智能电网中电力设备及其技术发展分析赵瑞鹏

智能电网中电力设备及其技术发展分析赵瑞鹏

赵瑞鹏

(内蒙古电力（集团）有限责任公司包头供电局内蒙古包头市014080)

摘要：电力能源成为当前社会发展进步的重要推动力，尤其是处在当前的时代下，不仅要能满足人们的电力应用需要，还要从环保的角度进行考虑。通过加强对智能电网当中电力设备和技术的深入研究，就能对实际发展起到促进作用。

关键词：智能电网；电力设备；技术发展

伴随着近年来，各种先进的技术在电网系统发展中的应用，在世界范围内已经形成发展智能电网的共识。现阶段的智能电网还处于起步初期，没有明确的定义。而在应用方面和技术手段上来看，认为智能电网是将现今的传感测量技术、分析决策技术、信息通信技术、能源电力技术和自动控制技术结合的产物，在电力系统中的每个环节之中都发挥着其关键性的作用。

1.智能电网的概念

智能电网，是以集成、高速的双向通信网络为基础，以先进的传感和测量技术、设备技术、控制方法、决策支持系统技术等为手段，以可靠、安全、经济、高效、环境友好为目的的现代化电网系统，不仅涵盖了电力系统的各个环节和所有的电压等级，而且可以实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合。与一般电网相比，智能电网的优势是非常明显的，主要体现在几个方面：其一，自愈性，可以实现故障的诊断和隔离，实现系统的自我恢复；其二，兼容性，支持各种发电方式的即插即用，也可以兼容不同类型的电源和储能设备，满足用户多样化的用电需求；其三，交互性，可以实现与用户的交互和高效互动，完善需求测管理；其四，安全性，可以在电网发生故障时保持对用户的供电能力，在极端气象条件下可以保证电网的安全运行；其五，经济性，可以实现资源的优化配置，提高能源的利用效率，降低电力企业的投资成本和运行维护成本，提高企业的经济效益。

2.智能电网的发展现状

智能电网的产生和当前时代发展背景是相契合的，在新技术的迅速发展下，对智能电网的优化发挥着重要作用，当前的智能电网并非是完善的系统技术，在每个发展环节上都存在着一些不足之处，而对智能电网进一步的优化就显得比较重要。

智能电网各部分是通过数字技术应用发挥其作用的，作为高新技术支持下的电网运行方式，在设备以及技术层面都要和实际需求相契合，在当前我国的智能电网发展的水平还相对比较低，和发达国家相比也存在着很大差距，在未来的发展中对此就要能充分重视，要致力于智能电网的升级改造上。

3.智能电网电力设备的发展

3.1发电设备

电气设备主要具有三种不同的类型：第一种是使用分布式可再生能源进行发电的设备，例如太阳能发电、风能发电、地热发电和潮汐能发电设备等；第二种是智能自动控制设备，例如数字型保护继电器、智能分接头变换器和动态分布式控制设备等；最后一种则是能将各种能量进行转换的设备，例如蓄电池、飞轮、燃料电池、超导储能和二次电池等。

3.2输电设备

在传统电网中，存在进行远距离输电过程中系统稳定性差和损耗大的问题，而在间歇性可再生能源的加入后，使电网系统的稳定性受到更严重的影响。通过建立智能电网可以很好地解决传统电网中的问题，在智能电网中主要的电力设备主要有三种：第一种柔性交流电设备，它主要的工作原理是将电力电子技术的原理应用到传统电力系统之中，是智能电网技术在输电过程中的一种体现。柔性交流输电技术主要使用具有特定功能的电子设备，对输电系统运行过程中的参数进行控制，达到优化输电功率、降低输电成本和输电线路损耗的目的，提高了电力系统运行过程中安全性和稳定性。现阶段已开发的柔性交流输电设备主要有静止调相器、串联补偿器、无功补偿器和静止快速励磁器等。第二种是超高压直流输电设备，该技术主要通过换流站和换流阀使发电厂所产生的高压交流电转换为高压直流电，之后通过直流电输电线路进行远距离的传输，到达传输位置后再使高压直流电转换成高压交流电，相比较于传统高压交流输电系统具有稳定性好的优势，超高压直流输电设备中的核心是换流站，使用换流站对直流电和交流电进行转化。第三种则是高温超导技术设备，该技术主要对超导体无阻高密度的载流能力与正常态相变的物理特性相融合的电力技术，通过对超导体电力技术的应用，降低电力系统的损耗，实现保护电力系统稳定性的目的。在高温超导技术中主要有超导限流器、超导磁储能、超导电缆等设施。

