智能電網(wǎng)中電力設備及其技術發(fā)展分析
數(shù)據(jù)量測設備,可以分為用戶專用和公用事業(yè)專用。用戶專用量測主要包括具有家電控制、電能質量分析、防偷電、功率和用電量測量、實時電價處理、成本控制、自備電源監(jiān)測等功能的設備。它們通常以電子計量設備為基礎通過發(fā)達的通信技術,實現(xiàn)對電力運行狀態(tài)及交易相關參數(shù)的測量、控制等。公用事業(yè)專用量測有公用事業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)和高級保護系統(tǒng)。相角量測單元(PMU)、廣域量測(WAMS)、線路容量動態(tài)監(jiān)測、各種先進的傳感器、具有監(jiān)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(tǒng)包括故障檢測繼電器、一些特定保護系統(tǒng),如關鍵設備監(jiān)視、狀態(tài)和預想故障監(jiān)視保護等相關智能電力設備。
通信設備,通信技術涉及的智能設備種類繁多,常見的類型有銅芯線、光纖、電力線通信(BPL)、無線通信等技術,還需發(fā)展如internet、衛(wèi)星、無線、3G、傳感器網(wǎng)絡等多種通信方式。通過這些載體,可以在更廣的范圍實現(xiàn)更多信息和應用的連接和集成,使數(shù)據(jù)在發(fā)電、輸電、配電和用戶等不同主體及各類應用系統(tǒng)之間高速傳遞。同時通信設備還包括維持精確的數(shù)據(jù)對時和同步能力的設備,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和設備等。
智能電力設備的關鍵技術
結合我國智能電網(wǎng)發(fā)展特點和世界智能電網(wǎng)發(fā)展進程,智能電力設備方面應著重發(fā)展以下兩方面的技術。
高性能、智能化電力電子技術在未來的智能電網(wǎng)中,由于在發(fā)電部分各種新能源和分布式能源的開發(fā)和利用,在輸電部分電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定及降低網(wǎng)絡損耗的傳輸,以及在配、用電方面對電能質量的要求,預計會有95%以上的電能要經(jīng)過電力電子技術的處理后才能使用。在智能電網(wǎng)中,可謂電力電子技術和裝置將無處不在,從發(fā)、輸電角度來說,電力電子技術可有效提高發(fā)電效率和提高輸電質量,從配用電角度來說,電力電子技術可有效進行節(jié)能改造,提高用電效率。
由于智能電網(wǎng)的范圍廣泛,圖2簡單說明了電力電子所涉及的各部分的應用,主要包括三大類產(chǎn)品,變頻器(變頻調速)、電能質量類產(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高性能化、智能化、全數(shù)字控制、系統(tǒng)化和綠色化(無諧波公害)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(guī)模儲能技術
利用電能儲存技術可以實現(xiàn)負荷的消峰填谷,有助于提高配電系統(tǒng)的資產(chǎn)利用率,降低系統(tǒng)損耗,是實現(xiàn)電能高效利用的一項重要措施。儲能設備接入系統(tǒng)或用戶側還可與各種分布式電源相配合,解決風能、太陽能等的間歇性對配電系統(tǒng)造成的不利影響問題,與各種電能質量控制設備相配合,有助于定制電力技術的實現(xiàn)。目前,各種儲能技術的研究在國際上受到了廣泛的關注。隨著低成本、高密度、大規(guī)模儲能技術的突破,電力系統(tǒng)的運行方式將大大改變對用戶的用電策略也會產(chǎn)生很大的影響。
需要注意的是,智能電網(wǎng)所涉及的技術范圍十分廣泛且不乏很多前沿的技術創(chuàng)新和技術融合,有些技術已經(jīng)被開發(fā)和掌握,同時還在逐步完善并向更高層次發(fā)展,如數(shù)字化變電站技術,向智能變電站的發(fā)展,而有些技術依然是攻關的難度,如大規(guī)模儲能技術、高溫超導技術等,在何處取得技術突破性進展,將會對智能電力設備產(chǎn)生巨大影響。
結語
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(tǒng)將更加融合,復合技術應用日益廣泛。專業(yè)界限的模糊將使得智能電網(wǎng)中智能系統(tǒng)的外延大大拓寬。可以預期的是,各種智能設備和智能系統(tǒng)在智能電網(wǎng)中將呈現(xiàn)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)先采用適用于未來智能電網(wǎng)建設所需和可用的智能電網(wǎng)設備。

責任編輯:電朵云
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