配電網電力電子裝備的互聯與網絡化技術

摘要：隨著電力系統中越來越多的電力電子設備的應用，雖然使配電系統中的管理和控制更加簡便，可是還會出現一些如設備運行的協調性，系統管理靈活性以及可控性較差的問題。隨著技術的發展，網絡化應用范圍更加廣泛，通過互聯和網絡化技術的應用，能夠通過網絡技術將配電系統中的裝備進行相互之間的連接，這也就是其能夠產生互聯的作用，同時在通過網絡技術將這些數據進行收集和歸納，并對其發出相應的指令，從而使裝備運行的協調性、系統管理的靈活性和可控性進一步提升。

關鍵詞：配電網;電子裝備;互聯;網絡化技術

一、電力電子裝備技術運用現狀

電力電子設備技術的主要運行原理，是通過電力電子裝備，實現對電能轉化的過程。它相對于傳統的電力技術，能承受更大的電流和電壓，功率強大，適合現代社會大電流環境。近年來電力技術取得了突飛猛進的發展，已經形成了較為完善的體系。目前我國水力、風力、太陽能等技術廣泛運用，但這些設備都需要高電流強電壓的支持，并要求電壓站并力運行，因此電子電力技術對于現代社會的發展十分重要。

二、電力電子裝備技術

2.1半導體開關器件

半導體開關器件是電力電子裝備技術的基礎，主要包括IGBT、IGCT、SCR等器件。提升現有半導體開關器件的水平與性能，并開發新型半導體開關器件是現階段電力電子裝備技術研究的主要課題。在半導體開關器件研究過程中，對器件工藝的選擇以及材料的選取都會影響整體電路性能。通過改進半導體開關器件的絕緣和磁性材料能夠在降低能耗的基礎上減小器件體積。

2.2變換器

當前信息化技術不斷發展，推動了變壓器技術的發展和進步。變頻器是一種電力處理器，它將信號源發出的信息按一定的目的進行變換，其主要功能是將一定的幅值和頻率轉換為其它幅值和頻率的電能。變換器技術在配電網中的應用，實現了電能雙向和多向流動控制。而且變換器在在發展的過程中不斷進行優化，其運行效率得到了明顯的提高，其利用率達到了99%，即使是在功率比較大的系統中，還能夠有效處理電壓和電流。

2.3電力電子系統

電力電子設備系統由變化器、控制電路、保護電路、驅動電路等組成，主要用在大型的電力電子設備中。在電力電子設備系統中，通過變換器能將多個變化器進行連接并進行能量處理，但是由于系統的規模較大，其系統運行的穩定性會降低，為了維護整個系統運行的穩定性，還需要配備多個控制器分別對變化器進行控制。配備的控制器主要是系統控制器以及變換器控制器。其中系統控制器負責所有變化器運行;變化器控制器負責單一的變化，保證系統運行穩定性。

三、電力電子裝備的互聯和網絡化技術

3.1電力電子裝備互聯和網絡化技術概述

我國現在的電力系統正在向著智能化的方向開始發展，電子電力裝備在電力系統中的應用，讓我國電力系統運轉的更加高效，在我國智能電網的建設過程中，配電環節的改革是一個非常重要的環節，配電系統要想得到更好的發展就必須要對現有的電力電子裝備技術進行發展，只有這樣配電網才能更高效的對各個電力電子裝備進行協調，讓配電網運行的更加高效，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。網絡化技術在配電網中的應用讓配電網能夠更有效的對電力電子裝備進行調節，利用通訊技術讓互聯網之間的連接變的更流暢，同時網絡化技術還可以將電力電子裝備的數據信息進行儲存讓中樞區域下達口令更加迅速，讓電力電子裝備之間的連接變得更加高效，這種通過互聯網技術的形式來對配電系統進行整體調控的形式已經在電力系統中得到了非常廣泛的應用。

3.2電力電子裝備互聯和網絡化技術三要素

3.2.1即插即用的功率接口

配電網中的即插即用系統是配電系統中的各個終端接入配電系統的功率接口，通常情況下需要被接入的終端主要有普通用電器以及儲能電池，其主要的作用就是將不同輸入形式的電能進行轉換，讓系統內部的各個設備之間電能轉換變的更加合理，讓輸入的設備能夠和電網系統的電能相互匹配，讓電網能夠更高效的進行運轉。同時從本質上來講即插即用設備也是一個電力電子設備，功率接口在結合先進的電子信息技術之后，還可以被當作通訊接口來進行使用，在網絡化技術應用之后還可以通過標準操作協議來進行實時網絡連接，讓存儲在終端上的信息進行實時上傳，讓調控指令下達的更加及時快速。

3.2.2能量路由器

能量路由器是整個電力電子裝備網絡化技術中的智能管理模塊，同時也是低壓區域網與中壓配電網的相應接口，在運行過程中可以實現電能的雙向流動，不僅可以提供可再生能源的電力電子設備使用，還可以提供相應的低壓直流母線。與此同時，能量路由器也應當具備相應的通信接口，并通過支持標準操作協議實現網絡的連接，可以將終端設備的運行信息上傳至網絡端口，從而接受調控指令。對指令值的確定由終端設備的實際工作狀態所決定，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的電壓穩定的任務。由于在配電過程中實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標準的操作系統

電力電子裝備互聯網技術中的基礎內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，標準的操作系統是一個通用的網絡協議，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網中所有電力電子裝備進行識別與檢測，并對各個電力電子設備進行統一協調。

四、結語

電力電子裝備的應用與發展，直接推動了電力企業與配電網的發展。提升了配電網的性能與工作效率。電力電子設備的互聯與網絡化技術還滿足了人們對于電能形式多樣化的需求，形成了具有集成性的電力系統。在未來配電網的發展中，也要利用電力電子技術與通信技術相互配合才能讓配電網更好的發展。

參考文獻：

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（作者單位：云南電網有限責任公司大理供電局 ）

作者簡介：李治斌（1977.5.21—），性別：男 ;籍貫：浙江杭州;民族：漢族;學歷：大學本科;職稱：工程師 研究方向：電網規劃建設。