國網(wǎng)寧夏電力有限公司 蘇艷萍

電力工程技術(shù)是智能電網(wǎng)建設(shè)的重要組成部分，實際應(yīng)用在對此方面取得了較好的成效，但仍然有較大的優(yōu)化空間。為此在后續(xù)優(yōu)化和調(diào)整中，應(yīng)以用戶的應(yīng)用需求為基礎(chǔ)，立足實際實施推陳出新，并融入多元化、創(chuàng)新化改善策略，不斷突破原有技術(shù)格局的限制，將技術(shù)應(yīng)用中的所有細節(jié)進行完善，切實發(fā)揮出智能電網(wǎng)的作用，避免行業(yè)與當(dāng)前時代出現(xiàn)脫節(jié)的情況。

1 智能電網(wǎng)建設(shè)電力工程技術(shù)

1.1 智能電網(wǎng)建設(shè)

20 08年，德國BM W基于智能電網(wǎng)提出了E-Energy技術(shù)，主要以居民家庭為對象進行系統(tǒng)互動，后續(xù)SmartW@TTS項目則是從多角度提升電網(wǎng)效率，為電力行業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的支撐性作用。當(dāng)前我國智能電網(wǎng)正不斷普及，但由于組成部分較為復(fù)雜，如圖1所示，且在相關(guān)工作開展中有著較強的綜合性，為此需要融入電力工程技術(shù)進行相應(yīng)的優(yōu)化，以此強化電力系統(tǒng)自身的功能，通過智能配網(wǎng)實現(xiàn)全過程精準控制，避免行業(yè)發(fā)展出現(xiàn)脫節(jié)的情況。

圖1 智能電網(wǎng)組成

1.2 電力工程技術(shù)

電力工程技術(shù)現(xiàn)如今已被廣泛應(yīng)用在了電力系統(tǒng)中，衍生出了智能電網(wǎng)系統(tǒng)，其較比傳統(tǒng)配網(wǎng)其自身的功能性更強，按照既定要求完成地區(qū)配電操作，提升行業(yè)整體發(fā)展水平。我國在2014年成立了智慧電網(wǎng)標(biāo)準化協(xié)調(diào)推進組，并發(fā)布了《電力指標(biāo)體系總體框架》，明確了相應(yīng)的方法，從發(fā)展全局角度來看，電力工程技術(shù)是建設(shè)的關(guān)鍵，在不斷發(fā)展中其專業(yè)性和規(guī)范性大幅度提高，可融合各類現(xiàn)代化手段和設(shè)備來搭建完整的電能供應(yīng)體系，最終促進全面協(xié)調(diào)發(fā)展[1]。

2 智能電網(wǎng)建設(shè)電力工程技術(shù)的優(yōu)勢

智能電網(wǎng)現(xiàn)已成為未來電力工程發(fā)展的主要趨勢，在實際應(yīng)用中需要有效融入電力工程技術(shù)，為電能供應(yīng)中的各個環(huán)節(jié)提供基礎(chǔ)保障。

2.1 促使智能電網(wǎng)整體水平的提高

電力工程技術(shù)涵蓋的內(nèi)容較多，主要作用是為智能電網(wǎng)建設(shè)提供服務(wù)，提升我國的建設(shè)發(fā)展水平[2]。目前，我國電力企業(yè)中的CC-2000、OPEN-200、SD-6000等系統(tǒng)皆采用了開放式應(yīng)用設(shè)計，具有非常強大的自動回撥功能，且自身的安全屬性較強，在設(shè)備發(fā)生故障時能夠快速的定位，通過細化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)保證各項工作能夠順利完成，滿足當(dāng)前時代的需求，保證電力資源能夠科學(xué)合理地使用。

2.2 滿足節(jié)約發(fā)展需求

我國智能電網(wǎng)相關(guān)試點項目工程正在積極開展，構(gòu)建數(shù)目為38類564項，占據(jù)大概80%。智能電網(wǎng)包括智能配電網(wǎng)架和智能配電站房、低壓線路智能化、數(shù)字化建設(shè)與運維統(tǒng)一架構(gòu)，如圖2所示，其融合了自動化技術(shù)（Automation）、計算機技術(shù)（SSL）、信息技術(shù)（IT）、無功控制技術(shù)（SVG）等，能夠通過先進的科學(xué)技術(shù)和設(shè)施實現(xiàn)高級操作，通過智能電網(wǎng)體系的有效構(gòu)建突出環(huán)保效果，避免或者減少不必要的浪費，有效緩解我國用電緊張的現(xiàn)狀。

