武丙顺
（国网滨州供电公司 256600）
摘要：我国电力行业随着科学技术的进步也得到了持续的创新发展，智能电网是一个涵盖了发电、输电、变电、配电以及用电等全部电力利用流程的完整智能电力系统。在智能电网的运行中，智能电力设备及其技术发挥了关键作用。本文介绍了智能电网的相关概念，并就智能电网中电力设备及其技术的发展进行了论述，以期为我国智能电网的研究与发展提供一些参考。
关键词：智能电网；电力设备；电力技术；创新发展
随着我国经济社会的发展，电能已经成为人们生活和社会生产中必不可少的一种能源，在人们生活方式不断转变和生活水平不断提高的背景下，对用电质量的要求也不断提高。当前，智能电网已逐渐成为国内外电力系统应用和发展的主要趋势，受到了国家的高度重视。智能电网是一个涵盖了发电、输电、变电、配电以及用电等全部电力利用流程的完整智能电力系统。智能电网作为一项重要的科技创新，其建设质量的关键在于智能电力设备及其技术的发展与应用程度，因此，加强对智能电网中电力设备及其技术发展的研究具有重要的现实意义。
一、智能电网概述
智能电网是一种运用现代先进的科学技术，以双向的通信网络为基础的一种现代化电网系统，其中包括传感技术、测量技术、远程控制技术、设备技术以及决策支持技术等，实现了电力传输的互动、可靠、安全、经济与兼容。智能电网是科学技术不断进步下电力行业发展的产物，以实现环境友好为目标，涵盖了电力系统中的各个环节以及所有的电压等级。与普通的电网相比，智能电网具有十分明显的优势，不仅能实现“电力流、信息流、业务流”之间的高度融合和一体化，还具有自愈性、兼容性、交互性、安全性和经济性等多方面的特点。智能电网的自愈性是指其能对故障自行诊断与隔离，实现系统的自我恢复；其兼容性是指能对各种不同类型的电源和储能设备兼容，各种发电方式都可即插即用，很好地满足了用电用户多样化的需求；交互性是指能与用电用户之间进行交互并实现高效互动；智能电网的安全性表现在即使在电网发生故障以及极端的气象条件下，智能电网也能确保电网的安全运行，并向用户持续供电。智能电网的经济性表现在其对电网运行方式的优化和智能无功调节使得电能资源的损耗大大降低，提高资源的有效利用率，最终达到提高供电企业经济效益的目的。
二、智能电网中电力设备的发展分析
智能电网是一个涵盖了发电、输电、变电、配电以及用电等各个环节的一个完整智能电力系统，在这样一个系统的各个环节中包含了大量的电力设备。从狭义上来说，智能电力设备是具有信息获取或传输能力以及自动进行逻辑判断的电力设备。从广义上来说，所有适应智能电网新特点并能为其运行给予支持的电力设备都可称为智能电力设备。我们对智能电网中电力设备的应用和发展情况进行分析能更好的提高智能电网的运行质量水平。
（一）智能电力设备在发电中的应用
从智能电网发电这一环节中对电力设备的应用情况进行分析，可以看出电力设备包含了各类并网接入设备、能源转换设备以及储能设备等各种设备，范围十分广泛。其中大容量储能设备有超导储能、蓄电池储能等，智能分接头转换、动态分布式电力控制设备以及数字继电保护设备是智能电网中主要的智能保护设备和电力控制设备。并且在科学技术的不断发展下，各种以燃料电池、太阳能、生物能以及风能为主的新能源发电设备也被越来越多的应用到智能电网的发电环节中。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
（二）智能电力设备在输电中的应用
目前，在智能电网的输电环节中，主要采用的是FACTS设备及其技术和HVDC设备及其技术这两种。其中前者是以电力电子装置为媒介，实现对输电系统参数的准确控制，这样的方式能使对输电功率分配的合理性大大提高，并能对功率的耗损情况进行有效控制，具有输电成本低的优势，使电力系统的运行稳定性和经济性在很大程度上得到提高。后者一般在换流站中集中使用，采用HVDC设备及其技术在发电厂将电流发出，通过换流阀将其转换为直流电。
（三）智能电力设备在变电中的应用
随着智能电网技术的不断进步与发展，智能变电站的各项工作流程和环节也均实现了自动化操作，包括信息的采集、信息控制、继电保护以及电力系统检测等环节。自动化是智能电网的一项重要标志，也代表着智能电网在智能调节和协同互动方面的智能级别更高，特别是在智能变电站中光电技术与微处理器技术的应用，大幅度的提高了设备被检测信号回路与操作驱动时的便捷性，使电力系统的运行可靠性增强。
（四）智能电力设备在配电中的应用
由于各种柔性配电设备在智能电网配电环节的广泛应用，是的智能电网在配电环节的自动化功能更为高级，并在最大程度上满足了配电网的重要需求——配电功率的双向流动。除此之外，在配电环节应用分布式智能控制设备使得各种高级功能得以实现，包括对电力终端广域电压无功调节、局域网信息交换以及快速故障隔离控制等功能。
（五）智能电力设备在用电中的应用
智能电网在用电方面较为常用的设备有通信设备、智能表计量、数据量测设备、测量监视设备、智能保护装置、海量数据处理设备等。通信设备如光纤、无线通信等种类繁多，应用十分广泛，并且在科技的不断发展和进步中，各种通信设备也得到了发展并被更多的投入到智能电网用电中的应用。智能计量表的主要功能是对电力用户在一段或多段时间内的用电量数值进行获取并准确核算。数据量测设备按照其用途分为公共事业和个人用户两种类型，前者相对而言更为高级，主要在高级保护系统、公共事业检测系统等方面应用。
