電力電子技術在配電系統自動化中的應用探索

褚振軍

(陽信縣供電公司光明電力服務有限公司,山東濱州 251800)

電力電子技術在配電系統自動化中的應用探索

褚振軍

(陽信縣供電公司光明電力服務有限公司,山東濱州 251800)

隨著社會經濟的不斷發展以及人民生活水平的提高,各方對于用電的需求呈現上升趨勢,而電力系統的自動化成為了時代發展的新要求,同時計算機網絡信息技術的發展為電力系統自動化提供了優越的條件。本文正是由此開展探討,詳細闡述電力電子技術的概念、特點以及其在配電系統當中的應用,旨在提高配電系統的自動化水平,為今后相關工作提供參考建議。

電力電子技術 配電系統 自動化 應用

電力電子技術涵括了很多的科學技術，包括計算機、自動化、半導體技術等等，同時其應用面極廣，尤其是計算機控制系統以及自動化控制技術的發展更為成熟。電力電子技術的應用面不斷過大，滲入到不同的行業當中并且使自身的功能價值得到了體現。下文就電力電子技術在配電系統的應用進行詳細研討。

1 電力電子技術的概念以及特點

當前的電力電子技術具有全控化、集成化、高頻化以及高效率化。全控化是指自動關斷設備取代了半空型普通晶閘管，從而避免了傳統電子設備中的換相電路等；集成化是指全控型器件經由單元件并聯，形成了一個基片當中；高頻化是指利用高頻度提高系統的運行效率。比如GTR、IGBT、MOSFET能夠分別在低頻、高頻、超高頻的環境中運行；高效率化是指器件以及變換技術兩方面的高效率，當器件的導通壓降下降時，導通損耗也會相應變小，器件開關上下變化頻率增快，同樣是開關耗損降低。在軟開關中加入軟開關技術，能夠進一步提高運行效率。電力電子技術屬于較為新興的科學技術，但是已經被廣泛應用在電力行業里，能夠實現對電能的有效控制以及提高電力系統的運行效率。電力電子技術從功能角度可以分為變流技術以及電力電子器件制造技術，由于其具有眾多優勢，并且應用面不斷擴大，所以電力電子技術的相關知識以及成為了電氣工程以及自動化專業重點學習的理論知識。

2 電力電子技術以及配電自動化的發展現狀

電力電子技術是在半導體的基礎上逐漸發展出來，其為強弱電的連接搭建了一個平臺。經過長期的發展，電力電子技術的發展相對較為成熟。其最早是以晶閘管的形式出現，后又發展成為可控硅整流裝置，完成了質的飛躍，在后來出現了柔性交流輸電技術，此項技術促使許多新型設備的產生，同時電力電子技術也向工業自動化和機電相結合的發展道路，當前電力電子技術能夠實現節能環保、智能化、輕便化等眾多優勢。就我國來說，電力電子技術的發展相對較晚，但是通過國家的幫扶和人們的不懈努力，已經走向了獨具特色的高速發展道路。

經濟的發展必定會帶動電力產業的進步，電力產業的發展已經從傳統投資規模變為以市場需求為重心的發展模式，同時電力市場也完成了賣方向買方轉變的過程，以前我國發電和配電的比率存在較大差距，落后于世界先進國家，當前已經得到了一些改善，例如35kV變電站具備了四遙功能，但是還是存在很大的成長空間，例如電站的自動化、故障檢測定位、故障隔離、最低網損等等，這些還屬于發展階段。從供電設備來看，許多的供電企業已經找到了與配電自動化相協調的設備，例如饋線開關遠程式終端、開閉所、重合器等等，所以實現配電系統自動化的硬件條件還是比較完善的，但除此之外主要還存在兩個問題：第一，供電方在選擇設備的同時，應從自身實際狀況出發，同時還要綜合考察設備的性價比，使設備不至于過快的淘汰，進而造成成本的浪費，盡量選擇與當前科學技術發展方向一致的設備，并且秉承統一規劃、分步實施的原則；第二，配電系統本身具有特殊性，體現在遠方抄表、容量大、定制遠傳等，對于這些技術的標準化要求還存在缺陷，同時以往的規范限制了使用性能，為了防止電力設備供貨商自行設置的紊亂情況出現，有必要將電網的通信規約盡早規范下來。

3 實現配電自動化的必要性

電力電子技術、計算機技術、自動化控制技術三者是相輔相成的關系，只有將電力電子技術與配電系統相結合，才可以實現電子系統的自我控制能力、效率以及配電質量，將電力電子技術應用于配電技術還有以下幾個方面：第一，使電力系統具備更高的自動化水平，電力電子設備的出現促進了電力電子技術的發展，使電力系統具備自動智能化的功能。尤其是模糊控制、智能化控制對于電子設備的重大意義；第二，電力電子技術不僅能夠降低供電單位的成本消耗，保障企業利益，同時其服務對象是社會群眾，所以高質量的配電系統能夠產生高質量的供電服務，從而實現社會效益；第三，電力電子技術不僅僅是以技術的身份停留在技術的層面，而對于電氣產業的結構和管理形式都形成了很大的影響，企業通過利用電力電子技術，使得自身加快了向新興產業的轉型。

