李曉森LI Xiao-sen

0 引言

針對電力工程施工建設而言，在智能化技術進一步廣泛應用和推行的背景之下，越來越廣泛的融入智能電網(wǎng)的相關內容，同時充分融入相關技術，不斷的優(yōu)化和完善智能電網(wǎng)的相關流程和操作方法，這樣可以使智能電網(wǎng)的質量和作用得到更充分的體現(xiàn)。同時對于我國電網(wǎng)體系建設和結構改善也有著十分重要的作用，在居民的正常用電過程中可以體現(xiàn)出更為顯著的優(yōu)勢和應用效能。電力工程技術在智能電網(wǎng)建設中的應用，能夠提高智能電網(wǎng)的建設水平，基于此，加強對電力工程技術在智能電網(wǎng)建設中的應用研究具有十分現(xiàn)實的意義。

1 智能電網(wǎng)含義及其優(yōu)勢

通常我們所稱之為的智能電網(wǎng)主要指的是在電力工程和電網(wǎng)建設環(huán)節(jié)，有效融入智能化技術，并且對其進行有效執(zhí)行和完善，確保各項環(huán)節(jié)有相對應的智能化技術支持和保障，以此為電力工程建設實現(xiàn)智能化、自動化提供必要支持。智能電網(wǎng)自身優(yōu)勢包括以下幾種：

1.1 提升智能電網(wǎng)水平

電力工程技術在實際的操作過程中，可以使電網(wǎng)建設質量效率進一步提升，同時使整體應用價值得到充分呈現(xiàn)，在針對智能電網(wǎng)進行構建的過程中，要充分確保電力工程技術在其中得到有效融入并且實現(xiàn)自動化的數(shù)據(jù)收集和整理，針對各類數(shù)據(jù)信息進行動態(tài)的收集存儲和應用，進而為用戶自動化的進行用電控制，提供必要保障。同時通過電力數(shù)據(jù)的綜合作用，利用自動化技術使用電更加科學合理，同時對于智能電網(wǎng)的建設全過程進行有效管控，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的全面反饋和整理，進而為智能電網(wǎng)建設水平的提升提供必要保障，同時通過電力工程技術的有效應用可以充分防范人為因素的影響，使整體工作取得更加良好的建設成效和綜合效能。

1.2 更加節(jié)能環(huán)保，有助于資源整合

與傳統(tǒng)電網(wǎng)進行對比，通過智能電網(wǎng)體系的有效構建，這樣可以呈現(xiàn)出節(jié)能環(huán)保的效果，使各類資源得到優(yōu)化處理和整合，這樣可以充分避免或者減少不必要的資金浪費，同時通過智能電網(wǎng)的建設可以節(jié)能環(huán)保，對各類資源數(shù)據(jù)進行充分應用，進而體現(xiàn)出良好的節(jié)能降耗的效果，為緩解我國用電緊張?zhí)峁┍匾С帧?/p>

1.3 加強電網(wǎng)有關數(shù)據(jù)信息的收集能力

通過智能電腦的有效應用，這樣可以針對各類數(shù)據(jù)信息進行收集整理，使隔離工序得到優(yōu)化和完善，為智能電網(wǎng)的數(shù)據(jù)信息整理能力的提升提供必要的保障。同時在應用電力工程技術的過程中，可以結合不同設備的功能和差異性，實現(xiàn)自動化的分類管理，這樣可以有效做好電網(wǎng)數(shù)據(jù)的換擋工作的同時也可以切實提升電力系統(tǒng)的運行質量和效率，確保整個電網(wǎng)可以安全穩(wěn)定的運行，進而確保數(shù)據(jù)信息更有效的整理和應用，以此結合社會的需求為其提供必要的電力服務。

2 智能電網(wǎng)的主要特點

2.1 智能電網(wǎng)很堅固

在電力系統(tǒng)的運行過程中，如果出現(xiàn)不同程度的干擾或者問題，可以通過智能電網(wǎng)的有序進行及時發(fā)現(xiàn)問題，并且使其危害得到充分的降低，同時也可以著重做好各類風險的預測工作，進而充分實現(xiàn)風險的應對處理，確保電力信息能夠得到充分應用，進而為智能電網(wǎng)運行和安全可靠提供必要保障，使其更加堅固，有效體現(xiàn)良好的效能。

