电力工程技术在智能电网建设中的应用论文_李大勇

电力工程技术在智能电网建设中的应用论文_李大勇

(内蒙古电力(集团)有限责任公司锡林郭勒电业局 内蒙古锡林浩特 026000)

摘要:电力能源作为社会各领域发展的核心能源,随着社会经济快速发展,电力供需矛盾日益突出。人们愈发重视智能电网建设,作为一项系统性、长期性过程,智能电网建设面临着诸多困难,需要电力工程技术的大力支持,能够节省更多资源,且能够为电力能源稳定输送提供保障,加快新电改进程。

关键词:电力工程;智能电网;技术;应用

1 智能电网的特点

智能电网的实用性强,经济性高,智能电网可以有效帮助电力交易的开展,优化资源配置,而且智能电网能够降低电网的损耗率。智能电网坚固,电网系统非常庞大,如果出现故障,智能电网仍然可以为用户提供电力,防止大面积停电的情况出现,降低经济损失。如果出现自然灾害,智能电网仍然可以维持电力系统的安全运行。智能电网有很好的自愈能力,智能系统可以在出现问题的时候进行自我疗伤,智能系统的分析能力和安全评估能力很强,具有预防和预警的功能,能在不同的运作情况下,诊断故障部位,之后对该部位进行自我修复。

2 电力工程技术在智能电网建设中的总体应用

2.1 在电源部分中的应用

研究发现,电力工程技术的最大作用是将持续不断的电能提供给智能电网,包括直流电和交流电两种类型。其中,交流又划分为变频交流和恒频交流两种。在变电所的操作中,既可以应用直流电源,又可以应用交流电源,并且可以将高频开关电源应用到任何一种计算机中。

2.2 在输电过程中的应用

因为智能电网对电能和电网工作状态的质量要求较高,因此,在电网建设过程中,要充分重视电能质量和电网运行的稳定性,这就需要有机结合电力工程技术中的无功补偿技术和谐波抑制技术。其中,比较典型的两种设置分别是超导无功补偿装置和薄型交流变换器。

2.3 在智能发电过程中的应用

通过调查分析可知,近年来,电力工程技术逐渐被应用到智能电网系统中,主要是利用电力、电子器件实现对电能的转化和控制。采用电力工程技术,可以促使电量消耗减少;同时,降低机电设备的使用,提高工作效率。

3电力工程技术在智能电网建设中的具体应用

3.1 能源转换中的技术

新能源技术被广泛应用在未来的智能电网系统中,最大限度地降低碳排量,同时最大限度地增加经济效益,也就是将新能源应用到智能电网中,降低消耗和污染。此外,在电能转化中使用更加先进的技术设备,以便优化和更新电力工程技术,充分利用新能源。目前,太阳能和风能被世界各国广泛采用,我国电力部门也开始对电网并网技术进行大力研究,并制订了发展方向,以便在智能电网中更好地应用电力工程技术。

3.2 柔性直流输电技术

3.2.1优势

无须交流侧提供无功功率,没有换相失败问题。传统高压直流输电技术换流站需要吸收大量的无功功率,约占输送直流功率的40%~60%,需要大量的无功功率补偿装置。同时传统直流需要接入系统具备较强的电压支撑能力,否则容易出现换相失败。而柔性直流技术则没有这方面的问题。同时且独立控制有功和无功功率,可向无源网络供电。

柔性直流输电技术可以在4象限运行,同时且独立控制有功功率,不仅不需要交流侧提供无功功率,还能向无源网络供电。在必要时能起到STATCOM作用,动态补偿交流母线无功功率,稳定交流母线电压。如果容量允许甚至可以向故障系统提供有功功率和无功功率紧急支援,提高系统功角稳定性。而传统直流输电仅能两象限运行,不能单独控制有功功率或无功功率。

谐波含量小,需要的滤波装置少。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆无论是采用SPWM脉宽调制技术的2电平拓扑还是采用最近电平逼近(NLS)的子模块多电平拓扑结构的柔性直流输电技术,其开关频率相对于传统直流较高,产生的谐波比传统小很多,需要的滤波装置容量小,甚至可以不需要滤波器。

