先進(jìn)電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

◎鄒珂

先進(jìn)電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

◎鄒珂

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，社會的不斷進(jìn)步，城市的電力供應(yīng)系統(tǒng)也在不斷的進(jìn)步。為了保護(hù)各用電設(shè)施與器材的安全運行，并滿足它們的用電需求，電網(wǎng)的鋪設(shè)便顯得尤為重要。隨著城市化規(guī)模的不斷擴(kuò)大，我國的城市電網(wǎng)建設(shè)速度難以與時代進(jìn)步的步伐相匹配，尤其是智能電網(wǎng)的鋪設(shè)方面，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于其他發(fā)達(dá)國家。要提高我國城市智能電網(wǎng)的建設(shè)，就需要發(fā)展先進(jìn)電力電子技術(shù)，本文就先進(jìn)電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用進(jìn)行簡單的闡述與分析，從而為我國先進(jìn)電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用提供部分經(jīng)驗。

智能電網(wǎng)對先進(jìn)電力電子技術(shù)的需求

在強化優(yōu)化電網(wǎng)及保障大電網(wǎng)安全方面的需求。智能電網(wǎng)的系統(tǒng)覆蓋范圍較廣，不同于其他的單向連接系統(tǒng)，它是一個互動系統(tǒng)，它需要依據(jù)周邊的環(huán)境，用戶的使用要求以及系統(tǒng)自身的一些需求來進(jìn)行自身的反應(yīng)與調(diào)整。這便是智能化的電網(wǎng)，想要促進(jìn)電網(wǎng)的智能化，便需要采用一些先進(jìn)的電力電子技術(shù)。這些先進(jìn)的電力電子技術(shù)可以幫助搭建的電網(wǎng)對于周邊的環(huán)境，用戶的使用要求以及系統(tǒng)自身的一些需求進(jìn)行迅速反應(yīng)，并采取強有力的措施來調(diào)整控制。在我國電力電子科技人才的不斷學(xué)習(xí)與研究下，通過各種各樣的形式完成了相應(yīng)的創(chuàng)新。這其中包括HVDC技術(shù)以及FACTS技術(shù)等高新自主創(chuàng)新技術(shù)。通過這些技術(shù)的采用，可以有效的增強配電網(wǎng)的配電供給能力，還可以改善智能電網(wǎng)當(dāng)中的電能供給質(zhì)量，同時降低智能電網(wǎng)當(dāng)中出現(xiàn)故障的概率，并且能在故障發(fā)生后進(jìn)行及時的維護(hù)與更新。這些都是自主創(chuàng)新的先進(jìn)電子電力技術(shù)在智能電網(wǎng)當(dāng)中的運用。未來電網(wǎng)的智能化是必然的趨勢，更對先進(jìn)電子電力技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)新提出更高的要求。

在促進(jìn)可再生能源有效利用方面的需求。可再生能源一直是國家發(fā)展的重點能源，當(dāng)前我國所開發(fā)利用最廣泛的可再生能源便是光能和風(fēng)能。我國的風(fēng)能與光能的利用區(qū)域主要在我國的東北部區(qū)域，華北部區(qū)域以及西北部區(qū)域，這三大地區(qū)的預(yù)計在2020風(fēng)力發(fā)電的總量可以達(dá)到100GW甚至更多，通過太陽能電池吸收光能進(jìn)行轉(zhuǎn)換發(fā)電，大約可以達(dá)到20GW的電量。風(fēng)力發(fā)電的設(shè)備以及基地站較為集中，以千萬千瓦級別的發(fā)電站基地為主。太陽能發(fā)電的發(fā)電站則較為分散，規(guī)模也相對較小。由于這些可再生的清潔能源具備能源接受間歇性，能源采集不確定性的特點，因此，需要進(jìn)行智能電網(wǎng)的搭建，通過采用先進(jìn)的電力電子技術(shù)，對于進(jìn)行智能性調(diào)控。在此基礎(chǔ)上，對可再生能源的發(fā)電上進(jìn)行分配調(diào)控，從而保證大規(guī)模能源采集來源有所保障，進(jìn)而提升我國清潔能源在整體能源比例中所占的比重，降低不可再生能源的消耗，既能夠遏制能源枯竭的現(xiàn)象出現(xiàn)，又能夠緩解全球變暖的趨勢，從而為環(huán)境改善打下基礎(chǔ)。

在改善電網(wǎng)電能質(zhì)量與電力市場方面的需求。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，社會的不斷進(jìn)步，電網(wǎng)配置的電能質(zhì)量被越來越多的企業(yè)與研究人員所重視。尤其是當(dāng)前清潔能源的比重不斷增加，清潔能源電能基地以及一些微型的發(fā)電站，這些發(fā)電基地之間相互并網(wǎng)造成了電能質(zhì)量的下降，造成電量流失或者其他的供電問題。經(jīng)過數(shù)據(jù)部門的統(tǒng)計，由于電能質(zhì)量下降造成的資金流失有數(shù)千億美元。通過先進(jìn)電力電子技術(shù)的應(yīng)用可以提升智能電網(wǎng)供給的電能質(zhì)量。

