智能电网建设中电力工程技术的应用研究
周进东
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周进东,. 智能电网建设中电力工程技术的应用研究[J]. 工程与技术研究,20242. DOI:10.12721/ccn.2024.157841.
摘要: 随着科技创新步伐加速,推进着电网建设的发展进程,智能化电网的范围和建设规模日益增大且愈发繁复,这也使得建设的挑战程度不断提高。在这个过程当中需要运用多种前沿的技术手段来完成这个任务,尤其是其中的电力工程技术。因此,有必要对其如何被用于推动智慧能源系统的建设做深入的研究与讨论,明确智能电网的具体内容,分析可以应用的范围,以及应用实践要点,为智能电网建设工作的有序开展提供参考。
关键词: 智能电网建设;电力工程技术;应用研究
DOI:10.12721/ccn.2024.157841
基金资助:

随着人类对于电力资源的需求不断增长和提升电力的供应品质相关要求,基于此环境下的智能电网的出现成为必然趋势。通过有效地利用智能电网中的电力工程技术,不仅可保障企业的用电质量符合规定的要求,同时也能让其与智能电网的功能得以充分发挥,从而使得电力系统的各个环节都能正常运作,并实现智能化电网建设的成果。因此,需要对电力工程技术能够应用的范围进行明确,提出技术在智能电网建设中的实践要点。通过更加清晰的了解技术应用情况,为相关领域建设工作的不断完善提供支持。

一、智能电网建设中电力工程技术的应用范围

智能电网是将现代信息技术与传统电网结合起来的一种新型电网系统,其构成如图1。相比传统电网,智能电网在信息处理、通信技术和能源管理方面具有更高的智能化水平,能够实现电力资源的高效利用、安全稳定的供应以及环境友好的运行。在智能电网建设中,电力工程技术的综合使用是必需的。按照应用范围分析,电力工程技术主要在以下几个领域应用:一是发电领域,主要依赖于电力的转变与电子设备的使用以降低能源浪费,并大幅度提升中国智能电网的效能。目前在中国已经出现了许多领先的技术,如风力和太阳能发电等等,这些都推动着这种技术的多样化发展,使得各种类型的电力得以产生。借助先进的电力及电子设备,可以把其他类型的形式转化为电力资源,从而提高了能源转化的效果,同时也减少了一些附属设备的能量损耗[1]。二是传输领域,传输是把发送出的能量资源传递到外部的流程。在这个过程中,构建智能电网需要保证其稳健与安全特性。因此,对于电力品质的要求变得更加严格了。通过使用如波形抑制及无功功率补偿的技术,可以达到这个目标并确保电力流通。同时,伴随着中国智能电网的发展壮大,许多新的设备被引入,它们不仅解决了电力传输中的电压波动问题、电网突发停电现象,而且也显著提升了电网传输效能和电力传输品质。三是供电领域,电力来源在智慧电网建设中具有重要作用,是电力设备运行的基础。电力工程技术的应用可以为一些用户提供独特和个性化的供电方案,并为用户提供选择不同类型的电源,例如直流或交流电源。

图1智能电网系统构成图

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三、智能电网建设中电力工程技术的具体应用

(一)资源分配与重组

电力工程技术应用过程汇总主要包括电力系统规划与设计、电力设备的运行与维护以及电力系统的调度与控制等方面。通过合理的规划与设计,可以充分利用现有资源,确保电力系统的正常运行。同时,电力设备的运行与维护也是确保电力供应可靠性的重要环节。通过合理的维护保养措施,可以降低设备故障率,提高系统的可靠性。在构建智能电网的过程中,为了保证其稳定运行,需要对低质量的电力资源进行重新组合。构建智能化电力的第一步关键步骤就是重新分配能源资源,这对于提升和保持智能电网的高效性和可靠性具有决定性的作用。从消费者的角度出发,可以有效地评估他们的用电情况及电源品质等因素[2]。实践中,需要根据相关法律法规来实施适度的监督和指导,以保证能源资源向更优质的方向发展。调整能源结构是一个复杂的过程,它涉及各种类型的能源资源配置,所以使用智能电网技术能实现两方面的目标:一是减少运营费用,如智能电网可以通过实时监测电力系统的负荷和供需情况,以及能源的价格,合理调度和配置资源。或者是通过对能源市场的分析和预测,可以实现资源的高效配置,提高能源的利用效率;二是提高能源资源的质量,进而保障其在运作过程中的稳定性并提升经济收益。如在智能电网中,大量的数据需要采集、传输和处理,流程较为复杂,如图2。通过先进的传感器和通信设备,可以实时采集电力系统的运行数据,并将其传输到中心控制台进行分析和处理。通过数据分析和建模,可以实现对电力系统的预测和优化调控。

