趙永濤
智能電網(wǎng)中電力設(shè)備及其技術(shù)發(fā)展
趙永濤
Point
近些年來,隨著先進(jìn)科學(xué)技術(shù)在電網(wǎng)中的廣泛應(yīng)用,發(fā)展智能電網(wǎng)早已在全世界范圍內(nèi)達(dá)成共識。尤其是智能電網(wǎng)作為一個完整的電力系統(tǒng),其不僅涵蓋了發(fā)電、輸電、變電、配電以及用電等全部流程,其在各個環(huán)節(jié)之中更是涉及到大量的電力設(shè)備與關(guān)鍵技術(shù)。也正因如此,做好智能電網(wǎng)中電力設(shè)備及其技術(shù)發(fā)展的分析則尤為重要。本文筆者即結(jié)合個人實踐工作經(jīng)驗,從智能電網(wǎng)中電力設(shè)備及其技術(shù)的發(fā)展情況入手進(jìn)行粗淺的探討,以期為完善智能電網(wǎng)發(fā)展做出有益的參考。
伴隨著智能電網(wǎng)成為我國電力系統(tǒng)的主要發(fā)展方向,越來越多的電力設(shè)備、電力技術(shù)被投入到智能電網(wǎng)的建設(shè)之中。而正因如此,這些電力設(shè)備及其技術(shù)則在一定程度上直接成為智能電網(wǎng)建設(shè)質(zhì)量的關(guān)鍵點(diǎn)所在。也正因如此,如何加強(qiáng)對智能電網(wǎng)中電力設(shè)備及其技術(shù)的發(fā)展分析則尤為重要。以下筆者即結(jié)合個人從事智能電網(wǎng)的實踐工作經(jīng)驗,從智能電網(wǎng)中電力設(shè)備及其技術(shù)發(fā)展入手進(jìn)行分析,以期為進(jìn)一步完善智能電網(wǎng)建設(shè)做出有益的參考。
智能電網(wǎng)作為一個完整的電力系統(tǒng),其不僅涵蓋了發(fā)電、輸電、變電、配電以及用電等全部流程,其各個環(huán)節(jié)還涵蓋了大量的電力設(shè)備,也因如此,為了更好的對構(gòu)建智能電網(wǎng)的電力設(shè)備進(jìn)行分析,我們則從以上幾個流程入手:
第一,電力設(shè)備在智能電網(wǎng)發(fā)電上的應(yīng)用。如若我們從發(fā)電上,對智能電網(wǎng)中的電力設(shè)備進(jìn)行分析,則可以看到,其所涉及到的電力設(shè)備范圍十分廣泛,如:各類并網(wǎng)接入設(shè)備、能源轉(zhuǎn)換設(shè)備、儲能設(shè)備等等。其中能源轉(zhuǎn)換裝備及大容量儲能裝備,主要有:電容器、超導(dǎo)儲能、蓄電池儲能等電力設(shè)備。智能保護(hù)設(shè)備及電力控制設(shè)備,則以智能分接頭轉(zhuǎn)換、動態(tài)分布式電力控制設(shè)備、數(shù)字繼電保護(hù)設(shè)備為主。而新能源發(fā)電設(shè)備,則以燃料電池、太陽能、風(fēng)能、生物能等電力設(shè)備為主。
第二,電力設(shè)備在智能電網(wǎng)輸電上的應(yīng)用。目前在輸電上,智能電網(wǎng)主要采用:FACTS技術(shù)及其設(shè)備、HVDC技術(shù)及其設(shè)備。其中FACTS技術(shù)及其設(shè)備主要是通過對電力電子裝置實現(xiàn)對輸電系統(tǒng)參數(shù)的準(zhǔn)確控制,其優(yōu)勢在于分配的輸電功率更加的合理,功率損耗可控,且發(fā)電成本也較低,在很大程度上大大提高了電力系統(tǒng)在運(yùn)行中的穩(wěn)定性。而HVDC技術(shù)及其設(shè)備的使用則往往集中在換流站中,也就是發(fā)電廠將電流發(fā)出并通過換流閥轉(zhuǎn)換為直流電時多采用HVDC技術(shù)及其設(shè)備。
第三,電力設(shè)備在智能電網(wǎng)變電上的應(yīng)用。伴隨著智能化變電站的不斷發(fā)展與進(jìn)步,智能變電站早已實現(xiàn)了信息的自動化采集、信息控制、繼電保護(hù)以及對電力系統(tǒng)的自動檢測。也正因如此,智能電網(wǎng)已經(jīng)成為了智能調(diào)節(jié)與協(xié)同互動的高級智能。尤其是光電技術(shù)與微處理器技術(shù)在智能變電站中的應(yīng)用,也使得一次設(shè)備被檢測信號回路與操作驅(qū)動時變得更加便捷,電力系統(tǒng)運(yùn)行更加可靠。
第四,電力設(shè)備在智能電網(wǎng)配電上的應(yīng)用。通過分析,我們可以看到在配電方面,由于柔性配電設(shè)備的廣泛應(yīng)用,智能電網(wǎng)儼然已經(jīng)實現(xiàn)了高級配電的自動化功能,從而在最大程度上確保了配電網(wǎng)功率雙向流動的根本需求。同時通過對分布式智能控制的應(yīng)用,也能夠進(jìn)一步實現(xiàn)對電力終端廣域電壓無功調(diào)節(jié)、快速故障隔離控制、局域網(wǎng)信息交換等高級功能。