2.2 智能電網(wǎng)有自愈的能力

自愈就是電網(wǎng)在智能系統(tǒng)的控制下會“自我療傷”，智能本身具有十分顯著的安全管控和分析應對能力，在具體的操作過程中，可以通過實時在線運作的模式使其呈現(xiàn)出更為顯著的預警效果，與此同時通過智能系統(tǒng)的有效作用也可以切實有效的發(fā)現(xiàn)和應對相關故障自動化的運行和處理，進而體現(xiàn)出更加良好的自我處理能力和系統(tǒng)自我恢復效果，同時有效防范各類故障的出現(xiàn)，為智能電網(wǎng)更有效的排除問題奠定基礎。

2.3 智能電網(wǎng)具有經(jīng)濟、實用的特性

在電力市場的運行過程中需要充分做好智能電網(wǎng)的支持和推動，在這樣的情況下，需要在電力市場和電力交易的過程中，更有效的推進資源的整合和優(yōu)化配置，在智能電網(wǎng)的運行過程中體現(xiàn)出資源能源的利用率提升效果，同時實現(xiàn)節(jié)能降耗，更有效地融入可持續(xù)發(fā)展理念，使電網(wǎng)呈現(xiàn)出更加經(jīng)濟更加實用的優(yōu)勢和特點，這對于電力系統(tǒng)的運行有巨大的推動作用。

3 電力工程技術在智能電網(wǎng)中的具體應用

3.1 智能電網(wǎng)建設中電力工程發(fā)電技術應用

電力工程發(fā)電技術在智能電網(wǎng)中的應用，主要是借助于電力、電子設備進行電能的轉化和控制，采用新型電子設備能夠最大程度地控制能源的損耗，降低設備的運行損耗，從而提升智能電網(wǎng)的運行效率，為電網(wǎng)向高壓化方向發(fā)展創(chuàng)造有利條件。隨著對電能的需求量大幅提升，在傳統(tǒng)能源日益緊缺的形勢下，需要尋求更多的新能源發(fā)電技術。利用電力工程發(fā)電技術可將風能、太陽能、水能等新能源發(fā)電形式接入智能電網(wǎng)，但是對清潔能源的開發(fā)和利用存在季節(jié)性和穩(wěn)定性的弊端，所以在智能電網(wǎng)建設中，電力工程發(fā)電技術還應該重點關注能源的有效應用，在并網(wǎng)技術方面切實融入，同時把新能源應用在智能電網(wǎng)的運行過程中來，這樣可以為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運行提供必要保障，避免對智能電網(wǎng)造成過大的沖擊。

3.2 智能電網(wǎng)建設中輸電技術應用

智能電網(wǎng)在實際運用過程中，對于電能質量有更為嚴格的要求，而電能質量對于供電質量也會產(chǎn)生至關重要的直接影響，為了充分確保電網(wǎng)更加安全穩(wěn)定的運行需要充分做好各類技術的優(yōu)化和完善，同時確保相關技術人員著重掌握輸電技術的應用優(yōu)勢和效能，對于各類注意事項也可以充分掌握同時匹配高科技的設備設施，可以使用超導無功補償，使其建設效率能夠得到提升。無功補償裝置一般選擇靜止無功補償器（SVC） 與靜止同步補償器（STATCOM）。SVC 是一種并聯(lián)無功補償裝置，其結構如圖1。其中L 為電抗器，C 為電容器，SCR 為可控硅。

圖1 SVC 的結構圖

靜止同步補償器國內曾將其稱為新型靜止無功發(fā)生器 （AvdancedtSiatcVARGenerator）， 簡 稱 為 ASVG。STATCOM 的原理結構如圖2 所示。

