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电气工程及其自动化在智能电网建设中的应用研究

热度0票  浏览1次 时间:2021年1月13日 14:50
张海涛
(国网黑龙江北安市电业局有限公司 黑龙江 北安 164000 )摘要:国家电网建设的主要方向即智能化、自动化,电网建设为了提高电网系统的运行水平,要科学应用电气工程自动化技术,升级电网技术,从而增强国家电网的运行效率,保证电网系统运行的稳定性。本文以电气工程及其自动化技术在智能电网建设中应用开展系统研究。
关键词:电气工程;自动化;智能电网建设
引言:
当前,我国很多工业设备与工业建设都应用了电气自动化技术,我国的电气自动化技术已发展为一门特殊的技术。但我国的电气工程及其自动化技术与国外发达国家还有较大的差距,缺少成熟的技术。所以,我国要积极建设智能电网,促进自动化技术发展。
一、智能电网概述
(一)智能电网的定义
智能电网与普通电网比较,其应用了物理概念和新技术。智能电网整合电力资源需要做好运输、运输、销售电能等工作。故之于电力系统,智能电网建设发挥了至关重要的作用, ① 满足了电力用户需求; ② 提高了电力系统运行的稳定性。近年来,国家提出了基于绿色环保的理念发展电力,如此,智能电网的低能耗优势,保证了电力系统可靠运行,在电力传输中减少了电能浪费。
(二)智能电网的特点
最初提出智能电网,由于不同地区的情况不同,故缺少统一的定义,且智能电网与普通电网的区别不明显,但智能电网建设持续深入,其优越性越来越显著,具体表现为三个方面。 ① 智能电网缩小了故障带来的停电范围。在复杂的外部环境或外力破坏严重的情况下,电力系统运行依然稳定。基于某种程度分析,智能电网有自主修复和预防病毒侵害的功能。 ②智能电网使电力系统自我检查安全隐患。在自我检查中发现隐患,并采取合理的防控手段,这样的修复方式相较人力故障排查,突出了安全性和及时性。若发生严重的电力安全事故,智能电网可以取代人工,对电力设备实行自我修复,预防大规模的停电事故。 ③ 在智能电网系统,电力系统的运行可以无缝对接不同的任务,科学配置电力资源。
(三)智能技术的应用优势
1. 智能化控制器的一致性较强
智能化控制器的一致性,为了对不同数据实行处理,即使输入数据陌生也可以获得较高的估计,达到自动控制的目标。设计自动控制系统时,要联系实际情况处理被控制对象。若智能化控制器的使用效果不理想,应避免对智能化控制技术完全否定,全面排查工程的所有环节。
2. 不再建立控制模型
使用传统的控制器时,由于被控制对象动态方程复杂而无法对其全面控制,造成设计对象模型时产生难以预测的因素,如一部分变化的参数。若无法对这部分因素精确控制,直接导致模型缺乏准确性。而智能化控制器无需建立控制模型,彻底消除了不可控因素的影响。
3. 科学调整控制电气系统
智能化控制器的另一个优势是它凭借响应时间与下降时间调节控制程度,提高工作水平。由此可知,智能化控制器有显著的调节控制作用。另外,智能化控制器仅改变有关参数便可自主调节,不需要专业人员在场。
二、电气工程自动化技术的应用
(一)电源系统的应用
电气工程自动化技术普遍应用于智能电网建设,各种不同类型的电源为电网系统运行提供支持,如直流电源、变频电源等。直流电源辅助部分电力设备供电,蓄电池通过直流电源实现充放电,而电气工程自动化技术在直流电源与交流电源的变化中发挥了调控作用。
(二)电力输送的应用
电力输送系统是组成电网系统运行的主要部分,电力输送系统的安全和稳定性直接决定了电网建设的可靠性。电力系统建设工作为了达到预期的规划目标,要联合应用谐波抑制与无功补偿技术,提高电力系统运行的稳定性。我国经济发展不断提高了电力需求,为了建立现代意义的电网系统,迫切需要建设超高压电网工程,提高我国电网系统的综合运行效率。根据用电区域客户的现实要求建立输送系统,合理设计输电系统的方案。电网系统建立高压直流线路时,一般通过晶闸管完成电力的交流,另外还采取两种电力设备为交流提供辅助,即逆流阀设备比与整流阀设备。