第五,電力設(shè)備在智能電網(wǎng)用電上的應(yīng)用。智能表計量、數(shù)據(jù)量測設(shè)備、通信設(shè)備是智能電網(wǎng)在用電方面最常見的電力設(shè)備。智能表計量能夠準(zhǔn)確的核算并獲取電力用戶在一段時間內(nèi)或多段時間內(nèi)所獲得的計量數(shù)值。數(shù)據(jù)量測設(shè)備主要分為公共事業(yè)與用戶兩種,其中公共事業(yè)相較于用戶而言,其主要應(yīng)用在高級保護(hù)系統(tǒng)、公共事業(yè)檢測系統(tǒng)之中,更為高級。通信設(shè)備,其種類繁多、應(yīng)用廣泛,如:光纖、無線通信等并隨著科技的不斷發(fā)展,而在不斷的進(jìn)步并被投入使用。
眾所周知,智能電網(wǎng)中不僅涉及到大量的電力設(shè)備,其還包含著大量的前沿電力技術(shù),有些電力技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成熟,有些還需要不斷的改進(jìn)與完善。也正因如此,加強(qiáng)對智能電網(wǎng)中電力設(shè)備技術(shù)的發(fā)展分析,進(jìn)一步提高電力企業(yè)所有人員對該項工作的重視程度,進(jìn)而將不斷發(fā)展的高新技術(shù)引入到智能電網(wǎng)建設(shè)中則對推動我國智能電網(wǎng)建設(shè)而言具有十分重要的現(xiàn)實意義。以下筆者結(jié)合我國智能電網(wǎng)的發(fā)展特點(diǎn),提出未來對智能電力設(shè)備應(yīng)著重發(fā)展的技術(shù)進(jìn)行分析,具體如下:
第一,向高性能、智能化電力電子技術(shù)發(fā)展。通過分析,我們可以得知,伴隨著新能源和分布式能源的高度開發(fā)與利用,預(yù)計有95%以上的電能必須要經(jīng)過電力電子技術(shù)的后期處理以后才能直接被變電站所應(yīng)用。也正因如此,電力電子技術(shù)及其裝置在智能電網(wǎng)中可謂是無處不在,無論是從發(fā)、輸電的角度上來講,還是從配電角度上來講,電力電子技術(shù)的應(yīng)用,都直接提高了變電站的發(fā)電效率、提高了變電站的發(fā)電質(zhì)量以及用電效率。因此,智能電網(wǎng)電力設(shè)備技術(shù)勢必會向著高性能、智能化電力電子技術(shù)方面不斷發(fā)展。筆者將電力電子所涉及的各部分應(yīng)用,用圖標(biāo)1進(jìn)行直觀的表述。
圖1 電力電子在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用
第二,向低成本、高密度、大規(guī)模儲能技術(shù)發(fā)展。想要實現(xiàn)電能的高效利用,就必須進(jìn)一步降低電力系統(tǒng)損耗。而電能儲存技術(shù)的應(yīng)用恰恰可以實現(xiàn)符合的消峰填谷,進(jìn)一步提高配電系統(tǒng)的資產(chǎn)利用率,降低系統(tǒng)損耗。尤其是儲能設(shè)備計入電力系統(tǒng)或用戶側(cè),其還可以與各種分布式電源相配合,進(jìn)一步解決風(fēng)能、太陽能等新能源在間接行為中對配電系統(tǒng)所造成了不利影響,大大改善各種各樣電能質(zhì)量控制設(shè)備之間的相互吻合度,有助于自動化電力技術(shù)的發(fā)展。也正因如此,近些年來,對儲能技術(shù)的研究早已成為電力企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn),未來電力技術(shù)也勢必會向著低成本、高密度、大規(guī)模儲能技術(shù)而不斷的發(fā)展、突破。
總之,智能電網(wǎng)作為我國電力系統(tǒng)未來發(fā)展的主要方向,其在未來很長一段時間內(nèi)其一次、二次、電網(wǎng)裝備與系統(tǒng)的融合勢必會更加緊密,其所能引用到的電力技術(shù)也勢必會更加的先進(jìn)。也正因如此,大量的電力設(shè)備、電力技術(shù)被投入使用,而大量的智能系統(tǒng)與電力設(shè)備組合也在拓寬電力系統(tǒng)外延的同時,向人們更加清楚的展示到做好該項工作的重視性。所以,加強(qiáng)對智能電網(wǎng)中電力設(shè)備及其技術(shù)的分析尤為重要。也只有如此,不斷將高新技術(shù),高新科技引入到智能電網(wǎng)中,才能真正實現(xiàn)職能電網(wǎng)的高效有效運(yùn)行,進(jìn)一步推動我國電力企業(yè)的發(fā)展。
(作者單位:國網(wǎng)黑龍江省電力有限公司雙鴨山供電公司)