先進(jìn)電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

FACTS技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用。FACTS技術(shù)的基礎(chǔ)是以先進(jìn)的電力電子設(shè)備作為核心設(shè)備，然后采用現(xiàn)代電子智能控制技術(shù)對發(fā)電設(shè)備的電流輸出參數(shù)進(jìn)行記錄與調(diào)控，不但能夠提升電網(wǎng)在電流輸送過程當(dāng)中的電流穩(wěn)定性，還可以增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性與精確性，隨著電子科技的不斷發(fā)展，F(xiàn)ACTS技術(shù)已經(jīng)不單單是由半控制基礎(chǔ)部件組成的靜止無功補償器，而是已經(jīng)發(fā)展到有可關(guān)斷器件的靜止同步補償器。在FACTS技術(shù)當(dāng)中，SVC技術(shù)是很重要的一部分，該技術(shù)的特征在于是一種靈活交流輸電裝置。能夠提升系統(tǒng)的靜態(tài)以及動態(tài)的穩(wěn)定性。進(jìn)而提升電網(wǎng)輸電能力與電能的輸送效率。TCSC技術(shù)在智能電網(wǎng)中體現(xiàn)在其靈活的交流輸電方向上，提升線路當(dāng)中電力的輸送效率，提升系統(tǒng)穩(wěn)定性，降低阻尼并降低輸電過程中產(chǎn)生的電流損耗。

直流輸電技術(shù)在智能電網(wǎng)的應(yīng)用。直流輸電技術(shù)在智能電網(wǎng)的應(yīng)用涉及到常規(guī)HVDC技術(shù)在智能電網(wǎng)當(dāng)中的應(yīng)用，以及柔性直流技術(shù)在智能電網(wǎng)當(dāng)中的應(yīng)用。常規(guī)HVDC技術(shù)主要是利用超高壓的直流輸電技術(shù)進(jìn)行距離較遠(yuǎn)的電能分配與輸送，尤其是在海底電纜的鋪設(shè)當(dāng)中，常規(guī)HVDC技術(shù)具有較高的優(yōu)勢。該技術(shù)在節(jié)省輸電線程，提升系統(tǒng)整體效率，降低損耗，減少電流損失等方面效果極其顯著。由于我國的能源分布不均勻，涉及到長距離的電能輸送，該技術(shù)的采用可以提升輸電的經(jīng)濟(jì)性與效率。在柔性直流技術(shù)當(dāng)中，主要是以換流器與可關(guān)斷的的電力電子器件為設(shè)備核心，極大的減少了城市供電體系當(dāng)中存在的短路問題出現(xiàn)的概率，對于一些電源需求緊急，能源極其短缺的地方供電有較積極的作用。

其他技術(shù)在智能電網(wǎng)的應(yīng)用。其他運用較為廣泛的技術(shù)分別為電能質(zhì)量技術(shù)以及能量轉(zhuǎn)換技術(shù)。由于在工業(yè)的生產(chǎn)過程中對于電能的要求相對較高，從而促進(jìn)了智能電網(wǎng)研究的發(fā)展。尤其是在歐美日本等發(fā)達(dá)國家。當(dāng)前對于電能質(zhì)量的測定大多是由動態(tài)電壓調(diào)節(jié)器進(jìn)行探測，通過建立完善的電能質(zhì)量評估方法，進(jìn)行相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)性分析，確保用電需求單位的用電質(zhì)量，調(diào)節(jié)高峰期有低峰期的電量分配，帶來較大的經(jīng)濟(jì)效益。而能量轉(zhuǎn)換技術(shù)主要是指通過較低污染，較低能耗的方式進(jìn)行產(chǎn)電，主要指的是利用清潔能源進(jìn)行產(chǎn)電工作，如風(fēng)能，光能，通過這兩種能量形式轉(zhuǎn)換成電能，可以極大的減少不可再生能源的消耗，延緩溫室效應(yīng)的趨勢。

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，社會的不斷進(jìn)步，城市的電力供應(yīng)系統(tǒng)也在不斷的進(jìn)步。電網(wǎng)鋪設(shè)的智能化也是發(fā)展的趨勢所在，本文通過對先進(jìn)電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用進(jìn)行分析。主要在智能電網(wǎng)對先進(jìn)電力電子技術(shù)的需求以及先進(jìn)電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用進(jìn)行闡述，并就具體的在強化優(yōu)化電網(wǎng)及保障大電網(wǎng)安全方面的需求，在促進(jìn)可再生能源有效利用方面的需求，在改善電網(wǎng)電能質(zhì)量與電力市場方面的需求以及各種技術(shù)在智能電網(wǎng)當(dāng)中的應(yīng)用進(jìn)行探討，從而為我國的智能電網(wǎng)的發(fā)展提供經(jīng)驗。

（作者單位：新疆省克拉瑪依市采豐實業(yè)有限責(zé)任公司）