智能电网中电力设备及其技术探析

郭玉泉

摘要：随着全球经济及计算机网络的飞速发展，电力系统也以突飞猛进的发展速度为人类生产生活提供着巨大的便利。然而，随著用电需求的提升和电网规模的一再扩大，电力系统的安全隐患也开始出现。在这种情况下，智能电力系统的发展规划在世界范围内成为一种趋势。智能电网系统总体包括了发电、输电、变电、配电和用电等所有环节，本文主要从智能电网中电力设备以及智能电力设备技术这两方面作了简要的分析，以供同行借鉴参考。

关键词：智能电网；电力设备；技术

引言

对智能电网来说，主要是将一些单元部件整合成具有一定功能的智能化系统，例如智能配电系统、分时电价系统、智能化变电站控制系统等，这些系统都是智能电网的核心组成部分之一，其中所包含的所有电力系统一、二次设备即为智能电网中的电力设备。本文主要对智能电网中电力设备情况进行介绍，并对电力设备发技术进行分析。

一、智能电网中电力设备

1、变电设备

变电设备主要是变电站内所设计的所有一次和二次设备，在智能电网的规划建设下，未来变电站将逐步实现信息的交互和共享，建立起一个信息平台，在此平台基础上实现智能电网所需求的诸多强大的功能。目前已经在建设的主要有智能化变电站，主要是是通过一次设备的智能化、二次设备网络化，并以 IEC61850 通信协议为基础进行分层构建，从而实现变电站内设备间的信息和数据交互以及共享。智能数字化变电站与传统变电站相比虽然只是在通信模型上发生了改变，但在过程层中却发生了较大的变动，传统变电站中一二次设备之间主要是通过电缆进行连接，而在智能数字化变电站的框架下，上述设备逐步电子式电压、电流互感器，光纤连接，智能化一次设备以及合并单元等设备所替代。

2、输电设备

第一，柔性交流输电设备。柔性交流输电技术是将清洁度高的能源输入到电网中的主要技术，该种技术是在通信和通知技术、电子技术、电力技术、微电子技术、微处理技术等基础上发展形成的能够对交流输电进行灵活控制的技术。由于我国智能电网输变电的电压都非常高，在智能电网建设的过程中需要引进一些清洁能源，同时实现能源的隔离，通过将柔性交流输电技术应用在智能电网建设中，能够将先进的控制技术与电力设计技术有效的结合起来，实现对智能电网各种参数的调节以及控制，显著的提高输送能力，同时降低损耗，促进智能电网能够更加稳定的运行。第二，超导电力设备。超导电力技术是利用超导体的无阻载流能力和正常态与超导抬相变的特性发展而来的一种新型电力技术。超导电力技术在智能电网中的应用，具有提高电网安全性、能耗低、轻量化、设备小型化、反应速度快等特点，致使超导电力技术在智能电网中具有非常广泛的应用前景。 第三，高压直流输电设备。目前的直流输电系统中，许多环节都采用交流电，但在输电的过程中依然采用直流电。高压直流输电技术能够利用控流器实现逆变或者整流的工作状态，一些质量相对较轻的直流输电系统中，换流器由一些能够关断的电气元件组成，便于提高电流输送的经济性能和稳定性，既适合近距离直流输电工程，又适用于远距离直流输电工程，例如孤立的岛屿供电等，高压直流输电技术在我国远距离输电中具有非常广泛的应用前景，其应用趋势也在不断的向更大容量、更远输送距离方向发展。

3、配电设备

智能电网在配电网方向的表现主要是未来配电网的高度自动化，以便适应未来分布式能源以及其他智能配电设备的大量接入，未来配电网中功率将出现双向流动的形式，而智能配电网的高度自动化也为配电网的监控更为方便。智能配电网主要是基于先进的传感量测技术对数据进行高效的采集，然后通过现代化通信网络进行传输，实现配电网的全方位、实时的监控与控制，所以其中所涉及到的设备多种多样。例如在智能配电网中所构建的数据通信网络，将包括载波设备、无线设备和光纤等各种设备和先进技术；对于数据采集系统方面，所涉及的则有电能质量实时监测设备，电力系统在线状态监测与故障诊断设备，各种各样的光、电子传感器以及电缆温度检测器等。

