引言:进入21世纪以来，在能源革命、信息革命的双重驱动下，以信息通信、控制技术为核心的智能电网建设如火如荼，给传统电力工程技术发展带来难得机遇和严峻挑战，智能电网通过先进的传感测量、信息通信、自动控制等技术，实现电力系统的可观可控、安全可靠、优质高效、清洁环保。代表了未来电网发展的方向，而电力工程技术是支撑电力系统规划设计、建设运行、检修维护等环节的关键技术，其能否适应并引领智能电网发展，事关电网转型升级成败，审视当下，电力工程技术在智能电网各环节得到广泛应用，但仍存在诸多短板问题亟待破解，本文拟在厘清智能电网与电力工程技术的关系基础上，剖析电力工程技术在智能电网建设中的应用现状，探索优化路径，以供借鉴。
一、智能电网建设与电力工程技术的理论基础
(一)智能电网的基本内涵与特征
智能电网是以强大的电力电子、信息通信、控制技术为支撑，通过智能化、数字化技术与电力基础设施高度融合而形成的新一代电力系统，它集“发电智能化、输电智能化、变电智能化、配电智能化、用电智能化、调度智能化”于一体，具有自愈、互动、兼容、优化、安全可靠等显著特征，在发电环节，智能电网可实现发电设备状态监测、发电效率优化和新能源并网调控。在输电环节，具备输电通道智能巡检、故障精准定位和输电能力动态调节功能；在变电环节，可进行设备状态评估、故障预警诊断和智能运维管理；在配电环节，实现配电网络可视化、故障自愈和负荷预测分析；在用电环节，支持用电信息采集、需求响应和分布式能源接入，智能电网在感知、分析、控制、保护、管理等方面实现了革命性跨越，具有更高的资源配置效率、供电可靠性、电能质量和互动性，建设智能电网，推动电网由单向传输向双向互动、由被动响应向主动优化、由独立运行向融合发展转变，是应对能源革命挑战、引领能源电力变革的必由之路[1]。
(二)电力工程技术的发展现状
电力工程技术是保障电力系统规划、设计、建设、运行、检修等环节安全、可靠、高效运转的关键技术，传统电力工程技术以大电网、大系统、大容量为特点，主要包括输变电、电力调度自动化、继电保护、配用电等技术，在输变电技术方面，重点发展大容量变压器制造、高压开关设备研制和输电线路施工技术；在调度自动化方面，着力推进能量管理系统升级、调度控制系统优化和电网运行分析系统完善。在继电保护方面，不断提升故障检测精度、保护动作可靠性和系统协调性；在配用电方面，持续改进供电质量监测、负荷管理和计量自动化水平，新世纪以来，在智能电网、泛在电力物联网等新型电力系统概念的引领下，电力工程技术加快向数字化、网络化、智能化方向演进，输变电领域，特高压、柔性输电、分布式能源并网等新技术不断涌现；调度控制领域，广域测量、实时仿真、智能调度决策支持等技术广泛应用；配用电领域，高压直流配电、微电网、需求侧管理等新业态蓬勃发展，电力工程技术的创新发展，为智能电网建设提供了有力支撑[2]。
(三)二者融合的技术支撑体系
智能电网建设需要电力工程技术的有力支撑，电力工程技术发展又需要智能电网理念的引领，二者相辅相成、互促共进，在感知层方面，通过部署智能传感器实现对设备运行状态、电气参数、环境信息的全方位监测，采用高精度量测设备进行同步相量测量、暂态录波分析和电能质量评估，建立覆盖全网的智能化数据采集体系，在网络层方面，构建光纤通信骨干网络。实现各级调度机构、变电站、配电所之间的高速互联，部署无线通信网络支撑移动作业、应急通信和用电信息采集，打造安全可靠的电力通信专网，在平台层方面，建设分布式云计算平台处理海量实时数据，应用大数据技术挖掘分析历史数据价值，引入人工智能算法提升控制决策水平，构建智能电网大脑和神经中枢，电力工程技术要紧跟智能电网发展步伐，加强与现代信息通信技术的交叉融合，推动感知、网络、平台等关键技术取得突破，不断完善技术支撑体系，夯实智能电网建设根基[3]。如图一所示。
图一 智能电网技术支撑体系架构图
二、智能电网建设中电力工程技术的应用现状（如图二所示）
