现代电力电子技术在智能电网中的有效应用研究

陈亮

【摘 要】随着我国经济与科学技术的快速发展，以及国家对电力的需求进一步的增长，电力电子技术在国家智能电网中发挥了重要的作用;现代化电力电子技术在智能电网中的应用也十分广泛，在一定程度上推动了智能电网快速走向数字信息化、自动化的道路，并在智能电网应用中使电力的运行更加高效、安全。针对于此背景，本文将现代电力电子技术做简要介绍以及详细探讨其在智能电网中的有效应用。

【关键词】电力电子技术;智能电网;应用研究

智能电网拥有自愈性、自适应性、可靠性和兼容性等特征，这些优良特征对于社会对电网要求的需要是十分重要的。随着我国经济与电子信息技术的飞速发展，使得我国现代电力电子技术在电网中应用也提高到了一定的程度，随着人民生活水平的提升以及对现代电子信息技术的要求提升，国家应不断完善电网系统的建设工工作，引入现代电力电子技术，使得电网真正意义上变得智能化，并且在电网系统上加以创新，做好电网基础的智能化建设。

一、现代电力电子技术的特点与优点

现代电力电子技术的主要根源在于电力电子器件，由于新时期的电力电子技术的特点与优点的存在，不但加快了电力电子技术的改革，而且在对于现代化的电子信息技术的快速发展起到了重大的推动作用，所以基于此原因，首先需了解现代电子电力技术的特点与优点。

（一）技术全程自控化

全程自控简称全控，全控化是指基于半控型晶闸管而发展至各类自关断器件，此功能将传统的电力电子器件中复杂换相电路取消，使电力运行过程的器件变为简约化，从而实现其自关断器件全程全控化的实现，在电力电子器件的功能上实现了重大突破。

（二）电力电子器件集成化

传统电力电子器件是采取分立模式构造，各个单元器件都独自坚守自己的“工作崗位”，而现代电力电子器件是在全控型器件的基础上，将其内部众多单元器件相互并联结合在一起，将其在一个基片上共同运作，实现集成化的器件分立系统[1]。

（三）工作速率高频化和工作效率高速化

工作效率高频化是指在实现器件的全控化与集成化的基础上，将提高其器件的工作速度，例如，GTR能够在10kHz的频率下正常工作，IGBT却能够在几十千Hz的频率以上工作，这样说明在现代电力电子技术的支持下，其内部器件的工作速率提升了几倍，对于电力电子技术的发展产生了质的飞跃[2]。器件的运行效率离不开器件的合理运行，通过器件高频化以及器件集成化，现代电力电子器件通过不断降低导通电压，使得在导通过程中损耗降低;在器件开关快速的上升和下降过程中，使开关损耗降低。所以将所有技术综合在一起，并且将其先进技术应用到变换器中，可以提升其器件的工作效率。

二、我国智能电网发展现状以及其技术要点

对于智能电网的概念，可以理解为通过多种信息技术的相互组合，再由计算机技术以及先进的信息技术的支持，在传统电网的系统中对其进行更新和改造，但是在更新的基础上需要考虑其对能源的需求以及对环境的影响程度，进一步使智能电网的安全性得到稳定的发展与保障，最大程度提高我国现代电力电子在智能电网中的应用技术。下面简单介绍下我国智能电网发展中所涉及的技术要点，以及在技术应用中应遵循的建设标准[3]。

（一）技术标准需降低环境污染性

在电网建设过程中，由于技术的在实际中的应用，一定会产生有害的气体，这样对于对应区域的空气质量会造成严重的污染，所以在建设前应在具体环境要求基础上对技术做出相关调整，使其尽量不产生各种污染环境的气体，保证将环境污染程度降到最低。

（二）技术标准实现真正的电网智能化

电网如果想要真正的实现其智能化要求，对于其相应的技术指标和技术诊断手段也一定要求其实现智能化，使其相应的运行系统不但可以进行自我运行参数调整，还可以自动的修复一些常见的电网系统故障问题，这样才可以使现代电子电力技术在电网中实现真正的智能化应用。

