先進電力電子技術在智能電網中的應用

周輝 劉忠菊

摘 要：改革開放至今已有40年。在40年的發展過程中，我國電力電子技術得到了長足發展，供電網絡也得到了顯著改善，智能化程度越來越高，電力電子技術在智能電網中的應用也逐漸越來越廣泛，發揮了很大的作用。在我國電力電子技術發展過程中，要結合當前實際，同時要與先進的技術手段相結合，從根本上提高電力電子技術的應用效果和質量，同時也能有效地提高故障處理的效率。該文將以電力電子技術在智能電網中的實際應用為主線， 進行簡要地分析和描述。

關鍵詞：電力電子技術;智能電網;應用

導言：進入新時期以來，隨著社會經濟的不斷發展，人們對作為社會生產必需能源的電能的需求也越來越大。為了更好地滿足人們日益增長的用電需求，智能電網建設規模也在不斷擴大。在整個電力行業中，電力電子技術作為一種新技術，可以很好地應用到電力交換領域，大大提高了電力利用率。由于其獨特的優勢，在智能電網建設中得到了廣泛的應用。

1智能電網中電力電子技術的重要性

1.1 電網安全得到保障

電網安全是國家經濟社會發展的基本保障。目前，我國智能電網尚處于起步階段，大部分電網結構相對簡單。特別是在配電和輸電方面，與國外發達國家相比還有一定差距。由于我國地理地貌的復雜性，電網分布廣泛，部分地區自然災害頻繁發生，這些自然災害嚴重影響電網安全。因此，在電網規劃過程中，必須避免這些因素對電網建設的影響，給電網建設帶來困難。電力電子技術應用后，通過該技術可以實現電網結構的最大優化，最終達到簡化電網結構的目的。從源頭上避免自然因素引起的電網故障。

1.2電網功能智能化

智能電網的特點之一是可以實現智能控制。例如，在處理用戶電力需求調整時，可以通過電網在線網絡控制系統來實現。同時，電網控制系統可通過相關傳感器自動實時監測電網運行狀態，及時發現電網存在的問題。

1.3 電能質量得到提高

電力的穩定性和安全性對生產活動至關重要。這些因素決定了生產活動能否正常進行。在傳統電網中，電網的傳輸質量難以保證，在輸電過程中經常出現電壓和頻率的波動。在先進電力電子技術的支持下，智能電網的工作狀態能夠保持相對穩定的狀態。同時，在輸電過程中可以將電能損耗控制到最小，提高輸電效率，從而達到合理利用資源的目的。

2智能電網的優勢

一是利用智能手段診斷電網故障。與傳統的電網運行系統相比，智能電網能夠實現電網故障自動識別和診斷的效果，保證智能手段貫穿于智能電網運行的全過程。從修復電網故障的角度來看，智能電網配備了電網故障自動修復措施，確保電網各類典型故障的修復能夠在短時間內快速完成，恢復智能電網的正常運行狀態。二是減少電網污染。目前，雖然許多地區電網建設取得了令人矚目的成就，但卻忽視了當地最根本的環境保護。因此，智能電網的建設必須能夠滿足綠色電網建設的基本思路。具體到智能電網，這種電網系統可以達到消除電網建設污染的目的。智能電網不會消耗更多的電網建設資源，能夠達到有效節約電力資源的效果。在電網運行的各個階段，智能電網可以自動調整現有的電網運行參數。三是增強電網系統的互動性和運行有效性。智能電網可以利用網絡的手段來實現交互，從而保證網格體系結構中的各個組成部分能夠集成為一個整體。在此前提下，客戶機與電網其他部分可以達到有效合作的程度，電網服務器與客戶機也可以達到有效連接的效果。

3 加強電力電子技術在智能電網中的實際應用的有效措施

3.1電力電子技術要想提高其使用性， 還可以將FACTS技術與電力系統的結合， 通過對電力系統運行中的各種問題進行自動分析，提高電力系統的運行能力和控制能力。為了實現真正的智能化，智能開關應該安裝在原有的電網系統上。它能自動控制電網系統，使故障部件與其它部件隔離，在緊急情況下自動切斷電路，保護整個電網系統。它還可以保證用戶的人身安全，降低維護成本。此外，要加強變頻技術研究，降低電力系統損耗，優化整個電網系統，滿足可持續發展的要求。