圖2 智慧電網(wǎng)架構(gòu)

2.3 加強電網(wǎng)信息收集

電網(wǎng)是電力資源傳輸?shù)年P(guān)鍵部分，借助智能化電力工程技術(shù)能夠改變傳統(tǒng)方式，將系統(tǒng)從單一模式向多元化模式過渡，以此合理分配電力，不僅能夠保證有效保證人民群眾的用電安全，促進行業(yè)持續(xù)發(fā)展。電網(wǎng)信息能夠反映系統(tǒng)運行的真實情況，智能化電力工程技術(shù)的應(yīng)用，能夠根據(jù)當(dāng)前實際情況，對各類數(shù)據(jù)信息進行收集和整理，在實際工作開展中可以綜合不同設(shè)備的功能和差異性得出具體參數(shù)，并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)自動化的分類管理，避免信息異常未及時發(fā)現(xiàn)而埋下安全隱患問題[3]。

3 智能電網(wǎng)建設(shè)電力工程技術(shù)的組成

與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比，智能電網(wǎng)融合了更多的電力工程現(xiàn)代化技術(shù)，在此條件下能夠完成各類自動化操作，包括數(shù)據(jù)采集、運行監(jiān)控、控制保護等方面，且可以拓展系統(tǒng)自身的功能性，提升電能輸送供應(yīng)的安全。

3.1 配電并網(wǎng)

智能電網(wǎng)會使用DER并網(wǎng)技術(shù)，使節(jié)點能夠連接配電終端，彌補電網(wǎng)在安全穩(wěn)定上的不足，保證用戶的使用安全。在分布式電源接入中，相關(guān)技術(shù)人員需要特別關(guān)注電力工程技術(shù)的實際應(yīng)用情況，根據(jù)各設(shè)備的運行來優(yōu)化調(diào)度，且由于自身的電源啟停較為方便，能夠使并網(wǎng)系統(tǒng)能保持在安全平穩(wěn)的狀態(tài)，即便發(fā)生突發(fā)情況也可以繼續(xù)維持重要設(shè)施或設(shè)備的供電，降低因意外而造成的損失。

3.2 運行監(jiān)控

配電網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控十分重要，若想切實提高應(yīng)用效果，應(yīng)讓其覆蓋整個網(wǎng)絡(luò)，以此提升系統(tǒng)運行的效果。據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，2021年國家電網(wǎng)供電可靠率已提升至99.957%，較2015年提升了14.286%，年戶均停電時間也在不斷下降，從2015年的8.76h/戶降低至2.94h/戶，這離不開數(shù)據(jù)采集監(jiān)控技術(shù)的支持，為此在電力工程技術(shù)的實際應(yīng)用中需要強化用戶對接，利用智能電表收集所需信息，統(tǒng)計出用用電數(shù)據(jù)的宏觀特點，讓用戶能夠體驗到更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)[4]。

3.3 自動配電

智能配電管理系統(tǒng)能夠?qū)λ婕暗母黝愒O(shè)備進行控制，能夠比較好的幫助智能電網(wǎng)搭建，更好地發(fā)揮出自身功能性，避免出現(xiàn)應(yīng)用不當(dāng)?shù)那闆r。在高級配電自動化操作模式下，統(tǒng)則會實時對電力用戶的信息和用電情況進行分析，通過配合電力工程技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集監(jiān)控，了解當(dāng)前運行狀態(tài)，有效掌握區(qū)域內(nèi)的用電量，通過綜合自動化配電過程提升穩(wěn)定性，規(guī)避工作開展的風(fēng)險問題。

4 智能電網(wǎng)建設(shè)中電力工程技術(shù)的應(yīng)用要點

4.1 電網(wǎng)能源轉(zhuǎn)換

智能電網(wǎng)建設(shè)中電力工程技術(shù)的應(yīng)用能夠完成能源轉(zhuǎn)換，切實提升電網(wǎng)的整體水平。目前，電力工程技術(shù)研究主要為并網(wǎng)，配合光伏發(fā)電來拓寬電能的應(yīng)用渠道，有效降低不可再生能源消耗量過大而帶來的影響?，F(xiàn)階段，電網(wǎng)技術(shù)融合已成為必然趨勢，某地區(qū)在“0碳”直流項目建設(shè)時，基于智能電網(wǎng)打造了多元化控制模式，以此實現(xiàn)可再生能源電力供應(yīng)與不可再生能源電力供應(yīng)轉(zhuǎn)換，極大地提升了效能和應(yīng)用靈活性[5]。

