摘要:社会经济的发展和科学技术的进步带动了我国电力行业的快速发展,并促使智能电网成为我国电力系统发展的主要方向。在智能电网的建设中,需要用到许多的电力设备以及电力技术,而这些电力设备和电力技术的发展在很大程度上影响着智能电网的建设质量。基于此,本文对智能电网中电力设备及其技术的发展情况作了详细分析,希望对我国智能电网的建设能够有所帮助。
关键词:智能电网;电力设备;电力技术;发展分析
1智能电网中电力设备发展
1.1发电设备
智能电网在发电方面涉及的电气设备包括以下几种:(1)各种新能源和分布式发电技术设备,如微型燃气轮机、燃料电池(微透平)、太阳能光伏发电、风力发电、生物质能发电设备、洋能发电设备和地热发电设备等。(2)智能保护与控制类设备,如数字型保护继电器、智能分接头变换器、动态分布式电力控制设备等。(3)各种大容量储能及高效能量转换装置,如蓄电池储能、超级电容器、超导储能、飞轮储能,以及燃料电池,高容量储氢、高效二次电池等设备。
1.2输电设备
(1)FACTS技术及设备。随着科技的迅速发展,电力系统同现代电力电子技术的结合出现了现金的柔性交流输电技术,在电力设备的输电端得到了充分运用。FACTS技术及设备通过采用电力电子装置能够实现对输电系统重要参数的准确控制,并取得良好的效果。在具体的运行过程当中能够更加合理的分配输送功率、减小发电成本、控制功率损耗,而且在一定程度上还能够大幅提高电力系统的运行稳定性。
(2)HVDC技术及设备。将发电厂发出电流通过换流阀转换为直流电,然后再将直流输电线路输送到接收端并注入到交流电网当中及HVDC技术。当前,一般直流输电核心往往集中在换流站的电力设备之中,而且是否能够顺利实现直流电与交流电能量的高效转换直接取决于换流站。
(3)超导技术及设备。智能电网的目标是降低网络损耗,美国智能电网规划的一个重要目标是实现以超导为主的骨干网,大幅降低网络损耗。超导电力技术是利用超导体的无阻高密度载流能力及超导体的超导态和正常态相变的物理特性发展起来的一门新的电力技术,它在实现电力装置的轻量化、小型化、低能耗和提高电力系统的安全性、稳定性和电力质量等方面具有重要的意义和广阔的应用前景。
1.3变电设备
智能电网中的变电设备,主要是变电站中的一次和二次设备,在智能电网的建设下,未来的变电站将可以实现对信息的交换和共享,构成一个信息化的平台,利用信息化的平台实现智能电网需要的功能。现阶段已经在建设中的智能化变电站,是通过对一次设备的智能化应用和二次化设备的网络化应用,实现变电站之间的信息共享。虽然智能数字化变电站和传统变电站只有信息通信模型上的不同,但是在过程层中却有着重大的变化。在传统变电中的一次设备和二次设备之间的连接是通过电缆进行连接的,而智能数字化变电站中是用电子式电压、电流互感器和光纤之间的连接。
1.4配电设备
智能电网当中的配电主要以高级自动化配电来完成,其可以适应一般的分布式电源与柔性配电设备的接入要求,同时也满足双向流动配电网的一般监护需求。另外,由于分布式智能控制在终端装置的控制与局域网信息交互方面具有一定的适应性,所以其可以有效提升广域电压的无功调节,从而快速实现故障隔离,这对于提升配电的整体稳定性具有不错的应用效果。另外,在配电网络构建过程中需要切实做好数据通信网的建设,重点完善光纤、载波以及组网技术与设备的应用,确保光学与电子互感器的有效应用,从而在智能电网构建基础上进一步实现功能的拓展和延伸。
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1.5用电设备
