电气工程自动化技术在智能电网建设发展中的应用研究

四川广汉四川嘉能佳网创新能源科技有限责任公司 徐登科

从我国电力行业的发展情况能够看出,未来电网会逐渐朝着光伏发电的方向不断发展,也会逐渐迈入更加稳定且范围更为广泛的并网技术方向。但由于相比于一些发达国家我国电气工程自动化技术正处于初步发展阶段,目前还有很多不成熟的地方。因此要想真正推动智能电网建设,促进自动化技术发展,也要大力建设电气工程,并不断加大电气工程在智能电网建设过程当中的实践应用力度。

从现阶段我国电网系统的运行和发展情况来看,受到规模要求及运行效率等不同因素影响,智能化发展将会是未来的主要发展趋势。从某种角度来讲,电网的智能化程度与电网系统具备的功能性呈现正比关系,而智能电网系统则主要代表电网系统建设进程中自动化调控技术的实际应用,其可把输电、变电以及通信等各个环节整合起来,实现一体化的运行模式。智能电网建设一方面能够起到优化电网系统运行效果的作用,另一方面还可有效提升电网的内部功能性[1]。除此以外,智能电网建设也是我国电网系统建设水平不断提升的一个重要表现。

智能电网主要具有以下几个特点:

一是具有较高的经济效益。智能电网的出现不仅可以有效控制电网的建设成本,还能对电力行业发展起到明显促进作用,可真正提升电网经济效益。

二是具有坚固的网架结构。智能电网能够有效保证电网系统的承载力,即便是在一些恶劣的气候环境中运行,也不会受到影响。

三是节能环保。在对智能电网进行建设时,其本身会实现电网资源的无限使用,避免电网系统对自然环境造成破坏;
四是能够有效提升电网自动化程度。智能电网能够快速诊断电网故障,使电网系统运行获得稳定保障。目前自动化控制技术与电力工程建设与控制环节的融合,可以有效监测不同对象的实际用电状况,并且还能快速实现用电数据收集,增强数据收集的准确性。

首先,智能电网能够保证电力供给的稳定性。要想保证电力系统安全运行,就必须保障其不会因为外界因素的影响而停电。智能电网通过应用传感器、信息技术等,能够实现第一时间对电网运行数据的收集,从而快速精准的找出电网系统中的安全隐患,避免发生电力供给中断的可能。此外,在智能电网操控系统中应用互联网技术和智能调度技术等技术,能够随时保证裕度满足实际需要,进而保障电力设备运转正常[2]。

其次,能够改善电力能源转化效率、转化电能指的是通过技术手段将其他能量转化为电能。当前比较常见的有水能、风能、太阳能、核能等能源转化为电能。智能电网的出现可以对能源的动力转换进行有效支持,也能真正提升电能转换效率;
再次,充分利用电力能源。在了解负荷状况的基础之上,智能电网能够充分改变输配电变压器的个数,能够降低线损发生概率,也能让电力质量实现综合利用。

最后,改善电力质量。对电力质量来说,其会受到外部因素、电压等不同原因影响,电器设备在实际运行时也会受到不同程度损害。通过建设智能电网,可以在数据采集分析的基础上对接线方式进行改进和优化,从而达到稳定电压、提高电能质量的目的。

2.1 在电源领域中的应用

电气自动化技术与智能电网建设的融合,可以丰富智能电网建设需要使用到的各种设备类型,也能提供十分丰富的电源,如直流、交流、恒频电源等。通常蓄电池充电一般都是直流类,但在开展实践操作时,其可以被变换为直流电与交流电,但是在使用部分体积较大的计算机设备时,则需要通过高频开关电源给予支持。

2.2 在输送电及电能管理领域的应用

电网系统智能化建设进程对电网的运行稳定性、电能质量有着十分严格的要求,在建设智能电网时,要想真正实现上述要求,需要借助无功补偿、谐波抑制这些技术的功能。在输送电线路建设时,特别是高压直流输送电线建设时,通常会把晶闸管变流设备当做最重要的整流阀装置与逆变阀[3]。通过这些装置输送线路,不仅能有效提升电网系统的终端输送电源容量,还能真正保证线路稳定。

2.3 在发电领域中的应用

作为社会发展的最重要技术,电气工程自动化技术在智能电网当中的应用主要是借助电子与电力两种设备媒介进行控制,这类技术的出现不仅能够真正控制电网运行过程中产生的能源消耗,还能降低设备使用频率,使电网运行效率得到有效保障。例如某酒店采用Acrel-3000型电能管理系统,该设备也真正实现了柴油发电机房、生活楼变电所、生活泵消防泵房及楼层动力箱以及冷冷冻机房等电器设备的远程监控,整个系统主要采用网络分布结构,而监控主机则位于地下一层、由值班室人员所控制,各变电所配电柜内安装有ACR230ELH、ACR220EFLK仪表共计200台。

此外,该系统主要采用开放式的通讯协议,充分发挥现场总线的作用,把其与高低压配电系统、发电机智能接口、变压器温控装置等系统互相融合,真正实现数据通信功能。该系统所涉及的RS485标准接口通过向上连接可真正与BMS系统实现互相连接。此外,在我国电网系统不断发展的当下,电网系统逐渐迈向高压化方向,也出现了很多新型技术,如柔性交流输电、电气传动、超高压输电以及同步开段等技术,这些技术的实际应用与研发也能让智能电网的建设涉及的供电服务质量与发电效率得到有效保障。

