蕪湖明遠集團有限公司 楊雅妮

在當前社會經(jīng)濟發(fā)展的新形勢下，我國電力行業(yè)取得了長足的進步。但是傳統(tǒng)電力系統(tǒng)存在著諸多問題，制約了電力行業(yè)進一步發(fā)展。為解決傳統(tǒng)電網(wǎng)存在的問題，相關人員提出了智能電網(wǎng)的概念，其是一種以通信技術為基礎的新型電網(wǎng)。智能電網(wǎng)是通過先進的通信技術、信息技術以及控制技術等，來實現(xiàn)電力資源和電力需求之間的雙向互動與協(xié)調管理。通過構建智能電網(wǎng)可以優(yōu)化發(fā)電、輸電、變電、配電等各個環(huán)節(jié)，并實現(xiàn)各個環(huán)節(jié)之間的信息交互與共享，從而確保整個電力系統(tǒng)高效、穩(wěn)定運行。

1 智能電網(wǎng)的主要特點

智能電網(wǎng)是一個集成的、自愈的、雙向交互的、安全可靠的網(wǎng)絡系統(tǒng)，包括多個網(wǎng)絡層、基礎設施層和應用層。通過先進的傳感技術，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，先進的控制技術、通信技術和計算機技術等，實現(xiàn)實時監(jiān)測、故障診斷、狀態(tài)估計和信息處理等功能。智能電網(wǎng)具有靈活雙向交互功能，可以連接不同的能源系統(tǒng)，如太陽能和風能等。智能電網(wǎng)可以靈活地接入各種發(fā)電設施，實現(xiàn)最優(yōu)配置。另外，智能電網(wǎng)可根據(jù)實際情況隨時調整和優(yōu)化運行狀態(tài)，并且還可以通過信息反饋實現(xiàn)自我調節(jié)。

1.1 智能電網(wǎng)可以實現(xiàn)高效運行

智能電網(wǎng)通過智能控制，當負荷低谷時可減少發(fā)電企業(yè)的電費支出，提高資源利用率；在高峰時期，可以向電網(wǎng)提供足夠的電能，滿足負荷需求。發(fā)電企業(yè)不僅可以節(jié)省成本，還可以增加經(jīng)濟效益。智能電網(wǎng)的能量管理系統(tǒng)是一個集中控制系統(tǒng)，通過信息共享和相互協(xié)調實現(xiàn)全局優(yōu)化。由于智能電網(wǎng)有一個動態(tài)管理機制，可隨時調整和優(yōu)化運行狀態(tài)，從而提高運行效率。此外，智能電網(wǎng)還可以控制潮流、電壓和頻率的變化，從而減少對電網(wǎng)的沖擊。

1.2 智能電網(wǎng)可以優(yōu)化資源配置

智能電網(wǎng)的出現(xiàn)，不僅可以優(yōu)化資源配置，還可以提高能源利用效率。智能電網(wǎng)可以實時監(jiān)測和分析電力市場和電力系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)，了解客戶對電力的需求和用電情況。然后，通過智能電網(wǎng)的運行數(shù)據(jù)優(yōu)化資源配置，充分利用可再生能源發(fā)電來滿足客戶對電能的需求，提高電力供應質量。智能電網(wǎng)通過雙向通信技術與客戶進行互動，在能源短缺時，通過優(yōu)化資源配置，減少客戶的用電負荷；在能源過剩時，通過優(yōu)化資源配置提高能源利用率。該方式不僅可以提高客戶對電能的滿意度和認可度，而且還能減少電力資源的浪費[1]。

1.3 智能電網(wǎng)有自愈的能力

自愈功能是智能電網(wǎng)的核心功能之一，可以通過信息反饋，實現(xiàn)對故障的診斷、隔離和恢復等。在智能電網(wǎng)中，信息反饋是一個重要的控制環(huán)節(jié)。在故障發(fā)生后，電網(wǎng)可以通過信息反饋及時識別和判斷故障，并根據(jù)故障類型和程度采取相應措施，防止故障進一步擴大。在故障恢復過程中，可以采用在線診斷、離線診斷和專家系統(tǒng)等方法來解決問題。

一是在線診斷。通過計算機等技術對電力系統(tǒng)進行實時監(jiān)測，可以發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)中可能存在的各種問題。然后，相關人員可通過信息反饋來定位問題所在并進行相應處理。二是離線診斷。在設備正常運行的情況下進行故障分析和定位的方法，離線診斷的主要特點是可獲取系統(tǒng)狀態(tài)的實時數(shù)據(jù)，在此基礎上采用離線分析方法進行故障定位。三是專家系統(tǒng)。該系統(tǒng)是一種人工智能技術，其是一種基于專家知識和經(jīng)驗的計算機程序，專家系統(tǒng)可以通過對大量數(shù)據(jù)和信息進行分析來解決一些復雜的問題，并提供相應的決策支持。專家系統(tǒng)可應用于較多領域，如故障診斷、經(jīng)濟調度、新能源開發(fā)等，具有廣闊的應用前景。