圖2 STATCOM 結構圖

3.3 智能電網(wǎng)建設中新型能量轉換技術應用

我國地域遼闊，人口眾多，盡管我國有著十分豐富的自然資源，但是在智能電網(wǎng)的建設過程中，如果沒有融入可持續(xù)發(fā)展理念，極有可能導致嚴重的能源危機，因此在應用新技術新模式的過程中，需要充分做好新型能量轉換技術的應用，進而為社會提供更優(yōu)質的供電服務。同時盡可能挖掘和利用太陽能資源，使能量轉換技術得到充分的應用，盡量減少煤炭資源的消耗，使太陽能發(fā)電更加高質高量，吻合綠色發(fā)展理念，同時充分融入智能電網(wǎng)建設的相關內容，使新型能量轉換技術得到充分應用，確保智能電網(wǎng)轉型升級，進而為電力建設實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供必要支持。

3.4 配電變電站多階段優(yōu)化規(guī)劃中智能電網(wǎng)技術應用

3.4.1 模型分析

這對配電變電站多階段的優(yōu)化問題而言，需要更充分的體現(xiàn)出充分顯著的效能和價值在其中存在一定程度的不確定性因素，因此要進行科學合理的規(guī)劃，要確保最優(yōu)化的路徑能夠得到有效明確，并且使其費用能夠得到充分的降低，在具體的操作過程中需要充分做好調研分析工作。如圖3 所示。

圖3 多階段規(guī)劃網(wǎng)絡示意圖

不同階段有著社會顯著的關聯(lián)性，后一階段的某一狀態(tài)在對應前一階段實現(xiàn)的基礎之上，體現(xiàn)出不可逆的特點。如某變電站在目標年狀態(tài)為110kV，容量2×50MVA，初始年狀態(tài)為35kV，容量1×20MVA。在某一階段做出升壓至110kV 決策，容量從1×20MVA 變?yōu)?×50MVA，這對于此類情況而言，對容量進行有效計算，使其保持不變，然后對其壓力不會進行升高，從另一方面來看針對資金應用和不同階段的復核來說，用同樣的決策，在不同的階段所涉及的相關資金和費用，往往也有很大的差異，在這樣的情況下使得后續(xù)決策往往有不同的措施和策略，針對不同策略而言，所呈現(xiàn)出的函數(shù)值也有著顯著的差異性。

3.4.2 建模步驟

①針對問題的多個階段進行充分的分析，有針對性的結合具體的時空順序，對于遞推關系的若干階段進行充分的滿足；②針對狀態(tài)變量進行選擇的過程中，要確保其具備以下兩個特征：1）可知性，即過去演變過程的各階段狀態(tài)變量的取值，能直接或間接確定；2）能夠確切描述過程的演變且滿足無后效性；③根據(jù)狀態(tài)變量和決策變量，正確給出轉移方程或規(guī)則；④有針對性的結合指標函數(shù)明確相關數(shù)據(jù)，并且充分明確最優(yōu)指標函數(shù)的遞推關系和邊界條件。

3.4.3 模型解算

3.4.3.1 模型降維方法

設第k 階段的狀態(tài)數(shù)為m，每一階段的決策變量數(shù)目為n，則

有上述的降維方法和相關公式的探究，可以看到，針對不同階段來說，所呈現(xiàn)出的狀態(tài)指數(shù)對有著十分顯著的不同，為了確保整體的復雜度能夠得到減少，進一步優(yōu)化實施進度，在對其進行操作的時候結合實際情況有效采取相應的實施途徑。首先可以確保階段數(shù)能夠得到有效減少，也就是說，在具體的時間范圍之內是不同階段的長度得到有效延長，這樣可以使規(guī)劃范圍之內的狀態(tài)總數(shù)得到有效減少，同時不同階段的狀態(tài)數(shù)值不會因為具體變化出現(xiàn)改變。其次，可以有效減少n 值，也就是說確保決策變量數(shù)目能夠得到有效減少，這樣可以進一步降低總體的狀態(tài)數(shù)和階段的狀態(tài)數(shù)等等，在具體應用過程中通過具體調研分析，可以通過相對應的約束規(guī)則，使決策變量數(shù)目可以得到有效減少，例如，在變電站的多階段運行過程中，可以利用決策變量的行為形式，結合不同階段的具體情況來規(guī)范和約束相對應的狀態(tài)變量，以此呈現(xiàn)出更為顯著的應用價值。

