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【摘 要】 本文通过对我国输变电技术以及智能电网进行分析,分别对输电技术和变电技术的应用进行了分析,期望能更好的促进其发展。
【关键词】 智能电网;输变电技术;应用
引言:
在经济技术的推动下,国内电网事业进入到了一个新的发展阶段,人们用电需求的增长,对供电质量要求的提高,各大电力企业纷纷引进高科技,逐渐实现了智能化,大大提高了运行效率。输电和变电是电力系统中的重要环节,直接关系着系统能否正常运行,进而影响到企业效益,因此必须不断完善智能输变电技术。
一、智能电网的概念
(一)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。
(二)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。
二、智能输电技术
(一)柔性输电技术在城市电网增容和直流供电的应用
随着城市电网建设要求的日益苛刻和城市土地资源的日益稀缺,利用交流架空线路来增加城市电网输送容量的代价越来越大,而采用地埋式直流电缆进行输电,既可以回避线路走廊问题,又能够有效控制短路容量,提高输送容量,因此柔性直流输电技术在城市电网增容中具有良好的应用前景。以115kV、70km的交流架空线路为例,将其改造为大约100kV左右的双极式柔性直流输电供电后,线路输送容量可提高1倍,达到200MW。在城市电网中使用柔性直流输电技术,除了可以快速控制系统的无功功率和有功功率,有效改善系统的供电质量,防止电能质量问题造成敏感设备的损坏,还可以对交流侧的电流进行灵活控制,对电网的短路容量进行控制,从而解决城市电网短路电流超标的问题。与此同时,随着城市电网中电动汽车充电装置、IT设备用电等直流负荷的不断增长,采用柔性直流输电技术对它们进行供电,可以有效避免直流转换效率问题,降低谐波等对电力系统的危害,从而产生巨大的经济和社会效益。
(二)轻型高压直流输电技术
该技术使用的电压源换流器主要是由绝缘栅双极晶体管器件构成的,具有自行关断的功能,与普通的高压直流输电技术相比,该技术可以向无电源负荷区或弱交流系统供电,在降低无功需求的同时,还可动态补偿交流母线的无功功率,有助于稳定交流母线的电压,环保价值和经济效益都比较高,加上该技术灵活性强,在小型输电工程中较为适宜。
(三)特高压输电技术
对于智能电网中实施的特高压输电技术,主要包括特高压的直流与交流输电两个方面。对于其中的交流输电技术,在一般情况下是指1000kV以上的供电电压等级的交流输电技术。特高压输电过程中,其应用的关键技术包括了对于过电压的控制技术。对于绝缘材料的应用以及对于高压稳定性的仿真和专用设备的使用等方面,特高压交流输电技术在输电量、输电距离和输电效率方面具有较大的优势,同时还兼具了灵活可靠地运行特点。
三、智能变电技术
(一)电子式互感器传统电磁式互器
由于使用了铁芯,不可避免地存在饱和及铁磁谐振等问题,难以实现大范围测量,同一互感器很难同时满足测量和继电保护的需要。电磁式电流互感器二次回路不能开路,电压互感器二次回路不能短路,否则将危及人身及设备安全。电磁式互感器由于绝缘降低,运行中经常发生爆炸现象,危及电力系统安全运行。针对传统电磁式互感器的缺陷,电子式互感器逐渐受到国内外的广泛关注。电子式互感器分为有源与无源两种,其中全光纤电流互感器为无源型,它基于磁光法拉第效应原理,采用光纤作为传感介质,不存在铁磁共振和磁滞后饱和,同时具有频带宽、动态范围大、体积小、重量轻等优点。电子式电流/电压互感器(ECT/EVT)与保护设备的接口实现途径,从系统可靠性和技术发展两个方面考虑,一般采用数字化。即:对ECT/EVT所输出的电流、电压信号进行就地数字化后,通過光纤、合并单元、网络设备等传输至保护、测控设备。采样值数字化传输是数字化变电站区别于当前变电站自动化系统的重要技术特征之一。
(二)变电技术与维修管理要应用
