电力工程技术在智能电网建设中的应用探析

李俊妍

（国网湖北省电力有限公司巴东县供电公司，湖北 巴东 444300）

如今，世界人口数量在不断增加，能源问题也变得愈加严峻，其中也包括电能。据统计，全球用电总量持续增长，强劲的电力需求将拉动全球电力投资。智能电网的建设就愈加被人重视。对于发达国家及部分发展中国家，电网的智能化改造以及产品的更新换代将是相关电力设备的主需求。美国、欧洲、中国、日本等国家和地区都相继提出智能电网建设计划，这将为全球智能配用电行业带来巨大的市场需求。

图1 2011～2035年世界电力投资及用电预测

图2 全球各地区智能电网市场收入预测

智能电网就是电网的智能化（智电电力），也被称为“电网2.0”，是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。其具体的优越性在于：①保护环境，充分地利用了电网资源，节约了电能，减少污染；于结构坚固，承受能力较强，利于电网的运转；③提升电网的运行速度；④电网自动化。电网在出现问题时，可以自行改进，随后正常运转；⑤智能电网的建设成本较低；⑥加强市场与用户之间的相互了解，提升服务质量。

电力工程是与电能的生产、输送、分配有关的工程。广义上还包括把电作为动力和能源在多种领域中应用的工程。作为能源的一种形式，电能有易于转换、运输方便、易于控制、便于使用、洁净和经济等许多优点。从19世纪80年代以来，电力已逐步取代了作为18世纪产业革命技术基础的蒸汽机，成为现代社会人类物质文明与精神文明的技术基础。因为智能电网的成本较低，使用性能又比较高，电力工程技术在智能电网的建设过程中的应用显得尤为重要。

首先，在电源应用方面，电力工程技术能够为智能电网的各种设备提供不同的电源。具体包括直流、变频以及恒频的交流电源等。例如，在蓄电池充电中，一般是采用直流电源，在变电所的操作中，既可以采用直流电源，也能用交流电源，而在大型或者小型的计算机中，可以采用高频的开关电源。

其次，在输电应用方面，电力工程技术也凸显出优势。智能电网对电能的质量要求较高，因为只有电能的质量高，智能电网的运行状态才能平稳。而实现这些要求需要电力工程技术中的谐波抑制技术以及无功补偿技术的支持和配合。另外，电力工程中也不断出现新的装置（例如，超导无功补偿装置以及薄型交流变换器等）。有一些国家在一些输电工程中由于线路比较长，或者是输电的容量比较大时，一般都是通过直流电的输电方式来进行的。

在我国输电线路的建设工作中，尤其是一些高压直在发电应用方面，电力工程技术是一种现代的新技术，它通过电力和电子设备，实现电能的转化以及控制，大大降低了能量的消耗量，同时还能减少机电设备的使用，工作效率也因而提高。目前，很多半导体的功率元器件的容量都大大提高了，并且向着高压化的方向发展，在电力工程技术中出现了各种各样的新技术，例如以高压变频为代表的电气传动技术，以SVC为代表的柔性交流输电技术，以智能开关为代表的同步开断技术，以高压直流输电为代表的新型超高压输电技术，以动态电压恢复器为代表的用户电力技术以及静止无功发生器等。

目前，我国将具有很大规模电场的并网技术作为主要的开发技术，从发展趋势来看，电网未来的发展方向可能是光伏发电等范围很大、运行稳定可靠的并网技术。将国内的能量转化技术和国外对比可以发现，目前我国的能量转换技术还不成熟，还处于一个初级的发展阶段，相关的更多技术还要进一步进行开发实现。在智能电网建设中采用能量转换技术，其发展的方向是促进对可再生能源的利用，并提高对各种并网技术的利用。