3.3变电设备

变电环节的电力设备发展主要体现在对电子互感器设备、合并单元等的合理应用，实现智能化变电站和数字化变电站的建设。在当前的技术下，智能化变电站中的各类电子设备，包括继电保护设备、电压无功控制设备、远动设备等，都在逐渐朝着智能化、标准化的方向发展，可以有效提高变电站的运行质量。

3.4用电设备

智能化的用电环节主要是为了实现与用户的双向互动，保护供电企业和电力用户双方的利益。在用电环节电力设备的发展主要包括：其一，智能电表。智能电表可以实现对于用户用电信息的自动分析、统计和传输，实现远程自动抄表，保证电网运行的稳定性和可靠性；其二，智能通信设备。可以通过无线网络、互联网等技术的应用，扩大智能电网的管理范围，提升电网的抗干扰能力，保证用户用电环节的安全和稳定。

4.智能电网电力设备技术发展分析

4.1高性能、智能化电力电子技术

科学技术的迅猛发展，智能电网中发端部分各类新能源得到有效的开发与利用，在一定程度上降低了电网传输的损耗、提升了电力系统运行的安全稳定系数。此外，由于供配电系统对于电能质量具有较高要求，因此大部分电能只有经过电力电子技术的处理之后方可投入使用。从整体来看，带电力电子技术能够极大的提高发电效率与用电质量，但是单从配电、用电方面来看，通过高性能、智能化的电力电子技术进行智能电网的升级改造，能够切实提高电网的用电效率。

4.2低成本、高密度、大规模储能技术

众所周知，在用电高峰和低谷的应对上通过采用电能储存技术能够有效实现，这对于提高我国电力系统的运行效率、降低电力损耗与成本具有极为重要的作用。不仅如此，如果分布式电源同储能设备或用户侧结合还能够起到解决风能、太阳能间歇性问题而给电力系统所带来的影响。同理，如果同其他的电能质量控制设备结合起来将有利于电力技术的进一步发展。就现阶段而言，电能储存技术得到了社会的广泛关注，尤其是随着科技的不断发展进步，电力系统的运行方式出现了根本性的变化，在用户的用电策略上也出现了较大影响。

但需要看到的是，智能电网中涉及到的电力技术涵盖非常广泛，其中还包括大量的前沿技术，有些正在开发或已经掌握的技术也不断趋于成熟与完善。当前，数字化变电站朝智能变电站转型是未来发展的必然趋势，但要想突破一些关键技术还仍然存在一些较大的难度，是否能够解决好此类问题将会对智能电力设备产生不小的影响。

结语：

智能电网作为我国未来电力系统发展的主要方向，对电力系统中一次、二次、电网装备和系统融合的会更加紧密，大量的电力设备和技术会被投入应用。所以，加强在智能电网中电力设备的分析研究非常重要，只有不断提高相应的技术，使高新的科技可以引入到智能电网中，才能实现电网的高效运作，进而推动我国电力企业的发展。

参考文献：

[1]丁倩,刘华喜.智能电网大数据技术发展研究[J].智能城市.2016(12).

[2]赵赳越.面向智能电网的智能配电变压器研发和应用[J].自动化与仪器仪表.2016(12).

[3]卢嘉栋.智能电网中电力设备及其技术发展[J].机电工程技术.2016(12).