電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

羅劍

摘 要：信息化、自動(dòng)化以及數(shù)字化是現(xiàn)代智能電網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，電力電子是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)智能化的前提，它在智能電網(wǎng)的應(yīng)用既是電網(wǎng)技術(shù)的要求也是市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，它制約著整個(gè)電網(wǎng)的技術(shù)發(fā)展，同時(shí)影響電網(wǎng)輸出的電能質(zhì)量和電壓的穩(wěn)定性，智能電網(wǎng)作為我國一項(xiàng)基礎(chǔ)性的設(shè)施，是保證我國人民用電安全，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱。而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智能電網(wǎng)中的技術(shù)也得到了很大的進(jìn)步，電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的運(yùn)用也越來越廣泛。該文就電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用展開了分析，就電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的未來發(fā)展提供一些參考意見。

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù) 智能電網(wǎng) 應(yīng)用分析 電力系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TM7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）11（b）-0087-01

在全球節(jié)能、環(huán)保的生活理念提出后，我國的電力系統(tǒng)也在結(jié)構(gòu)、技術(shù)以及規(guī)模上進(jìn)行了一定的改革，受到經(jīng)濟(jì)、政治以及能源方面的影響，構(gòu)建、安全、可靠的電力系統(tǒng)已成為當(dāng)前電力行業(yè)的重要研究方向。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，將電力電子技術(shù)運(yùn)用在智能電網(wǎng)中，不僅實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)的智能化、自動(dòng)化，對(duì)于完善電網(wǎng)功能也有著十分重要的意義。

1 電力電子技術(shù)運(yùn)用在智能電網(wǎng)中優(yōu)勢(shì)

1.1 是優(yōu)化電網(wǎng)、保障安全的需求

智能電網(wǎng)本身就是一種復(fù)雜的系統(tǒng)，由于有系統(tǒng)變化、用戶與環(huán)境等要求，需要電網(wǎng)有更佳的反應(yīng)與適應(yīng)能力，而運(yùn)用電力電子技術(shù)就是更好的優(yōu)化電網(wǎng)，滿足反應(yīng)能力與適應(yīng)能力的必要措施。當(dāng)前，我國在電網(wǎng)架構(gòu)方面的能力還比較薄弱，還有更多的空間來提升智能電網(wǎng)的功能，所以，我們必須進(jìn)一步加大對(duì)電網(wǎng)的優(yōu)化研究。而從全球的角度來看，電網(wǎng)的智能化與自動(dòng)化必將成為一種發(fā)展趨勢(shì)，因此，運(yùn)用先進(jìn)的電力電子技術(shù)也是一種必然趨勢(shì)。

1.2 運(yùn)用電力電子技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

面對(duì)資源缺乏的嚴(yán)峻問題，電力企業(yè)要想得到全面、可持續(xù)的發(fā)展，就必須利用先進(jìn)的科技來改善自身模式，開發(fā)研究智能電網(wǎng)也給安全穩(wěn)定運(yùn)行提出了更高的要求。通過將電力電子技術(shù)運(yùn)用到智能電網(wǎng)中，不僅能實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)與可控制再生能源的調(diào)度與控制，更能促進(jìn)可再生能源的發(fā)展，保證了電網(wǎng)的清潔高效，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排的目的。此外，電力電子技術(shù)的應(yīng)用也是目前健全大規(guī)模電網(wǎng)，保障電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性、可靠性的重要技術(shù)。

2 電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的具體應(yīng)用

2.1 高壓直流輸電技術(shù)

我國現(xiàn)階段的直流輸電系統(tǒng)，主要在輸電環(huán)節(jié)中，而電力系統(tǒng)中的發(fā)電與用電系統(tǒng)采用的仍舊是交流電。輸電線路中的交流電在供電端通過換流變壓器設(shè)備輸送到整流器設(shè)備中，將交流電轉(zhuǎn)換為高壓的直流電然后才輸送到直流輸電線路中去。而直流電則再通過直流輸電線路流回到受端換流站的逆變器設(shè)備中。再次將高壓直流電轉(zhuǎn)換成交流電，并通過換流變壓器設(shè)備輸送電流到交流系統(tǒng)中。

對(duì)于遠(yuǎn)距離的輸電需求來說，最佳的方式就是采用高壓直流輸電技術(shù)，當(dāng)線路出現(xiàn)故障時(shí)，也能最大程度的降低給電網(wǎng)帶來的影響，因此非常適用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的長距離、大功率輸電。高壓直流技術(shù)不僅能滿足智能電網(wǎng)在遠(yuǎn)距離以及大容量輸電方面的要求，更是完善清潔能源上網(wǎng)的穩(wěn)定性問題。

2.2 柔性交流技術(shù)

