探討智能電網(wǎng)中的電力電子技術(shù)

李學(xué)弘 黎穎詩

摘 要：伴隨著社會的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，智能電網(wǎng)的運(yùn)用越發(fā)廣泛，電網(wǎng)系統(tǒng)的自動化進(jìn)程也隨之持續(xù)加速，若想順應(yīng)時代的發(fā)展，應(yīng)當(dāng)盡可能快地使電網(wǎng)的智能化得以實現(xiàn)，如此便需要對電力電子技術(shù)加以重視，始終強(qiáng)調(diào)在智能電網(wǎng)當(dāng)中電力電子技術(shù)的運(yùn)用，其為智能電網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵所在。本文主要對國內(nèi)智能電網(wǎng)技術(shù)要點與發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了簡要的概述，分析了在智能電網(wǎng)當(dāng)中電力電子技術(shù)所能發(fā)揮的作用，并對電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用進(jìn)行了一系列的探討。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；電力電子技術(shù)；應(yīng)用

中圖分類號：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）30-0115-02

引 言

伴隨著社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，對于電力能源的需要也越來越大，為社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展打下了相對重要的物質(zhì)文明方面的基礎(chǔ)。自國內(nèi)實行改革開放如此相對重大的歷史決策后，電力行業(yè)取得了較大的發(fā)展，以引進(jìn)與借鑒國外的先進(jìn)技術(shù)的方式，提升了國內(nèi)電能的使用效率。目前國民經(jīng)濟(jì)的各大領(lǐng)域已和電力有了相對密切的聯(lián)系，類屬相對主要的動力形式，在人們的日常生活生產(chǎn)、交通及通信等領(lǐng)域當(dāng)中均獲得了廣泛的運(yùn)用與推廣。所以，對于在智能電網(wǎng)當(dāng)中的電力電子技術(shù)運(yùn)用方面的研究十分重要。

1 國內(nèi)智能電網(wǎng)技術(shù)要點與發(fā)展現(xiàn)狀

智能電網(wǎng)作為由原來的配電基礎(chǔ)設(shè)備與計算機(jī)技術(shù)及信息技術(shù)等共同構(gòu)成的新型電網(wǎng)系統(tǒng)。具備降低輸電網(wǎng)電力能源的浪費(fèi)，降低對于環(huán)境的影響，提高電力供給的安全性，提升能源利用率等優(yōu)勢。按照國內(nèi)社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展現(xiàn)狀，國內(nèi)有關(guān)智能電網(wǎng)技術(shù)方面的要求應(yīng)當(dāng)具有以下特點：①應(yīng)當(dāng)確保低污染性，在智能電網(wǎng)當(dāng)中大規(guī)模運(yùn)用可再生資源能夠降低它對環(huán)境造成的影響，防止各種氣候?qū)τ陔娋W(wǎng)的干預(yù)；然后還應(yīng)當(dāng)擁有自動診斷的能力所在，運(yùn)用其本身的智能化，確保電網(wǎng)能夠進(jìn)行相對自主的調(diào)節(jié)，對當(dāng)中存有的困難進(jìn)行自主的恢復(fù)與自主的檢測等；②保證智能電網(wǎng)的交互性，對于客戶與市場可以做出相對及時的響應(yīng)，提升服務(wù)技術(shù)的水平；③保證其的經(jīng)濟(jì)性所在，盡量做到使用最低的成本為人們提供最佳的能源保證。于此同時，應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步地對于智能化的電網(wǎng)設(shè)施進(jìn)行探討研究。對于可再生能源的網(wǎng)絡(luò)連接運(yùn)營技術(shù)及雙面交互式的自主控制技術(shù)等，均應(yīng)當(dāng)保持高度的重視，相關(guān)電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)當(dāng)中的應(yīng)用如圖1所示。

2 電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)當(dāng)中的作用

盡管國內(nèi)的電網(wǎng)技術(shù)已進(jìn)入發(fā)展的過程，然而依然處在發(fā)展的初期，在該過程當(dāng)中仍然有很多的問題存在，該種情況暫時難以順應(yīng)目前經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，難以達(dá)到目前社會的要求，因此，在有關(guān)電網(wǎng)的發(fā)展當(dāng)中便需要對于電力電子技術(shù)的運(yùn)用進(jìn)行相應(yīng)的加強(qiáng)，增強(qiáng)電力電子技術(shù)的運(yùn)用為智能電網(wǎng)的發(fā)展提供保證。僅有在智能電網(wǎng)當(dāng)中運(yùn)用電力電子技術(shù)方能保證電網(wǎng)發(fā)展的安全性，同時電網(wǎng)的安全運(yùn)行也可以取得較好的維護(hù)，完善智能電網(wǎng)的發(fā)展，達(dá)到社會的需要。

