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智能电网中电力设备及其技术发展分析

时间:2022-03-23 09:06:13 浏览次数:

【摘 要】随着我国社会经济的迅速发展,科学技术的不断进步,智能电网是我国电力系统未来发展的主要方向。一个完整的电力系统所设计的方面较广,各个环节使用了种类繁多的电力设备及电力技术。对此,本文就智能电网中电力设备及其技术发展进行简单的分析与研究,并提出一些可供参考的意见与措施。

【关键词】智能电网;电力设备;电力技术;发展趋势

1 智能电网中电力设备发展分析

1.1 发电方面

在发电方面,智能电网中的电力设备涵盖较广,如各类并网接入设备、能源转换设备及储能设备等电力设备。

1.1.1 高效能能量转化装置及大容量储能设备

例如电容器、超导储能与蓄电池储能设备等。

1.1.2 智能保护设备及电力控制设备

例如智能分接头转换器、动态分布式电力控制设备及数字继电保护设备。

1.1.3 新能源设备及发电技术设备

例如燃料电池、太阳能、风能及生物能发电设备、微型燃汽轮机等电力设备。

1.2 输电方面

1.2.1 FACTS技术及设备

随着科技的迅速发展,电力系统同现代电力电子技术的结合出现了现金的柔性交流输电技术,在电力设备的输电端得到了充分运用。FACTS技术及设备通过采用电力电子装置能够实现对输电系统重要参数的准确控制,并取得良好的效果。在具体的运行过程当中能够更加合理的分配输送功率、减小发电成本、控制功率损耗,而且在一定程度上还能够大幅提高电力系统的运行稳定性。

1.2.2 HVDC技术及设备

将发电厂发出电流通过换流阀转换为直流电,然后再将直流输电线路输送到接收端并注入到交流电网当中及HVDC技术。当前,一般直流输电核心往往集中在换流站的电力设备之中,而且是否能够顺利实现直流电与交流电能量的高效转换直接取决于换流站。

1.3 变电方面

随着数字变电站的发展进步,智能变电站再起数字化、网络化、标准化的基础之上进一步实现了信息的自动采集、电力测量、系统控制、继电保护、电力系统检测等功能。现阶段,我国的智能电网已经基本能够实现了电网自动控制、智能调节与协同互动的高级智能。此外,同以往的数字化变电站相比,智能变电站不仅仅限于电力信息的采集与传输上,它还能够通过数据对比分析来进行决策。而且在智能变电站中运用了现金的光电技术与微处理器技术,在一次设备被检测信号回路与被操作驱动时能够更加便捷的控制系统回路结构,提高电力系统的运行可靠性。

1.4 配电方面

在配电方面,由于柔性配电设备的大量结语与分布式电源的广泛应用,智能电网部分功能基本必然将实现高级配电自动化,从而确保配电网功率双向流动的需求。其次,通过分布式智能控制的应用,能够实现电力终端广域电压无功调节、快速故障隔离控制、局域网信息交换等高级功能。

1.5 用电方面

1.5.1 智能表计量

现有的智能表计量工具不论是在计时计费、用电管理、通讯或其他方面,都能够准确的获取到用户每一时段或多时段的具体计量数值,如用户的用电量、用电功率、电压电流及其他信号是否正常稳定等信息。

1.5.2 数据量测设备

数据量测设备一般范围公共事业和用户两种,公共事业量测一般用于高级保护系统及公共事业检测系统中,其功能更为高级。而用户量测主要是针对用户家电、功率、用电量、防窃电、电价计量等进行监测。

1.5.3 通信设备

在通信设备方面,该种类设备非常多,应用较为广泛的有光纤、无线通信、铜芯线等,而随着未来科学技术的进步,无线传输、4G技术、卫星等多种通信方式必然也会得到使用。

2 智能电网电力设备技术发展分析

2.1 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。

2.2 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。

3 结语

总而言之,智能电网在未来很长一段时间内其一次二次、电网装备与系统的融合将更加紧密,所引用的电力技术也将更加先进,过去专业界限也会由于智能电网的发展日趋模糊。可以预见的是,智能电网中大量智能系统与设备的组合拓宽了电力系统的外延,正因如此在今后的电网工作当中必须要对这一工作引起充分重视,不断借鉴先进经验、用于创新,将高新技术应用到智能电网的建设当中来。这对于确保国家电网的高效稳定运行、推动我国社会经济的发展具有重要的作用积极意义。

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[责任编辑:曹明明]

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