变电状态检修技术简称为CMB技术,其核心概念:由于计算机和监测技术不断发展,在变电设备性能方面出现明显劣势而实施的维修方法。变电状态检修技术要求对各个变电设备的各种参数进行测量,随时反映设备运行的实际状态,提前发出警报,使工作人员及时采取措施进行维修。工作人员要采取先进的方法对设备进行状态监测,在故障的间隔期及时的采取措施,防止故障的发生。当最终的数据表明对变电设备维修的必须性,工作人员才能对变电设备进行维修,同时,必须可预知变电设备的故障状态,进行严密的有计划的维修工作,才能从根本上提高变电设备的维修管理效率。
(三)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。 (四)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。
四、输变电设备在线监测技术未来发展趋势
随着计算机技术、电子技术、通信技术等现代技术的不断发展,在线监测技术在电力系统及输变电设备在线监测中的作用及重要性越来越突出。在线监测技术的应用、在输变电设备运行状态监测及故障诊断中展示出较大优越性,但其在应用中仍存在着一定问题,如缺乏状态监测技术要求及指标,故障诊断机制不够完善,在线监测系统软件及硬件在运行中稳定性偏低,容易出現误报、错报等问题。相信随着科学技术的进一步发展,输变电设备在线监测系统越发完善,其自动化、智能化水平不断提高,在保障电力系统可靠安全运行中发挥更大作用。
五、结束语
输变电线路属于电网的重要组成部分,属于电力传输的大动脉,其运行状态直接影响着供电的稳定性及安全性,为保障输变电线路施工质量,对输变电线路施工现状进行分析,重点对输变电线路施工中技术及处理措施进行研究,在输变电线路施工中,基础施工、塔杆施工及架线施工属于十分关键的环节,保障施工工序整体质量,实现输变电线路施工综合效益。
参考文献:
[1]蔡爽,赵莹莹.对智能电网中的智能输变电技术的探究[J].电子技术与软件工程,2013,22.
[2]唐学军.输变电技术在智能电网中的应用[J].低碳世界,2014,01.
[3]梁森.解析智能电网中的智能输变电技术[J].企业技术开发,2013,23.
[4]王淼.智能电网中的智能输变电技术[J].科技创新与应用,2012,19.
【关键词】 智能电网;输变电技术;应用
引言:
在经济技术的推动下,国内电网事业进入到了一个新的发展阶段,人们用电需求的增长,对供电质量要求的提高,各大电力企业纷纷引进高科技,逐渐实现了智能化,大大提高了运行效率。输电和变电是电力系统中的重要环节,直接关系着系统能否正常运行,进而影响到企业效益,因此必须不断完善智能输变电技术。
一、智能电网的概念
(一)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。
(二)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。
二、智能输电技术
(一)柔性输电技术在城市电网增容和直流供电的应用
随着城市电网建设要求的日益苛刻和城市土地资源的日益稀缺,利用交流架空线路来增加城市电网输送容量的代价越来越大,而采用地埋式直流电缆进行输电,既可以回避线路走廊问题,又能够有效控制短路容量,提高输送容量,因此柔性直流输电技术在城市电网增容中具有良好的应用前景。以115kV、70km的交流架空线路为例,将其改造为大约100kV左右的双极式柔性直流输电供电后,线路输送容量可提高1倍,达到200MW。在城市电网中使用柔性直流输电技术,除了可以快速控制系统的无功功率和有功功率,有效改善系统的供电质量,防止电能质量问题造成敏感设备的损坏,还可以对交流侧的电流进行灵活控制,对电网的短路容量进行控制,从而解决城市电网短路电流超标的问题。与此同时,随着城市电网中电动汽车充电装置、IT设备用电等直流负荷的不断增长,采用柔性直流输电技术对它们进行供电,可以有效避免直流转换效率问题,降低谐波等对电力系统的危害,从而产生巨大的经济和社会效益。
(二)轻型高压直流输电技术