1.4 智能電網(wǎng)具有經(jīng)濟、實用的特性

智能電網(wǎng)具有經(jīng)濟、實用的特性，具體表現(xiàn)：一是降低電力需求側管理的成本，提高電網(wǎng)的效率。智能電網(wǎng)通過主動管理負荷，使用戶能夠在用電高峰時段用電，從而降低電力需求側管理的成本。二是促進可再生能源的有效利用，實現(xiàn)低碳、環(huán)保的發(fā)展目標。智能電網(wǎng)通過與分布式能源和儲能裝置相結合，實現(xiàn)能量的存儲和傳輸，從而減少電力輸送過程中的損耗。三是改善電力供應質量，提高電能質量。智能電網(wǎng)通過合理地設計電能質量標準和優(yōu)化調度策略，使用戶能夠根據(jù)自己的需要調整用電行為。四是提高能源使用效率，減少浪費。智能電網(wǎng)通過對發(fā)電、輸電、變電、配電、用電等各環(huán)節(jié)的優(yōu)化管理和控制，提高能源使用效率。

2 電力工程技術在智能電網(wǎng)建設中的作用

2.1 有利于提升電網(wǎng)整體效率與水平

電力工程技術在智能電網(wǎng)建設中的作用主要是提升電網(wǎng)整體效率與水平，完善智能電網(wǎng)功能。電力工程技術可以通過輸電、變電和配電等方面實現(xiàn)智能電網(wǎng)的構建。通過應用電力工程技術，可對電網(wǎng)進行全面改造，并且可將電能進行合理分配，以提高電能傳輸效率。

一是輸電方面，可通過電力工程技術的應用，對電網(wǎng)中的高壓輸電線路進行改造，使其具備智能化特征，提高線路的安全性與穩(wěn)定性；二是變電方面，可以將變電工程技術應用到智能電網(wǎng)建設中，如變壓器、電容器和電抗器等方面的改造；三是配電方面，可利用電力工程技術對配電設備進行改造，使其具備智能化特征，如用電信息采集系統(tǒng)、智能開關等。此外，電力工程技術在智能電網(wǎng)中的應用，可實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的自動控制，使電力系統(tǒng)能夠按照預期的運行狀態(tài)進行工作[2]。

2.2 有利于加強數(shù)據(jù)采集計算功能

電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)的采集是智能電網(wǎng)建設中的一項重要任務，電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)的采集對電力工程技術的應用具有重要意義。首先，數(shù)據(jù)采集工作是對電網(wǎng)運行過程中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)進行采集并將其存入數(shù)據(jù)庫中，以便于電力系統(tǒng)分析人員進行分析和研究。其次，在智能電網(wǎng)建設中，需要對相關數(shù)據(jù)進行收集和處理。在智能電網(wǎng)建設過程中，必須對電力系統(tǒng)中各種信息進行收集和處理，以確保數(shù)據(jù)的準確性和有效性。

具體來說，需要做好以下幾個方面工作：一是通過電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)的采集來實現(xiàn)對電網(wǎng)運行狀況的分析；二是通過對電力系統(tǒng)的分析，確保智能電網(wǎng)建設過程中各項工作能夠正常運轉。三是在智能電網(wǎng)建設中，需要借助先進的電力工程技術來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理，這樣才能為電力工程技術的應用提供可靠的依據(jù)。

2.3 有利于提升系統(tǒng)安全性與穩(wěn)定性

通過運用電力工程技術，可有效提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，保障電力系統(tǒng)安全、可靠運行。首先，應用信息技術和通信技術。智能電網(wǎng)建設需要大量信息數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)又關系著整個電網(wǎng)的安全運行。具體措施為：一是搭建信息化平臺，在平臺上進行數(shù)據(jù)分析與處理；二是開發(fā)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。

其次，建立一個安全穩(wěn)定的調度系統(tǒng)。為保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，需要建立一個調度系統(tǒng)。調度系統(tǒng)應具備以下功能：一是檢測故障和預測故障，并發(fā)出警報；二是監(jiān)控設備狀態(tài)；三是制定安全穩(wěn)定運行方案。

最后，提高電力設備管理水平和建設水平。智能電網(wǎng)建設需要大量的電力設備投入使用，在實際使用過程中會出現(xiàn)各種問題，因此必須提高電力設備管理水平和建設水平。具體措施：加強對電力設備使用狀況的監(jiān)管力度；建立完善的電力設備管理制度；引進先進管理理念和技術手段。

