电力工程技术在智能电网建设中的应用浅析

何立国

（甘肃能新建设工程有限公司，甘肃 兰州 730050）

人们在日常的生产活动以及生活中都需要消耗一定量的电能，随着我国科学技术实力的逐渐增强，用电场景愈发多样化，人们对电能资源需求量不断提高。为了有效提高电能管理和服务质量，智能电网建设工作逐渐推进，而在此方面应用电力工程技术，有助于促进电能资源的高效供应与科学分配。

1 智能电网的主要特点

1.1 兼容性强

智能电网具有出色的兼容性，可以和不同形式的能源进行结合，充分实现能源的高效利用。特别是与可再生能源的结合，智能电网可以灵活调节能源供应，优化能源利用效率，减少对传统能源的依赖，实现可持续发展。此外，智能电网还能与各类供电方式相配合，交互分析用户用电需求，为客户提供个性化服务。例如，可以根据用户的用电习惯和需求进行动态供电调整，确保用户得到满足其需求的电力供应。这种高度兼容性使得智能电网能够更好地适应不同能源和用户需求的变化，提高服务产品的丰富性与质量。

1.2 稳定与安全

智能电网的运行方式智能化，具有卓越的稳定性和安全性。通过智能化的控制系统和先进的监测技术，智能电网能够防止不必要的干扰，避免对电网的损害，避免大范围的电网失效，确保用户供电的稳定性，提供持续可靠的电力供应。在恶劣天气等极端条件下，智能电网通过智能技术的应用，能够及时检测和响应电网的异常情况，实现快速故障定位和恢复。即使在电网被破坏的情况下，智能电网能够利用智能化的控制手段，对电力资源进行合理调度和分配，最小化能源损失，确保电力供应的可持续性。

1.3 经济实用

智能电网的建设对于提升电网运营效率、确保电网安全运行和合理供电利用具有重要意义，还可以降低人工操作的错误率并提高工作效率。这样一来，就可以更好地应对电力需求的波动和变化，确保稳定可靠的供电服务，并降低对人力的依赖，提高资源的利用率。

1.4 自愈能力

智能电网可以全面、客观地评价自身的安全情况，并进行准确的风险预测。通过实时监测，智能电网能够及时发现潜在的危险，并采取自我防护措施，从而保障整个电网系统的安全稳定运行。而当智能电网出现受损情况时，它也能够依靠自身功能实行故障的诊断和自愈。如此便极大地提高了电网的可靠性，减少了停电时间和影响范围，为用户提供更加可靠的电力供应。

2 电力工程技术在智能电网建设中的应用

2.1 在智能发电中的应用

在智能电网建设方面，尽管新能源如风能、太阳能等逐渐引入，但火力发电在电力供应中仍扮演着重要角色。这是因为火力发电技术成熟，发电效率高，能够稳定供应大量的电力需求。针对火力发电的节能问题，电力公司非常重视，并且认识到，要想实现节能目标，首先需要准确识别不同煤种的特性，并根据不同煤种的特点进行燃烧方案的改进，以最大限度地提高锅炉的热能利用率，从而实现节能效果。

主要可采取下述几项措施：（1）通过在燃烧过程中对煤质进行实时监测和分析，可以实时了解不同燃烧器内的煤种信息，再使用先进的软件测量技术，精确地测算出锅炉的运行效率。根据煤种的不同特性，可以及时调整锅炉设备状态，以达到能量利用效果的提高，从而实现节能目标。（2）利用数字化锅炉燃烧模型和模糊算法，智能控制系统可以实现对全机组的燃烧过程进行智能建模。通过输入煤量、风门开启情况及含氧信息等参数，系统可以精确地模拟出锅炉的燃烧过程，并根据模型给出相应的控制策略。这样的智能建模可以帮助电力公司更好地监控和控制锅炉的燃烧过程，从而提高整个发电系统的效率和稳定性。（3）为了进一步提高锅炉的使用效率，非线性、免疫遗传等优化算法也得到了广泛应用。通过对模型予以优化计算，可以获得最优的参数配置，并且可根据实际情况进行灵活调整，在不同工况下自动适应最佳的参数组合，从而有效地提升锅炉的热能利用效率，节约能源资源。

