智能电网技术在电力工程中的发展及实际应用研究
​孙昊
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​孙昊,. 智能电网技术在电力工程中的发展及实际应用研究[J]. 电网技术研究,2024.4. DOI:10.12721/ccn.2024.157396.
摘要: 智能电网技术是指利用先进的信息通信技术和自动化控制技术,对电网进行监测、控制、优化和管理,以提高电网的安全性、稳定性、经济性和可靠性的技术系统。随着信息通信技术和自动化控制技术的快速发展,智能电网技术已成为电力工程领域的研究和应用热点。基于此,本篇文章对智能电网技术在电力工程中的发展及实际应用进行研究,以供参考。
关键词: 智能电网技术;电力工程;发展及应用
DOI:10.12721/ccn.2024.157396
基金资助:

引言

智能电网技术作为电力工程领域的关键发展方向,正日益受到重视并得到广泛应用。随着信息技术、通信技术和电力系统技术的不断进步,智能电网技术为提高电网运行效率、提升供电可靠性、促进清洁能源接入以及实现能源互联网的建设提供了强有力的支持。

1智能电网技术在电力工程中的应用优势

智能电网技术通过实时监测、故障诊断与自愈等手段,可以更快速地对电网故障进行定位和隔离,提高电网的抗干扰能力,从而提高供电可靠性。智能电网技术可以有效管理分布式能源如太阳能、风能等的接入和发电,平衡电力系统的稳定性和可靠性,促进清洁能源的大规模接入和利用。智能电网技术通过数据分析和智能控制,实现电力系统运行状态的实时监测和调节,提高电网运行效率,降低能源损耗,减少二氧化碳排放。智能电网技术结合能源互联网理念,可以实现对多种能源的灵活管理和调度,提高电力系统的资源利用效率。智能电网技术通过智能配电、智能电能表等手段,为用户提供更加个性化、高效的用电服务,改善用户体验。智能电网技术的应用优势在于提高供电可靠性、促进清洁能源接入、提高电网运行效率、灵活的能源管理以及改善用户体验,为电力工程领域带来了全新的发展机遇和挑战。

2智能电网技术在电力工程中的实际应用策略

2.1数据采集与分析

利用各种类型的传感器(如电流传感器、电压传感器、温度传感器等)实时监测电力设备和线路的状态,将所得信息传输至中央管理系统,并根据需要进行处理。采用先进的通信技术,确保从各个监测点获得的数据能够实时传输到数据中心或监控中心,以便及时分析和处理。利用大数据技术处理来自多个源头的庞大数据流,从中提炼出对电网状态和运行情况有用的信息。这些信息可以帮助实现智能化运维、故障诊断和预测分析。应用人工智能和机器学习算法来分析历史数据和实时数据,发现潜在的模式、趋势和异常,从而提供智能化的电力系统管理和运维决策支持。

2.2控制与优化

在智能电网技术中,控制与优化是非常重要的方面,它涉及对电力系统的实时控制和运行优化。利用先进的自动化控制技术,实现对电力系统设备和运行状态的实时监控,并能够动态调整和优化电网运行参数,以确保电力系统的稳定运行。通过数据分析和建模,对负荷需求进行预测并进行智能调整,以便更加精准地匹配发电能力,提高电力系统的供需平衡。采用先进的控制算法和智能装置,对电力设备(如变压器、开关设备等)进行智能化控制,提高设备的运行效率和安全性。针对多种能源(如风能、太阳能等)的不确定性,采用智能调度算法,实现新能源的平滑接入和灵活调度,提高电力系统的供电可靠性。

2.3多能源互联

多能源互联是指将各种不同类型的能源资源(如太阳能、风能、水能等)与传统能源资源(如煤炭、石油、天然气等)有机地结合起来,形成能源互补、协同发展的综合能源系统。在智能电网技术中,多能源互联包含了多种可再生能源以及传统能源的平滑接入、调度管理和互相支持。利用先进的数据采集和分析技术,实现对可再生能源发电设备(如风力发电机组、光伏发电设备等)的实时监测和预测,以便更好地安排各种能源的发电计划。通过智能化调度和优化算法,实现不同类型能源的协调调度,确保各种能源的产能最大化,并保障电力系统平稳运行。结合储能技术,如电池储能、抽水蓄能等,协调各种能源的出力波动,提高可再生能源的利用效率和稳定性。建设智能型微电网系统,将各种不同能源和负荷有机地结合在一起,实现本地区域内多能源的协同供电和互联互通。建立面向多能源的智能电力市场,鼓励各种能源的灵活参与和互相竞争,推动可再生能源的大规模利用。

3智能电网技术在电力工程中的未来发展方向

3.1物联网与大数据

物联网技术可以实现对电力设备、线路、传感器等进行智能化互联,以及实时监测和数据采集。大数据技术则可以处理这些大规模的数据,从中分析出有用的信息,为智能电网的运行和管理提供支持。通过物联网技术,各种电力设备和传感器可以实现实时的数据采集和传输,将数据传输到数据中心或云平台,为大数据分析提供来源。利用大数据技术,对来自物联网的庞大数据进行存储、管理和处理,以便后续的分析和应用。通过对大数据的深度分析,可以实现对电网运行状态、负荷需求、设备运行情况等方面的预测分析,并结合人工智能技术进行优化决策,提高电网运行效率和稳定性。

3.2智能分布式能源系统

智能分布式能源系统是智能电网技术的重要组成部分,它涉及利用各种可再生能源和传统能源资源,在不同地点、规模和形式上进行分布式的能源生产、存储和消费,更好地满足用户的需求和促进电力系统的可持续发展。智能分布式能源系统将太阳能、风能、生物质能等多种可再生能源与传统能源连接起来,通过智能控制实现多种能源的协调运行。结合储能技术,如电池储能、抽水蓄能等,实现对分布式能源系统的电能储存和调峰填谷,提高可再生能源利用效率和稳定性。基于智能控制和通信技术,搭建分布式能源系统中的智能微电网,使得各种能源和负荷可以在本地区域内实现自主运行和互联互通。利用先进的调度和优化算法,实现分布式能源与负荷的灵活匹配,并实现对微电网和配电网的智能化管理。

3.3人工智能与自动化

通过机器学习和数据挖掘技术,智能电网可以利用历史数据对电网设备故障进行诊断,并预测可能出现的问题,从而采取预防性维护措施,提高电网的稳定性和可靠性。结合人工智能算法和自动化技术,可以实现对用电负荷进行准确预测,并自动调整发电计划和配电方案,以便更好地满足实际需求,提高供电效率。利用人工智能技术,可以实现对电网设备的智能化控制和管理,包括对线路开关、变压器等进行自动化操作,以提高电网运行效率和安全性。利用自动化技术和人工智能算法,智能电网可以实现对电力系统实时运行状态的监测与分析,从而实现对电网参数的自适应优化调节,达到最佳运行状态。通过AI技术结合自动化控制,能够实现对多种能源的智能集成与管理,包括风光等新能源的智能化接入和有效利用。

结束语

智能电网技术的发展和实际应用为电力工程领域带来了全新的机遇和挑战,它将继续推动电力系统向着智能化、绿色化和可持续发展方向迈进,同时也为社会经济发展和环境保护作出了积极贡献。期待未来智能电网技术在电力工程中的进一步突破和应用,为建设更加智能、高效、可靠的电力系统贡献力量。

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