电力工程技术在智能电网建设中的运用
​张伟1 王丽2
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​张伟1 王丽2,. 电力工程技术在智能电网建设中的运用[J]. 电网技术研究,202411. DOI:10.12721/ccn.2024.157465.
摘要: 智能电网是未来电力系统的发展趋势,能够构建智能化的电网管理和运营体系,有效提高电力生产、输送、输出等环节的可靠性。本文围绕“电力工程技术如何在智能电网建设中运用”这一中心问题进行探讨,对智能电网建设的目标和技术优势进行分析,通过发电工程、能源转化、输电工程三方面探讨了电力工程技术在智能电网建设中的可行运用方法,致力于建设稳定、可靠的智能电网,促进电力系统的可持续发展。
关键词: 电力工程技术;智能电网;建设;
DOI:10.12721/ccn.2024.157465
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引言:智能电网建设是电力系统现代化建设中的重要环节,其覆盖范围包括电力系统的管理、生产、运行、控制等方面。智能电网通过智能化、数字化的手段,能够降低电力系统在管理、运营、工作等多方面的成本。电力工程技术中能够进一步提高智能电网的运营和管理效率,促进现有电力系统的升级,具有丰富的研究价值与重要的实践意义。

1 智能电网的建设目标和技术优势

1.1 智能电网的建设目标

电力是目前社会生产的主要能源,目前世界各国的电力生产仍旧以煤电生产为主,但随着可持续发展理念的深入,电力系统现代化建设的起步,环保性较高的发电方式逐渐受到重视,如光能发电、风能发电等。上述发电方式最大限度地降低发电对自然环境的损害,符合可持续发展的理念,但其发电量容易受客观因素影响,难以承担稳定发电的重任。因此,为保障稳定的发电量,将先进技术投入电力系统现代化建设中势在必行。智能电网便是依托先进技术,智能化调配和管理各个等级的电力系统,不仅能够维持稳定的发电量,还能够促进电力系统的现代化建设。通常情况下,智能电网的建设目标如表1所示。

截图1740366886.png表1智能电网建设目标

1.2 智能电网的技术优势

1.2.1 提高资源利用率

智能电网借助大数据、人工智能、5G通信等技术,能够实现智能化、数字化的管理,精准控制电力系统各个工作环节,确保电力流、信息流的实时传输。智能电网整合了电力系统的资源,重构电力系统的管理体系。此外,智能电网还能够智能监控电力系统,实时收集各个系统中设备的运行状态,根据标准工作状态,对电力生产状态进行实时调度,当设备出现故障,或某部分电力系统运行状态不正常,智能电网还能够自行排查故障和隐患,进行自我检修,有效规避了各方面电力资源浪费的现象。

1.2.2 兼容性良好

目前电力能源生产的方式众多,但根据发电方式都可划分为清洁能源发电或传统发电。传统发电依靠火力发电,需要消耗燃料保障稳定的发电功率;清洁能源发电主要依靠自然环境产生的能源发电,如风能、光能、水能等,通过自然界可再生的能源进行发电,同样会受到环境的局限,难以保持稳定的发电效率,发电量峰值波动较大。由于二者发电方式上的差异,导致传统发电和清洁能源发电的技术并不兼容。智能电网能够兼容不同类型的发电方式,对所属电力系统进行智能化管理,可进一步提高发电系统的稳定性与可靠性。

1.2.3 稳固电网结构

电力系统在发电的同时,还要完成电力配送,将电力输送到用户。因此,电力系统的部分电力设施会暴露在外部环境中,会受到各种恶劣环境的影响,如雨雪天气、雷雨天气等,恶劣环境会提高电力系统故障的概率。智能电网能够实时采集系统中设备的运行状态,检测电力参数,能够智能化完成电力系统日常的维护工作,减少外出作业的频率。此外,智能电网还能够自动管理发电、配电等一系列工作,从而全面稳固电网结构。

2 电力工程技术在智能电网建设中的运用路径

2.1 在智能电网发电工程中的运用

(1)微电网技术。在智能电网建设中,微电网技术具有较高的应用价值。微电网技术能够构建微电子监控平台,在发电站建设小型发配电系统,可完善发电站的自我管理工作。此外,微电网技术还能够实现对负荷的多种能源形式的高可靠供给。

