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摘要:目前我国智能电网的发展方向是“坚强智能电网”,这要求我们需要结合我国的电网发展情况将特高壓电网作为主要网络,将各级网络作为基础网络,并且需要通信网络等平台的支撑,促进我国电网向自动化、信息化等方向更好地发展。笔者将对智能电网当中的智能变电技术方面的问题进行简要的分析。
关键词:智能电网 智能变电技术 输变电
1 关于智能电网
1.1 我国智能电网的定义
智能电网就是将电网智能化,我们还称之为“电网2.0”,它的建成需要建立在集成、高速通信网络的基础之上,再通过先进的设备技术、先进的测量传感技术、先进的决策支持系统技术的应用及先进的控制方法的施行来将电网的安全性、可靠性、经济性、高效性、环境友好性和使用安全性的目标实现。 和目前电网相比,智能电网具有诸多优点,图表1所示:
1.2 国际上关于智能电网的相关内容
世界上有很多国家都已经结合自身电网的特点、结构和相关的技术水平对职能电网进行了大量的研究和实践,特别是欧美等国家表现的最为突出。因为每个国家的电网结构都是毫不相同的,所以每个国家对于智能电网的定义和理解也是存在着差异的。美国能源局对智能电网做出这样的研究报告,智能电网需要具备七个特性,分别是激发电力用户主动参与电网运营、自我修复能力、有效抵御灾害的袭击、兼容多种发电蓄电形式、提供高质量电能、利于构建繁荣电力市场、优化电网运行。
1.3国内智能电网研发和建设现状
我国虽然尚未出台智能电网的研发具体实施规划, 但国内两大电网公司已大力推行智能电网研发和建设工作。智能电网也是中国电网实现现代化的必经之路和发展核心。与欧美等国家“分散开发、就地消纳”的发展模式不同,由于我国地区能源分布和使用情况极不平衡,在进行大规模清洁能源开发和利用过程中,需要依托高电压等级输电网,实行大规模远距离输送,将多种清洁能源进行优化配置和协调发展,提高清洁能源消纳能力,促进能源消费结构的优化。因此,除了发展城市区域型智能电网外,我国迫切需要进行大规模智能电网技术研究和建设,以实现全国范围的能源配置。在2009年5月召开的“2009特高压输电技术国际会议”上,中国国家电网公司提出“坚强智能电网”的概念,并计划于2020年基本建成,正式拉开了中国坚强智能电网的研究与建设序幕。坚强智能电网是以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强网架为基础,以通信信息平台为支撑,具有信息化、自动化、互动化特征,包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节,覆盖所有电压等级,实现“电力流、信息流、业务流”高度一体化融合的现代电网。在开展坚强智能电网基础建设的同时,绿色电力、清洁能源的并网工作也在不断前进中。根据国家能源局《太阳能发电发展“十二五”规划》发展指标,到2015年年底,太阳能发电装机容量达到2100万kW 以上,年发电量达到250亿kW·h。
2 智能电网中的智能输电技术
2.1 特高也输电技术
特高压输电技术主要包括两个种类,一种是特高压交流输电技术,一种是高压直流输电技术。特高压交流输电技术是1000kV或1000kV以上等级的电压交流输电工程及其相关的技术。输送容量、输送距离、节约占地走廊和降低线路损耗是特高压交流输电技术的优势和特点。它的关键技术大概有五个方面:①可以对过压电的深度进行控制,一般都是采用断路器、并联电抗器、高性能的避雷器等;②应用了有机外绝缘这种新技术,采用了高强度瓷、玻璃绝缘子、特高压复合绝缘子等;③有效控制电磁环境,这可以将噪声的影响,电磁辐射的影响、电晕损失等有效地降低;④大规模仿真运算特高压稳定的水平,它可以对电网的运行性能进行评估,对电网的运行策略进行制定;⑤特高压交流专用设备的应用。比如高压并联电抗器、特高压专用单体式单相变压器等。
2.2 柔性输电技术
关于柔性输电技术,它也包含交流方面和直流方面的输电技术两种。柔性交流输电的一个主要特点就是对电子设备的大量采用,比如它对晶闸管控制串联电容器、可控并联电抗器、静止无功补偿器等的采用都可以说明这个问题。采用电力电子器件或设备能够将其无功补偿和电能质量方面的优势突出地体现。柔性直流输电系统的基础性技术是PWM技术和VSC技术,它是新型的直流输电技术,引入了目前比较先进的电力电子设备。在转换和控制这两个方面,将它的优势体现的十分突出。比如,柔性直流输电系统能在无需外加的环相电压和无源环流方式下进行工作,它一方面可以对有功功率进行精确地控制,另一方面还能够对无功功率做出有效的控制,是一种非常理想的输电技术。