（三）技术设计需降低对能源的消耗

在国家电网系统构建过程中，对于电能的消耗十分巨大，由于需要检测其安全性以及其技术性要求，必须应用大量电能，所以在此背景下，我国应以电能能源消耗减少理念为基础，提高其在电能输出质量的有效提高，既能保持我国电力电能的供应需求，又能保证电路输出的稳定性，减少电能的消耗，确保电网智能化技术稳步发展。

三、现代电子电力技术在智能电网中的有效应用

根据电力电子技术要求，其可以分为FACTS（柔性交流输电系统）、HVDC（高压直流输电系统）、高压变频技术和智能开关技术，下面我们着重阐述一下这几种技术在智能电网中的具体应用[4]。

（一）FACTS技术在智能电网中的有效应用

FACTS也称柔性交流输出电系统技术，此技术发展至今，已经经历了三代的技术更新。第一代FACTS技术装置主要由电抗器与由品闸管控制的电容器组成，外部回路需要大型电力设备支持，才可以运行此技术。第二代FACTS技术装置采用了门极可关断设备等控件，其减少了第一代的外部大型电力装置，运行更加灵活。第三代FACTS技术也就是现代技术，其装置采用了两台多台控制器，将这两台控制器复合，建制成统一的控制系统。现代FACTS技术因其本身运行灵活及快速的控制特性，更好的提升电网的输送能力及可靠性，在新能源和绿色能源发电方面起着重要的作用，其中FACTS技术包含传输技术、通信技术和微电子技术，将其应用在电网中可以协调总电网与局部电网之间的电能交换，其中采用自由换相模式的换流器大幅度提升了电网的输电能力。

（二）HVDC技术在智能电网中的有效应用

HVDC简称高压直流输电技术，其具有稳定性强、调控简便、电力传输容量大以及损耗电能小等特点，在智能电网中应用较多[5]。另外此技术对智能电网整体系统影响小，适合于远距离大功率传输电能，HVDC技术通过首末端换流站与交流系统相互连接，通过首端换流站将交流电转换为直流电，通过高压直流输电网进行传输，经末端换流站将直流电转换为交流电，最后将电能传输至交流电系统，通过其自由换相的方式来控制电能的灵活传输，实现新能源和绿色能源接入后电网的稳定性。

（三）高压变频技术与智能开关技术在智能电网中的应用

高压变频技术在目前已经十分成熟，在电力系统中也得到了广泛的应用。此项技术可以通过改变交流电频率从而降低能源消耗，对于国家节能减排具有积极的促进作用。智能开关技术对于电网的保护作用起到了重要的效果，在电网中的应用可以减少电网中电子器件的损耗，智能开关主要是由承担电压保护和过电电流保护的总开关、承担漏电保护和过电电流保护的分开关以及电路、壳体组成。其结构复杂，虽然可以提高电网的安全性，但是装置成本较高，在使用时应根据实际情况考虑。

结束语

综上所述，智能电网是我国电网技术发展的必然趋势，同时将电力电子技术融合于智能电网中，不但可以提高电网的稳定性和智能化程度，对于用户对电能质量以及供电稳定性的要求也是一种技术上的保障。由于现代电力电子在电网中的广泛应用，提升了电力供应企业与用户之间的互动程度，使其为用电用户更好的提供服务。同时随着国家技术的发展，智能电网的改进与更新更加符合于大数据时代的要求，为电力行业开辟了新的科技性盈利模式。

参考文献：

[1]王永欢，杨紫彤，沈楠.电力电子技术在智能电网中的有效应用[J].中国新通信，2019，21（17）：110.

[2]蒋泽甫，李楠，张彦，刘文霞，孙志勇.现代电力电子技术在智能电网中的应用[J].电子世界，2019（02）：207.

[3]谭晓鹏.浅析智能电网中电力电子技术的应用[J].电子世界，2016（20）：142+144.

[4]刘泉，马正杰.先进电力电子技术在智能电网中的应用[J].住宅与房地产，2016（15）：237.

[5]司宝玉.电力电子技术在智能电网中的应用[J].电子技术与软件工程，2018（14）：231.

[6]倪时龙.电力电子技术在智能电网中的应用[J].电子世界，2018（03）：186-187.

（作者单位：西南科技大学城市学院）