先進電力電子技術在智能電網(wǎng)中的應用

王剛

摘要：自改革開放以來，我國經(jīng)濟飛速發(fā)展，無論是工商業(yè)用電需求，還是居民用電需求，都的大幅上升，對用電質量要求也越來越高，因此，優(yōu)化電力系統(tǒng)是非常重要的一項工程。信息化、數(shù)字化、自動化已經(jīng)成為這個時代的標志，智能電網(wǎng)的發(fā)展離不開這些科學技術，而電力電子技術應用于智能電網(wǎng)更是能提高電力系統(tǒng)的效率。本文主要分析了先進電力電子技術在智能電網(wǎng)中的作用以及智能電網(wǎng)面臨的主要問題，探討了先進電力電子技術在智能電網(wǎng)的應用。

關鍵詞：先進技術；電力電子技術；智能電網(wǎng)

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，如今已經(jīng)進入科技、信息化時代，但資源與環(huán)境問題也成為社會發(fā)展的重要挑戰(zhàn)。為了減少對生態(tài)環(huán)境的破壞，我國應該采取相關措施來減少對大自然的有害排放以及對不可再生資源的使用。用電需求以及對用電質量要求越來越高的今天，建立一個安全、高效、低污染、可調(diào)的智能電網(wǎng)能滿足各個階層的需求，充分發(fā)揮電網(wǎng)優(yōu)化資源配置的重要作用。

1先進電力電子技術在智能電網(wǎng)中的作用

（1）促進電網(wǎng)優(yōu)化以及穩(wěn)定大電網(wǎng)。智能電網(wǎng)是一個互動系統(tǒng)，需要具有適應系統(tǒng)變化的能力，以及對用戶需求和環(huán)境變更做出最佳反應能力，先進電力電子技術能使得電網(wǎng)迅速反應，先進電力電子技術能提高電網(wǎng)輸配電能力，強化優(yōu)化電網(wǎng)，保障大電網(wǎng)安全，改善電網(wǎng)電能質量。

從電網(wǎng)發(fā)展趨勢來看，大電網(wǎng)互聯(lián)是電網(wǎng)的發(fā)展方向。先進電力電子技術是重要的系統(tǒng)調(diào)控技術，一方面可以增強網(wǎng)架結構，另一方面可以抑制電網(wǎng)故障的傳播，保障大電網(wǎng)的安全。

（2）提高可再生資源的利用效率。能源是制約經(jīng)濟發(fā)展的一大重要問題，目前我國在東北、華北、西北等地區(qū)都有風能、太陽能發(fā)電，但對可再生資源的利用效率低，也存在一些問題，影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定。先進電力電子技術能提高可再生資源的利用效率，保證可再生能源大規(guī)模的發(fā)電，分布式接入以及遠距離送出，使得電網(wǎng)容納、適應可再生能源。

（3）改善電網(wǎng)電能質量。目前我國還處于不發(fā)達階段，工業(yè)發(fā)展還在繼續(xù)，工業(yè)發(fā)展離不開電，對電能質量要求越來越高。但可再生資源發(fā)電對于電能的質量還是存在一定的影響，使用電力電子技術裝置可以提升電網(wǎng)的配電效率，改善電網(wǎng)的電能質量，給用戶供應優(yōu)質、高效的電力。

2智能電網(wǎng)面臨的主要問題

（1）資源優(yōu)化的配置問題。我國雖然地大物博，但人均資源非常少，而且能源資源主要分布在西部、北部、西南部這些相對較落后的地區(qū)，而工業(yè)區(qū)卻集中于東部與中部地區(qū)，也是主要消耗電能區(qū)。因此，電力傳送規(guī)模大、距離遠，而技術能力跟不上發(fā)展需求，導致電力利用率低，大型網(wǎng)絡流失。因此，智能電網(wǎng)面臨的主要問題之一就是資源的優(yōu)化配置問題，只有不斷優(yōu)化能源結構，加強能源的利用效率，尤其是可再生資源的利用。