3.1 无功补偿技术的应用

为了在电力输送中实现最大化的电力资源使用需求,需要应用到电气工程自动化技术中的谐波抑制与无功补偿两种技术。两项技术主要是在高压直流输送方面发挥重要价值,主要以晶闸管变流设备为根据,可以真正实现电力资源保护与输送。此外,对于专业输送设备来说,还需要保证两侧终端区的自动化设备可以实现自动化电子资源传输,最大限度保证电力资源的输送安全性和有效性,提升电力输送质量,保证整个电力资源供应环节的有效性。

3.2 恒频变频技术的应用

在智能电网系统的运行中,最基础的一个部分就是电源,通过利用电气自动化中的恒频变频技术,能够实现在智能电网系统中统一使用各种不同规格和功能电源的功能。具体的电源类型主要包括直流电源、交流电源、恒频电源、变频电源等。利用电气自动化运行系统对电源状态进行自动化的控制,既避免了人工操作可能出现的安全隐患,同时还能达到降低人工操作成本的作用。此外,由于电气工程自动化技术有着较高的集中化控制程度,可更加快速且精准地找到电网运行存在的实际问题,结合问题找到具体原因,最大限度保证运行安全性与有效性。

3.3 能源转换技术的应用

在信息时代背景下,智能化技术已经在各行各业得到广泛应用,为各个产业与技术的发展提供了重要的支持。随着当前技术产业的不断发展进步,我国对于能源和资源的保护越加重视,全社会也逐渐意识到可持续发展理念的重要价值。基于此,各行各业既要追求发展,同时还要积极利用科技手段将传统的高能耗、高污染的能源转化为绿色节能的低碳能源,且能源转换技术可以真正促进能源可持续发展。

众所周知,环境保护与国家发展存在重要联系,充分引入能源转换技术可以真正保证能量配比优化,良好控制碳排放量,如此既有助于电力企业取得更为显著的经济效益,也能更合理配比有限的自然资源,实现资源使用效率的提升。总之,现代电力企业要想获得长远发展,就需依托能源转换技术,使电力企业智能化发展能为电力企业智能电网提供有利支撑。

3.4 能源质量技术的应用

电能质量在能源质量技术的作用下能得到显著优化,有效提升供电质量,综合评估电能等级,不断优化电能等级,可真正实现智能电力网络系统优化工作。使供电质量得以提升,也可多级别分化电能,通过对电能等级的评估,实现智能电力网络系统的优化。在传输电能时,受不同地区经济发展水平的差异影响,当地电力的性能也会有所不同[4]。为保证在各种情况下均能得到理想的电力性能,电力企业工作人员也要结合实际情况,制定更加科学合理的供电方案,以免方案合理性不足,损害企业的经济效益,真正有效降低经济成本,提升运行质量,推动电力网络不断迈向智能化。

3.5 高压直流输电技术的应用

现如今,要想良好发挥电力工程技术的作用,电力企业要尽最大的努力提升直流输电系统与高压直流输电技术水准。当下,我国大部分供电企业的供电系统采用的都是直流电、然而输配电系统主要采用交流电,为了保证电流逆变工作有效进行,技术人员需要在日常工作中科学合理应用高压直流输电技术,这有助于实现电能的高效、稳定及安全传输,即便是在偏远山区,也能良好保证电能的稳定输送。当前,国内电力企业也逐渐意识到高压直流输电技术的重要性,也在不断加强此技术的合理运用,这也是保证该技术科学合理发展的重要价值,并且该技术的重要发展方向为大容量、超远距离输电的实现。

3.6 柔性交流电技术的应用

当前,这项技术主要应用于智能电网环保型电力系统,这项技术与电力系统的融合,不仅可以真正调节电力设备和输电线,保证能够安全运行。这是因为该技术是依托通信技术、控制技术、微型计算机、电子等对电网运行展开合理调节,能够与电网系统完成交流输送系统创建,使整个智能电网运行效率得到有效提升。对国家电网创建工作来说,高压输电系统重要性不可忽视,一定要尽可能保证电力资源开发的高效性与科学性。为最大限度保证电网运行的安全性与质量,降低电力浪费现象发生概率,可充分发挥性交流电技术的重要优势,保证电网能够经济、安全运行。

3.7 针对性技术的应用

针对性技术可借助电子、电力通信、微处理与微电子等技术,完成全新综合交流电输送技术的构建。通过针对性技术发力,能使电能质量得到进一步优化,使电力资源供应质量得以提升,完成高质量目标。电力资源的自身质量,在自动化技术与系统运行中应结合相应标准完成划分。在使用电力资源时,还要重视后期的效果评估环节,通过不同等级的体系划分,对工作标准进行有效评估。通过评估长期运行与发展等层面,充分挖掘可有效保证电力资源供应质量的最佳技术,这也是稳定运行电力网络系统的关键。

3.8 继电保护技术的应用

继电保护是智能电网建设的核心要点,在继电保护器应用过程中引入电气工程自动化技术,可以显著提升继电保护器的稳定性与安全性,进而确保电网系统能够运行安全、高效。与此同时,在运行继电保护器时,常有一些故障或误操作的情况出现,而根据分析得知人员误操作是导致故障发生的主要原因,会给电网系统的运行稳定性产生负面影响。

将电气工程自动化技术应用于继电保护器,则能使继电保护器的响应速度、精度得到良好提升,进而能够在发生系统故障后,可以真正保护自动化继电保护器的运行状况与安全性,对相关参数进行对比分析与监控,科学判断是否进行保护。所以,在继电保护器中引入电气工程自动化技术,可以真正提升继电保护效果,进而更稳定、安全地运行电力系统。

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