2.2 输电中的应用

2.2.1 柔性交流传输技术

柔性交流传输技术是一种新兴的电力传输技术，它采用数字微处理技术、电力技术处理系统技术、微电子技术等，形成一个功能完善、综合性的技术体系，以实现高效率、低污染治理模式。相比传统的交流输电技术，柔性交流传输技术具有更高的传输效率和更低的能源损耗。此外，该技术还可以做到远程对长距离超高压输变电负荷的输送监控以及安全防控，提高了电力输送的安全性和可靠性。

2.2.2 HVDC 传输技术

HVDC 传输技术是一种用于长距离电力传输的重要技术，通过将交流电转换为直流电来提高传输的稳定性。在直流输电系统中，需要安装换流器装置来保证逆变器和整流器的正常运行，部分换流器还需要通过原始组合方可实现长距离传输。与传统的交流输电技术相比，HVDC 传输技术具有更低的电能损耗和更高的电能传输效率，尤其是在远距离和大容量的电力传输中表现出更大的优势。此外，HVDC 传输技术还可以减少输电线路的数量和建设成本，并且能够适应不同的电网架构和负荷需求，具有很强的灵活性和可塑性。

2.3 电能质量的优化运用

（1）企业需要引入电能质量优化技术，通过监测和分析电网中的电能质量问题，识别并解决潜在的问题，从而提高供电的可靠性和稳定性。如自适应净值无功补偿技术可以根据电网负载情况自动调整功率因数，提高电能的利用效率。（2）企业应联合供给侧和需求侧的实际状况，调节电能方案，以提高智能电网应用效率。根据实际需求，合理安排电力供应和需求，以平衡供需关系，并确保电力系统在高峰时段能够稳定运行。这样可以避免能源资源的浪费和供电不足的情况，提升电能的利用率和供电质量。（3）企业还可以利用直流有源滤波器来改善电能资源的应用质量。直流有源滤波器是一种先进的电力滤波装置，它可以有效地消除电力系统中的谐波和干扰，提高电能的纯度和稳定性。通过匹配相应的滤波器，可以减少电网中的冗余资源和噪音问题，进一步提升智能电网应用效果。

2.4 智能电表和远程监控技术

应用智能电表，电力企业可以准确记录用户的用电模式与峰谷负荷需求，从而获得详细的用电数据。这些数据对于电力企业来说非常宝贵，根据用电数据的分析，电力公司可以调整发电计划和电网运营，以满足用户对电力的需求。通过远程监控技术，电力企业可以随时获取智能电表的数据，无论是在办公室还是在外出巡检的过程中，如此便为电力企业提供了便利，使他们能够及时了解电力系统的运行状态。当出现故障或者是负载不平衡时，电力公司可以立即采取措施，以避免停电或缩短停电时间，这种快速响应的能力对于保障电力供应的连续性至关重要。当发生特定情况时，如用户违约或电力系统需要调整，电力公司可以远程断开电力供应。并且，当问题解决或用户需要恢复电力供应时，电力企业也可以基于远程监控技术实现重新通电。用户能够利用在线平台实时监控个人的电力使用状况，掌握自己的用电习惯，分析用电数据，并采取相应的措施减少用电成本。例如，用户可以根据电力公司提供的峰谷负荷需求数据，选择在低谷时段使用电力，并避免高峰时段的用电。这样做不仅有助于节约电能，还可以减少用户的用电开支。通过智能电表和远程监控技术，用户更加了解自己的能源消耗情况，具备主动参与的能力，从而促进了可持续能源的使用。

