朝阳天润风电有限公司
摘要：伴随着电网建设管理工作的不断推进，电力设备智能化发展结构已经成为顺应时代发展趋势的必然选择，合理性应用智能化技术，能在提升经济水平的基础上实现社会利益的全面进步。我国目前的主要电力来源是火力发电、水力发电、风力发电和核电。在各种发电设备层出不穷的前提之下，从电力安全角度出发，对电力设备进行智能化管理也逐渐成为当下发展的一个主要趋势。文中主要针对风电场中电力设备的智能化投入方面的内容做简要的分析和探讨。
关键词:风电设备；风电场；智能化
一、电力设备智能化的可行性及功能
1、可行性。智能变电站是智能电网中最重要的一个“中转站”，在建造智能化的变电站之前，先要做好相关的准备工作——将传统的变电站数字化。数字化和智能化的意义是不一样的，数字化变电站是将传统变电站的各方面数据加以记录，使得计算机可以使用这些数据加以分析。智能化的电力设备将这些数字加以整理归纳之后，进行分析处理。同时实现电气设备的状态检修也是智能化变电站俄一个优点。状态检修技术可以在线对相关设备进行检修，不用停止正常工作，还可以就设备的使用情况加以预判。电力设备智能化可以针对性的提高变电站的工作质量。我国在电力设备上的智能化进程做的也很好，在计量技术、操作技术等技术方面达到世界领先的地位。不只变电站的数字化是其智能化的重要基础，对于整个电力行业来说，都要先经过设备的数字化，然后再加快智能化的进程。
2、功能。电力系统设备在进行智能化之后，可以增强和设备管理互动的能力，提高相应设备的使用质质量，减少成本的损耗；还可以加大与调度系统的交流，使电力系统的决策更加立体化；最后可以大大提升电力系统中设备的使用寿命。对于电力系统管理模式也起到了一定的促进作用，落后的管理模式会造成电力系统工作人员丧失积极性，电力设备智能化之后可以激发工作人员的工作热情。
（1）促进和加强设备管理。电力系统设备智能化之后，会与计算机操作系统相结合。进一步提升了整个电网的数字化，可以更好的对相关设备进行监控。某设备出现故障之后，可以通过智能化的系统对设备的横向分析、纵向分析来评估设备的使用情况，可以提高设备的使用率，降低电力系统的管理成本。
（2）增加调度系统决策维度。智能化的电力设备还可以通过状态检修的方法对设备使用情况进行预判，在实际生产中，很多设备没有具体的使用年限，利用智能化电力设备的这一作用可以做到在设备损坏之前及时进行更换，避免设备在损坏之后在进行更换，进而提升电力系统的工作质量。
（3）提高对电网智能的重视力度。智能化的电力设备还对管理活动提出了新的要求，之前落后的管理方式过于重视了电力设备在使用中的工作状况和使用寿命，对设备的使用效率和未来情况的预判不够重视，电力系统工作人员工作热情得不到激发，智能化的电力设备帮助人们加深了对智能电网的理解。
二、风电场电力设备智能化的必要性
风力资源是一种可再生资源，风力发电目前在我国已经进入快速发展的阶段。但是因为风电具有随机性、波动性和间歇性，所以大规模的风电并网会对电网的安全运行产生一定的影响，造成电力质量下降等问题。为了防止风电场输出功率的随机性，对风电场输出功率的间歇性和波动性进行必要的控制，就必须要保证风电设备有功功率的平衡。但是随着电网设备的不断扩大，电网备用容量的需求也会增大，这样就会使电网的发电效率降低，因此将智能化电力设备投入到风电场的电网运营中是非常重要的，可以有效地提升电网的发电效率。
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三、风电场电力设备智能化的可行性
和其他机组进行比较，风电场的有功节能是非常有限的，因此目前主要是通过采用功率控制的方法来对风电机组的最大功率进行控制。这个方法能够在一定程度上实现风力机组最大功率的输出，可以提高风电场的工作效率。而电力设备智能化需要以电力设备的数字化为前提。目前就风电系统来说，数字化已经全面实施，可以实现其在线监控和在线故障诊断，因此将智能化电力设备投入到风电场当中运行是可行的。