（2）電力網(wǎng)的安全問題。我國電力增長需求迅速，為了滿足電力需求，正在建立一個規(guī)模最大、電壓水平最高的混合網(wǎng)，主要是提高智能電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性。電力網(wǎng)的安全穩(wěn)定是基于全球信息的控制方法，目前還存在發(fā)展探索階段，還存在一些問題。

3先進電力電子技術在智能電網(wǎng)的應用

隨著科技、工業(yè)的快速發(fā)展，智能電網(wǎng)是電網(wǎng)的發(fā)展方向，電能質量、電網(wǎng)工作狀態(tài)都是智能電網(wǎng)的關鍵所在，這些都與電力電子技術分不開，先進電力電子技術在智能電網(wǎng)中的應用包括以下幾方面；

（1）柔性交流輸電技術。柔性交流輸電技術是以電力電子設備為基礎，與現(xiàn)代控制技術相結合，從而快速靈活的控制網(wǎng)絡結構以及交流輸電系統(tǒng)，使得系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性增強，線路輸送能力大幅度提高。我國智能電網(wǎng)的基礎是特高壓輸變電，對于新能源的接入以及分布式能源的隔離技術都需要綜合考慮，先進電力電子技術和現(xiàn)代控制技術的融合，使得電力系統(tǒng)更加穩(wěn)定，在輸電過程中的損耗減少。柔性交流輸電技術是將大功率、高性能的電力電子元件做成可控電網(wǎng)設備，原來不可以控制的電網(wǎng)就成為可控電網(wǎng)，智能電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性與靈活性得以實現(xiàn)。

（2）高壓直流輸電技術。直流輸電系統(tǒng)只是在輸電過程是直流電，其他環(huán)節(jié)還是交流電。首先在輸電前經(jīng)過換流站將交流電轉換成直流電，然后送人直流輸電線路中，當直流電到達終端后，經(jīng)過逆變器再變?yōu)榻涣麟姟８邏褐绷鬏旊娂夹g具有遠距離大容量輸電優(yōu)勢，能大幅度減少輸電走廊，而且高壓直流電輸電線路電阻小，系統(tǒng)損耗低。高壓輸電系統(tǒng)能有效的解決我國能源分布不均問題，使得資源得到優(yōu)化配置，目前已經(jīng)將高壓直流輸電技術廣泛使用，已有多個超高壓直流輸電工程，未來還會在水利發(fā)電以及煤炭發(fā)電基地建設高壓直流輸電工程。

（3）電能質量技術。電能質量技術被廣泛應用于工業(yè)當中，目前該技術水平領先的國家為美國、日本、印度三個國家，用來提高電能質量的技術主要是有源電力濾波器、配電網(wǎng)靜止同步補償器以及動態(tài)電壓調(diào)節(jié)器。我國電能質量技術還處于研究狀態(tài)，還沒有真正能解決相關問題的技術。在智能電網(wǎng)中應用電能質量技術，首先在評估方式與等級劃分體系的構建完善方面非常的重要，相關法律法規(guī)的完善健全以及經(jīng)濟評估分析也是關鍵，優(yōu)質經(jīng)濟智能電網(wǎng)的關鍵是電能質量技術。電能質量技術中統(tǒng)一電能質量控制器能有效的保障用戶用電的質量，在用電高峰期與低谷期，通過蓄電池的調(diào)節(jié)作用進行系統(tǒng)調(diào)節(jié)，從而使得經(jīng)濟效益得到提升。

4結束語

如今不可再生資源已經(jīng)日漸枯竭，全球變暖等生態(tài)環(huán)境都時刻影響著我們的生活，智能電網(wǎng)改革是非常具有意義的。智能電網(wǎng)是計算機、電子設備等為基礎，通過信息技術、自動化技術改造電力網(wǎng)絡，其中最關鍵的是先進電力電子技術。先進電力電子技術不僅使得大電網(wǎng)的安全穩(wěn)定得以保障，電網(wǎng)強化優(yōu)化，還促進可再生能源的有效利用，使得電能質量提升，是建設智能電網(wǎng)的基礎與關鍵。先進電力電子技術應用于智能電網(wǎng)主要有柔性交流輸電技術、高壓直流輸電技術、能量轉換技術以及電能質量技術。先進電力電子技術的發(fā)展促使電網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展。

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