图二 智能电网技术应用示意图
(一)输配电系统中的技术应用
在智能电网输配电环节，一系列电力工程新技术得到广泛应用，输电领域，柔性直流输电、特高压交流输电等技术，大幅提高远距离、大容量输电能力；动态无功补偿、电压源换流器等技术，有效抑制电能质量问题，提高系统稳定性，配电领域，自适应配电自动化、配电管理信息化等技术。实现了配电系统的可观可控、智能调节；分布式电源并网、微电网等技术，推动源网荷储协调优化，提高供电可靠性，配用电系统作为连接发输电与用户的枢纽，大量吸纳新能源、分布式电源，广泛接入电动汽车、储能设备，电力电子、通信信息、智能控制等先进技术在此得到充分应用，极大提升了供电质量和互动性，但在快速建设的同时，技术标准不统一、设备选型不合理等问题仍有待解决[4]。
(二)电网调度与控制技术运用
智能电网调度控制系统与传统电网相比，具有更强的感知分析、科学决策、精准控制能力，在调度环节，广域测量、状态估计等技术支撑下的智能监控系统，可准确掌握电网运行状态；智能网络分析技术可实现潮流计算、安全分析、稳定性评估；人工智能算法赋能的智能调度决策支持系统，可科学制定日前、实时调度方案，在控制环节，新一代能量管理系统融合大数据分析、机器学习等智能算法，可优化机组组合、负荷分配。电力控制系统全面应用自动发电控制(AGC)、灵活交流输电系统(FACTS)等技术，可快速、准确执行调度指令，然而，调控系统各环节智能化集成程度不高，“数据孤岛”现象普遍，亟需加强顶层设计、强化一体化集成，提升整体智能水平[5]。
(三)电网监测与保护技术实施
电网监测与保护是确保电力系统安全稳定运行的重要保障，智能电网通过部署大量传感测量装置，对设备运行状态、线路负载水平、电能质量等进行实时监测，并利用在线监测诊断、状态评估等技术，对设备健康状况进行评估预警，实现设备状态检修、延寿管理，在继电保护及安全自动装置方面，新一代智能保护装置采用模块化设计、标准化接口，功能更加丰富完备。广域保护控制系统利用同步相量测量技术，对连锁故障实现快速切除；基于大数据挖掘的智能故障诊断系统可自动生成故障报告，辅助分析故障原因，但当前电网在线监测数据“碎片化”问题突出，监测数据尚未真正转化为辅助决策的洞见和知识，亟需强化数据共享、深化数据应用，提升监测保护智能化水平。
(四)智能用电服务技术推广
智能用电服务技术是智能电网支撑泛在电力物联网发展、服务能源生产和消费革命的关键举措，在用户侧，智能电表实现了用电信息的自动采集和双向传输；需求侧响应技术支持居民参与用电管理，减少电网高峰负荷。分布式光伏发电、智能充电桩、储能设备的应用，推动能源双向流动和优化配置，在电力服务方面，大数据分析、云计算等技术支撑的智慧能源服务平台，可实现电力交易、能效管理、综合能源服务等各类业务，推动售电侧市场化发展，在智慧城市等领域，泛在电力物联网架构下的智慧路灯、智慧建筑等新型智慧能源基础设施，通过源网荷储协同互动，可有效平抑新能源波动性、提高电网运行效率，但智能用电服务的推广仍面临诸多挑战，缺乏吸引用户参与的商业模式和市场化机制，智慧能源基础设施建设缺乏统一规划，技术创新与应用水平有待进一步提升。
三、加强智能电网电力工程技术应用的优化策略
(一)完善技术标准体系
标准是技术创新的基础和依归，当前，我国智能电网建设和电力工程技术应用的标准体系尚不完善，缺乏统一规范的接口标准、通信协议、安全防护标准等，影响了设备互联互通和业务协同，应加快构建涵盖感知层、网络层、平台层等各环节的标准规范，重点突破智能变电站、配电自动化、微电网接入等领域的关键技术标准。要加强与国际标准的对接，积极参与并主导相关国际标准制定，推动中国技术、中国标准走向世界，标准的制定要坚持开放、包容的原则，吸收产学研用各方意见，既体现前瞻引领性，又兼顾企业现实可操作性，激发市场主体参与标准实施的内生动力，标准的实施要强化试点示范，鼓励先行先试，以点带面推动各领域标准落地。
