智能电网技术及装备的创新与发展

智能电网技术及装备的创新与发展

赵伟

国网永州冷水滩园区供电支公司

摘要：当前智能电网技术已经成为全球各国大力推动新能源发展的关键，它其中就涉及三点核心技术内容，分别是柔性输电技术、虚拟同步技术以及智能配用电技术。本文中就简单分析了这三大智能电网技术及其装备创新发展要点，希望深入了解智能电网技术对于国家新能源发展的推动作用。

关键词：智能电网；柔性输电技术；虚拟同步技术；智能配用电技术；创新

智能电网技术在当前发展进程中主张采用风电和太阳能新能源，它们工在解决非可再生能源危机问题方面表现优秀。在当前世界各国大力推行新能源发展过程中，智能电网的安全稳定性明显优于传统光伏发电，它解决了电能资源分布不均匀性问题。而就智能电网技术的三大先进技术设备来看，它们都发挥了各自技术优势。

一、柔性输电技术及其装备的创新发展应用

（一）柔性输电技术的基本概述

柔性输电技术是智能电网技术中的一大重要分支，目前国内的国家电网公司也已经初步建成“三交四直”特高压工程，其中的主流输电等级也全面提升到1100kV，输送容量超过1200万kW。可以说，柔性输电技术在经过大量数据分析后也揭示了新能源规律，创新技术应用方法，在新能源的预测精度上表现出极高水平。目前的柔性输电技术装备也非常先进，例如功率预测系统、风电、光伏功率预测系统都表现出色，它们能够对超过上百个风电场进行布局预测生产中的电能功率状况。而在保障新能源上网、优化电网电力调度方面也能力极强。

（二）柔性输电技术的创新发展要点

柔性输电技术中的关键电力电子器件就是可控串联补偿器，它采用晶闸管串联结构，主要作用就是根据系统需要直接改变网络阻抗，达到控制潮流的功能作用，如图1。

图1柔性输电技术中的可控串联补偿器示意图

如图1，可控串联补偿器能够根据不同发电机转速要求投入合适组织，确保发电机始终保持在同步转速条件下安全运行，如此可以规避发电机损伤问题。而在其综合潮流控制器的使用过程中，则能够建立串联、并联补偿、移相等多种功能机制，优化同步振荡阻尼功能，提升柔性输电技术的整体应用效能，体现可控串联补偿器的生产应用技术优势[1]。

二、虚拟同步技术及其装备的创新发展应用

（一）虚拟同步技术的基本概述

考虑到新能源应用具有波动性，因此在智能电网中采用虚拟同步技术是可行的，它能够确保新能源更好配合电网稳定运行，提高电能储能水平。就目前看， 我国的储能技术多为进口技术，而国产化储能技术也正在快速发展，例如国内的多做储能电站就都采用到了虚拟同步技术，虚拟同步技术是能够为光伏发电、机电元件产生一定动力惯性的，在无需人工调节的技术条件基础上就能实现系统稳定运行操作。通过这一技术目前已经为我国增加新能源电力超过140亿度，这使得我国智能电网技术与新能源装机技术都处于国际领先水平。

（二）虚拟同步技术的创新发展要点

虚拟同步技术在智能电网应用中表现出了诸多创新发展要点，例如虚拟同步电机转子的电气特性，端口输出电压也会出现相应变化，同步电机励磁调节器据此调整励磁电流，直接改变空载电动势，抵消转子电枢在无功影响下的电压波动，维持同步电机端电压近似保持恒定。例如在采用VSG直流侧时，主要基于一定的储能能量来调整VSG调频过程，通过储能装置吸收发出虚拟转子动能，如此对于模拟类似同步发电机惯性非常有利。如此看来，虚拟同步技术是能够参与到电网一次调频控制工作中的。

图2基于虚拟同步技术的同步发电机

基于虚拟同步技术的同步发电机主要按照并网状态进行划分，其中的VSG可运行模式包括了并网与孤岛两种模式。就以并网运行为例，其能量驱动为双向驱动，VSG能够参与到电网调节过程中，按照并联状态划分虚拟同步技术应用效能。而在单机模式下，则主要结合VSG运行状态来分析电网状态，同步考核储能影响情况与负荷实际涨幅情况[2]。

三、智能配用电技术及其装备的创新发展应用

（一）智能配用电技术的基本概述

在智能配用电技术及其装备应用过程中，其创新发展速度也相当之快，因为配电网是可以直接面向用户提供服务的，因为这一技术所采用的也是分布式接入机制，成为家用电动汽车的一种负荷类型。在配电网实施智能化过程中，主要基于用电信息采集与电动车充放电设施优化智能创新工作机制，提前分布装备技术应用效能。另外，它对于促进大规模发展输电技术帮助也相当之大，在实施新能源并网、智能配用电技术方面表现出了优势一面[3]。

（二）智能配用电技术的创新发展要点

图,3智能配用电技术应用总体集成示意图

如图3，目前智能配用电技术在智能电网生产应用中的表现极为出色，它的集成用电方法表现丰富，在简化配电侧中监控终端配置数量的基础上，也能对配电一次设备与多个二次终端建立连接电缆，其集成方法是相当丰富的。

首先是智能配电终端集成技术方法，它在结合智能配电过程中优化相关技术应用内容，确保配电优化到位，体现一定技术价值优势。在操作方面，保证标准建模操作到位，形成诸多连接机制，体现技术应用优势性。在强化设备连接诊断功能基础上，满足设备之间的相互连接机制，同时对连接故障内容进行有效辨识。在整个技术应用过程中，需要结合多点配电终端集成内容进行有效性分析，确保智能配用电实施过程有效优化

[4]。

其次以10kV馈线自动化开关在配置原则上基本满足以下几点配置要求：第一，要结合自动化开关安装设置，保证简单规范机制，结合多角度机制分析到位；第二，要建立自动化开关做到合理分段，避免随意安装，要结合变电站出线情况进行分析，优化配网线路相关机制，确保自动化开关正确动作；第三，某10kV线路已经超过规定长度，对主管线自动化分段内容进行分析，配置主干线分段断路器，结合分段满足停电范围内的技术要求，减少变电站的整体出现开关与跳闸次数效果。

总结：

在本文中分析了当前我国智能电网的发展态势，主要是结合智能电网中的三大技术展开讨论，分析三大技术及其装备在电网电力企业中的创新发展应用。三大技术内容在应用方面各有千秋，都体现出了一定的技术应用优势，如此就为于我国智能电力产业事业发展创造了有利契机，实现了智能电网融合电力企业联合向前发展目标。

参考文献：

[1] 中国智能配电与物联网创新平台. 我国智能配电与物联网行业现状及发展趋势[J]. 中国科技产业,2022(2):54-57.

[2] 姜山,陈俊良,孙晓珍,等. 智能配电网调度技术及其控制系统探析[J]. 电力系统装备,2021(2):77-78.

[3] 雷萌. 浅论智能电网在电力技术及电力系统规划中的应用[J]. 现代制造技术与装备,2021,57(1):171-172.

[4] 刘卫国. 智能电网在电力技术及电力系统规划中的应用[J]. 电力系统装备,2021(13):77-78.