3 智能电网中的智能变电技术
3.1 智能感应技术的运用
如果想要对智能电网这样复杂而又庞大的系统进行有效的控制,首先我们需要对全局进行有效的观测,其次要获得有效的设备信息和准确的运行状况。目前有很多先进的感应器,诸如无线感应器、智能感应器、光纤感应器等等。这些感应器都智能电网所必须的技术支持,可以在智能变电站的多种设备运行环境之下发挥出重要的作用,并且能够根据设备的需要,将变电器所需要的各种相关的信息获取出来。
3.2 智能设备和智能装置的运用
智能电网需要广泛采用智能设备和智能装置这一方面的装备。这是智能电网能够有效工作的一个必然选择。对于智能设备和智能装置的采用,主要覆盖了整个电力系统配电、发电、输电、变电等各个环节的应用。但是采用智能设备和智能装置最多的却是智能变电站。在智能变电站方面,其各个元件都是一个独立的节点,这些节点又成为了智能电网的组成部分。将网络化、数字化、可视化、功能一体化等功能结合起来就是智能设备所需要的性能,当然还需要将控制器和传感器的部件和本体做出一体化的设计。变压器、断路器和互感器也要做出一体化的设计,还有控制、保护、设计、测量、计量等也是这样。这些都是新技术优越性的体现,也是智能电网变电技术的必然要求。
4 结语
在本研究当中,笔者主要针对智能电网当中的智能变电技术方面的相关问题作出了简要的分析。虽然在国际上,对于智能电网的理解和定义方面的问题还存在着不同的解释,但是有一个共同的特点,那就是都强调了电网智能性的特点。我国的智能电网将我国电网的结构特点和技术水平有机结合了起来,我们有自己的发展方向,也有自己的发展基础。目前,我国智能电网中的输变电技术已经涵盖了很多方面的技术,但是其关键技术还是一个有待解决的问题。所以,为了更好地促进我国电网技术的发展,笔者认为相关的工作人员还需要进一步加大研究的力度。
参考文献
[1]李乃湖,倪以信,孙舒捷,姚美齐.智能电网及其关键技术综述[J].南方电网技术,2010,45(03).
[2]邵宝珠,王优胤,张逸帆,熊春燕,宋丹.智能电网对继电保护发展的影响[J].东北电力技术,2010,14(02).
[3]袁瑶,刘奭昕,王晓曦,张龙斌.我国智能电网规划现阶段研究与应用[J].长春工程学院学报(自然科学版),2010,18(04).
[4]李士林,高志强,王艳.变电站的智能化发展方向分析[J].河北电力技术,2010,07(01).
作者简介;罗政贵(1970-)男,汉族,本科学历,宁夏海原人,供职于国网宁夏电力公司中卫供电公司,先后从事变电运行、电力通信、调度及电力建设24年
关键词:智能电网 智能变电技术 输变电
1 关于智能电网
1.1 我国智能电网的定义
智能电网就是将电网智能化,我们还称之为“电网2.0”,它的建成需要建立在集成、高速通信网络的基础之上,再通过先进的设备技术、先进的测量传感技术、先进的决策支持系统技术的应用及先进的控制方法的施行来将电网的安全性、可靠性、经济性、高效性、环境友好性和使用安全性的目标实现。 和目前电网相比,智能电网具有诸多优点,图表1所示:
1.2 国际上关于智能电网的相关内容
世界上有很多国家都已经结合自身电网的特点、结构和相关的技术水平对职能电网进行了大量的研究和实践,特别是欧美等国家表现的最为突出。因为每个国家的电网结构都是毫不相同的,所以每个国家对于智能电网的定义和理解也是存在着差异的。美国能源局对智能电网做出这样的研究报告,智能电网需要具备七个特性,分别是激发电力用户主动参与电网运营、自我修复能力、有效抵御灾害的袭击、兼容多种发电蓄电形式、提供高质量电能、利于构建繁荣电力市场、优化电网运行。
1.3国内智能电网研发和建设现状
我国虽然尚未出台智能电网的研发具体实施规划, 但国内两大电网公司已大力推行智能电网研发和建设工作。智能电网也是中国电网实现现代化的必经之路和发展核心。与欧美等国家“分散开发、就地消纳”的发展模式不同,由于我国地区能源分布和使用情况极不平衡,在进行大规模清洁能源开发和利用过程中,需要依托高电压等级输电网,实行大规模远距离输送,将多种清洁能源进行优化配置和协调发展,提高清洁能源消纳能力,促进能源消费结构的优化。因此,除了发展城市区域型智能电网外,我国迫切需要进行大规模智能电网技术研究和建设,以实现全国范围的能源配置。在2009年5月召开的“2009特高压输电技术国际会议”上,中国国家电网公司提出“坚强智能电网”的概念,并计划于2020年基本建成,正式拉开了中国坚强智能电网的研究与建设序幕。坚强智能电网是以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强网架为基础,以通信信息平台为支撑,具有信息化、自动化、互动化特征,包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节,覆盖所有电压等级,实现“电力流、信息流、业务流”高度一体化融合的现代电网。在开展坚强智能电网基础建设的同时,绿色电力、清洁能源的并网工作也在不断前进中。根据国家能源局《太阳能发电发展“十二五”规划》发展指标,到2015年年底,太阳能发电装机容量达到2100万kW 以上,年发电量达到250亿kW·h。