3.4.3.2 模型建立和解算

①模型建立。

下面可以結合具體案例，針對變電站多階段的網(wǎng)絡模型構建過程進行相對應的說明這個模型有十分顯著的適用性。

針對某地區(qū)來說，在建設變電站的過程中有針對性的構建兩個變電站，一個是已有的變電站，另外一個是新建的變電站，對其初始狀態(tài)容量要充分的明確，分別是2×31.5MVA 和0。設初始和目標年的容載比為2.0，功率因數(shù)為0.9，中間各階段容載比為1.6，負荷增長率為66.6%，針對總體的規(guī)劃期來說，對其進行相對的劃分，主要分成三個不同的階段，在目標規(guī)劃年方面主要是第3 個階段，現(xiàn)在需要注重針對一個階段和第2 個階段的可行狀態(tài)變量進行相對應的模型構件，一次更充分的體現(xiàn)出應有的構建效果。

②模型解算。

要注重針對變電站不同階段的規(guī)劃圖以及其中的數(shù)值進行評估和判斷，同時也要進一步明確新增公車的具體費用，針對變電站的具體費用來說，可以通過相關模型得出代入容量，同時明確線路的具體費用和供電范圍。

在具體的計算和相關公式的推進過程中，要通過相對應的公式對于不同階段的路徑進行有效計算，然后從計算結果中選出最優(yōu)化的路徑，在具體的操作過程中要充分明確相對應的計算思路，要從不同的階段出發(fā)，注重做好全面深入的調研和分析工作，對于不同網(wǎng)絡的開始狀態(tài)到初始狀態(tài)，終點狀態(tài)等等要充分的明確逐個階段進行相對應的明確，這樣才能體現(xiàn)出不同狀態(tài)的綜合數(shù)值，在具體的操作過程中可以有效利用下面的公式：

式中，C（Sk，j）為從第k 階段的狀態(tài)j 至目標階段的最小費用；C（S（k+1），i）為k+1 階段狀態(tài)i 至目標階段的最小費用；C（Sk，j，S（k+1），i）為狀態(tài)轉移產(chǎn)生的投資等年值；nk為k 階段的可行狀態(tài)數(shù)；r 為k 階段的貼現(xiàn)率。同時將每個階段的每個狀態(tài)到終點的最優(yōu)路徑和費用分別存放在P（k，j）和Sk，j，中，k=1，2，…，T；j=1，2，…，nk，nk為第k 階段的狀態(tài)數(shù)。利用存放在P（k，j）和C（Sk，j，0）中的不同狀態(tài)，然后針對相對應的優(yōu)化路徑進行不斷的改進和完善，同時對于具體的費用信息也進行充分明確，在嚴格細致的計算過程中可以獲得相對應的最為優(yōu)化的線路，也就是說在動態(tài)規(guī)劃過程中體現(xiàn)出最理想的策略支持在具體的配電站開發(fā)利用過程中，通過該方法的有效應用，這樣可以使選址問題得到有效優(yōu)化再精準的模型計算和規(guī)劃完善過程中，使其呈現(xiàn)出更加良好的效能。

原有變電站六座，標號為1，2，3，4，5，6。不同階段所涉及的間隔為5 年，對于各類數(shù)據(jù)進行分析匯總和統(tǒng)計之后，相關負荷情況見表1，具體容量情況見表2。

表1 變電站各階段所供負荷總量

表2 變電站各階段容量表

4 結束語

電力工程技術是電能生產(chǎn)、輸送、分配和使用中的關鍵技術，有著十分顯著的應用優(yōu)勢和價值，而且在新能源開發(fā)領域也有重要的作用，為促進我國智能電網(wǎng)的進一步完善奠定了堅實的基礎。智能電網(wǎng)的運行過程中，需要結合實際情況介入多種類型的發(fā)電形式，為促進我國對新能源的開發(fā)和利用提供了基礎保障，為促進我國經(jīng)濟、生態(tài)、社會可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。