電力工程技術在智能電網建設中的應用淺析

何立國

（甘肅能新建設工程有限公司，甘肅 蘭州 730050）

人們在日常的生產活動以及生活中都需要消耗一定量的電能，隨著我國科學技術實力的逐漸增強，用電場景愈發多樣化，人們對電能資源需求量不斷提高。為了有效提高電能管理和服務質量，智能電網建設工作逐漸推進，而在此方面應用電力工程技術，有助于促進電能資源的高效供應與科學分配。

1 智能電網的主要特點

1.1 兼容性強

智能電網具有出色的兼容性，可以和不同形式的能源進行結合，充分實現能源的高效利用。特別是與可再生能源的結合，智能電網可以靈活調節能源供應，優化能源利用效率，減少對傳統能源的依賴，實現可持續發展。此外，智能電網還能與各類供電方式相配合，交互分析用戶用電需求，為客戶提供個性化服務。例如，可以根據用戶的用電習慣和需求進行動態供電調整，確保用戶得到滿足其需求的電力供應。這種高度兼容性使得智能電網能夠更好地適應不同能源和用戶需求的變化，提高服務產品的豐富性與質量。

1.2 穩定與安全

智能電網的運行方式智能化，具有卓越的穩定性和安全性。通過智能化的控制系統和先進的監測技術，智能電網能夠防止不必要的干擾，避免對電網的損害，避免大范圍的電網失效，確保用戶供電的穩定性，提供持續可靠的電力供應。在惡劣天氣等極端條件下，智能電網通過智能技術的應用，能夠及時檢測和響應電網的異常情況，實現快速故障定位和恢復。即使在電網被破壞的情況下，智能電網能夠利用智能化的控制手段，對電力資源進行合理調度和分配，最小化能源損失，確保電力供應的可持續性。

1.3 經濟實用

智能電網的建設對于提升電網運營效率、確保電網安全運行和合理供電利用具有重要意義，還可以降低人工操作的錯誤率并提高工作效率。這樣一來，就可以更好地應對電力需求的波動和變化，確保穩定可靠的供電服務，并降低對人力的依賴，提高資源的利用率。

1.4 自愈能力

智能電網可以全面、客觀地評價自身的安全情況，并進行準確的風險預測。通過實時監測，智能電網能夠及時發現潛在的危險，并采取自我防護措施，從而保障整個電網系統的安全穩定運行。而當智能電網出現受損情況時，它也能夠依靠自身功能實行故障的診斷和自愈。如此便極大地提高了電網的可靠性，減少了停電時間和影響范圍，為用戶提供更加可靠的電力供應。

2 電力工程技術在智能電網建設中的應用

2.1 在智能發電中的應用

在智能電網建設方面，盡管新能源如風能、太陽能等逐漸引入，但火力發電在電力供應中仍扮演著重要角色。這是因為火力發電技術成熟，發電效率高，能夠穩定供應大量的電力需求。針對火力發電的節能問題，電力公司非常重視，并且認識到，要想實現節能目標，首先需要準確識別不同煤種的特性，并根據不同煤種的特點進行燃燒方案的改進，以最大限度地提高鍋爐的熱能利用率，從而實現節能效果。

主要可采取下述幾項措施：（1）通過在燃燒過程中對煤質進行實時監測和分析，可以實時了解不同燃燒器內的煤種信息，再使用先進的軟件測量技術，精確地測算出鍋爐的運行效率。根據煤種的不同特性，可以及時調整鍋爐設備狀態，以達到能量利用效果的提高，從而實現節能目標。（2）利用數字化鍋爐燃燒模型和模糊算法，智能控制系統可以實現對全機組的燃燒過程進行智能建模。通過輸入煤量、風門開啟情況及含氧信息等參數，系統可以精確地模擬出鍋爐的燃燒過程，并根據模型給出相應的控制策略。這樣的智能建?？梢詭椭娏靖玫乇O控和控制鍋爐的燃燒過程，從而提高整個發電系統的效率和穩定性。（3）為了進一步提高鍋爐的使用效率，非線性、免疫遺傳等優化算法也得到了廣泛應用。通過對模型予以優化計算，可以獲得最優的參數配置，并且可根據實際情況進行靈活調整，在不同工況下自動適應最佳的參數組合，從而有效地提升鍋爐的熱能利用效率，節約能源資源。