4.2 電網(wǎng)輸電處理

電力輸電主要是柔性交流電和高壓直流電，制訂出相應(yīng)的技術(shù)方案，控制輸電過程中電能資源的損耗，共創(chuàng)安全的電網(wǎng)處理模式，如圖3所示。在柔性交流輸電中，可以融合微電子科技處理技術(shù)，構(gòu)建低污染處理模式，打造技術(shù)穩(wěn)定運行空間，如2021年某省電網(wǎng)進行了全面擴展，構(gòu)建了以滇中為負荷中心，應(yīng)用柔性交流輸電技術(shù)以及FACTS裝置，開展柔性交流輸電建設(shè)，以此緩解電網(wǎng)運行壓力、提升供電可靠性，在后續(xù)對整流過程進行優(yōu)化。

圖3 電網(wǎng)輸電過程

4.3 電網(wǎng)質(zhì)量優(yōu)化

智能電網(wǎng)能夠突破傳統(tǒng)管理方式，構(gòu)建完善的基礎(chǔ)控制模式，在優(yōu)化處理過程中可以依據(jù)供需進行調(diào)整，切實滿足新建電源供應(yīng)點和負荷中心送電需求。某市智能電網(wǎng)綜合示范工程建立了一體化模式，數(shù)據(jù)顯示核心區(qū)日常用電負荷為40MW，為此應(yīng)用多項子系統(tǒng)進行了配置，將清潔能源生產(chǎn)電力進行應(yīng)用，最終是消納率能達到100%，以此切實提升電力工程技術(shù)的實際應(yīng)用效果。

5 電力工程技術(shù)用于智能電網(wǎng)建設(shè)的策略

5.1 電力工程發(fā)電技術(shù)

電力工程發(fā)電技術(shù)主要是借助于電力、電子設(shè)備進行控制，將各類清潔型能源發(fā)電技術(shù)融合，包括太陽能光伏發(fā)電技術(shù)、風(fēng)能轉(zhuǎn)換發(fā)電技術(shù)、水庫大壩轉(zhuǎn)換發(fā)電技術(shù)等，以此進一步提升網(wǎng)的運行效率，減少各類不可再生能源效果，為后續(xù)發(fā)展創(chuàng)造有利條件。清潔能源的應(yīng)用存在一定的不穩(wěn)定性，如環(huán)境變化與季節(jié)變化便會影響到其效果，為此后續(xù)應(yīng)著力解決這一問題，不斷優(yōu)化清潔能源后續(xù)儲能，最終推動行業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，避免與時代出現(xiàn)脫節(jié)。

5.2 考慮試驗功率因數(shù)

配網(wǎng)基建工程容易受到外在因素與內(nèi)在因素的雙重影響，最終導(dǎo)致在實際運行中出現(xiàn)問題，為此在管理中必須要做好分配試驗用電，將電壓、電流控制在安全范圍內(nèi)，從而降低各類風(fēng)險事故的發(fā)生概率，保證系統(tǒng)的正常傳輸。在用電安全的基礎(chǔ)上，預(yù)先通過探討得出了最佳方案，圈出加壓的具體范圍，如發(fā)現(xiàn)電壓偏差及時調(diào)整自然功率因數(shù)，將負荷率控制在75%～80%范圍內(nèi)，以此提高功率因數(shù)，在調(diào)整中還需要結(jié)合區(qū)域用電需求進行選擇，規(guī)避各類常見問題的出現(xiàn)。

5.3 優(yōu)化輸電技術(shù)應(yīng)用

智能電網(wǎng)融合電力工程技術(shù)有著十分嚴格的要求，為了充分確保電網(wǎng)更加安全穩(wěn)定的運行，需要合理應(yīng)用無功補償裝置，通過分析區(qū)域輸電技術(shù)效能，來匹配其他設(shè)備設(shè)施，從而實現(xiàn)對區(qū)域輸電的精準控制，提升實際運作效率。某區(qū)域為了能夠滿足供電需求，無功補償器選擇了SVC，靜止同步補償器STATCOM，結(jié)構(gòu)如圖4所示，其中L為電抗器，U1、U2為輸電線路，C為電容器，SCR為可控硅，通過配置提高運行的安全性和穩(wěn)定性，切實保證電能輸送的效率。