3.2從現代電力電子技術的發展來看，一些大型能源基地的電力傳輸量比較大，按照傳統的電力傳輸方式，不僅不能提高傳輸效率，傳輸安全也無法保證，在傳輸過程中，不僅會損壞傳輸設備，也浪費了大量的電力資源。因此，有必要從節約資源的角度加強電力電子技術的安全性，提高整個電力電子技術的實用性。提高電力資源傳輸的安全性，提高電力設備的使用壽命。我們也可以從能源的角度探討節約電子資源的有效措施。我們可以從電源設備入手，改進設備。通過對設備的改進，我們可以把電能轉換成其他形式的能量，提高電能的穩定性。從節約資源的角度出發，還可以提高設備的性能，將電能轉化為其他形式的儲能，保證電力資源得到保存，有效緩解我國的環境壓力，提高資源利用率，還可以限制大型電力系統的電壓，并可以在大功率電壓之間建立一個電子儲備系統來控制其穩定性。

3.3 高壓變頻技術在智能電網中的應用

高壓變頻技術在智能電網中的應用可以節約能源，在智能電網建設中具有很大的優勢。據數據統計，該技術可達到30%的節電率。目前，這種技術的唯一缺點是產生高次諧波，消除這種諧波的成本很高。高壓變頻技術中使用的主要設備是高壓變頻器。它的主要控制元件是電子半導體。通過半導體的導通和截止控制，最終可以改變電源頻率。

4應用發展方向

4.1 電能質量調節控制

電能質量調控是電力電子技術的主要功能。近年來，我國智能電網建設雖然取得了快速發展，但在輸配電方面，我國與國際領先的技術水平還有一定差距。特別是在極端天氣和惡劣環境條件下，極易引發電網運行安全問題。電力電子技術在智能電網中的應用，與智能技術相結合，可以及時完成電流分配和調節，控制故障影響范圍，使智能電網具有一定的自恢復能力，安全性顯著提高。如智能電網中廣泛應用的智能開關，可以切斷電網中任意節點的電壓和電流，控制該區域的供電狀態，實現對故障問題的有效控制。

4.2電網結構升級優化

隨著智能電網負荷接入的快速增長，電網結構優化升級迫在眉睫。例如，在電網間的傳輸中，由于相位差，容易產生電壓波動干擾。采用背靠背直流輸電技術可以解決這一問題。首先將交流電轉換為直流電，然后再將其轉換為交流電并傳輸到相鄰的電網。采用微機控制電壓和相位，提高電網間的傳輸質量。此外，隨著電力電子技術的快速發展，微電網技術也得到了快速發展。微電網的出現改變了配電網的組織形式。微電網的核心設備是并網逆變器。通過采用先進的逆變裝置，可以為分布式發電并網提供支持，以適應更復雜的電力系統控制要求。

4.3 新能源發電技術

電子技術在現代電力系統中得到了廣泛的應用，也是建設智能電網的關鍵技術。面對日益嚴峻的能源環境形勢，智能電網高度重視發展新能源發電技術，以改變目前以火電為主的發電格局。保證新能源發電過程中系統的穩定運行也是需要的。例如，目前比較成熟的光伏并網技術是利用太陽能電池板產生直流電，電壓在20V左右，在接入過程中，需要利用電力電子技術進行升壓和逆變，跟蹤監測電網的相變，調整電流輸出幅度，減少光伏并網帶來的波動。

結束語

綜上所述，隨著我國信息化水平的不斷提高，電力電子技術在智能電網中的應用也符合時代發展的要求，能夠提高電力設備在智能電網中的性能，得到穩定發展。目前，我國電力電子技術的應用不斷推進，不僅可以解決環境壓力帶來的一系列問題，而且可以提高資源利用率，促進我國可再生資源的可持續發展。

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