2.2 輸電中的應用

2.2.1 柔性交流傳輸技術

柔性交流傳輸技術是一種新興的電力傳輸技術，它采用數字微處理技術、電力技術處理系統技術、微電子技術等，形成一個功能完善、綜合性的技術體系，以實現高效率、低污染治理模式。相比傳統的交流輸電技術，柔性交流傳輸技術具有更高的傳輸效率和更低的能源損耗。此外，該技術還可以做到遠程對長距離超高壓輸變電負荷的輸送監控以及安全防控，提高了電力輸送的安全性和可靠性。

2.2.2 HVDC 傳輸技術

HVDC 傳輸技術是一種用于長距離電力傳輸的重要技術，通過將交流電轉換為直流電來提高傳輸的穩定性。在直流輸電系統中，需要安裝換流器裝置來保證逆變器和整流器的正常運行，部分換流器還需要通過原始組合方可實現長距離傳輸。與傳統的交流輸電技術相比，HVDC 傳輸技術具有更低的電能損耗和更高的電能傳輸效率，尤其是在遠距離和大容量的電力傳輸中表現出更大的優勢。此外，HVDC 傳輸技術還可以減少輸電線路的數量和建設成本，并且能夠適應不同的電網架構和負荷需求，具有很強的靈活性和可塑性。

2.3 電能質量的優化運用

（1）企業需要引入電能質量優化技術，通過監測和分析電網中的電能質量問題，識別并解決潛在的問題，從而提高供電的可靠性和穩定性。如自適應凈值無功補償技術可以根據電網負載情況自動調整功率因數，提高電能的利用效率。（2）企業應聯合供給側和需求側的實際狀況，調節電能方案，以提高智能電網應用效率。根據實際需求，合理安排電力供應和需求，以平衡供需關系，并確保電力系統在高峰時段能夠穩定運行。這樣可以避免能源資源的浪費和供電不足的情況，提升電能的利用率和供電質量。（3）企業還可以利用直流有源濾波器來改善電能資源的應用質量。直流有源濾波器是一種先進的電力濾波裝置，它可以有效地消除電力系統中的諧波和干擾，提高電能的純度和穩定性。通過匹配相應的濾波器，可以減少電網中的冗余資源和噪音問題，進一步提升智能電網應用效果。

2.4 智能電表和遠程監控技術

應用智能電表，電力企業可以準確記錄用戶的用電模式與峰谷負荷需求，從而獲得詳細的用電數據。這些數據對于電力企業來說非常寶貴，根據用電數據的分析，電力公司可以調整發電計劃和電網運營，以滿足用戶對電力的需求。通過遠程監控技術，電力企業可以隨時獲取智能電表的數據，無論是在辦公室還是在外出巡檢的過程中，如此便為電力企業提供了便利，使他們能夠及時了解電力系統的運行狀態。當出現故障或者是負載不平衡時，電力公司可以立即采取措施，以避免停電或縮短停電時間，這種快速響應的能力對于保障電力供應的連續性至關重要。當發生特定情況時，如用戶違約或電力系統需要調整，電力公司可以遠程斷開電力供應。并且，當問題解決或用戶需要恢復電力供應時，電力企業也可以基于遠程監控技術實現重新通電。用戶能夠利用在線平臺實時監控個人的電力使用狀況，掌握自己的用電習慣，分析用電數據，并采取相應的措施減少用電成本。例如，用戶可以根據電力公司提供的峰谷負荷需求數據，選擇在低谷時段使用電力，并避免高峰時段的用電。這樣做不僅有助于節約電能，還可以減少用戶的用電開支。通過智能電表和遠程監控技術，用戶更加了解自己的能源消耗情況，具備主動參與的能力，從而促進了可持續能源的使用。

