探析配電網電力電子裝備的互聯與網絡化技術

摘 要

隨著社會經濟的快速發展，互聯網技術已經與配電網電力電子裝備聯系的越來越緊密，對配電網電力電子裝備的發展產生了重要影響。本文結合了當前配電網電力電子裝備的發展實際，對配電網電力電子裝備的互聯與網絡技術進行了探討，分析了互聯與網絡技術在配電網電力電子裝備中的應用，希望能夠為今后有關方面的研究提供積極的借鑒意義。

【關鍵詞】配電網 電力電子裝備 互聯與網絡技術

現階段，通信技術與電力電子技術的相互結合已經成為了配電網絡發展的主流趨勢，并且電力電子設備的廣泛應用，對于配電網系統的變革將起到巨大的推動作用。在如今通信技術與電力電子技術相互融合的過程中，有必要探析配電網電力電子裝備中的互聯與網絡技術。

1 配電網電力電子裝備技術現狀分析

電力電子裝備技術其實就是電力電子裝備實現電能的變化，在實現電力電子裝備技術在配電網應用的過程中，有三種技術是不可或缺的，分別是變換器、半導體開關器件以及系統三個方面的技術。下面，筆者將進行具體的闡述。

1.1 變換器

變換器是電功率處理器的一種，變換器的作用主要是可以將某種幅度、頻率轉化成其他種類的幅度和頻率的電能，這樣一種轉化的結果可以使得配電網的配電以及用戶的用電得到保障。隨著科學技術的不斷進步，變電器數也在不斷發展，經過電力電子技術人員的研究，拓撲機構已經研發出來，這一技術的出現，使得雙向或者多向電能流動得到控制。與此同時，在不斷發展的過程中，變換器的效率明顯提高，甚至已經高達99%。尤其是在大功率系統當中，變換器技術對于電壓和電流的處理可以輕松應對。

1.2 半導體開關器件

半導體開關器件作為電力電子裝備技術的基礎，主要包括了SCR、IGCT以及IGBT等器件。現階段，電力電子裝備技術應當將重心放在提升現有半導體開關器件的水平和性能與研發新型半導體開關器件上。半導體開關器件中，無論是材料的選取，還是器件的工藝選擇，對于整體電路性能都會產生重要的影響。在對半導體開關器件的絕緣材料和磁性元件進行適當的改造之后，能夠在降低能耗的前提下將器件的體積減小到合適的范圍。

1.3 電力電子裝備系統

電力電子裝備系統的構成主要有多個變換器以及電路兩部分，主要的應用領域在大型的電力電子裝備。通常而言，在電力電子裝備系統中，變電器連接的各種方式能夠實現能量的處理。但是很多時候系統規模比較大，必須借助多個控制器才能保持系統的平穩運行。配備的控制器分為兩種：變化器控制器和系統控制器。變換器控制器負責的是單一變化，而系統控制器負責的是全部變化器的運行數據，并下達相應的指令。

2 電力電子裝備的互聯和網絡化技術

近些年來，電力電子裝備技術已經廣泛應用于電力系統運行過程中，配電網中也可以經常見到電力電子裝備技術，以下就是電力電子裝備技術的互聯和網絡化的主要架構，包括三個方面的內容：

2.1 即插即用的功率接口

即插即用的功率接口可以把各式各樣的電氣設備、發布發電等終端接入到配電網中，不同的設備之間，它們的電能輸入的形式與電網是有所區別的，但是即插即用的功率接口可以把電能轉化為功能，并且可以直接將各種設備電能輸入的形式轉化成可以和電網相匹配的形式，這樣的一個接口就屬于一個電力電子裝備。與此同時，即插即用的功率接口還應當具有通信接口，能夠實現網絡連接。當然，通信接口要能夠對終端設備進行識別，而且將終端設備運行的信息上傳，使得其可以接受到系統的調控指令。

2.2 能量路由器

能量路由器是整個電力電子裝備網絡化技術過程中的智能管理模塊，并且還屬于中壓低配網、低壓區域網的相應接口。能量路由器在正常運行期間能夠很好地實現電能的雙向流動，既可以提供相應的低壓直流母線，也可以提供可再生能源的電力設備。此外，能量路由器還擁有相應通信接口所擁有的功能，可以把終端設備的運行信息上傳到各個網絡端口，以此接受調控指令。指令值的確定需要由終端設備的具體工作狀況決定，能量路由器這其中可以對故障電流起到限制作用，并且對低壓的穿越起到保障效果，進而使得低壓配電網的電壓保持穩定。

2.3 操作系統

互聯與網絡技術操作系統其本質上就是一個通用的網絡協議。要想對所有設備做到網絡監督、統一識別，將管理效果提升上去，就必須統一協調全部功率接口和能量路由器，讓二者能夠同時支持這一網絡協議。在操作系統實際運行過程當中，用戶可以將這一網絡協議安裝到自己的電腦或者手機中，起到實時監控自家用電的效果，同時還可以充分了解到網絡上的電價信息等，并通過對得到的有關信息進行數據整理和分析，進而采取必要的應對措施，提前預防。現階段，在配電網電力電子裝備的互聯與網絡化技術當中，最為重要的兩個方面要屬信息流極與能量流極了。雖然配電網能量層已經初步實現了互聯功能，然而通信層面的建設還是需要逐步加強。

3 結語

總而言之，電力電子裝備技術的發展對于配電網的性能改造具有十分重要的作用，并且有效推動了直流配電網的進步和發展。作為一個時變性很強的系統，配電網電力電子技術能夠借助電力電子裝備的有效運行達到電能變化的目的，電力電子裝備技術同互聯網通信技術的相互結合，是今后電網向前發展的潮流趨勢，不僅對于電能與信息集成一體化有重要意義，對于我國的智能化電網建設和管理也起到了巨大的推動作用，

參考文獻

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作者簡介

胡望波（1977-），男，湖北省黃岡市人。學士學位。現為湖北咸寧職業技術學院講師。研究方向為電子技術、制冷與空調技術。

作者單位

咸寧職業技術學院 湖北省咸寧市 437100