2 智能电网中的智能输电技术
2.1 特高也输电技术
特高压输电技术主要包括两个种类,一种是特高压交流输电技术,一种是高压直流输电技术。特高压交流输电技术是1000kV或1000kV以上等级的电压交流输电工程及其相关的技术。输送容量、输送距离、节约占地走廊和降低线路损耗是特高压交流输电技术的优势和特点。它的关键技术大概有五个方面:①可以对过压电的深度进行控制,一般都是采用断路器、并联电抗器、高性能的避雷器等;②应用了有机外绝缘这种新技术,采用了高强度瓷、玻璃绝缘子、特高压复合绝缘子等;③有效控制电磁环境,这可以将噪声的影响,电磁辐射的影响、电晕损失等有效地降低;④大规模仿真运算特高压稳定的水平,它可以对电网的运行性能进行评估,对电网的运行策略进行制定;⑤特高压交流专用设备的应用。比如高压并联电抗器、特高压专用单体式单相变压器等。
2.2 柔性输电技术
关于柔性输电技术,它也包含交流方面和直流方面的输电技术两种。柔性交流输电的一个主要特点就是对电子设备的大量采用,比如它对晶闸管控制串联电容器、可控并联电抗器、静止无功补偿器等的采用都可以说明这个问题。采用电力电子器件或设备能够将其无功补偿和电能质量方面的优势突出地体现。柔性直流输电系统的基础性技术是PWM技术和VSC技术,它是新型的直流输电技术,引入了目前比较先进的电力电子设备。在转换和控制这两个方面,将它的优势体现的十分突出。比如,柔性直流输电系统能在无需外加的环相电压和无源环流方式下进行工作,它一方面可以对有功功率进行精确地控制,另一方面还能够对无功功率做出有效的控制,是一种非常理想的输电技术。
3 智能电网中的智能变电技术
3.1 智能感应技术的运用
如果想要对智能电网这样复杂而又庞大的系统进行有效的控制,首先我们需要对全局进行有效的观测,其次要获得有效的设备信息和准确的运行状况。目前有很多先进的感应器,诸如无线感应器、智能感应器、光纤感应器等等。这些感应器都智能电网所必须的技术支持,可以在智能变电站的多种设备运行环境之下发挥出重要的作用,并且能够根据设备的需要,将变电器所需要的各种相关的信息获取出来。
3.2 智能设备和智能装置的运用
智能电网需要广泛采用智能设备和智能装置这一方面的装备。这是智能电网能够有效工作的一个必然选择。对于智能设备和智能装置的采用,主要覆盖了整个电力系统配电、发电、输电、变电等各个环节的应用。但是采用智能设备和智能装置最多的却是智能变电站。在智能变电站方面,其各个元件都是一个独立的节点,这些节点又成为了智能电网的组成部分。将网络化、数字化、可视化、功能一体化等功能结合起来就是智能设备所需要的性能,当然还需要将控制器和传感器的部件和本体做出一体化的设计。变压器、断路器和互感器也要做出一体化的设计,还有控制、保护、设计、测量、计量等也是这样。这些都是新技术优越性的体现,也是智能电网变电技术的必然要求。
4 结语
在本研究当中,笔者主要针对智能电网当中的智能变电技术方面的相关问题作出了简要的分析。虽然在国际上,对于智能电网的理解和定义方面的问题还存在着不同的解释,但是有一个共同的特点,那就是都强调了电网智能性的特点。我国的智能电网将我国电网的结构特点和技术水平有机结合了起来,我们有自己的发展方向,也有自己的发展基础。目前,我国智能电网中的输变电技术已经涵盖了很多方面的技术,但是其关键技术还是一个有待解决的问题。所以,为了更好地促进我国电网技术的发展,笔者认为相关的工作人员还需要进一步加大研究的力度。
参考文献
[1]李乃湖,倪以信,孙舒捷,姚美齐.智能电网及其关键技术综述[J].南方电网技术,2010,45(03).
[2]邵宝珠,王优胤,张逸帆,熊春燕,宋丹.智能电网对继电保护发展的影响[J].东北电力技术,2010,14(02).
[3]袁瑶,刘奭昕,王晓曦,张龙斌.我国智能电网规划现阶段研究与应用[J].长春工程学院学报(自然科学版),2010,18(04).
[4]李士林,高志强,王艳.变电站的智能化发展方向分析[J].河北电力技术,2010,07(01).
作者简介;罗政贵(1970-)男,汉族,本科学历,宁夏海原人,供职于国网宁夏电力公司中卫供电公司,先后从事变电运行、电力通信、调度及电力建设24年