四、风电场中电力设备智能化的应用分析
1、电力设备智能化变电技术的应用
（1）智能感应技术在风电场的运用。如果想要将智能化电力设备充分运用到风电场中，就需要对风电场的智能电网做出建模并加以运用。要对智能电网这个庞大而又复杂的系统有效的控制，那么首先就需要对整个风电场的设备做出监测，然后再将所获得的设备信息和相关的设备运行情况做出整合。因此，有很多先进的感应器可以投入到这方面的使用当中，比如无线感应器、智能感应器和光纤感应器等。对于智能风电厂来说，这些感应器支撑其正常运转，在智能风电场和其他多种设备运行的环境下，它们可以将变电器所需要的各种信息调取出来。
（2）智能设备和智能装置在风电场的投入。对于风电场的智能化来说，采用的智能设备和智能装备不单单覆盖整个电力系统的配电装置、发电装置和输电装置，还需要在风电厂变电装置的各个环节也加入相关的投入。对于由智能化设备和装置搭建的智能变电站而言，每一个元件都是一个独立的个体，可作为一个特殊的节点来加以利用，而每一个节点都是智能电网的特殊组成部分。因此可以将智能变电站的数字化、可视化和网络等功能结合在一起，充分体现出其功能一体化的特点。对互感器、变压器和断路器需要做出一体化的设计，对于保护、控制、计量和测量等部分也需要这样进行，因为这都是风电场电力设备智能化的必然要求。
2、电力设备智能化输电技术的应用
（1）风电场的特高压输电技术。风电场的特高压输电技术主要包括特高压交流输电技术和特高压直流输电技术。特高压交流输电技术指的是1000kV及其以上等级的交流电压输电工程和相关技术。而输送距离、输送容量以及节约占地走廊和降低线路损耗等都是特高压输电技术的特点，也是特高压交流输电技术的优势。其关键技术在5个方面:①控制过压电的深度，采用并联电抗器、变电器、高性能的避雷器等方式来进行，此方法比较自动化；②对机外绝缘技术的应用有助于特高压交流技术的全面安全化，主要采用了玻璃绝缘子，高强度瓷和特高压复合绝缘子等来实现；③对电磁环境进行有效控制，可有效地将噪声、电磁和电辐射等产生的影响降到最低；④对特高压稳定水平采用大规模的仿真运算技术进行，可以有效对电网的运行性能做出评估，从而制定出有效的电网运行策略。
（2）风电场的柔性输电技术。风电场的柔性输电技术可以从直流和交流技术两个方面来，其最大的特点就是大量的应用电子设备。在柔性交流输电网络中，其控制晶闸管的串联电容器、可控制的并联电抗器以及静止的无功补偿器等都采用了电子设备。对于风电场来说，对电子器件的应用和其设备的无功补偿能将电能质量方面的优势突出地体现出来。柔性直流输电系统的基础技术主要是PWM技术和VSC技术，这两种新型的直流输电技术的组合体引入了比较先进的电力设备。在控制和转换方面，其优势更是体现的比较充分。对于柔性直流输电系统来说，不需要外加环相电压，也不需要环流的方式就能够进行工作，它不单单能够对有功功率做出精确控制还能够对无功功率做出控制，可以说它在风电场里是一种相当理想的输电技术。
结语：随着国家电力部门对新技术的不断重视，电力设备智能化的进程会越来越快。但当前我国智能电网的建设还处于发展阶段，只有在这个时候做好充分的准备，才能保证电力设备的智能化在风电场得到充分的应用。
参考文献：
[1]黎春湦.大型工业企业智能电网构建研究[D].华中科技大学,2012
[2]周学斌.面向广域安全防御的智能电网控制操作研究[D].长沙理工大学,2010.
论文作者:沈凯
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第07期
论文发表时间:2019/8/15
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