配電網(wǎng)電力電子裝備的互聯(lián)與網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)探討

蘇哈江

摘 要：我國電網(wǎng)發(fā)展的速度是非?？斓?，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和電網(wǎng)電力電子裝備之間的聯(lián)系變得越來越緊密，我國電網(wǎng)發(fā)展速度也變得越來越快了，為了能夠更好的促進(jìn)我國電網(wǎng)的發(fā)展，我們必須對網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)進(jìn)行不斷優(yōu)化，讓電網(wǎng)的電能調(diào)控管理效率變得更高，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展不但讓配電網(wǎng)的連接變得更緊密，同時(shí)也讓社會(huì)生產(chǎn)力在一定程度上得到提升。本文就被電網(wǎng)電力電子裝備的互聯(lián)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行分析，希望能夠更進(jìn)一步的促進(jìn)配電網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；電力電子裝備；互聯(lián)與網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，配電網(wǎng)絡(luò)也變得越來越現(xiàn)代化了，很多電力電子技術(shù)逐漸開始被應(yīng)用在配電網(wǎng)上，這一應(yīng)用不但讓配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和用戶質(zhì)量的聯(lián)系變得更緊密，同時(shí)也讓配電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)展的更加快速。電力電子技術(shù)的應(yīng)用不僅給配電網(wǎng)絡(luò)帶來了技術(shù)上的革新，也讓配電網(wǎng)的工作效率得到了提高。配電網(wǎng)絡(luò)用戶需求的不斷增長也促進(jìn)了電子電力裝備的發(fā)展，讓電力電子實(shí)現(xiàn)了一體化的變革，配電網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展也讓人們的生活水平得到了顯著的提高。

1 電力電子技術(shù)的簡要概述

電力電子技術(shù)主要是應(yīng)用于電力領(lǐng)域，其基本原理就是通過使用電力電子器件來對電能進(jìn)行控制及變換的一種新型技術(shù)。電力電子技術(shù)能夠變換的“電力”功率可以非常大，也可以很小，其主要是在電力的變換這一領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)階段，電力電子技術(shù)也有了較長久的發(fā)展，技術(shù)本身也在逐漸完善，對其的研究也逐步深化，并漸漸使用在生活領(lǐng)域的各方面之中。

實(shí)際上，無論是像交通、石油、機(jī)械、電力等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，還是環(huán)保、激光、原子能等新興產(chǎn)業(yè)，都十分需要高質(zhì)量、高效率的電能。電力電子技術(shù)就是能夠?qū)崿F(xiàn)各能源之間的轉(zhuǎn)換，提高電能的供應(yīng)效率，保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)能源的節(jié)約，影響人們的生活出行。電力電子技術(shù)的重點(diǎn)優(yōu)勢就是它的高效性、節(jié)能性，所以說電力電子技術(shù)是我國的重要基礎(chǔ)技術(shù)，也是現(xiàn)代科學(xué)、工業(yè)的技術(shù)支撐。無論是高新技術(shù)領(lǐng)域，還是我國的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，人們的實(shí)際生活，電力電子技術(shù)都能夠產(chǎn)生一定的影響，其對應(yīng)的電子產(chǎn)品也是隨處可見。

2 電力電子裝備技術(shù)

2.1 半導(dǎo)體開關(guān)器件

半導(dǎo)體開關(guān)器件是電力電子裝備技術(shù)的基礎(chǔ)，主要包括IGBT、IGCT、SCR等器件。提升現(xiàn)有半導(dǎo)體開關(guān)器件的水平與性能，并開發(fā)新型半導(dǎo)體開關(guān)器件是現(xiàn)階段電力電子裝備技術(shù)研究的重要課題。在半導(dǎo)體開關(guān)器件研究過程中，對器件材料的選取、對器件工藝的選擇都會(huì)對整體電路性能產(chǎn)生較大的影響。通過對半導(dǎo)體開關(guān)器件的磁性元件與絕緣材料進(jìn)行改進(jìn)，可以在降低能耗的基礎(chǔ)上減小器件體積。

2.2 變換器

在配電網(wǎng)中變換器的作用是非常大的，其不僅可以對電能功率進(jìn)行處理，還可以實(shí)現(xiàn)不同頻率、不同幅度電能輸入形式之間的轉(zhuǎn)換，讓電能能夠更好地適應(yīng)電能用戶終端和配電系統(tǒng)的變化，讓配電系統(tǒng)運(yùn)行的更加順利。

2.3 電子電力系統(tǒng)

在配電系統(tǒng)中大型的電力電子裝備通常需要較多的變換器以及輔助電路完成配電工作，這些半導(dǎo)體開關(guān)器件、輔助電路以及轉(zhuǎn)換器就構(gòu)成了電子電力系統(tǒng)。在電子電力系統(tǒng)整體中，會(huì)設(shè)置多個(gè)變換器對電能進(jìn)行相應(yīng)處理，同時(shí)變換器存在級聯(lián)、并聯(lián)、串聯(lián)等多種連接方式。

3 電力電子裝備的互聯(lián)和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)