圖4 SVC結(jié)構(gòu)

5.4 智能電網(wǎng)保護設(shè)計

當(dāng)前，智能電網(wǎng)的發(fā)展速度不斷加快，若想使電力工程技術(shù)有效應(yīng)用，這就要求設(shè)計必須做到與時俱進，為穩(wěn)定運行提供保障。

5.4.1 提高協(xié)調(diào)性

在設(shè)計中從協(xié)調(diào)性方面入手，在整個流程中從細節(jié)上把握質(zhì)量，通過檢驗確定實際情況，如不符合規(guī)定則應(yīng)及時調(diào)整，以此為后續(xù)電力系統(tǒng)強化提供安全保障，切實滿足用戶的需求，避免電力工程技術(shù)出現(xiàn)偏差。

5.4.2 強化應(yīng)用性

預(yù)先獲取當(dāng)前那系統(tǒng)的各項相關(guān)信息參數(shù)，在條件允許的情況下可以將FCS 系統(tǒng)也合并到預(yù)先設(shè)定的電網(wǎng)平臺上，快速發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運行時的安全隱患，從而在更短的時間內(nèi)完成工作，避免因故障未能及時解決而造成更大的損失。

5.4.3 優(yōu)化安全性

可以借助服務(wù)器、顯示器、工作站等，對所有設(shè)備進行管理，在此過程中系統(tǒng)需要實時檢測遠端設(shè)備，可以通過調(diào)度中心完成協(xié)調(diào)工作，使監(jiān)控設(shè)備能夠發(fā)揮出自身作用，從而有效防止出現(xiàn)任何故障和問題。

5.5 電網(wǎng)變電階段規(guī)劃

在配電站規(guī)劃過程中，需要結(jié)合當(dāng)前現(xiàn)場的實際情況做好調(diào)整，預(yù)先確定運行中的不穩(wěn)定因素，在變電階段做好規(guī)劃明確所有線路的實際運行情況。在操作過程中，需要結(jié)合區(qū)域情況做好分析工作，如某變電站在早期建設(shè)中未能考慮到后續(xù)區(qū)域供電需求增加的問題，將基本目標(biāo)年狀態(tài)設(shè)定為110kV，容量控制在1×50MVA，由于實際應(yīng)用已經(jīng)無法滿足用戶需求，為此要求做出了相應(yīng)的調(diào)整決策，在此過程中預(yù)先對區(qū)域電能需求量進行計算，最終決策將容量調(diào)整為2×50MVA，從而有效滿足區(qū)域電能供應(yīng)。

5.6 做好電網(wǎng)故障處理

基于電力工程技術(shù)的應(yīng)用下，智能電網(wǎng)融合了電子技術(shù)、通信技術(shù)等，能夠針對配電線路在運行過程中出現(xiàn)的故障進行實時檢測，加快對故障問題的定位以及恢復(fù)供電功能，提高運行的可靠性和安全性。在故障搶修作業(yè)中，某220kV變電站為了能夠獲取當(dāng)前區(qū)域的詳細參數(shù)，在建設(shè)中加裝了監(jiān)控設(shè)備，以此對運行過程中的電流、電阻進行檢測，如出現(xiàn)異常情況可以發(fā)出警報，從而有效提高電網(wǎng)設(shè)備事故的預(yù)警能力。在掌握當(dāng)前區(qū)域線路故障情況后，可以迅速布置后續(xù)的搶修工作，在運行過程中突然發(fā)生故障，管理人員通過指示器第一時間獲取故障信息，快速定位后向調(diào)度部門申請，滿足現(xiàn)代配網(wǎng)工作的需求。

總之，電力工程技術(shù)對我國電力行業(yè)發(fā)展有十分重要的作用，在實際執(zhí)行中要合理分析當(dāng)前區(qū)域的發(fā)電形式以及電力需求，劃分出區(qū)域電能的具體等級，按照不同的技術(shù)性要求進行選擇，以此為后續(xù)行業(yè)的發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。