(二)推进设备智能升级
设备是智能电网建设的物质基础，传统电力设备自动化、信息化、智能化水平偏低，远不能满足以信息流带动能量流、实现智能感知、智能分析、智能控制的要求。应以提高设备智能化水平为着力点，加大智能芯片、智能传感、边缘计算等新技术的研发应用力度，大力发展智能元件、智能装置，在一次设备领域，重点开发智能型变压器、断路器、隔离开关等，推动状态检修向状态预知、故障诊断发展。在二次设备领域，加快发展具备自适应保护、故障自恢复等功能的智能组件，实现从分散式就地控制向分布协同控制的跨越，同时，要统筹推进存量设备的智能化升级改造，综合运用物联网、人工智能等手段，打造全寿命周期智慧管理的智能化设备，助力电网数字化、网络化、智能化转型。
(三)强化系统集成创新
系统集成是智能电网发挥整体功能、实现“1+1>2”效益的关键，智能电网涉及发、输、变、配、用、调度等诸多环节，各专业系统长期“烟囱式”发展，缺乏横向联动和纵向贯通，新形势下，应树立全局观念和系统思维，加强顶层设计，强化各专业间的融合创新、协同优化。要推动传统物理量采集向泛在物联网感知拓展，打造具备全息感知、实时分析、智能调控功能的智能物联平台；推动调控运行从就地控制走向广域协同，构建纵向到边缘、横向到终端的一体化调控新架构；推动多能互补从单一能源走向综合能源，统筹推进源网荷储协调优化，还要加强数字孪生、区块链、人工智能等颠覆性技术在智能电网领域的融合应用，催生智能调度、智慧运维、综合能源等创新业务场景，打造跨界融合的智慧生态，提升智能电网的智能服务能力。
(四)提升运维管理水平
智能电网建设不仅对电力工程技术提出了更高要求，也对电网运维管理水平提出了新挑战，当前，电网运维仍以事后维修为主，预防性维护能力不足；运维数据分散独立，缺乏全局分析优化手段。运维管理流程单一固化，人工经验依赖度高，这就要求紧跟智能电网发展趋势，以提高全寿命周期精益管理水平为目标，加快构建集中统一、融合创新的智慧运维管理体系。要建立全景可视的智能监测体系，综合运用状态监测、机器学习等技术，对设备、线路等资产全生命周期状态进行透明管理，实现从设备故障后诊断向设备衰退前预判的跨越。优化网络通信架构，强化边缘侧数据分析处理能力，促进运行、检修、基建等业务数据的共享交换，为运维策略优化提供数据支撑。创新运维管理模式，打造集中监控、集约抢修、移动作业的智慧运维新业态，并积极探索机器人代替人工开展带电检测、隐患排查等高危作业，提高运维效率和安全水平，通过系列举措，推动电网运维管理向专业化、标准化、精细化方向转型，为智能电网高效安全运行保驾护航。
结语：智能电网是电网发展的核心方向，电力工程技术应主动适应并引领这一趋势，必须立足我国能源革命、数字化转型的时代背景，着眼提升电网感知、分析、控制、管理的智能化水平，在标准规范、核心装备、系统集成、运维管理等方面持续用力，加快电力工程技术创新突破和融合应用。要加强智能电网关键共性技术攻关，构建政产学研用协同创新机制，完善技术创新的制度和政策环境，为电力工程技术赋能智能电网建设提供强大动力，助推能源生产和消费革命，服务经济社会高质量发展。
参考文献
[1]王钰鸣.电力工程技术在智能电网建设中的应用分析[A]吉林省电机工程学会2024年学术年会获奖论文集[C].吉林省电机工程学会，吉林省电机工程学会，2023:4.
[2]俞锦，叶秀虹.智能电网建设中电力工程技术的应用[J].光源与照明，2023，(10):129-131.
[3]陈科科.电力工程技术在智能电网建设中的应用研究[J].仪器仪表用户，2023，31(09):88-90.
[4]杨培杰.智能电网建设中电力工程技术的应用[J].光源与照明，2023，(06):222-224.
[5]胡志凌.电力工程技术在智能电网建设中的应用研究[J].自动化应用，2023，65(S1):318-320.