2.5 基于物聯網的設備和數據管理

在智能電網中的IoT 技術可實現對電力設備運轉情況的實時監控，即借助各種類型的傳感器和設備來監測電力系統中的各個關鍵點，例如，發電機、輸電線路、變電站、電纜等，實時收集數據并提供相關設備性能與健康情況的信息。IoT 技術在實現電力系統的智能化監測和控制上起到了關鍵作用。它使設備間形成了穩定的通信網絡，讓設備間的數據交換與傳輸更為智能和自動化。除了實時監測和控制，智能電網還利用數據分析工具和大數據技術對海量數據進行管理，這些數據包括從各種傳感器與設備中收集的數據，以及用戶使用電力的數據，有助于電力企業了解電力系統的性能與運行情況、用戶需要以及潛在風險，并進行數據驅動的決策以改善電力系統的運作。例如，電力公司可以通過分析用戶需求和使用模式，制定更加精確的電力配額和計費方案，以提高用戶滿意度和降低能源浪費。

2.6 分布式能源和可再生能源集成

（1）分布式能源接入的技術發展使得將可再生能源與電力系統連接成為可能。通過逆變器等設備，可再生能源形成的直流電可以轉變成電力系統需要使用的交流電，如此便保證了可再生能源穩定輸入電力網絡，提高了電力系統穩定程度。分布式能源接入的實施還可以減少傳統中央化電力系統的壓力，提高電力系統的靈活性和可靠性。（2）通過電力工程技術，可以實現智能電網的建設，實時監測可再生能源的生產狀況、負荷需求來自動化調節電能分配與流動。這種智能控制和協調可以最大限度地使用可再生能源，并減少碳排放。（3）能源儲存系統在分布式能源和可再生能源集成中扮演著重要角色。電力工程技術的進步推動了能源儲存技術的發展與應用。通過高效率的電池技術與儲能設備，多余的可再生能源可以被儲存起來，在需要使用時再進行釋放。能源儲存技術的應用改善了可再生能源的波動性與間歇性問題，保證電力系統穩定供電。能源儲存系統的使用使得可再生能源的利用更加靈活，并提高了電力系統對可再生能源的接納能力。

2.7 運維與管理智能電網

智能電網的運維與管理是一個復雜而關鍵的任務，而電力工程技術在其中發揮著至關重要的作用。通過利用先進的傳感器和通信技術，電力工程技術能夠實現設備的全面監測，并提供準確的數據分析，幫助運營人員實時了解電力設備的狀態，及時發現潛在的故障或問題。通過對設備的故障信息進行深入分析，運營人員可以根據這些分析結果制定相應的管理決策，以最大限度地減少設備故障對智能電網運行的影響。電力工程技術還可以確保設備調節的準確性，創建預測模型，預測設備可能發生的故障和問題。這樣的預測模型可以為管理人員提供有價值的參考，使他們能夠及時采取預防措施，防止設備故障造成的不穩定和不安全狀況。例如，在智能電表管理中，通過多級的信息交換和協同控制，可以快速查找電網中存在的偷電和漏電現象，并及時采取相應的措施來解決這些問題。除了智能監測和分析，智能電網還能采取多級聯動的管理方式使得不同設備和子網絡之間協同配合，保證管理制度的充分執行。

2.8 智能電網中的微電網技術的應用

微電網為一種小型、獨立的電力系統，通常作為智能電網的一部分，負責分布式能源的供應和管理。按照微電網的種類與構成結構，可細分為直流、交流和混合式微電網等幾種類型。這些微電網通過多個電源和負載設備組成，能夠獨立運行，并且具有一定的自治能力。在智能電網中，微電網與傳統的大型電網不同，它不僅可以自主運行，還能和智能電網進行有效的協同運行。微電網技術的應用包括并網調度和運行管理兩大方面。并網調度可促進微電網與智能電網之間的協同運行，實現能源的平衡和優化分配。運行管理則包括實時監測微電網的狀態和利用大數據分析、人工智能技術進行預測和管理。

3 結語

將電力工程技術運用到智能電網建設中，能讓此系統更好地滿足客戶的各方面技術需求，同時還可滿足系統經濟指標，進而提升電力系統的應用率，實現經濟、社會效益的明顯增加。因此，電力企業與相關技術人員應當對電力技術展開深度探究，同時將其合理應用到智能電網中，從而促進智能電網的快速發展完善，為人們提供更加優質的電能服務奠定良好的技術基礎。