输变电技术在智能电网中的应用
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【摘 要】 随着生产力的发展，社会在不断地进步，我们的生活水平也在不断地提高，这使得人们对生活质量的要求也逐渐提升了。在这种背景的促使之下，电力能源已经渐渐地深入到人们生活领域的各个方面，在服务并改变着人们生活的同时，其自身也在不断地完善着。而本研究将主要介绍了智能电网，并针对智能输变电技术的相关内容进行简要的分析和探究，希望所得的结果可以引起大家的关注和重视。
中图分类号：F407文献标识码： A
目前我国智能电网的发展方向是“坚强智能电网”，这要求我们需要结合我国的电网发展情况将特高压电网作为主要网络，将各级网络作为基础网络，并且需要通信网络等平台的支撑，促进我国电网向自动化、信息化等方向更好地发展。
1、智能电网介绍
智能配电网就是以配电网高级自动化技术为基础， 通过应用和融合 先进的测量和传感技术、控制技术、计算机和网络技术、信息与通信 等技术，利用智能化的开关设备、配电终端设备，在坚强电网架构和 双向通信网络的物理支持以及各种集成高级应用功能的可视化软件 支持下，允许可再生能源和分布式发电单元的大量接入和微网运行， 鼓励各类不同电力用户积极参与电网互动， 以实现配电网在正常运行 状态下完善的监测、保护、控制、优化和非正常运行状态下的自愈控 制，最终为电力用户提供安全、可靠、优质、经济、环保的电力供应 和其它附加服务。
智能配电网主要由主站系统、子站系统、通信系统、配电远方终端 组成，通过对配电网各个环节、模块和设备的智能化，同时结合地理 信息系统应用， 实现正常情况下配电网与电力系统各个环节的协调和 优化运行以及故障情况下的快速定位、 隔离、 恢复、 负荷转移等功能， 从而为用户提供优质可靠的电能，为电力企业提供便捷、高效的管理 平台和途径，进而实现电力企业管理者、电力用户、系统运行操作的协调和统一。
主要功能：
（1）鼓励电力用户参与电力生产和进行选择性消费。提供充分的实 时电价信息和洞中用电方案，促使用户主动选择与调整电能消费方 式。
（2）最大限度兼容各类分布式发电和储能。使分布式电源和集中式 大型电源相互补充。
（3）支持电力市场化。允许灵活进行定时间范围的预定电力交易、 实时电力交易等。
（4）满足电能质量需要，提供多种的质量-价格方案。
（5）实现电网运营优化。以电网的智能化和资产管理软件深度集成 为基础，使电力资源和设备得到最有效的利用；
（6）抵御外界攻击。具有快速恢复能力，能够识别外界恶意攻击并 加以抵御，确保供电安全。
2、国外智能电网的发展现状
2.1 美国智能电网研发现状
2008年4月，美国科罗拉多州的波尔得（Boulder）建成全美第一个完整的智能电网系统。波尔得市的用电家庭可通过智能电表了解即时电价，据此及个人生活习惯
安排日常用电，并能优先选择使用个人安装的风电或太阳能等清洁能源；电力供应商则可通过系统收集并统计城市家庭的用电情况和需求，实现电力供应的统一安排。2009 年1月，美国总统奥巴马宣布了《The American Reinvestment And Recovery Plan》，计划改造超过3000英里电网线路，为4000万户美国家庭安装智能电表，同时启动清洁能源融资计划，为可再生能源利用的发展提供资金。
2.2 日本智能电网研发现状
日本的电网基础设施条件较为完善，自动化水平较高，但能源资源短缺，故其智能电网发展核心在于太阳能等可再生能源利用及电网联动研究。在“智能电网是国家战略核心”的思想指导下，日本政府提出，到2020年，全国能源消耗中的10％需来自可再生能源。
2.3 澳大利亚建造智能电网
澳大利亚的智能电网主要由政府主导，发展重点在于加强可再生能源利用及能量利用效率的提高。2009年8月，澳大利亚议会通过了可再生能源法案，规定到2020年，全国20％的电力消耗需来自太阳能、风能等可再生能源，超过其目前可再生能源发电量的2倍。2010年6月，澳大利亚政府选择EnergyAustralia公司在新南威尔士州开始“智能电网，智能城市”的验证试点项目，建设内容包括智能电表、智能家庭、配网传感器、储能装置、电动汽车充放电站等，并投入了１亿澳元的扶持资金。
2010年，以英法德为代表的欧洲北海国家正式拟定了联手打造可再生能源超级电网计划：在未来10年内建立一套横贯欧洲大陆的高压直流电网，将苏格兰、比利时和丹麦的风力发电、德国的太阳能电池板与挪威的水电站连成一片，以充分发挥不同特性电源间的互补优势；还可接入北非的太阳能电场，加强欧洲大陆的电力供给，提高可再生能源的安全性和可靠性。
3、国内智能电网研发和建设现状
我国虽然尚未出台智能电网的研发具体实施规划, 但国内两大电网公司已大力推行智能电网研发和建设工作。