3 電力工程技術在智能電網(wǎng)中的應用

3.1 在電源設備建設中的應用

在智能電網(wǎng)建設過程中，需要對電網(wǎng)進行科學規(guī)劃，并且需要電源設備的支持。首先，加強對電網(wǎng)建設的規(guī)劃設計。由于智能電網(wǎng)是一種新型的電力系統(tǒng)，其規(guī)劃設計必須結合當前社會發(fā)展需求，以及國家的相關政策法規(guī)進行。

其次，要建立健全電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃管理制度，完善相關法律法規(guī)。同時，在電源設備建設過程中要充分考慮到可再生能源發(fā)電、儲能發(fā)電、電動汽車等新型電源設備，并將這些新型電源設備融入智能電網(wǎng)中去。

3.2 在電力輸送中的應用

由于智能電網(wǎng)具有一定的自愈能力，因此在進行電力輸送時，能夠有效減少電能損耗。目前，我國所使用的電力輸送方式主要有以下幾種：一是架空線輸送。架空線輸送是指利用導線作為傳輸媒介進行電能輸送的一種方式。由于架空線具有良好的傳輸性能以及易于維護等優(yōu)點，因此在實際應用中被廣泛使用。但是在架空線的運行過程中也會出現(xiàn)一些問題，比如運行成本較高、線路損耗較大、輸電距離較短等問題[3]。

二是電纜輸送。電纜輸送是指通過電力電纜進行電能傳輸?shù)囊环N方式，其具有安全穩(wěn)定、投資成本低等優(yōu)點，在實際應用中，一般采用架空線和電纜相結合的方式進行電力輸送。

三是直流輸電技術。直流輸電技術是指利用直流電進行電能傳輸?shù)囊环N方式，其具有損耗小、效率高等優(yōu)點，因此在智能電網(wǎng)建設中得到了廣泛應用。

3.3 柔性交流輸電技術的應用

柔性交流輸電技術是指以電力電子技術、現(xiàn)代控制理論為基礎，以電力電子變流器（晶閘管、有源電力濾波器、可控串聯(lián)補償器等）為主要設備，以交流輸電系統(tǒng)的無功補償和動態(tài)穩(wěn)定控制為主要功能的新型輸電技術，具有快速、靈活、安全和可控等特點。柔性交流輸電技術在智能電網(wǎng)中的應用，主要體現(xiàn)在以下兩個方面。

一是柔性交流輸電技術可減少對電網(wǎng)造成的損耗。在現(xiàn)代社會中，各種新型能源如風電、太陽能等越來越多，但都是間歇性能源。這些能源具有波動性、不穩(wěn)定性等特點。柔性交流輸電技術可通過改變電壓和頻率等方式，將這些不穩(wěn)定能源進行調整和控制，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性[4]。

二是柔性交流輸電系統(tǒng)還可降低智能電網(wǎng)建設成本。智能電網(wǎng)建設需要大量的資金支持，而傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)中一般不會建設大量的電壓等級高、規(guī)模大、容量大、覆蓋范圍廣的高壓大容量交直流輸變電系統(tǒng)。另外，由于采用了先進的電力電子設備，因此還可以降低智能電網(wǎng)建設成本和風險[5]。

3.4 能源轉換技術的應用

隨著社會的發(fā)展，人們對能源的需求也越來越多，化石燃料已無法滿足當前人們的需求。因此，必須積極應用電力工程技術進行能源轉換技術的應用，以減少對化石燃料的依賴，緩解環(huán)境污染問題。在電力工程技術中，應用較為廣泛的是太陽能發(fā)電技術和風能發(fā)電技術。太陽能是一種清潔能源，可大量存儲在太陽能電池板中。與傳統(tǒng)發(fā)電方式相比，太陽能發(fā)電具有較多優(yōu)勢。一是太陽能電池板所發(fā)出的電力不需要轉換成其他能源，即可直接傳輸?shù)接脩舳?。二是太陽能發(fā)電不需要消耗其他資源，其本身就是一種可再生能源。此外，太陽能發(fā)電過程中產(chǎn)生的電能具有零排放、無污染的特點。因此，使用太陽能發(fā)電可以緩解當前電力資源緊張的情況。其次是風能發(fā)電技術，風能也是一種清潔能源。在風力發(fā)電過程中不會產(chǎn)生有害氣體和煙塵等污染物，也不會對環(huán)境造成污染。

智能電網(wǎng)是繼輸變電系統(tǒng)、配電系統(tǒng)和調度系統(tǒng)之后的第四個系統(tǒng)，其主要功能是對電能進行靈活分配和控制，實現(xiàn)電能的優(yōu)化配置。隨著社會的進步，人們對電力的需求也越來越大，因此為了滿足人民日益增長的電力需求，我國加大了對智能電網(wǎng)建設的力度，但是由于種種原因，在智能電網(wǎng)建設中存在一些問題，因此需要進一步加強電力工程技術在智能電網(wǎng)建設中的應用，以期促進我國電力行業(yè)的發(fā)展，提高人們的生活質量[6]。