智能電網(wǎng)中電力設(shè)備及其技術(shù)發(fā)展分析

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

數(shù)據(jù)量測設(shè)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(zhì)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(shè)備。它們通常以電子計量設(shè)備為基礎(chǔ)⊥ü發(fā)達的通信技術(shù)，實現(xiàn)對電力運行狀態(tài)及交易相關(guān)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(shè)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(guān)鍵設(shè)備監(jiān)視、狀態(tài)和預(yù)想故障監(jiān)視保護等相關(guān)智能電力設(shè)備。

通信設(shè)備，通信技術(shù)涉及的智能設(shè)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(shù)，還需發(fā)展如internet、衛(wèi)星、無線、3G、傳感器網(wǎng)絡(luò)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(yīng)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(yīng)用系統(tǒng)之間高速傳遞。同時通信設(shè)備還包括維持精確的數(shù)據(jù)對時和同步能力的設(shè)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(shè)備等。

智能電力設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)

結(jié)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(shè)備方面應(yīng)著重發(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(luò)損耗的傳輸，以及在配、用電方面對電能質(zhì)量的要求，預(yù)計會有95%以上的電能要經(jīng)過電力電子技術(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)和裝置將無處不在，從發(fā)、輸電角度來說，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，從配用電角度來說，電力電子技術(shù)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(yīng)用，主要包括三大類產(chǎn)品，變頻器(變頻調(diào)速)、電能質(zhì)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(shè)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(yīng)用

低成本、高密度、大規(guī)模儲能技術(shù)

利用電能儲存技術(shù)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(shè)備接入系統(tǒng)或用戶側(cè)還可與各種分布式電源相配合，解決風(fēng)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(zhì)量控制設(shè)備相配合，有助于定制電力技術(shù)的實現(xiàn)。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。隨著低成本、高密度、大規(guī)模儲能技術(shù)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(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(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(guī)模儲能技術(shù)、高溫超導(dǎo)技術(shù)等，在何處取得技術(shù)突破性進展，將會對智能電力設(shè)備產(chǎn)生巨大影響。

結(jié)語

信息是智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)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(fù)合技術(shù)應(yīng)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?？梢灶A(yù)期的是，各種智能設(shè)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(shè)和改造中，應(yīng)該鼓勵和優(yōu)先采用適用于未來智能電網(wǎng)建設(shè)所需和可用的智能電網(wǎng)設(shè)備。