图2智能电网中数据处理流程图

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(二)能源转换

能源转换技术在智能电网中的广泛应用为储能系统提供了全新的解决方案。通过将多余的能源转化为其他形式储存起来,能源转换技术可以在需要的时候释放出来,满足用户的能源需求。这种储能系统的应用使得智能电网能够更好地应对能源的波动性,实现能源的平稳供应。同时,能源转换技术还被应用于智能电网的能源清洁过程中。传统能源的使用对环境造成了严重的污染,导致了全球变暖等严峻问题。因此,开发和利用清洁能源成为刻不容缓的任务。智能电网利用能源转换技术可以将可再生能源,如太阳能、风能和水能等,转化为清洁能源,并将其引入电网供应给用户[3]。这样一来,不仅可以减轻对传统燃煤等化石能源的依赖,还可以减少温室气体的排放,从而保护环境、改善空气质量。此外,能源转换技术在智能电网中的应用还可以实现多能互补和协同供应。不同类型的能源具有各自的特点和优势,通过能源转换技术可以将这些能源进行转换和整合,以满足用户的多元化需求。例如,智能电网可以将太阳能和风能转换为电能,将生物质能转化为热能或电能等。这种能源互补和协同供应的方式有效解决了能源匮乏和需求峰谷等问题,提高了能源利用效率和电力供应的稳定性。以能源转换技术为核心的智能电网系统正不断地推动能源行业的创新与发展[4]。通过储能系统的应用,智能电网能够更好地应对能源供需的不平衡,提供稳定可靠的能源供应;通过清洁能源的利用,智能电网减少了对环境的污染和对传统能源的依赖,实现了可持续发展;通过能源互补和协同供应的方式,智能电网提高了能源的利用效率,满足了用户多样化的需求。随着科技的不断进步和能源转换技术的不断创新,相信智能电网将创造更加绿色、智能和可持续的未来。

(三)柔性交流输电

智能电网是现代化电力系统的重要组成部分,其运用先进的信息和通信技术,实现了对电力生产、传输和消费的高效管理和优化。在智能电网中,柔性交流输电技术是保障电力传输的关键技术。柔性交流输电技术结合了高压直流输电(HVDC)技术和柔性交流输电系统(FACTS),通过多种灵活的传输模式和控制策略,实现了长距离、大容量的电力传输。该技术通过在输电线路上插入可控的电力电子设备,有效降低传输损耗,提高输电能力[5]。同时,柔性交流输电技术还可以实现跨国界、跨区域的电力互联,促进电力资源的优化配置和共享,提高电力企业在电力市场中的竞争力和整体效益。在智能电网中,柔性交流输电技术对动态稳定性和控制能力有着重要意义。传统的交流输电系统存在电压和频率稳定性过低的问题,而柔性交流输电技术通过在输电线路上安装可控的电力电子设备,可以快速调整电力流和控制电压频率,有效减轻交流输电系统的振荡,减少电力系统不稳定现象。同时,该技术还可以抑制谐波和电磁干扰,提高智能电网的电质量。而随着可再生能源在电力系统中的占比不断增加,传统的交流输电系统难以调度电力和稳定供电[6]。柔性交流输电技术对于大规模接入和利用可再生能源也具有重要意义。该技术可以根据可再生能源的特点和需求,灵活调节和控制其输出功率,进一步优化可再生能源的利用效率,降低对传统能源的依赖程度。

结语:

智能电网的建设对于推动我国电力行业健康发展、优化电力资源配置、提高电网运行效率以及促进全球能源转型具有重要意义。我国正积极推进智能电网建设,将构建一个强大的智能电网作为首要目标。通过充分考虑国内电力能源的分布情况,采取相应措施,加强传统电网与智能电网的融合,我国必将迈向智能电力系统的高效运行,实现电力行业的可持续发展,为经济社会的繁荣和环境保护做出贡献。

参考文献:

[1] 张馨亓. 智能电网建设中电力工程技术应用研究[J]. 现代工程科技,2023,2(10):33-36.

[2] 姚源珂. 电力工程技术在智能电网建设中的应用探讨[J]. 电力设备管理,2023(9):163-165.

[3] 张婷婷,陈霞. 电力工程技术在智能电网建设中的应用[J]. 光源与照明,2023(7):210-212.

[4] 李滔. 电力工程技术在智能电网建设中的应用[J]. 电力设备管理,2023(5):171-173.

[5] 高正晓,樊忠洋. 电力工程技术在智能电网建设中的应用研究[J]. 中国设备工程,2023(18):26-28.

[6] 马铭,姜晓斌. 基于智能电网建设中电力工程技术的运用分析[J]. 科学与信息化,2023(24):109-111.