电力电子技术在智能电网中的应用

刘英

【摘 要】目前，电力系统智能电网水平越来越高，其涵盖了信息化、自动化、数字化等多方面技术。而电力电子技术在智能电网中也是不可缺少的重要手段。本文主要对电力电子技术在智能电网中的应用展开探讨。

【关键词】电力电子；电子技术；智能电网；电网技术

我国自改革开放以来，逐渐重视电力事业的建设。我国通过学习借鉴国外经验技能，已使电力逐步渗透于国民经济之中并成为推动三大产业运转的首要动力。在日常生活中，人们的能源、通信等也都依靠电力。因此，电力电子技术对于我国经济发展至关重要。但是，由于我国能源问题显著，智能电网面临着发展危机，先进的电力电子技术便可以保障我国电网的健康持续发展。

一、电力电子技术概述

在电力电子技术中， 电力电子的插件制造的技术以及电力电子的电路变流的技术是最主要的两项技术。就电力电子插件的制造技术而言， 它的发展经历了三个主要的阶段：半控型是其发展的第一个阶段， 这一阶段中主要的代表就是晶闸管以及二极管， 这些设备都有着较小的体积以及较低的耗能这些优点， 使电路的性能实现了相应的完善， 有效使耗能得到降低， 使使用的效率得到提高；控制型是其发展的第二个阶段， 此时它已经实现了自动关断这一功能， 在电路的开关中的到了及其广泛的应用， 实现了电路的进一步完善；复合型使=是其发展的第三个阶段， 其发展的标志就是集成电路， 实现了功率器件、控制、动力以及保护电路的有效集成， 它有着更小的体积以及更紧凑的结构， 使电力电子的器件实现了集成化、高频化、模块化以及智能化、并且更加的节能和环保。

二、智能电网对先进电力电子的需求分析

智能电网是一个互通的供电系统，电网需要有优秀的适应能力以及反应能力，以随时应对系统的变化、用户的需求以及环境的变化。而可以使电网迅速反应且可采取措施的强力手段应为先进电力电子技术。我国的电网在配电、输电等领域还存在很大的上升空间，主要原因为我国电网网架结构比较薄弱，因此就需要加大在灵活交流输电装置上的研发力度。电网未来发展的趋势必然是大电网的时代，而我国交直流互联的大电网结构越来越复杂，运行难度和控制难度都日益增大。另外，对电网安全运行造成损害较大的，就是极端频发的自然灾害。在这种大环境下，就需要电力电子装置来调节输配电网的潮流分配，将电网故障传播有效抑制，同时增强网架结构，从而提高大电网稳定地、安全地运行水平。此外，不仅大电网安全迫切需要先进电力电子的技术支持，可再生能源、改善电网质量等多方面，都须依托于先进电子电力技术进行工作开展。

三、电力电子技术在智能电网中的应用

1.应用在发电环节

当前社会的快速发展离不开对能源的持续利用，如何有效的实现能源的持续利用也是当前我国电网发展面临的重大挑战。当前我国正在不遗余力的推动智能电网的建设工作，对于能源的节约目标通过应用电力电子技术可以很好地实现，同时借助电力电子技术可以很好的起到环境保护的任务。在应用电力电子技术的过程中要充分的注意结合其他的能源，充分确保电力电子技术更好的应用。当前电力电子技术与电力系统有机结合衍生出柔性交流输电FACTS，这一技术可以更好的控制电力系统的参数。还有就是，利用风能、太阳能等可再生能源进行发电工作，在发电环节应用电力电子技术可以实现电网中纳入电机组，更加有把握的控制好电池，这样就充分的保证了充放电过程中的电能控制，确保电网供电的稳定性得到基本的保证。

2.应用在配电环节

配电环节与住户直接相关，通过将电力电子技术与自动化技术应用相结合，可以更好的监视整个配电过程，对内外界因素造成的电网故障作及时地解决。例如，IUT装置在美国已经逐渐实现市场化，它不仅具备传统变压器应有的功能，还可以在下陷矫正、单项转为三项等方面改善系统的运行，从而有效为配网提供远程监控的辅助。我国已经应用超过20套SVC技术，此项技术可以帮助电网节约25.976GW·h电能，从而增加国家收入约1149千万元。

3.智能开关技术与高压技术变频技术

为了保证电力电网的安全性，在电网各个节点均安装有智能开关系统，能够保证电力电网的安全运行。在电力电网正常运行时，开关处于闭合状态，并开启无间断电力监视系统，时刻保证电力电网处于可视状态，防止意外发生。一旦电力电网遭受人为、自然灾害或者其他原因影响导致电网结构被破坏，智能开关系统就能及时断开开关，保护剩余电网结构不被破坏，防止意外事故发生，并及时联系相关技术人员进行维修。随着社会发展，人们对电力提出了更高的要求，传统的电力已无法满足现代化生活、生产需求，高压变频技术就此而生。电力电子技术的应用实现了对变负荷的电动机进行效率的科学调控， 使其更加节能， 也对电力系统的运行质量进行了进一步的提高。在今后实际应用的过程中还应该对其进行不断的研究和探索， 对相关的问题以及经验进行全面的总结以及进一步的完善。这样才能使电力电子技术在电力系统中发挥其最佳的作用， 实现我国电力系统的最佳节能效果。高压变频技术保证了电压的稳定，确保人们在生活、生产中能够时刻使用到满足需求的电压，杜绝了电压过高或者电压过低的状况出现。

4.柔性交流输电

柔性交流输电技术，就是一项将电力电子、通信技术、微电子技术等几项技术综合起来而产生的一种新技术，该技术可以对交流电实现快速灵活的控制，同时可以降低输电成本，提高电网的稳定性。而在实践应用中，一般是通过具有综合功能或是单项功能的电力电子装置，对电网输电系统的电抗、相位、电压等进行适时控制，让输送功率的分配更加合理，是成本和损耗都得到有效降低，让电网系统的稳定性更高。从实践来看，柔性交流输电技术的主要功能包括了：第一，在电网系统中对潮流实现大范围控制；第二，在控制区域内，能够实现电机热备用减少，并且传输更多功率；第三，能够减少设备故障和短路问题，从而避免线路串级跳闸；第四，能够让输电容量尽可能接近热稳定极限值。柔性交流输电技术作用显著，在实践中，也有不同的设备分类，主要分为了并联补偿装置、串联补偿装置以及综合控制装置三个方面，在智能电网建设中，就需要对这三种技术进行合理利用。

5.应用在能源存储环节

作为可再生能源的重要组成，风能和光能的使用能够更好地实现电能绿色应用，对于未来的发展是非常重要的，可以充分地保证资源的重复利用。由于当前可再生能源的利用还不够全面，还存在很多的不确定性因素，因此再具体应用的过程中一定要充分地注意相关的负载关系调节工作。对于能源的存儲环节，具体的操作程序是先借助大功率的变换器，利用变换器有效的连接电力系统，将风能和光能转化为电能，与此同时将电压源同存储的设备相连接，这样就可以实现电能的存储。

四、结语

随着社会经济发展速度加快，人们对电力需求量不断增大，对电力质量提出了新的要求，借助于先进的电力电子技术，电力事业呈现出良好发展态势，电力技术取得了重大突破，完成了电力事业的改革，良好满足了现代社会居民用电需求。但是时代在发展，电力事业不能满足现状止步不前，应加强电力电子技术的应用，充分发挥电力电子技术的优势，推动电力事业的可持续发展。

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