2.1 優(yōu)化資源的配置

資源的消耗已成為目前社會關(guān)注的一大重點問題，我國作為一個人口大國，所需消耗的能源也十分之大，盡管在電能上還未出現(xiàn)過資源短缺的情形，然而能源的消耗對于環(huán)境的壓力卻是十分之大的，電力能源類屬可再生清潔能源，因此應(yīng)當(dāng)在目前社會高度注重環(huán)境保護(hù)的狀況下應(yīng)用電力電子技術(shù)建造智能電網(wǎng)，完善電力能源，確保能源的可再生利用。分散性、大規(guī)模的可再生資源所固有的不確定性、間歇性等方面的問題，對于電網(wǎng)的穩(wěn)定安全運(yùn)轉(zhuǎn)有了更高的需要。以建造智能電網(wǎng)來實現(xiàn)可控制、可預(yù)測的可再生資源的發(fā)電控制和調(diào)度，是推動可再生資源發(fā)展的基本所在。運(yùn)用電力電子技術(shù)能夠確保可再生資源發(fā)電的遠(yuǎn)距離輸送及分布式、大規(guī)模接入，使智能電網(wǎng)對于可再生資源具備適應(yīng)性與容納性，進(jìn)而為高效應(yīng)對全球氣候的改變所帶來的挑戰(zhàn)及提升清潔能源的比重奠定堅實的基礎(chǔ)。

2.2 電能輸出質(zhì)量的改善

伴隨著國內(nèi)社會的不斷進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人民的生活質(zhì)量也隨之持續(xù)提升，造成越發(fā)多的企業(yè)設(shè)施等對于電力能源的需要越大。倘若電網(wǎng)系統(tǒng)的電力能源的輸出難以保持穩(wěn)定的狀態(tài)，質(zhì)量也無法取得保證，進(jìn)而會對社會的發(fā)展產(chǎn)生巨大的影響。為確保電力能源的穩(wěn)定性與輸出質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)在當(dāng)中運(yùn)用電力電子技術(shù)，對于電網(wǎng)的能量進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)，同時展開相對合理的配置，方可確保輸出電力能源的穩(wěn)定性，進(jìn)而提升電力能源輸出的效率，為國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來了巨大的幫助。

2.3 維護(hù)智能電網(wǎng)的穩(wěn)定性

伴隨著電力技術(shù)的迅速發(fā)展，其的運(yùn)用范圍也越發(fā)廣泛，然而在智能電網(wǎng)當(dāng)中的運(yùn)用仍然存在一定的不足，許多電力公司均未對電力電子技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用來對智能電網(wǎng)的穩(wěn)定性進(jìn)行較大規(guī)模的把控。然而在各大行業(yè)當(dāng)中，始終應(yīng)當(dāng)將安全擺在首要位置，所以在電網(wǎng)的發(fā)展當(dāng)中的電網(wǎng)安全占有著十分重要的位置。僅有對智能電網(wǎng)的穩(wěn)定性加以保障，方可對于系統(tǒng)當(dāng)中存有的問題展開較為高效的處理，而電力電子技術(shù)也能對于智能化電網(wǎng)的穩(wěn)定性當(dāng)中存有的問題展開較為高效的處理。當(dāng)前國內(nèi)電網(wǎng)發(fā)展的方向始終為智能化，伴隨著智能電網(wǎng)的不斷發(fā)展，其內(nèi)容與結(jié)構(gòu)便會越發(fā)復(fù)雜，而電力電子技術(shù)的存在為智能化電網(wǎng)的發(fā)展提供了相對重要的保證。再加之自然災(zāi)害會對智能電網(wǎng)造成影響，因此，對于往后的智能電網(wǎng)發(fā)展需求而言，勢必要對電力電子技術(shù)進(jìn)行大規(guī)模的運(yùn)用，保證智能電網(wǎng)的穩(wěn)定性所在，防止危險事件的產(chǎn)生，有關(guān)10kV DVR設(shè)備的主要參數(shù)如表1所示。

3 電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

3.1 在變電環(huán)節(jié)的應(yīng)用

就智能電網(wǎng)當(dāng)中的變電環(huán)節(jié)而言，其主要為在變電站當(dāng)中運(yùn)用有關(guān)技術(shù)，在電力電子技術(shù)的帶動下變電站已逐漸向著數(shù)字化的方向展開發(fā)展，伴隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，變電站在往后的發(fā)展當(dāng)中便可使信息的共享運(yùn)用得以實現(xiàn)，針對變電站的數(shù)字化運(yùn)用而言，其能夠較為高效地使信息化與智能化的一步到位得以實現(xiàn)，如制定數(shù)字展示環(huán)節(jié)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，運(yùn)用電力電子技術(shù)對數(shù)字進(jìn)行較為高效地整理與分析，運(yùn)用光電技術(shù)展開相應(yīng)的驅(qū)動，運(yùn)用數(shù)字編程對變電站系統(tǒng)進(jìn)行重新建設(shè)。