3.1 電力電子裝備互聯(lián)和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)概述

我國現(xiàn)在的電力系統(tǒng)正在向著智能化的方向開始發(fā)展，電子電力裝備在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，讓我國電力系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的更加高效，在我國智能電網(wǎng)的建設(shè)過程中，配電環(huán)節(jié)的改革是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，配電系統(tǒng)要想得到更好的發(fā)展就必須要對現(xiàn)有的電力電子裝備技術(shù)進(jìn)行發(fā)展，只有這樣陪電網(wǎng)才能更高效的對各個(gè)電力電子裝備進(jìn)行協(xié)調(diào)，讓配電網(wǎng)運(yùn)行的更加高效，在一定程度上提高電能的管理工作，讓電能能夠得到更有效的控制。網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用讓配電網(wǎng)能夠更有效的對電力電子裝備進(jìn)行調(diào)節(jié)，利用通訊技術(shù)讓互聯(lián)網(wǎng)之間的連接變的更流暢，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)還可以將電力電子裝備的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行儲(chǔ)存讓中樞區(qū)域下達(dá)口令更加迅速，讓電力電子裝備之間的連接變得更加高效，這種通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的形式來對配電系統(tǒng)進(jìn)行整體調(diào)控的形式已經(jīng)在電力系統(tǒng)中得到了非常廣泛的應(yīng)用。

3.2 電力電子裝備互聯(lián)和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)三要素

3.2.1 即插即用的功率接口

配電網(wǎng)中的即插即用系統(tǒng)是配電系統(tǒng)中的各個(gè)終端接入配電系統(tǒng)的功率接口，通常情況下需要被接入的終端主要有普通用電器以及儲(chǔ)能電池，其主要的作用就是將不同輸入形式的電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換，讓系統(tǒng)內(nèi)部的各個(gè)設(shè)備之間電能轉(zhuǎn)換變的更加合理，讓輸入的設(shè)備能夠和電網(wǎng)系統(tǒng)的電能相互匹配，讓電網(wǎng)能夠更高效的進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)從本質(zhì)上來講即插即用設(shè)備也是一個(gè)電力電子設(shè)備，功率接口在結(jié)合先進(jìn)的電子信息技術(shù)之后，還可以被當(dāng)作通訊接口來進(jìn)行使用，在網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)應(yīng)用之后還可以通過標(biāo)準(zhǔn)操作協(xié)議來進(jìn)行實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)連接，讓存儲(chǔ)在終端上的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)上傳，讓調(diào)控指令下達(dá)的更加及時(shí)快速。

3.2.2 能量路由器

能量路由器是整個(gè)電力電子裝備網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)中的智能管理模塊，同時(shí)也是低壓區(qū)域網(wǎng)與中壓配電網(wǎng)和低壓區(qū)域網(wǎng)的相應(yīng)接口，在運(yùn)行過程中可以實(shí)現(xiàn)電能的雙向流動(dòng)，不僅可以提供可再生能源的電力電子設(shè)備使用，還可以提供相應(yīng)的低壓直流母線。與此同時(shí)，能量路由器也應(yīng)當(dāng)具備相應(yīng)的通信接口，并通過支持標(biāo)準(zhǔn)操作協(xié)議實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的連接，可以將終端設(shè)備的運(yùn)行信息上傳至網(wǎng)絡(luò)端口，從而接受調(diào)控指令。對指令值的確定由終端設(shè)備的實(shí)際工作狀態(tài)所決定，能量路由器可以有效地限制故障電流、保證低壓穿越，并完成維持低壓配電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定的任務(wù)。由于在配電過程中實(shí)際面對的電能用戶有所不同，能量路由器的功率等級以及電壓等級存在差異性。

3.2.3 標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)

電力電子裝備互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的基礎(chǔ)內(nèi)容是信息流與能量流，同即插即用的功率接口、能量路由器相同，標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)是一個(gè)通用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，可以利用即插即用的功率接口以及能量路由器對電子電力裝備互聯(lián)網(wǎng)中所有電力電子裝備進(jìn)行識別與檢測，并對各個(gè)電力電子設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)。

4 結(jié)論

綜上所述，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用對配電網(wǎng)的發(fā)展有著非常大的作用，不僅讓配電系統(tǒng)更貼近電能用戶，也讓配電網(wǎng)絡(luò)能夠滿足更多用戶的需求。一般來講電力系統(tǒng)主要是由輸電、發(fā)電、配電三個(gè)部分組成，這三個(gè)部分是電力系統(tǒng)的重要組成部分，配電系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的作用是非常大的，其主要的職能就是將電能分配給每一個(gè)電能用戶，在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著非常大的作用，同時(shí)它的時(shí)變性也是非常強(qiáng)，在對用戶進(jìn)行配電的過程中，要實(shí)時(shí)的根據(jù)電能的變化來調(diào)整電能分配，因此配電網(wǎng)對電力電子裝備技術(shù)的要求是非常高的，互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用讓配電網(wǎng)的運(yùn)轉(zhuǎn)更加高效。

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