4、发电设备

智能电网在发电侧中所包含的智能电气设备主要包括可再生能源发电设备，例如风机、光伏等，还有能量转换设备、能量储存设备以及可靠并网接口设备等等。第一类是各种分布式发电以及可再生能源发电设备，例如太阳能光伏发电、燃料电池、风能发电、微型燃气轮机、地热发电设备、生物质能发电设备和海洋能发电设备等。第二类主要是自动控制设备和智能保护设备，例如智能分接头变换器、数字型保护继电器以及动态分布式电力控制设备等。第三类设备主要是各种能量转换设备及装置和储能设备。例如蓄电池、超级电容器、飞轮、高容量储氢、燃料电池、超导储能以及高效率二次电池等。

二、智能电力设备技术

1、储能技术

传统电力系统中电能的发输变配用都是在同一时间完成的，电能是无法储存的。而储能技术的研究与发展为解决这一问题提供了方案储能技术的应用也比较广泛，例如风能和太阳能等间歇性能源，由于其波动性对电力系统的影响十分严重，而储能电池的接入可以极大的降低其波动性，使其对电网的运行更加稳定。此外负荷的削峰填谷也可以通过储能设备来实现，主要是在负荷低谷时充电，在高峰负荷时放电来实现削峰填谷的目的。

2、智能感应技术

智能电网不仅仅是简单单一的配电系统，而是发展成为一个极其复杂且庞大的系统网络，为了实现对该系统网络的有效监控，需要对系统网络的整体运行进行有效的观测，以此获得设备运行中的相关数据，并对设备进行有效监控，保证设备安个运行。实现对智能电网的有效监控，感应器就成为了必不可少的技术环节，变电技术要引入光纤感应器或者无线感应器，通过智能感应器实现对智能电网中相关设备温度、湿度以及位置的监控。

3、现代电力电子技术

未来智能电网的发展过程中，由于有大量的分布式能源和新能源的接入，对输电系统的安个稳定运行必然将产生巨大的影响，为了提高系统运行的稳定性和安全性以及达到节能降损的目的，大量的电能都必须进过电力电子设备的处理之后才可以接入大电网。智能电网在建设过程中将会大量的使用到现代电力电子技术以及电力电子设备，在发电和输电的方面讲，电力电子设备的应用将提高电能质量以及发电效率；从配、用电方面上讲，则可以有效的实现节能降损，提高用电效率等目的。

4、能源转换技术

当前在发展的过程中，风能和太阳能等新能源己经成为了各个国家积极使用的几种能源，在我国电网运行和发展的过程中，具备大规模的并网技术，而从当前发展的现状上来看，电网自身的发展趋势是光伏发电技术，这种技术在应用的过程中具有非常好的稳定性，而在我国，这种技术的发展还不是十分的成熟，所以还需要实践去不断的改进和完善，智能电网在建设的过程中主要还是应用可再生资源，同时还要在这一过程中加强对并网技术的应用，这样也就使得电网运行中的能源消耗和环境污染水平大幅下降体现其经济性。

结束语

未来智能电网设备和技术的发展仍然是智能电网建设的前提和基础。本文旨在为当前智能电网设备和技术的发展进行进行总结和分析，为未来智能电网设备的研发提供一些参考价值。

参考文献

[1]徐健.智能电网中的电力设计技术分析[J].黑龙江科技信息.2015（24）：51.

[2]闫丹，张红亮.简述电力通信技术在智能电网中的应用[J].电子技术与软件工程.2015（17）：36.

[3]刘 瑜.智能电网中电力设备及其技术探析[J].科技展望.2015（03）：51-52.