(2)新能源并网技术。新能源发电能够最大限度地降低发电对环境的破坏,但同样存在发电量不稳定的局限。新能源并网技术是电力工程技术的一种,能够将光伏发电、风能发电等清洁能源发电系统并入传统电网中。为确保二者的兼容性与稳定性,并网系统中普遍会安装静态开关、并网逆变器等。

(3)新型储能技术。由于清洁能源发电普遍存在发电不稳定的局限,因此,可在建设智能电网的过程中同时建设新型储能电站。当发电站在发电期间产生多余产能时,储能电站便会完成多与产能的收集与储存。当用电高峰期时,储能电站便能分担发电站的供电压力。

2.2 在智能电网能源转换中的应用

生产电能的本质为能源转换,如火力发电是将燃烧的热能转化为电能,风力和水力发电则是通过动能带动发电机,发电机将动能转化为电能。在能源转换的过程中,部分转换会污染自然环境。因此,在智能电网建设中,可通过电力工程技术减少污染,优化能源转换的方式,降低能源转换存在的不利影响。

(1)储能技术。储能技术可将新能源发电所生产的电力进行再次转化,如化学能、热能,将转化后的能源输送至其他领域。此外,储能技术还可储备电能,在需要时作为备用电能进行供给。

(2)电力调峰技术。电能调峰技术可智能化调节发电高峰与低谷时的电力输送,以发电量高峰时期的多与产能,弥补发电量低谷时的用电需求。该技术通过分散电力负荷,可有效降低用电峰值,避免用电高峰为发电系统带来较大负荷。当目前电力供给无法满足用电需求时,储能系统能够释放储存电力,确保稳定电力供给。实现精准的用电量高峰和低谷把控,就需要依托智能监控系统。监控系统能够实时收集用电数据,当用电负荷过高时,智能电网会自动调峰,合理分配和供应电力,提高电力资源的利用率。电力调峰系统的结构如图1所示。

截图1740366907.png图1智能电网电力调峰系统结构示意图

2.3 在智能电网输电工程中的运用

智能电网的适用范围较广,能够兼容不同的电力系统。输电是电力系统的重要工作,在智能电网系统中,通常会采用特高压直流输电技术。该技术在保障输送距离的同时,还能够提高电力输送容量,通常在输送电容量较高、输电距离较远的情况下采用。此外,在直流电和交流电的输送上,需要做好直流与交流电的电网分工。直流电网通常采取电力吸纳的输送技术,而交流电网并无固定输送方式,需要根据其余内的用电需求,选择合理的电力输送方式。但无论交流电如何输送,都需要保持与直流电输送的配合,只有合理的输送配合方能保障安全、稳定的高压电力输送。

除特高压直流输电技术外,通常还会采用一定的安全电力工程技术进行智能电网建设,为电网安全运行提供进一步保障。如电力设备状态检测技术,能够实时监控设备的工作状态,将关键参数上传至终端,有助于检测人员实时了解设备运行状态。此外,串联补偿技术、可控高抗技术同样是常用技术。串联补偿技术能够提升线路输送容量,可控高抗技术能够调节补偿容量,在多方面技术的加持下,智能电网的电压质量、电压稳定性、平衡性全面提高,有助于打造柔性智能输送的电网系统。

结束语:智能电网建设是促进电力系统现代化的关键,电力工程技术的运用可提高智能电网系统的可靠性、安全性,提高智能电网的智能化、自动化程度。在实际建设中,施工单位应发挥电力工程技术的优势,在技术上与智能电网互补,保证发电工程多种形式能源的高质量供给。

参考文献:

[1] 马达,张黎民.电力工程技术在智能电网建设中的运用探讨[J].工程技术研究,2021,3(6):31-32.

[2] 高志伟.浅析电力工程技术在智能电网建设中的运用[J].科学与信息化,2021,(12):27,29.

[3] 阮宜将.电力工程技术在智能电网建设中的应用探讨[J].福建质量管理,2021(10):39-40.