智能電網(wǎng)中電力設備及其技術(shù)發(fā)展分析

智能表計，具有電功率計量計時(shí)、記費、與上位機通訊、用電管理等功能的電度表，可以定時(shí)或即時(shí)取得用戶(hù)帶有時(shí)標的分時(shí)段的，如(15min，1h)等，或實(shí)時(shí)(或準實(shí)時(shí))的多種計量值，如用電量、用電功率、電壓、電流和其他信息。―

數據量測設備，可以分為用戶(hù)專(zhuān)用和公用事業(yè)專(zhuān)用。用戶(hù)專(zhuān)用量測主要包括具有家電控制、電能質(zhì)量分析、防偷電、功率和用電量測量、實(shí)時(shí)電價(jià)處理、成本控制、自備電源監測等功能的設備。它們通常以電子計量設備為基礎⊥ü發(fā)達的通信技術(shù)，實(shí)現對電力運行狀態(tài)及交易相關(guān)參數的測量、控制等。公用事業(yè)專(zhuān)用量測有公用事業(yè)監測系統和高級保護系統。相角量測單元(PMU)、廣域量測(WAMS)、線(xiàn)路容量動(dòng)態(tài)監測、各種先進(jìn)的傳感器、具有監測功能的電子設備(如電子變壓器)等均屬前者，高級保護系統包括故障檢測繼電器、一些特定保護系統，如關(guān)鍵設備監視、狀態(tài)和預想故障監視保護等相關(guān)智能電力設備。

通信設備，通信技術(shù)涉及的智能設備種類(lèi)繁多，常見(jiàn)的類(lèi)型有銅芯線(xiàn)、光纖、電力線(xiàn)通信(BPL)、無(wú)線(xiàn)通信等技術(shù)，還需發(fā)展如internet、衛星、無(wú)線(xiàn)、3G、傳感器網(wǎng)絡(luò )等多種通信方式。通過(guò)這些載體，可以在更廣的范圍實(shí)現更多信息和應用的連接和集成，使數據在發(fā)電、輸電、配電和用戶(hù)等不同主體及各類(lèi)應用系統之間高速傳遞。同時(shí)通信設備還包括維持精確的數據對時(shí)和同步能力的設備，提高抵御外部通信干擾的能力，降低對外部的輻射和電磁干擾等功能的技術(shù)和設備等。

智能電力設備的關(guān)鍵技術(shù)

結合我國智能電網(wǎng)發(fā)展特點(diǎn)和世界智能電網(wǎng)發(fā)展進(jìn)程，智能電力設備方面應著(zhù)重發(fā)展以下兩方面的技術(shù)。丟椽

高性能、智能化電力電子技術(shù)在未來(lái)的智能電網(wǎng)中，由于在發(fā)電部分各種新能源和分布式能源的開(kāi)發(fā)和利用，在輸電部分電力系統安全穩定及降低網(wǎng)絡(luò )損耗的傳輸，以及在配、用電方面對電能質(zhì)量的要求，預計會(huì )有95%以上的電能要經(jīng)過(guò)電力電子技術(shù)的處理后才能使用。在智能電網(wǎng)中，可謂電力電子技術(shù)和裝置將無(wú)處不在，從發(fā)、輸電角度來(lái)說(shuō)，電力電子技術(shù)可有效提高發(fā)電效率和提高輸電質(zhì)量，從配用電角度來(lái)說(shuō)，電力電子技術(shù)可有效進(jìn)行節能改造，提高用電效率。

由于智能電網(wǎng)的范圍廣泛，圖2簡(jiǎn)單說(shuō)明了電力電子所涉及的各部分的應用，主要包括三大類(lèi)產(chǎn)品，變頻器(變頻調速)、電能質(zhì)量類(lèi)產(chǎn)品(含高壓直流輸電、柔性交流輸電FACTS等)和電子電源產(chǎn)品。智能電網(wǎng)的電力電子設備正朝著(zhù)高性能化、智能化、全數字控制、系統化和綠色化(無(wú)諧波公害)方向發(fā)展。

圖2 電力電子在智能電網(wǎng)中的應用

低成本、高密度、大規模儲能技術(shù)

利用電能儲存技術(shù)可以實(shí)現負荷的消峰填谷，有助于提高配電系統的資產(chǎn)利用率，降低系統損耗，是實(shí)現電能高效利用的一項重要措施。儲能設備接入系統或用戶(hù)側還可與各種分布式電源相配合，解決風(fēng)能、太陽(yáng)能等的間歇性對配電系統造成的不利影響問(wèn)題，與各種電能質(zhì)量控制設備相配合，有助于定制電力技術(shù)的實(shí)現。目前，各種儲能技術(shù)的研究在國際上受到了廣泛的關(guān)注。隨著(zhù)低成本、高密度、大規模儲能技術(shù)的突破，電力系統的運行方式將大大改變對用戶(hù)的用電策略也會(huì )產(chǎn)生很大的影響。

需要注意的是，智能電網(wǎng)所涉及的技術(shù)范圍十分廣泛且不乏很多前沿的技術(shù)創(chuàng )新和技術(shù)融合，有些技術(shù)已經(jīng)被開(kāi)發(fā)和掌握，同時(shí)還在逐步完善并向更高層次發(fā)展，如數字化變電站技術(shù)，向智能變電站的發(fā)展，而有些技術(shù)依然是攻關(guān)的難度，如大規模儲能技術(shù)、高溫超導技術(shù)等，在何處取得技術(shù)突破性進(jìn)展，將會(huì )對智能電力設備產(chǎn)生巨大影響。

結語(yǔ)

信息是智能電網(wǎng)的基礎支撐，信息的獲取需要大量的智能裝備來(lái)支持。在智能電網(wǎng)中，一次與二次、裝備與電網(wǎng)、裝置與系統將更加融合，復合技術(shù)應用日益廣泛。專(zhuān)業(yè)界限的模糊將使得智能電網(wǎng)中智能系統的外延大大拓寬?？梢灶A期的是，各種智能設備和智能系統在智能電網(wǎng)中將呈現日益整合、相互交融、靈活組態(tài)的發(fā)展趨勢。因此，在今后電網(wǎng)建設和改造中，應該鼓勵和優(yōu)先采用適用于未來(lái)智能電網(wǎng)建設所需和可用的智能電網(wǎng)設備。