三、智能电网中电力技术的发展分析
（一）高性能、智能化电力电子技术
在智能电网的发展中，因需要满足电网在各个环节的运行要求，这就使得智能电网电力设备技术也要不断的更新和发展。如在发电环节，各种新能源和分布能源被开发并广泛的应用；在输电环节对电力传输网络损耗以及电力系统安全稳定的要求较高；在配电和用电环节则是要求具有较高的电能质量，因此大部分的电能都是经过智能电网中电力电子技术的处理后才可使用。电力电子技术和装置在智能电网中的存在和应用极为广泛，在发电和输电环节应用电子电力技术对于提高发电工作的效率和输电的质量能起到极大的作用；在智能电网的配电环节，电力电子技术和装置通过进行节能改造，实现对电能的合理分配从而不断提高用电的效率。电力电子技术在智能电网中各个部分的应用范围广泛，包含了电源、电能源、电机、电力系统等技术的应用，在电源上有便携式电源、电力操作电源以及储能装置等，新能源如风能发电、光伏发电以及燃料电池等，电机技术是其中一项重要技术支持，主要产品有变频器、软启动器、同步励磁等。在电力系统方面则有FACTS、HVDC、D-FACTS等电力技术，如电动汽车、先进传感与测量技术、微网技术和分布式接入技术等其他电子电源产品和技术均在智能电网被应用。未来，智能电网电力设备技术将会朝着高性能、智能化的方向不断发展，并得到更为广泛的应用。
（二）大规模、低成本、高密度储能技术
电能储存技术是智能电网运行中一项提高电能利用效率的重要技术和措施，通过电能储能，能对电力负荷运行进行削峰填谷，有效地提高了电能在配电环节中对资源的利用率，降低电能的损耗，提高配电系统运行的效率。大规模、低成本、高密度储能技术在智能电网各个环节都可应用，并能起到不同的作用，如通过接入系统或用户侧，能有效地配合各种分布式电源，对于风能、太阳能等各种新能源在使用中产生的不稳定性和间歇性，从而造成配电系统运行中的不利因素都能予以解决。此外，电能储能技术还可与各种电能质量控制设备相配合，能有效改善各个环节的电能质量，对于实现定制电力技术提供了有力支持。由此看来，电能储存技术是智能电网发展中的一项重要技术，目前各国对各种储能技术的研究也投入了高度的重视，尤其是在大规模、低成本、高密度储能技术的研究中，国际上已有了较大的突破。随着大规模、低成本、高密度储能技术在智能电网中的应用，其运行方式也随之改变，同时也对用户的用电策略方面带来了一定的影响。
（三）高温超导材料技术
高温超导材料如超导限流器、超导电缆、超导变压器、超导储能系统、超导电动机以及超导发电机等。高温超导体材料技术中较为成熟的技术是采用PIT设备、长1.0~2.0km的Ag基Bi-系多芯复合超导带的技术，近年来，YBCO涂层材料已成为高温超导带材发展的主要方向。高温超导材料技术在电力工业中的应用对于提高电网稳定性、改善供电可靠性、保护电气设备、增加电网的输送容量以及降低智能电网的建设成本和改造费用等方面具有积极的作用和意义。
由于智能电网所涉及到的范围十分广泛，其技术应用和创新也较为复杂，包括各种较为先进和前沿的技术创新与融合，因此，这就使得各种新技术的使用层次不一。如数字化变电站技术，已被开发并掌握，但仍在逐步的完善和发展，朝着智能变电站的层次迈进；而有的技术如高温超导技术、大规模储能技术等仍然是智能电网电力设备技术中的研究与应用的难点，目前仍在攻克阶段。这些技术在其应用及发展过程中若能取得突破性进展，将会使智能电网的运行产生巨大的变化。
四、结语
智能电网是以信息技术为支撑，在运行中需要获取海量信息，这就需要依靠大量的智能电力装备提供技术支持。在智能电网未来的发展趋势中，各种复合技术也被不断的开发并应用，智能电网中的智能功能的外延将会在各种专业的发展下得到拓宽，并且智能电网中电力设备、技术及系统将会呈现出相互融合、整合并灵活组态的发展趋势。智能电网中电力设备技术将会更多的应用高性能、智能化电力电子技术和大规模、低成本、高密度储能技术等一系列前沿技术，因此，在今后智能电网的建设中，可以更多的在这些技术方面进行研究，不断促进智能电网的创新发展。
参考文献
[1]孔祥玉,赵帅,贾宏杰，等.智能电网中电力设备及其技术发展分析[J].电力系统及其自动化学报,2012,24(02):21-26.
[2]陈淑春,王文忠.智能电网背景下的电力设备检测和维护技术[J].科技风,2015,17(14):17.
[3]吴博一.智能电网中电力设备及其技术探讨[J].城市建设理论研究（电子版）,2015,34(22):6536-6537.
[4]刘静,饶学平,张强，等.面向智能电网的智能电力设备技术与应用[J].科技展望,2014,27(18):105-105.
论文作者:武丙顺
论文发表刊物:《电力设备》2016年第11期
论文发表时间:2016/8/24
标签：电网论文; 智能论文; 技术论文; 电力设备论文; 电力论文; 电能论文; 超导论文; 《电力设备》2016年第11期论文;