4 電力電子技術的優點

首先，電力電子技術能夠對電力進行有效控制，從而將所耗的電能控制在合理范圍之內，達到了優化電能的目的，同時在用戶使用的過程當中也發揮出有限電量的最大使用價值。對于工業生產來說，電力電子技術的不僅提高了生產的效率，也使節能價值得到體現。

其次，電力電子技術的應用能夠使民用電和工業用電的質量得到提升，促進了工業制造工藝的革新，使機電一體化技術得到了發展，在當前對電力電子技術的使用當中，還加入了網絡信息技術，這進一步提高了電力電子技術的使用價值。

然后，電力電子技術能夠實現設別的高頻化，打破了傳統工頻的限制，大大提高了運行效率，使機電設備的體積得到了控制。

最后，只有不斷的實踐才能促進技術的進步，電力電子技術正是因為不斷的發展，不斷的被應用，從而使其融入了其他的先進科學技術，進一步促進了技術的發展，進而得到更廣闊的應用平臺。

5 電力電子技術的應用

5.1 發電階段

在此階段，電力電子技術能夠最大程度的保證配電系統的安全、可靠，能夠增強發電效率，增強管理的科學性。同時電力電子技術中的勵磁技術、太陽能技術、直流調速、變頻調速技術都能夠保障發電環節的順利進行。主要應用方式如下：磁力技術主要能夠提高調節速率，為其他控制提供有利條件，同時降低了成本、操作難度低、可靠度高；變頻調速技術當前發展較為成熟，使風機水泵具備變頻調速功能，對于能源的消耗量也不大，在未來具備良好的發展潛力；太陽能技術體現在環保方面，能夠將太陽能電池板當中的能源轉換到電力系統當中，節約了資源，降低了成本；直流調速技術在很多設備中還具有應用價值，能夠提高電力系統整體的運行效率。

5.2 輸電階段

HDVC以及柔性交流輸電技術兩方面是電力電子技術在輸電階段的主要應用，HDVC又可以分為常規HDVC以及HDVC Light技術，其最大的特點是可以進行遠距離輸電，受到環境影響程度較小，可以完成大容量、可靠度高、靈活性好的電力輸送，同時HDVD可以保持系統處于持續的、穩定的運行狀態當中。柔性交流輸電技術是當前發展速度最快的電力電子技術，其與控制技術的連接十分緊密，另外可以控制電力系統中的很多參數，例如電壓以及電流，能夠優化輸電狀況，減小輸電線路對于電能的損耗，從而保證了系統運行的穩定和安全。除了HDVC以及柔性交流輸電技術外，微型計算機自動化控制也發揮出了應用價值，主要負責對故障的處理，包括檢測、分析以及切除等，減少了人員的工作量。

5.3 配電階段

在配電階段當中電力電子技術的應用目標就是實現配電的可靠性，進而使供電質量得到保證。其特點就是弱電對強電的控制以及調控電壓電流、功率，避免諧波的不良影響，其工作原理類似于柔性交流輸電技術，能夠同時兼顧電力標準以及配電質量。綜合來說電力電子技術在此階段的應用面最大，同時在未來還會有進一步發展。

5.4 節能環保

電動機的節電并不能完全達到節電效果，變負荷電動機調速同樣也無法實現完全的節能，因此只有將以上兩中節能方式相結合，才能實現全方位的節能效果，變頻調速的無功損耗調速對電力系統的環保節能有重要意義，避免了傳統調速中功率耗損過大的問題。同時變頻調速有助于電機設備自動化水平的提高，在保證調速的準確度的同時又可以達到30%的節能效果，另外還可以是電力設備的運行穩定，不會出現系統崩潰的情況。

6 結語

電子技術與能源有機結合是未來電力電子技術在配電系統應用的發展方向，同時綜合太陽能、風能等不耗損資源，增強資源的利用率，總的來說就是其發展方向應該是迎合環保節約型的社會發展理念的，通過電力電子技術向機電一體化的發展不斷深入，未來將會形成一個電力電子技術體系并且覆蓋全國。除此之外智能化也是電力電子技術的發展方向，電力設備必須具備自我控制能力，對于問題能夠識別并且采取有效的解決辦法，自動化的水平越高，對于人員的依賴性就越小，進而可以達到降低成本、減少工作量，增加效率，保證供電質量等一系列好處。

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褚振軍,男,43歲,工程師,陽信縣供電公司光明電力服務有限公司副經理。