利用上述设备提高电网输送系统输电的容量,保证输电系统的运行效率。若电网系统运行遭遇突发事故,将严重影响系统的稳定性,而整流阀、逆流阀等电力设备可以遏制电力事故的持续蔓延。
(三)电网发电系统的应用
电气工程的发展客观表现了一个国家的核心创造力,我国电气工程的发展已位于世界前茅,代表了我国科技人才的创新能力。电网系统应用在电气工程,具体反映在电力系统和电子设备领域,通过协调电力系统和电子设备,达到电网自动智能化应用的目标。电网发电系统应用电气工程自动化控制技术,提升了发电系统的发电水平。电气工程的发展要升级与革新电网技术,比如应用电气传动技术、柔性交流电技术等保证电网运行的质量。
三、电气工程及其自动化在智能电网建设中的应用
(一)在各个领域的应用
1. 电源领域
电网运作通过电源装置获得基本能力,电力工程及其自动化将各种电源装置提供给电网,一部分计算机设备使用高频电源,电网通过电气工程及其自动化技术得到所需的电源。
2. 输电领域
智能电网建设要不断提高输电的质量。当前的电网输电,尤其是一部分高压输电过程,最常用的是晶闸管交流,其在供电过程中应用,有效扩大了输送电流的容量,避免在输电中发生停电等事故,保证供电质量,符合智能电网的建设需求。
3. 发电领域
电气工程自动化是全新的科技手段,通过电力和电力转换、控制电能实现应用,在发电中可预防电能浪费,减少能量消耗,避免频繁使用发电设备,延长发电设备的使用时间。
(二)柔性直流技术的应用
电气工程自动化的柔性直流技术有较强的灵活力,且环保特点显著,它应用在智能电网中,集结能源向偏远的地区输送并实现供电,基于微观角度控制各种通信方式。柔性直流技术向电力系统提供一部分较高清洁程度的能源,当前的电网建设过度依赖高压电,现实运输中持续增加对新能源的需求,建设智能电网也要输送新能源,故柔性直流技术发挥了关键的作用。电网虽然实现了电能互济,但在运行中容易发生电流短路与超标的现象,柔性直流技术可以解决这个问题。此外,国家正在发展风力发电,其中并网难度大是最严峻的问题,柔性直流为并网电网问题提供了最好的解决方法。
(三)电能质量优化技术的应用
智能电网建设的电能质量优化技术普遍被应用,该技术通过特殊的电力装置结合工程技术对电能质量不断改进。电能质量包括电能的稳定性、电网的运行效率,它直接影响了电能是否不断供应,综合分析了供电系统接口的经济价值,构建对用户等级和经济性能客观评价的级别,为应用电能质量优化技术创造了条件。在电网发展中,有关部门改进了相关的法律规定,以法律方式发展智能电网。电能质量优化技术还包括有关节能的技术,对其可持续发展的同时,提高了电网运行的成本,有利于电力企业扩大市场占有率。
(四)能量转换技术的应用
未来的电力系统,智能电网不仅保证了电力运行的安全与稳定性,还在运行中强调节能减排,最大程度利用了电力资源,减少使用不可再生资源,这些要求的实现主要借助能量转换技术。大量的专家学者在这一研究中不断摸索。
结束语:
综合分析,在智能电网建设中电气工程及其自动化发挥了至关重要的作用。所以,深入研究电气工程机及其自动化和智能电网的建设,在智能电网建设中全面应用电气工程及其自动化,提高了智能电网的建设效率,促进电力系统的可持续发展。
参考文献:
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电力系统及其自动化学报 ,2019(2):89-94.
[3] 戴彦 , 王刘旺 , 李媛 . 新一代人工智能在智能电网中的应用研究综述[J]. 电力建设 ,2018(10):10-20.



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