9.5 未来的电力工程技术
由于电力电子技术的飞跃发展，为以前只有交流电压升降压和线路开闭的输配电技术开拓了新局面，能自由地变换电能的形式。与此同时，输配电的相关概念也在革新。得益于通信技术的发展，以区域单位进行能源管理，也就是智能电网（Smart Grid，下一代节能输配电网）的概念盛行[24]，而且正在不断实现。根据区域的大小，有CEMS（Community Energy Management System）、BEMS（Building EMS）以及HEMS（Home EMS）。今后的电力工程技术将要把这些概念纳入到输电以及变电技术中。本节将简要介绍智能电网。
图9.23所示为智能电网的示意图，它是电力供给均衡化的小规模电网（闭合的网络，∑pn=0）。其向外连接大规模输电网，基于统计分析与计划为其供电。电网内不仅连接家庭、工厂等用户，而且还连接风力发电和太阳能发电等再生能源的发电系统、小规模的燃料电池或者电力发电系统，以及用于稳定系统的蓄电池和滤波器等系统稳定装置。当地供电指挥所基于实时通信系统监控网内全部的功率流。风力发电和太阳能发电属于非稳定发电系统，会影响用户和家庭的日常用电，短时间内的功率波动可以由网内的系统安定装置解决。此装置通过变换装置，向大容量蓄电池（钠硫NaS电池等）充放电。CEMS是在网内维持恒定的供电电压和频率，同时维持最佳的电力供给。(https://www.daowen.com)
图9.23b所示为连接电力系统智能电网的等效电源系统图。与电力系统相接的是变电所，可以看成是已经给定了电压值e″和频率的电压源。其他装置则作为电流源、电流源负载或者无源负载看待。忽略网内的线路阻抗，在各接线端，基于智能电表（双向电能表）实时监测功率流p收集信息，并基于信息进行最有效的需求管理和装置控制。功率流向紊乱时，电压值会有波动，因此可以有一定的允许范围。虽然无功功率基本上是∑qn=0，但是可以利用无功功率的平衡进行电压的微调。网内的各个装置属于电力电子技术的应用，也是大型系统中电力电子技术的应用实例。
图9.23 智能电网示意图