浅谈电力设备智能化发展现状

浅谈电力设备智能化发展现状

发表时间：2018-12-05T21:16:52.373Z 来源：《电力设备》2018年第21期作者：杨炼

[导读] 摘要：随着社会的进步和经济的发展，人们的环境保护意识逐渐加强，能源行业也呈现出低碳化、清洁化、高效化的发展趋势，电力行业也是如此。

（新疆宜化化工有限公司 17194612）

摘要：随着社会的进步和经济的发展，人们的环境保护意识逐渐加强，能源行业也呈现出低碳化、清洁化、高效化的发展趋势，电力行业也是如此。为了实现更加清洁、高效的电力供应，智能电力设备走进了人们的视野，成为未来电力系统的重要发展方向。本文将简述智能电力设备的概念和特点，并对其发展现状进行总结。

关键词：智能电力设备；智能电网；发展现状

引言

由于智能设备的发展，电力系统对电网的安全可靠、高质量运转的要求越来越高。如何让电力设备综合监控、传输、保护、测量功能，又兼具模块化、小型化、一体化、智能化的特点，是当前的研发主流。对于电力设备制造商来说，怎样在发电到用电流程中，使互动化、管控一体化成为现实，是未来市场的发展焦点。

1 电力设备智能化的可行性

智能电网的关键点时智能化的变电站，而智能化的变电站是建立在数字化的变电站的前提之上的。其中数字化与智能化的含义并不相同，智能化实现的基础也是需要依靠数字化的数据分析并对其加以整合。电力设备将这些有价值的数据进行整合处理后，分析得出的有效信息会及时上报给电力部门。值得一谈的是我国在智能电力设备的运用上也有了长足的发展，尤其是在计量技术、通讯技术以及操作技术在工程中的实际应用。数字化是智能化发展的基础，再加上我国数字化设备的发展状况，可以看出电力设备智能化具备较高的可行性。

2 智能化电力设备所具备的功能特点

电力设备的智能化就是在电力设备保留原有功能的基础上增加了智能管理这一性能，即使在夜间没有工作人员值班的情况下，电力设备也能更加高效高质量的运转，提升设备的负载保护能力。除此之外，电力设备的智能化还能体现在加强了监管部门与调控部门之间的联系与双向沟通，全面提升电网管理的能力。

2.1 智能化电力设备的特点

智能电力设备服务于智能电网的建设。智能电网就是指在先进技术指导和应用下形成的高度智能化和高度自动化的新型现代化电力系统。智能电力设备也就是智能电网建设过程中涉及到的硬件设备。智能电力设备融合了先进科学的分析决策技术、人工智能技术、模式识别技术、传感测量技术、信息通信技术和自动控制技术等，具有不同于一般电力设备的特点和优势。

首先，智能电力设备可以实现故障的自我诊断，并在一定程度上进行自我恢复；其次，智能电力设备能够兼容多种发电方式和不同类型的储能设备，满足用户多样化的用电需求；第三，智能电力设备能够实现与用户的交互，及时响应用户需求；第四，智能电力设备具有非常高的稳定性，能够在极端环境下或者电网发生故障时，依然维持电网的安全运行；最后，智能电力设备能够优化资源配置，降低电力输运成本，提高能源的利用率和经济效益。

2.2 电力设备的电气功能

2.2.1 对电能的质量具备治理的能力

目前，在电网一般会使用智能化的电容器，一方面能使容量的补偿更加精准，缩短补偿响应时间，并且不易受到接入点的电压影响。另一方面能实时跟踪且连续补偿无功功率，并且能对感性和容性两种无功功率进行补偿。相比较以前的投切式的电容器，智能化的电容柜克服了其弱点，并且对无功功率的补偿能力有了很大的提升，使得电网的整体运行变得更加稳定和高效，并且能延长电容器的使用年限。

2.2.2 对三相功率分配补偿

智能化电力设备的终端结构能够对各种原因引起的负荷不平衡分量进行补偿，对三相功率进行再次分配，使负荷均衡化，减少消耗，以防止事故的发生。

2.2.3 加强对谐波治理智能化的电容柜能加强对负荷电流中的各种谐波的治理，使电网的运行变得更加优质，并且满足国家的相关条例与运行规范。智能化的电容柜将瞬时有功无功理论作为运行前提，将谐波进行过滤，保证电网所带谐振得到控制。