2.5 基于物联网的设备和数据管理

在智能电网中的IoT 技术可实现对电力设备运转情况的实时监控，即借助各种类型的传感器和设备来监测电力系统中的各个关键点，例如，发电机、输电线路、变电站、电缆等，实时收集数据并提供相关设备性能与健康情况的信息。IoT 技术在实现电力系统的智能化监测和控制上起到了关键作用。它使设备间形成了稳定的通信网络，让设备间的数据交换与传输更为智能和自动化。除了实时监测和控制，智能电网还利用数据分析工具和大数据技术对海量数据进行管理，这些数据包括从各种传感器与设备中收集的数据，以及用户使用电力的数据，有助于电力企业了解电力系统的性能与运行情况、用户需要以及潜在风险，并进行数据驱动的决策以改善电力系统的运作。例如，电力公司可以通过分析用户需求和使用模式，制定更加精确的电力配额和计费方案，以提高用户满意度和降低能源浪费。

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术发展使得将可再生能源与电力系统连接成为可能。通过逆变器等设备，可再生能源形成的直流电可以转变成电力系统需要使用的交流电，如此便保证了可再生能源稳定输入电力网络，提高了电力系统稳定程度。分布式能源接入的实施还可以减少传统中央化电力系统的压力，提高电力系统的灵活性和可靠性。（2）通过电力工程技术，可以实现智能电网的建设，实时监测可再生能源的生产状况、负荷需求来自动化调节电能分配与流动。这种智能控制和协调可以最大限度地使用可再生能源，并减少碳排放。（3）能源储存系统在分布式能源和可再生能源集成中扮演着重要角色。电力工程技术的进步推动了能源储存技术的发展与应用。通过高效率的电池技术与储能设备，多余的可再生能源可以被储存起来，在需要使用时再进行释放。能源储存技术的应用改善了可再生能源的波动性与间歇性问题，保证电力系统稳定供电。能源储存系统的使用使得可再生能源的利用更加灵活，并提高了电力系统对可再生能源的接纳能力。

2.7 运维与管理智能电网

智能电网的运维与管理是一个复杂而关键的任务，而电力工程技术在其中发挥着至关重要的作用。通过利用先进的传感器和通信技术，电力工程技术能够实现设备的全面监测，并提供准确的数据分析，帮助运营人员实时了解电力设备的状态，及时发现潜在的故障或问题。通过对设备的故障信息进行深入分析，运营人员可以根据这些分析结果制定相应的管理决策，以最大限度地减少设备故障对智能电网运行的影响。电力工程技术还可以确保设备调节的准确性，创建预测模型，预测设备可能发生的故障和问题。这样的预测模型可以为管理人员提供有价值的参考，使他们能够及时采取预防措施，防止设备故障造成的不稳定和不安全状况。例如，在智能电表管理中，通过多级的信息交换和协同控制，可以快速查找电网中存在的偷电和漏电现象，并及时采取相应的措施来解决这些问题。除了智能监测和分析，智能电网还能采取多级联动的管理方式使得不同设备和子网络之间协同配合，保证管理制度的充分执行。

2.8 智能电网中的微电网技术的应用

微电网为一种小型、独立的电力系统，通常作为智能电网的一部分，负责分布式能源的供应和管理。按照微电网的种类与构成结构，可细分为直流、交流和混合式微电网等几种类型。这些微电网通过多个电源和负载设备组成，能够独立运行，并且具有一定的自治能力。在智能电网中，微电网与传统的大型电网不同，它不仅可以自主运行，还能和智能电网进行有效的协同运行。微电网技术的应用包括并网调度和运行管理两大方面。并网调度可促进微电网与智能电网之间的协同运行，实现能源的平衡和优化分配。运行管理则包括实时监测微电网的状态和利用大数据分析、人工智能技术进行预测和管理。

3 结语

将电力工程技术运用到智能电网建设中，能让此系统更好地满足客户的各方面技术需求，同时还可满足系统经济指标，进而提升电力系统的应用率，实现经济、社会效益的明显增加。因此，电力企业与相关技术人员应当对电力技术展开深度探究，同时将其合理应用到智能电网中，从而促进智能电网的快速发展完善，为人们提供更加优质的电能服务奠定良好的技术基础。