缴费的方式提高了服务水平,实现了用户的智能化互动。
        2.6通信与调度
        智能电网的通信与调度过程中,涉及的电力工程技术主要包括数据采集技术、通信技术和计算机技术。智能电网调度过程中,需成立全面的决策控制体系,实现风险预控、安全预警和动态监测,灵活控制电网的运行状况,实时收集并及时传输相关数据,进而保证电网稳定、安全的运行。另外,为了实现智能电网相关数据的高速传输,需将大量的数据采集平台设置于电网各处,同时成立专门的数据传输平台和数据共享平台,在规定的框架内建设配套的专业网络,建立统一、完整、开放的信息通信平台,从而支撑智能电网通信体系有效运行。
        3.智能电网的配电自动化技术应用案例
        3.1案例1
        某10kV线路,全线共764基杆塔,主线226基杆塔,支线众多,近乎70%线路穿梭在树竹之间,日常运维及故障巡线难度极大。于3月10日开展集中检修,在90、147杆装设两台一二次成套开关,实现主干线三分段,并投入就地型馈线自动化。
        6月15日17时00分,该10kV线路发生断树压线短路故障,经变电站出线开关两次重合闸后,最终147杆开关分闸,正向闭锁合闸,147杆前段线路均恢复供电。此次故障影响公变台区15台、专变台区1台,前段73个台区恢复供电,损失负荷124.8kW,占比14.6%。历时95min供电所查找到故障点位于153杆,抢修后恢复供电。相比以往故障巡线耗时半天甚至一整天,节约故障查找时间10h以上。
        3.2案例二
        某10kV线路,全长153.406km,共安装变压器88台,容量4425kVA,其中公变78台容量3215kVA,专变10台容量1210kVA,2020年全线跳闸8次。于6月30日进行了集中检修,新装(更换)柱上断路器3台,移位柱上断路器1台,在主干线安装成套柱上断路器2台,实现主干线3分段,并投入了就地型馈线自动化功能。
        7月10日晚21时32分,线路由于分支树障导致出线开关过流I段动作跳闸,出口支线(T接在主干线53号杆)柱上断路器跳闸(18个台区失电),实现分级故障隔离,变电站出线开关2s后重合,主干线46号杆、148号杆柱上断路器在线路来电后依次来电延时合闸成功,避免了一次支线故障导致全线停电故障,减少停电台区数70台,根据故障定位区间指导巡线和抢修,节约供电恢复时长6h。
        4.结语
        经济迅速发展让中国慢慢追上世界经济发展的脚步,但是在环境问题和能源损耗方面的问题也是十分突出的。中国作为一个负责任的大国,必须缓解发展中产生的这些问题。这时候电力工程技术在智能电建设中的作用就会逐渐显现出它的重要性。本论文只是简单的做一些论述,最重要的还是讲这些技术运用在实践中,纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行,人类的智慧不仅能推动经济的发展,也要运用这些智慧来保护人类赖以生存的家园。
        参考文献:
        [1]杨轶.电力工程技术在智能电网建设中的应用探究[J].硅谷,2019.
        [2]胡钟元.电力工程技术在智能电网建设中的应用探析[J].科技致富向导,2020.
        [3]闫丽.电力工程技术在智能电网建设中的应用探析[J].低碳世界,2019.
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