智能电网中电力设备及其技术发展

智能电网中电力设备及其技术发展

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摘要:电力工程技术对于提高智能电网技术水平有着十分重要的作用,也能够有效的帮助智能电网达到其所应具备的特点与应用目标,保障电网运行及电力供应的稳定性与安全性。本文对智能电网具有的特征及其发展现状做出简要的分析,并从发电、输配电、变电以及用电四个方面对智能电网当中的电力设备发展做出分析,最后从电力电子技术与储能技术对电力设备技术实际的发展情况做出探讨,以期对我国智能电网发展有所推动作用。

关键词:智能电网;电力设备;电力设备技术;特点;发展

前言:

智能电网已然成为我国电力系统现阶段与未来重要的发展方向,通过将大量的电力设备与电力技术应用在智能电网建设当中,能够有效推动我国智能电网快速建设与完善。而电力设备及其技术将会对智能电网建设效果起到决定性的作用,是推动智能电网建设与发展的重要基石。因此,在对智能电网进行不断优化的同时,也要对电力设备与相关的电力技术发展做出深入的研究,通过硬件建设与技术手段推动我国智能电网的快速发展。

一、智能电网特点及发展现状

(一)智能电网具备特征

智能电网的概念是由美国提出的,其本质上是由多个配电和输电体系构成的电力体系,其最为主要的特征是供电过程的自动化。对于智能电网而言,其是基于集成与高速通信网络,同时运用先进测量技术与传感技术共同构成电网网络。智能电网具备非常鲜明五个主要特征,即自愈性、兼容性、安全性、交互性与经济性特征。对于自愈特征而言,智能电网可以实现故障诊断与隔离,使电网具有非常显著的自我恢复能力。而兼容性特征主要体现在其能够对发电方式与设备类型等实现全面的兼容。安全性特征体现在电网发生故障能够保证供电稳定性与安全性,确保用户用电处于正常状态。从交互性特征来看,其能够实现与用户做出良好的交互,显著提高电网管理能力。智能电网在实际的应用中应能够实现优于传统电网系统及运行模式下的良好信息交互,为提高电力供应的质量与效率,并实现电力企业的效益提升。对于经济性特征主要是能够显著提升电能利用率,进而降低运维成本。在建设智能电网时,需要采取合适的电网结构,比如对于生产力分布失衡和能源分布不平衡的情况,采取点对点送电、直流联网送电或者特高压联网送电等方式,来提高智能电网的适用性,保证电网结构的可靠。

(二)智能电网发展现状

智能电网出现及发展与时代发展背景相一致,在科技发展的推动下,对优化智能电网具有重要的作用,现阶段的智能电网尚不完善,在各个发展环节当中均存在或多或少的问题,但是其优化与发展效益却非常的显著。智能电网所具有的功能主要是利用数字技术加以实现,其中应用设备与技术需要保证和实际需求相符合。目前,我国智能电网现处于发展阶段,发展水平相比于发达国家具有较大的差距,在今后需要对此加以高度重视,推动我国智能电网的不断优化与发展。

二、智能电网电力设备发展分析

我国智能电网建设虽然尚处于起步阶段,但在先进技术的推动下得到较好的发展,特别是在电力设备方面,对推动智能电网发展具有的重要的作用,有效保证电网运行的安全性与可靠性。

(一)发电设备

从发电设备发展来看,现阶段出现大量的新型高效的发电设备,诸如微型燃气轮机、生物质发电机、地热发电机以及光伏发电等。同时在智能保护与控制设备也得到良好的发展,诸如分接头变换器、数字继电保护器等的出现,对智能电网实现安全稳定运行具有重要作用。此外,在能量转换与储能设备方面的发展,随着燃料电池、超级电容器以及蓄电池的出现,显著的提升了电能的利用率。由此可见,现阶段我国普遍应用与智能电网的发电设备具有较高水平,对推动智能电网发展具有重要的作用。