3.2 在輸電環(huán)節(jié)的應(yīng)用

針對智能電網(wǎng)當(dāng)中的輸電環(huán)節(jié)而言，其一般會牽涉到許多的參數(shù)，輸電方式包括柔性直流輸電方式、高壓直流輸電方式。電力電子技術(shù)在輸電環(huán)節(jié)當(dāng)中的運(yùn)用是十分有必要的，運(yùn)用該技術(shù)可以較為高效地對電力系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合，對于電力系統(tǒng)的控制依據(jù)具體的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況來進(jìn)行，保證智能電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)控方面的基礎(chǔ)功能，如此便可以對智能電網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定程度進(jìn)行較大提高，進(jìn)而確保了電力能源的輸送水平。

3.3 在能源存儲環(huán)節(jié)的應(yīng)用

電能作為可再生資源的重要構(gòu)成部分，運(yùn)用光能與風(fēng)能可以使電力能源的綠色運(yùn)用得到進(jìn)一步的實現(xiàn)，針對往后的發(fā)展有著十分重要的作用，能夠較為充分地對資源的重復(fù)利用進(jìn)行保障。因為目前可再生能源的運(yùn)用仍然不夠全面，仍然有許多不確定性要素的存在，所以，在實際的運(yùn)用當(dāng)中必須要對有關(guān)調(diào)節(jié)負(fù)載關(guān)系的相關(guān)工作進(jìn)行相對充分的注重。針對有關(guān)能源存儲的環(huán)節(jié)而言，實際的操作程序指的是先利用擁有較大功率的變換器，對變換器進(jìn)行運(yùn)用以較為高效地對電力系統(tǒng)進(jìn)行連接，把光能與風(fēng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏δ茉矗瑫r，把電壓源和存儲設(shè)施進(jìn)行連接，如此方能使電力能源得以實現(xiàn)。

3.4 在發(fā)電環(huán)節(jié)的應(yīng)用

目前，社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展無法脫離對于能源的持久運(yùn)用，怎樣較為高效地實現(xiàn)有關(guān)能源的持久運(yùn)用也是目前國內(nèi)智能電網(wǎng)發(fā)展所面對的重大挑戰(zhàn)。目前，國內(nèi)正處于全力以赴地促進(jìn)智能電網(wǎng)的建立的階段，針對節(jié)約能源的目標(biāo)而言，以運(yùn)用電力電子技術(shù)的方式能夠使其得到相對較好的實現(xiàn)，于此同時，運(yùn)用電力電子技術(shù)能夠較好地發(fā)揮保護(hù)環(huán)境的作用。在運(yùn)用電力電子技術(shù)的過程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合其他的能源展開相對充分的注重，對電力電子技術(shù)的更好運(yùn)用進(jìn)行相對充分的保證。目前，電力系統(tǒng)和電力電子技術(shù)有機(jī)融合衍生出柔性交流輸電FACTS，該技術(shù)能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步地把控。于此同時，運(yùn)用太陽能與風(fēng)能等可再生能源展開發(fā)電方面的工作，在發(fā)電的環(huán)節(jié)當(dāng)中運(yùn)用電力電子技術(shù)能夠使智能電網(wǎng)當(dāng)中納入電機(jī)組得以實現(xiàn)，對于電池展開更具把握的控制，如此便能使智能電網(wǎng)當(dāng)中的電力能源控制得以充分保證，保證智能電網(wǎng)的電力供給的穩(wěn)定性獲得基礎(chǔ)的保障。

4 結(jié)束語

總而言之，在智能電網(wǎng)當(dāng)中運(yùn)用電力電子技術(shù)不僅是時代發(fā)展的需要，同時還是智能電網(wǎng)發(fā)展趨向所需要的，在智能電網(wǎng)當(dāng)中運(yùn)用電力電子技術(shù)還關(guān)系著智能電網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)的效益和安全，甚至對于有關(guān)環(huán)境的保護(hù)與企業(yè)的經(jīng)營均有著不容忽略的作用。因此，在有關(guān)智能電網(wǎng)的發(fā)展過程當(dāng)中應(yīng)當(dāng)高度注重有關(guān)電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)當(dāng)中的運(yùn)用，進(jìn)而健全智能電網(wǎng)的發(fā)展。

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收稿日期：2018-9-14