電力電子技術在智能電網中的應用

董小瑋 劉濟寧 寧海城

（山東工業技師學院，山東 濰坊 261053)

智能電網是我國電網發展的重要方向，在電網中具有十分重要的地位。隨著科學技術的飛速發展，電力電子技術也隨之快速發展。尤其是最近幾年，在很多領域都可以看到電力電子技術的運用。在以信息化、數字化、自動化、互動化為發展目標的智能電網中，電力電子技術已經成為必不可少的關鍵技術。合理高效的運用電力電子技術，可以有效地提高電網的安全、穩定及經濟運行水平。

1 智能電網中電力電子技術應用的重要性

智能電網為了滿足不同電力用戶的需求，逐步發展為一個復雜開放的系統。另外，智能電網的系統控制也可以根據電力使用環境的變化而做出適當的改變。為了滿足這些改變，需要在電網的各個環節中使用電力電子技術，特別是在輸電、配電等過程，利用系統調控手段，調節輸配電網的潮流分配，增強網架結構，抑制電網故障的傳播，并提升電網在各種故障下的“自愈”能力，來滿足客戶的不同需求。在在該系統中采用了可控串聯補償和無功補償來保障智能電網中的安全穩定性能。

2 電力電子技術在智能電網中的實際應用

2.1 FACTS 技術在智能電網中的應用

柔性交流輸電系統（FACTS） 發展到今天共經歷了三代技術更新，第一代FACTS 裝置主要由晶閘管控制的電容器和電抗器組成，第二代FACTS 裝置采用了門極可關斷設備等全控器件，其外部回路不需要加設大型電力設備，第三代FACTS 裝置采用2 臺多臺控制器復合而成的FACTS 裝置，具有統一的控制系統。FACTS 技術因其靈活、快速的控制特性能夠提升電網的輸送能力、可靠性和反應速度而在新能源和綠色能源發電方面起到重要的作用（何大愚，柔性交流輸電系統概念研究的新進展：電網技術，1997）。FACTS 技術包含了傳輸技術、通信技術和微電子技術，它的應用能夠協調局部電網和總電網之間的電能交換。我國智能電網建立的基礎是高壓輸電系統，但高壓輸電系統對于新能源和綠色能源發電的接入和隔離有一定要求，FACTS 技術能夠將智能電網中的交流電變換為其他形式，通過對系統電流、電壓和功率的靈活控制解決了綠色能源和新能源在高壓輸電環節的接入和隔離問題并降低了線損。

2.2 在規模較大的能源基地中的應用

在一些規模較大的能源基地中，電力傳輸的范圍相對較大，所以在電力傳輸距離與容量方面的要求也相對較高。電力電子技術在大型能源基地電力傳輸過程中的應用，借助其獨特的技術優勢能夠促使傳輸過程中的電能損耗大幅度降低，進而促使電能傳輸效率顯著提升。除此之外，在電力電子器件中所夾帶的晶閘管，還能夠有效的提升電力流通能力，從而更好地保證了電能傳輸的穩定性。

2.3 HVDC 技術在智能電網中的應用

直流輸電在智能電網中應用環節較多，因其穩定性良好，易于調控，傳輸容量大，傳輸損耗小等特點得到了廣泛關注，高壓直流輸電技術作為直流輸電技術的一種，因其對系統影響小等優點而適合大功率遠距離輸電（楊安民，柔性交流輸電(FACTS) 技術綜述：華東電力，2006）。高壓直流輸電（HVDC） 技術通過首端與末端的換流站與交流系統相連接，通過在首端換流站進行整流將交流電轉換為直流電，然后通過高壓直流輸電網進行傳輸，在末端換流站，通過在末端換流站進行逆變，將直流電轉換為交流電，再將電能傳輸到交流電系統。HVDC 技術在智能電網中可以通過自換相方式實現對功率的靈活控制來實現新能源和綠色能源接入后的電網穩定性。

2.4 智能開關技術在智能電網中的應用

電力電子技術在智能電網中的應用，其中應用最為廣泛的就是智能開關技術。借助該技術，能夠做到對電網中任意位置電壓與電流的閉合處理，保證電網線路的某個區域能夠處于供電或斷電狀態，由此也對電網系統運行的可靠性與安全性提供了有力的條件。智能開關技術在智能電網中的應用，其優勢主要體現在以下兩個方面：1） 由于智能開關技術的存在，有效的避免了電網系統電流過量和漏電等安全問題的發生，進而更好地維護了電網系統運行的安全與穩定;2）智能電網技術的應用，充分的保證了電力企業儀表儀器與電力用戶電器設備的安全性。

2.5 高壓變頻技術

高壓變頻技術的優勢就是可以節電，其節電率一般可以達到30%左右。在智能電網的應用過程中，一些高用電企業為了節約用電成本，將高壓變頻技術運用在智能電網中，采取高壓邊坡技術大大降低了企業的用電成本，節能效果十分顯著。

3 結語

智能電網是我國電網發展的必然趨勢，將電力電子技術與智能電網結合，不但能提高電網的穩定性和智能化程度，還能夠滿足用電客戶對電能質量和供電穩定性的需求。隨著電力電子裝置在智能電網中的廣泛應用，電網數字化程度將加深，大大提升了電力企業與用電客戶之間的互動程度，使電力企業能夠更好的為用電客戶提供服務。隨著大數據時代的來臨，現代電力電子技術在智能電網中的應用使傳統的電力行業能夠更好的適應大數據時代的來臨，同時也為電力行業開辟了新的數字化盈利模式。