(二)输配电设备

对于输电设备而言,在智能电网进行建设时,既要对新能源带来的影响加以充分考虑,也要对远距离输电与降低线损等做出考量。在新技术与新设备的发展下,智能电网当中输电设备取得良好的发展。一方面体现在柔性交流输电系统(FACTS)的设备,通过对输电功率进行科学分配,能够显著提高电网运行可靠性,进而使电网发电成本得到一定的降低。现阶段,普遍应用与研究的FACTS设备主要集中串联补充装置、静止无功补偿设备以及静止快速励磁设备等。另一方面通过智能电网建设实现对线损进行有效的减低,目前广泛采用超导技术及其设备加以实现,能够在电能传输过程中显著的减少线损,促进电力装置得到快速发展。

对于配电设备发展同样能够从两个方面入手分析,其一为固态断路器装置(SSCB),该装置能够实现重复操作与快速涌断等特点,可以通过与其他设备配合使用,有效保证配网运行可靠性。其二为固态装换开关装置(SSTS),在安全性与低损耗方面具有显著的优势,保证用户供电电源在进行限制合闸电流与快速投切操作过程中能够有效实现。

(三)变电设备

在整个智能电网建设过程中,变电站必将会从数字化发展成为智能化,实现对电子互感器、合并单元以及一次设备等做到高效的应用,最终使变电站实际运行过程中产生的信息得到有效的采集与整理,并为决策分析与协同互动提供数据支撑。在大量电力设备应用与发展背景下,对于智能变电站已经不完全局限与单纯的数据采集和整理,更需其能够进行智能化分析。随着科技的快速发展,智能变电站在实际运行当中涉及的同期操作设备、继电保护装置、远动设备、测控设备以及电压无功控制设备等均逐渐向模块化、智能化、标准化与微型化方向发展。而且上述设备在智能变电站当中通过网络技术进行有效的连接,显著提升设备运行效率与质量。

(四)用电设备

对于用电环节当中电力设备发展情况来看,主要包括智能电表与智能通信设备两个方面,其中智能电表能够对用户用电信息实现自动收集、分析与上传,同时能够实现远程抄表,进而使电网运行稳定性得到提高。对于智能通信设备来说,通过采取无线网络技术与互联网技术,可以保证电网管理范围得到良好的扩宽,使电网自身的抗干扰能力得到有效的提高,进而保证用电稳定性。此外,还需要构建更为立体、全面的通信系统,来增大监控的电网范围,为智能电网的自动化管理提供保障。

三、智能电网电力设备技术发展分析

智能电网当中的电力设备技术主要发展趋势集中在两个方面,即电力电子技术与储能技术。对于电力电子技术而言,现阶段,随着新能源与分布式能源快速发展与利用,未来将会有超过95%的电能需要通过电力电子技术做出处理后方能直接被使用。因此,电力电子技术及其相关的设备将在整个智能电网当中处于重要的地位,在发电、输电与配电等应用电力电子技术能够显著提升发电效率、变电质量与用电效率。智能电网当中的设备技术必然会朝向高性能与智能化特征的方向发展。对于储能技术而言,要想保证电能得到最高效的利用,便要对电力系统存在的损耗进行不断地降低。电能存储技术的出现与发展刚好符合现阶段的需求,对降低系统电能损耗与提高设备利用率具有重要的作用。特别是将储能设备运用在电力系统与用户侧,将其和分布式电源进行融合发展,能够有效解决太阳能、潮汐能与风能等新能源对电力系统带来的间接影响,显著改善电能传输过程中的稳定性。

四、结语

总而言之,智能电网建设作为我国电力系统当前与未来时期主要的发展方向,随着一次设备、二次设备、电网装备与系统等将会逐渐的融合发展,其中所能够应用的电力技术也愈发的先进。因此,将大量先进的电力设备与电力技术运用在智能电网建设与优化当中,才能更好的推动我国智能电网的发展,通过对智能电网当中的电力设备与其技术发展情况做出分析,对我国电力实业发展具有重要的意义,更好的为我国广大人民群众生活与生产提供更为安全稳定的电能。

参考文献:

[1]赵鹏.智能电网背景下的电力设备监测和维护技术[J].大科技,2017,29(27):103.

[2]吕文.智能电网的输变电设备发展策略分析[J].现代制造,2016,34(36):100-101.

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