智能电网也是中国电网实现现代化的必经之路和发展核心。与欧美等国家“分散开发、就地消纳”的发展模式不同，由于我国地区能源分布和使用情况极不平衡，在进行大规模清洁能源开发和利用过程中，需要依托高电压等级输电网，实行大规模远距离输送，将多种清洁能源进行优化配置和协调发展，提高清洁能源消纳能力，促进能源消费结构的优化。因此，除了发展城市区域型智能电网外，我国迫切需要进行大规模智能电网技术研究和建设，以实现全国范围的能源配置。在2009年5月召开的“2009特高压输电技术国际会议”上，中国国家电网公司提出“坚强智能电网”的概念，并计划于2020年基本建成，正式拉开了中国坚强智能电网的研究与建设序幕。坚强智能电网是以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强网架为基础，以通信信息平台为支撑，具有信息化、自动化、互动化特征，包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节，覆盖所有电压等级，实现“电力流、信息流、业务流”高度一体化融合的现代电网。在开展坚强智能电网基础建设的同时，绿色电力、清洁能源的并网工作也在不断前进中。根据国家能源局《太阳能发电发展“十二五”规划》发展指标，到2015年年底，太阳能发电装机容量达到2100万ｋＷ 以上，年发电量达到250亿ｋＷ・ｈ。
4、智能电网中的智能输电技术
4.1 特高压输电技术
特高压输电技术主要包括两个种类，一种是特高压交流输电技术，一种是高压直流输电技术。特高压交流输电技术是1000kV或1000kV以上等级的电压交流输电工程及其相关的技术。输送容量、输送距离、节约占地走廊和降低线路损耗是特高压交流输电技术的优势和特点。它的关键技术大概有五个方面：①可以对过压电的深度进行控制，一般都是采用断路器、并联电抗器、高性能的避雷器等；②应用了有机外绝缘这种新技术，采用了高强度瓷、玻璃绝缘子、特高压复合绝缘子等；③有效控制电磁环境，这可以将噪声的影响，电磁辐射的影响、电晕损失等有效地降低；④大规模仿真运算特高压稳定的水平，它可以对电网的运行性能进行评估，对电网的运行策略进行制定；⑤特高压交流专用设备的应用。比如高压并联电抗器、特高压专用单体式单相变压器等。
4.2 柔性输电技术
关于柔性输电技术，它也包含交流方面和直流方面的输电技术两种。柔流输电的一个主要特点就是对电子设备的大量采用，比如它对晶闸管控制串联电容器、可控并联电抗器、静止无功补偿器等的采用都可以说明这个问题。采用电力电子器件或设备能够将其无功补偿和电能质量方面的优势突出地体现。柔性直流输电系统的基础性技术是PWM技术和VSC技术，它是新型的直流输电技术，引入了目前比较先进的电力电子设备。在转换和控制这两个方面，将它的优势体现的十分突出。比如，柔性直流输电系统能在无需外加的环相电压和无源环流方式下进行工作，它一方面可以对有功功率进行精确地控制，另一方面还能够对无功功率做出有效的控制，是一种非常理想的输电技术。
5、智能电网中的智能变电技术
5.1 智能感应技术的运用
如果想要对智能电网这样复杂而又庞大的系统进行有效的控制，首先我们需要对全局进行有效的观测，其次要获得有效的设备信息和准确的运行状况。目前有很多先进的感应器，诸如无线感应器、智能感应器、光纤感应器等等。这些感应器都智能电网所必须的技术支持，可以在智能变电站的多种设备运行环境之下发挥出重要的作用，并且能够根据设备的需要，将变电器所需要的各种相关的信息获取出来。
5.2 智能设备和智能装置的运用
智能电网需要广泛采用智能设备和智能装置这一方面的装备。这是智能电网能够有效工作的一个必然选择。对于智能设备和智能装置的采用，主要覆盖了整个电力系统配电、发电、输电、变电等各个环节的应用。但是采用智能设备和智能装置最多的却是智能变电站。在智能变电站方面，其各个元件都是一个独立的节点，这些节点又成为了智能电网的组成部分。将网络化、数字化、可视化、功能一体化等功能结合起来就是智能设备所需要的性能，当然还需要将控制器和传感器的部件和本体做出一体化的设计。变压器、断路器和互感器也要做出一体化的设计，还有控制、保护、设计、测量、计量等也是这样。这些都是新技术优越性的体现，也是智能电网变电技术的必然要求。
结语
在本研究当中，笔者主要针对智能电网当中的智能变电技术方面的相关问题作出了简要的分析。虽然在国际上，对于智能电网的理解和定义方面的问题还存在着不同的解释，但是有一个共同的特点，那就是都强调了电网智能性的特点。我国的智能电网将我国电网的结构特点和技术水平有机结合了起来，我们有自己的发展方向，也有自己的发展基础。目前，我国智能电网中的输变电技术已经涵盖了很多方面的技术，但是其关键技术还是一个有待解决的问题。所以，为了更好地促进我国电网技术的发展，笔者认为相关的工作人员还需要进一步加大研究的力度。
参考文献
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