该技术使用的电压源换流器主要是由绝缘栅双极晶体管器件构成的,具有自行关断的功能,与普通的高压直流输电技术相比,该技术可以向无电源负荷区或弱交流系统供电,在降低无功需求的同时,还可动态补偿交流母线的无功功率,有助于稳定交流母线的电压,环保价值和经济效益都比较高,加上该技术灵活性强,在小型输电工程中较为适宜。
(三)特高压输电技术
对于智能电网中实施的特高压输电技术,主要包括特高压的直流与交流输电两个方面。对于其中的交流输电技术,在一般情况下是指1000kV以上的供电电压等级的交流输电技术。特高压输电过程中,其应用的关键技术包括了对于过电压的控制技术。对于绝缘材料的应用以及对于高压稳定性的仿真和专用设备的使用等方面,特高压交流输电技术在输电量、输电距离和输电效率方面具有较大的优势,同时还兼具了灵活可靠地运行特点。
三、智能变电技术
(一)电子式互感器传统电磁式互器
由于使用了铁芯,不可避免地存在饱和及铁磁谐振等问题,难以实现大范围测量,同一互感器很难同时满足测量和继电保护的需要。电磁式电流互感器二次回路不能开路,电压互感器二次回路不能短路,否则将危及人身及设备安全。电磁式互感器由于绝缘降低,运行中经常发生爆炸现象,危及电力系统安全运行。针对传统电磁式互感器的缺陷,电子式互感器逐渐受到国内外的广泛关注。电子式互感器分为有源与无源两种,其中全光纤电流互感器为无源型,它基于磁光法拉第效应原理,采用光纤作为传感介质,不存在铁磁共振和磁滞后饱和,同时具有频带宽、动态范围大、体积小、重量轻等优点。电子式电流/电压互感器(ECT/EVT)与保护设备的接口实现途径,从系统可靠性和技术发展两个方面考虑,一般采用数字化。即:对ECT/EVT所输出的电流、电压信号进行就地数字化后,通過光纤、合并单元、网络设备等传输至保护、测控设备。采样值数字化传输是数字化变电站区别于当前变电站自动化系统的重要技术特征之一。
(二)变电技术与维修管理要应用
变电状态检修技术简称为CMB技术,其核心概念:由于计算机和监测技术不断发展,在变电设备性能方面出现明显劣势而实施的维修方法。变电状态检修技术要求对各个变电设备的各种参数进行测量,随时反映设备运行的实际状态,提前发出警报,使工作人员及时采取措施进行维修。工作人员要采取先进的方法对设备进行状态监测,在故障的间隔期及时的采取措施,防止故障的发生。当最终的数据表明对变电设备维修的必须性,工作人员才能对变电设备进行维修,同时,必须可预知变电设备的故障状态,进行严密的有计划的维修工作,才能从根本上提高变电设备的维修管理效率。
(三)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。 (四)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。
四、输变电设备在线监测技术未来发展趋势
随着计算机技术、电子技术、通信技术等现代技术的不断发展,在线监测技术在电力系统及输变电设备在线监测中的作用及重要性越来越突出。在线监测技术的应用、在输变电设备运行状态监测及故障诊断中展示出较大优越性,但其在应用中仍存在着一定问题,如缺乏状态监测技术要求及指标,故障诊断机制不够完善,在线监测系统软件及硬件在运行中稳定性偏低,容易出現误报、错报等问题。相信随着科学技术的进一步发展,输变电设备在线监测系统越发完善,其自动化、智能化水平不断提高,在保障电力系统可靠安全运行中发挥更大作用。
五、结束语
输变电线路属于电网的重要组成部分,属于电力传输的大动脉,其运行状态直接影响着供电的稳定性及安全性,为保障输变电线路施工质量,对输变电线路施工现状进行分析,重点对输变电线路施工中技术及处理措施进行研究,在输变电线路施工中,基础施工、塔杆施工及架线施工属于十分关键的环节,保障施工工序整体质量,实现输变电线路施工综合效益。
参考文献:
[1]蔡爽,赵莹莹.对智能电网中的智能输变电技术的探究[J].电子技术与软件工程,2013,22.
[2]唐学军.输变电技术在智能电网中的应用[J].低碳世界,2014,01.
[3]梁森.解析智能电网中的智能输变电技术[J].企业技术开发,2013,23.
[4]王淼.智能电网中的智能输变电技术[J].科技创新与应用,2012,19.