先进电力电子技术在智能电网中的应用

邹珂

随着经济社会的不断进步，科学技术的迅速发展，电力电子技术得到了充分的提升，其在许多领域都得到了创新性的应用。尤其在智能电网当中，起到了举足轻重的作用。近年来我国的城市规模不断扩大，随着城市化进程的不断提高，对于城市电网的建设要求也越来越高。随着电网技术的不断发展，智能化是必然的趋势，只有充分发挥好先进电力电子技术在电网中的作用才能促进电网智能化。

随着经济的不断发展，社会的不断进步，城市的电力供应系统也在不断的进步。为了保护各用电设施与器材的安全运行，并满足它们的用电需求，电网的铺设便显得尤为重要。随着城市化规模的不断扩大，我国的城市电网建设速度难以与时代进步的步伐相匹配，尤其是智能电网的铺设方面，远远落后于其他发达国家。要提高我国城市智能电网的建设，就需要发展先进电力电子技术，本文就先进电力电子技术在智能电网中的应用进行简单的阐述与分析，从而为我国先进电力电子技术在智能电网中的应用提供部分经验。

智能电网对先进电力电子技术的需求

在强化优化电网及保障大电网安全方面的需求。智能电网的系统覆盖范围较广，不同于其他的单向连接系统，它是一个互动系统，它需要依据周边的环境，用户的使用要求以及系统自身的一些需求来进行自身的反应与调整。这便是智能化的电网，想要促进电网的智能化，便需要采用一些先进的电力电子技术。这些先进的电力电子技术可以帮助搭建的电网对于周边的环境，用户的使用要求以及系统自身的一些需求进行迅速反应，并采取强有力的措施来调整控制。在我国电力电子科技人才的不断学习与研究下，通过各种各样的形式完成了相应的创新。这其中包括HVDC技术以及FACTS技术等高新自主创新技术。通过这些技术的采用，可以有效的增强配电网的配电供给能力，还可以改善智能电网当中的电能供给质量，同时降低智能电网当中出现故障的概率，并且能在故障发生后进行及时的维护与更新。这些都是自主创新的先进电子电力技术在智能电网当中的运用。未来电网的智能化是必然的趋势，更对先进电子电力技术的发展创新提出更高的要求。

在促进可再生能源有效利用方面的需求。可再生能源一直是国家发展的重点能源，当前我国所开发利用最广泛的可再生能源便是光能和风能。我国的风能与光能的利用区域主要在我国的东北部区域，华北部区域以及西北部区域，这三大地区的预计在2020风力发电的总量可以达到100GW甚至更多，通过太阳能电池吸收光能进行转换发电，大约可以达到20GW的电量。风力发电的设备以及基地站较为集中，以千万千瓦级别的发电站基地为主。太阳能发电的发电站则较为分散，规模也相对较小。由于这些可再生的清洁能源具备能源接受间歇性，能源采集不确定性的特点，因此，需要进行智能电网的搭建，通过采用先进的电力电子技术，对于进行智能性调控。在此基础上，对可再生能源的发电上进行分配调控，从而保证大规模能源采集来源有所保障，进而提升我国清洁能源在整体能源比例中所占的比重，降低不可再生能源的消耗，既能够遏制能源枯竭的现象出现，又能够缓解全球变暖的趋势，从而为环境改善打下基础。

在改善电网电能质量与电力市场方面的需求。随着经济的不断发展，社会的不断进步，电网配置的电能质量被越来越多的企业与研究人员所重视。尤其是当前清洁能源的比重不断增加，清洁能源电能基地以及一些微型的发电站，这些发电基地之间相互并网造成了电能质量的下降，造成电量流失或者其他的供电问题。经过数据部门的统计，由于电能质量下降造成的资金流失有数千亿美元。通过先进电力电子技术的应用可以提升智能电网供给的电能质量。

先进电力电子技术在智能电网中的应用

FACTS技术在智能电网中的应用。 FACTS技术的基础是以先进的电力电子设备作为核心设备，然后采用现代电子智能控制技术对发电设备的电流输出参数进行记录与调控，不但能够提升电网在电流输送过程当中的电流稳定性，还可以增强系统的稳定性与精确性，随着电子科技的不断发展，FACTS技术已经不单单是由半控制基础部件组成的静止无功补偿器，而是已经发展到有可关断器件的静止同步补偿器。在FACTS技术当中，SVC技术是很重要的一部分，该技术的特征在于是一种灵活交流输电装置。能够提升系统的静态以及动态的稳定性。进而提升电网输电能力与电能的输送效率。TCSC技术在智能电网中体现在其灵活的交流输电方向上，提升线路当中电力的输送效率，提升系统稳定性，降低阻尼并降低输电过程中产生的电流损耗。

直流输电技术在智能电网的应用。直流输电技术在智能电网的应用涉及到常规HVDC技术在智能电网当中的应用，以及柔性直流技术在智能电网当中的应用。常规HVDC技术主要是利用超高压的直流输电技术进行距离较远的电能分配与输送，尤其是在海底电缆的铺设当中，常规HVDC技术具有较高的优势。该技术在节省输电线程，提升系统整体效率，降低损耗，减少电流损失等方面效果极其显著。由于我国的能源分布不均匀，涉及到长距离的电能输送，该技术的采用可以提升输电的经济性与效率。在柔性直流技术当中，主要是以换流器与可关断的的电力电子器件为设备核心，极大的减少了城市供电体系当中存在的短路问题出现的概率，对于一些电源需求紧急，能源极其短缺的地方供电有较积极的作用。

其他技术在智能电网的应用。其他运用较为广泛的技术分别为电能质量技术以及能量转换技术。由于在工业的生产过程中对于电能的要求相对较高，从而促进了智能电网研究的发展。尤其是在欧美日本等发达国家。当前对于电能质量的测定大多是由动态电压调节器进行探测，通过建立完善的电能质量评估方法，进行相应的经济性分析，确保用电需求单位的用电质量，调节高峰期有低峰期的电量分配，带来较大的经济效益。而能量转换技术主要是指通过较低污染，较低能耗的方式进行产电，主要指的是利用清洁能源进行产电工作，如风能，光能，通过这两种能量形式转换成电能，可以极大的减少不可再生能源的消耗，延缓温室效应的趋势。

随着经济的不断发展，社会的不断进步，城市的电力供应系统也在不断的进步。电网铺设的智能化也是发展的趋势所在，本文通过对先进电力电子技术在智能电网中的应用进行分析。主要在智能电网对先进电力电子技术的需求以及先进电力电子技术在智能电网中的应用进行阐述，并就具体的在强化优化电网及保障大电网安全方面的需求，在促进可再生能源有效利用方面的需求，在改善电网电能质量与电力市场方面的需求以及各种技术在智能电网当中的应用进行探讨，从而为我国的智能电网的发展提供经验。