前面說過，現(xiàn)代智能電網(wǎng)發(fā)展的方向就是新能源與清潔型的電網(wǎng)，柔性交流輸電技術(shù)綜合了現(xiàn)代微電子技術(shù)與電力電子技術(shù)等控制、通信技術(shù)運(yùn)用到智能電網(wǎng)中，實(shí)現(xiàn)了靈活控制交流輸電，大大提高了電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行與反應(yīng)速度，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)傳輸能力的大幅度提升。目前，我國的智能電網(wǎng)一般是以特高壓輸電系統(tǒng)為基礎(chǔ)的，因此，必須綜合考慮新能源與清潔能源之間的隔離與介入，這也是推動(dòng)柔性交流輸電技術(shù)發(fā)展的最主要原因。我國的柔性交流輸電系統(tǒng)中的換流器設(shè)備采用的是自換相的方式，獨(dú)立進(jìn)行控制，這些優(yōu)勢(shì)被運(yùn)用在了一些較為偏遠(yuǎn)的地區(qū)供電中，并發(fā)揮著積極的作用。通過很好地融合柔性交流技術(shù)與現(xiàn)代控制技術(shù)，我國的智能電網(wǎng)已經(jīng)能夠完成調(diào)節(jié)與控制各種電力參數(shù)，不僅降低了電力輸送中的線損，更保障了安全穩(wěn)定的輸電能力。

2.3 智能開關(guān)技術(shù)

智能開關(guān)屬于保護(hù)電力系統(tǒng)的設(shè)備技術(shù)，是在電流或者電壓制定相位產(chǎn)生斷開或閉合電路作用的設(shè)備。一般來說，智能開關(guān)主要由總電源開關(guān)、分開關(guān)以及殼體等幾部分組成，其中，總電源開關(guān)主要就是起到保護(hù)過壓和總過流的作用；而分開關(guān)則采取的是整體結(jié)構(gòu)式的，也具有保護(hù)功能，防止過流或漏電等現(xiàn)象，保障用戶端用電安全的設(shè)備。隨著智能電網(wǎng)的不斷發(fā)展，在相關(guān)設(shè)備的研發(fā)上也取得了一定的成果，一些高品質(zhì)、高性能的開關(guān)設(shè)備也逐漸衍生出來，伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電力電子技術(shù)等的發(fā)展，這些設(shè)備也逐漸向智能化發(fā)展。

2.4 高壓變頻技術(shù)

為滿足節(jié)點(diǎn)的目的，應(yīng)運(yùn)而生了高壓變頻技術(shù)，這種技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)就是可以節(jié)電，其節(jié)電率一般可以達(dá)到30%左右，但其成本高，容易造成高次諧波污染。目前，將高壓變頻技術(shù)運(yùn)用在智能電網(wǎng)中，節(jié)能效果顯著，是很多工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)的選擇，運(yùn)用高壓邊坡技術(shù)大大降低了企業(yè)的用電成本。我國國內(nèi)的高壓變頻器主要是采用功率單元串聯(lián)多電平的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)節(jié)能，這種設(shè)備具有工藝密度高、結(jié)構(gòu)緊湊且控制靈活的優(yōu)勢(shì)，相信未來將應(yīng)用到更多的領(lǐng)域中。

2.5 需求側(cè)技術(shù)

需求側(cè)技術(shù)主要是依據(jù)用戶電力的可靠性以及質(zhì)量要求，或者一些對(duì)電力供應(yīng)和使用有特殊性要求的用戶，綜合了大功率電力電子技術(shù)與配電自動(dòng)化技術(shù)結(jié)合的技術(shù)，從而為用戶提供更加符合要求的電力供應(yīng)。面對(duì)當(dāng)前形勢(shì)越來越嚴(yán)峻的電力負(fù)荷與電能質(zhì)量問題，電力企業(yè)既要滿足更多、更高的供電需求，又要響應(yīng)節(jié)約能源的行動(dòng)號(hào)召，就需要對(duì)自身的技術(shù)進(jìn)行不斷的提升。需求側(cè)技術(shù)就是為確保清潔能源與新能源并網(wǎng)，同時(shí)解決故障限流保護(hù)問題而提出的新思路與新方法。

3 結(jié)語

綜上所述，智能電網(wǎng)的發(fā)展不僅有著經(jīng)濟(jì)性與社會(huì)效益的要求，更要考慮到對(duì)資源以及環(huán)境的保護(hù)。運(yùn)用先進(jìn)的電力電子技術(shù)，解決電力建設(shè)過程中的很多難點(diǎn)與問題，不僅實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化電網(wǎng)、保證電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行的目標(biāo)，更促進(jìn)了資源的可再生有效利用。相信在未來，電力電子技術(shù)還能在電力系統(tǒng)中發(fā)揮更多的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 張文亮，湯廣福，查鯤鵬，等.先進(jìn)電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2010（4）：1-7.

[2] 馬紅歌.電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2013（2）：90.

[3] 張新源，邢錦鋒.先進(jìn)電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用[J].電子制作，2013（9）：97.

[4] 馮建力.淺談電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用[J].科技風(fēng)，2013（17）：102.

[5] 吳俊勇.電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用[J].變頻器世界，2011（11）：22-25.endprint