3 电力设备智能化的相关问题

3.1 强度电磁干扰

高强度电磁会使电子部件受到干扰，其主要是由于现场大电流开断而引起的。其中涉及的主要有电磁兼容、外部通信接口协议、电子部件的供电电源等相关技术。针对高强度电磁干扰的问题研究，首先应从这些相关技术入手。

3.2 二次线的设计发生变化

通常来说一次设备的控制、信号以及联锁等回路都有着二次接线，这些大量也复杂的二次接线使得人们加大了对二次回路的设计。其中安全和可靠在二次回路的设计过程中占有重要的部分，其也是变电站能够成功运行的关键。而伴随着智能化电力设备的产生和发展，是结束复杂的二次化接线的信号。智能化电力设备更加注重数字化通信的运用，因此在变电站数字化的通信优化研究上力度有所增加。

3.3 与现行的维修规程矛盾

变电站全部采用的是网络化的通信模式，其主要是由于智能化电力设备的发展和应用。同时网络通信模式导致了设备之间不存在相应的断开点，智能化电力设备之间依靠的是软压板的逻辑断开方式。而传统的二次回路相对来说设置了明显的断开点，其在电力设备的维修和调试过程中可以保证一定的安全性。因此智能化技术的发展，对现行维修规程产生了矛盾，这一问题的出现将作为电力设备智能化研究的重点之一。

4 智能电力设备的发展现状

4.1 智能输电设备

传统的输电设备在进行远距离输电时具有可靠性差、输送效率低等缺点，难以适应新型能源发电的间歇性、分布式特点。该需求直接推动了智能输电设备的产生、发展和应用。智能输电设备主要包括以下 3 类。

首先是柔性交流输电设备。该类设备能够对输电系统的运行参数（比如电压、阻抗、相位等）进行实时控制和调整，从而提高输电功率、降低输电成本、减少输电损耗。目前已经应用的柔性交流输电设备有静止调相机、静止快速励磁器、串联补偿器以及无功补偿器等。

其次是超高压直流输电设备。该类设备主要为换流站和换流阀，实现交直流电之间的能量转换，即首先将发电厂产生的高压交流电转换为高压直流电，然后进行远距离传输，到达目的地后，再将高压直流电转换为高压交流电。与交流输电系统相比，直流输电系统具有稳定性高、损耗低等优势。

最后是高温超导设备。主要包括超导磁储能设备、超导限流器和超导电缆。该类设备利用超导体电力技术，减少关键部件的阻抗值，从而降低电力系统的损耗，提高电力系统的稳定性。

4.2 智能配电设备

配电是电力系统中向用户分配电能的环节。在智能电网的框架下，配电网正朝着高度自动化的方向发展，以适应分布式能源以及其它智能配电设备的即时插拔。智能配电设备主要包括载波设备、无线设备等数据通信系统，以及光传感器、电子传感器、电缆温度检测器、电能质量监测设备、电力系统在线状态监测设备等数据采集系统。因此，基于智能配电设备构建的配电网络能够实现数据的采集、通信以及配电网状态的实时监控。

4.3 智能用电设备

智能用电设备可以搭建电力企业与用户之间的沟通桥梁，促进电力市场实现竞争机制。该类设备主要分为 3 种：其一，智能电表，可以实时计费，随时获取居民的用电信息，便于供电企业调配电力能源；其二，数据量测设备，能够测量电力运行的实际情况，监控电力交易数据；其三，智能通信设备，可以通过互联网技术扩大电网的管理范围，保证用户用电环节的安全和稳定。

结束语

随着高新技术的不断发展以及人们追求可持续发展，节约、环保的智能电网成为了当今电力发展的主要趋势。本文针对电力设备的智能化进行了探讨与研究，对其先进性、科学性进行了分析，同时也对其存在的问题进行了客观的阐述，希望能够对我国电力设备的发展提供一定的理论帮助。加强对电力设备的研究力度，早日实现提高电网效益的目标。

参考文献：

[1] 刘嵘，沈庆河，刘辉，张有平.智能化变电设备在线监测系统研究[J].电子技术与软件工程，2015（01)：221-222.

[2] 刘燕锋.浅谈电力设备智能化在风电场中的应用[J].通信电源技术，2014，31（04)：138-139.