3.2.2局限性

输送容量有限。目前柔性直流输电工程的输送容量普遍不高,相对于特高压直流输电可以达到8000MW以上的输送有功功率,柔性直流输电目前最高设计输送有功功率为1000MW。其受到限制的主要原因是一方面是由于受到电压源型换流器件结温容量限制,单个器件的通流能力普遍不高,正常运行电流最高只能做到2000A左右;另一方面是由于受到直流电缆的电压限制,目前的XLPE挤包绝缘直流电缆的最高电压等级为320kV,因此柔性直流换流站的极线电压也受到限制。如果采用架空线路,电压水平能够提高,但是可靠性却大大降低;如果采用油纸绝缘电缆则建设成本会大幅提高,输电距离也会受到影响。

单位输送容量成本高。相比于成熟的常规直流输电工程,柔性直流输电工程目前所需设备的制造商较少,主要设备尤其是子模块电容器、直流电缆等供货商都是国际上有限的几家企业,甚至需要根据工程定制,安排排产,因此成本高昂。IGBT器件目前国内已经具备一定的生产能力,但是其内部的硅晶片仍然主要依靠进口。从目前国内舟山、厦门等柔性直流工程的建设成本来看,其单位容量造价约为常规直流输电工程的4~5倍。如果想要柔性直流输电达到特高压直流输电的输送容量,其成本是非常可观的。

损耗较大。无论是采用SPWM脉宽调制技术的2电平拓扑还是采用最近电平逼近NLS的子模块多电平拓扑结构的柔性直流输电技术,其开关频率相对于传统直流都较高,其开关损耗也是相当可观的。早期2电平柔性直流工程的换流站损耗能够达到3%~5%,目前采用子模块多电平的柔性直流工程多将损耗控制在1%以内,与传统直流的损耗相当,但是输送容量相对于传统直流还是很小,而如果容量提升,则必然需要更大规模的子模块和更快的开关频率,因此损耗也会相应提高。

3.3 重要电力工程技术在智能电网中的应用

3.3.1常规电力技术在电力工程中的应用

某些公司中的一些电力负载对电压的变化和电源突然中断非常敏感,如果供电系统中的电源不稳定或者有断电情况突然出现,就会对该公司的负载产生致命的伤害。针对这一情况,相关人员结合供电公司具体实际,经过研究可以使用两套常规电力设备来解决相关问题。

3.3.2并联补偿的使用

目前,在我国智能电网建设中,无功补偿装备开始被广泛应用,尤其是在实际智能电网中的电力工程技术中有效运用无功补偿技术。通过成功运用本项技术,可以解决由于电力设备中脉动负载而导致的各类问题。因此,先进电力设备的应用,可以保证电力工程运营的稳定性,获得更高的经济效益。

4 质量优化技术

从智能电网建设电能的角度来讲,质量优化是非常重要的方面。在智能电网建设过程中,对电能等级进行合理划分,并且应用一系列的评估判定方法,促使其形成一个较完善的体系;将经济性充分纳入考虑范围,对供用电的接口方式进行合理确定。只有这样,才能合理构建电能质量评估体系和客户评估体系。同时,在智能电网建设的过程中,要不断改进电力工程技术的法律、法规,促使智能电网建设经济化、智能化程度得到大幅度的提升。

结束语

总而言之,电网建设是社会设施建设的基础项目之一,在我国当前的电网运行环境逐渐地发生改变的今天,社会各行业对于电网的需求量越来越高。由于智能电网具有自愈能力强、实用性强、经济性高、坚固等特点,可以有效地推动现代社会的建设。而电力工程技术的有效应用,对于我国智能电网系统的建设和优化都具有重要的意义,因此在以后的实际工作中要得到特别的重视。

参考文献:

[1]王宏伟.关于提高电力工程管理措施的探讨[J].科技创新与应用,2014,31:172.

[2]刘剑.电力建设工程的技术问题与解决[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2014,10:218-219.

论文作者:李大勇

论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期

论文发表时间:2019/7/9

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