智能电网在用电方面的目标是可以与用户实现有效的交流互动,促进电力市场实现竞争机制,使用户可以进行信息和能量的双向交换,让用户可以随时了解自身的用电量和电价的信息。用电设备主要具有三种,分别为智能表计量、数据量测设备和智能通信设备。智能表计量具有较全的计量电量功能,并且可以实时计费,与用户管理系统进行信息的沟通,还可以随时获取用户的不同时间段的所有用电信息数据。数据量测设备的用途分为两种,一种是用户专用,一种是企业专用。用户专用的数据量测设备,是在原有的电子量测设备的基础上进行改造,添加先进的通信设备,实现用户对电力运行的实际情况进行测量和对交易数据进行监控。企业专用的量测设备主要具有保护系统和控制系统,在保护系统中设备的主要体现是线路容量实施监控设备,而体现控制系统的设备为故障识别继电器。
2智能电网中电力技术发展
2.1高性能、智能化电力电子技术
由于在发电部分各种新能源和分布式能源的开发和利用,在输电部分电力系统安全稳定及降低网络损耗的传输,以及在配、用电方面对电能质量的要求,在未来的智能电网中,预计会有95%以上的电能要经过电力电子技术的处理后才能使用。在智能电网中,电力电子技术和装置将无处不在:从发输电角度来说,电力电子技术可有效提高发电效率和提高输电质量;从配用电角度来说,电力电子技术可有效进行节能改造,提高用电效率。智能电网的电力电子设备正朝着高性能化、智能化、全数字控制、系统化和绿色化(无谐波公害)方向发展。
2.2低成本、高密度、大规模的储能技术
低成本、高密度、大规模的储能技术不但可以实现更高的理论负荷,也能够有效提升配电系统的各种资源综合配置和利用效率,有效降低整体性能的损耗,切实提升电能的利用水平。在储能设备接入系统后,用户侧可以通过分布式电源的应用来解决风能与太阳能间歇性配电的问题,同时可以对配电系统的不利影响进行有效控制,以此来实现电能的质量控制与设备的配合,最终实现定制电力技术的有效应用。当前,由于储能技术的研究变得越来越广泛,其在国际学术界也受到了广泛的认可与关注。随着低成本、高密度储能技术的应用与发展,电力运行的整体效率也会得到跨越式的提升,这对于用电策略也会产生显著影响。
3智能电网中电力设备及其技术的发展前景
通过对智能电网中的设备技术的发展进行分析,提高工作人员对技术发展分析的重视程度,对于推动我国智能电网的建设具有非常重要的意义,使其向着高智能化和高性能化的方向进行发展,使能源得到充分的应用,提高变电站的效率。并且还需要使电力设备向着低成本、大规模储能技术方向发展,提高配电系统对资源的利用率,解决自然能源对其的影响,使电能质量得到提高。但需要看到的是,智能电网中涉及到的电力技术涵盖非常广泛,其中还包括大量的前沿技术,有些正在开发或已经掌握的技术也不断趋于成熟与完善。当前,数字化变电站朝智能变电站转型是未来发展的必然趋势,但要想突破一些关键技术还仍然存在一些较大的难度,是否能够解决好此类问题将会对智能电力设备产生巨大的影响。
4结束语
总而言之,在未来发展中,智能电网的一次与二次、装备与电网、装置与系统的融合将更加紧密,所引用的电力技术也将更加先进,过去专业界限也会由于智能电网的发展日趋模糊。可以预见的是,智能电网中大量智能系统与设备的组合拓宽了电力系统的外延,正因如此在今后的电网工作当中必须要对这一工作引起充分重视,不断借鉴先进经验,勇于创新,将高新技术应用到智能电网的建设当中来,从而确保国家电网的高效稳定运行,推动我国社会经济的发展。
参考文献:
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[3]朱辉.智能电网中电力设备及其技术发展分析[J].通信电源技术,2016,33(02):213-214.
论文作者:崔巍
论文发表刊物:《电力设备》2018年第26期
论文发表时间:2019/1/16
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