劉英

【摘 要】目前，電力系統(tǒng)智能電網(wǎng)水平越來越高，其涵蓋了信息化、自動化、數(shù)字化等多方面技術。而電力電子技術在智能電網(wǎng)中也是不可缺少的重要手段。本文主要對電力電子技術在智能電網(wǎng)中的應用展開探討。

【關鍵詞】電力電子；電子技術；智能電網(wǎng)；電網(wǎng)技術

我國自改革開放以來，逐漸重視電力事業(yè)的建設。我國通過學習借鑒國外經(jīng)驗技能，已使電力逐步滲透于國民經(jīng)濟之中并成為推動三大產(chǎn)業(yè)運轉(zhuǎn)的首要動力。在日常生活中，人們的能源、通信等也都依靠電力。因此，電力電子技術對于我國經(jīng)濟發(fā)展至關重要。但是，由于我國能源問題顯著，智能電網(wǎng)面臨著發(fā)展危機，先進的電力電子技術便可以保障我國電網(wǎng)的健康持續(xù)發(fā)展。

一、電力電子技術概述

在電力電子技術中， 電力電子的插件制造的技術以及電力電子的電路變流的技術是最主要的兩項技術。就電力電子插件的制造技術而言， 它的發(fā)展經(jīng)歷了三個主要的階段：半控型是其發(fā)展的第一個階段， 這一階段中主要的代表就是晶閘管以及二極管， 這些設備都有著較小的體積以及較低的耗能這些優(yōu)點， 使電路的性能實現(xiàn)了相應的完善， 有效使耗能得到降低， 使使用的效率得到提高；控制型是其發(fā)展的第二個階段， 此時它已經(jīng)實現(xiàn)了自動關斷這一功能， 在電路的開關中的到了及其廣泛的應用， 實現(xiàn)了電路的進一步完善；復合型使=是其發(fā)展的第三個階段， 其發(fā)展的標志就是集成電路， 實現(xiàn)了功率器件、控制、動力以及保護電路的有效集成， 它有著更小的體積以及更緊湊的結構， 使電力電子的器件實現(xiàn)了集成化、高頻化、模塊化以及智能化、并且更加的節(jié)能和環(huán)保。

二、智能電網(wǎng)對先進電力電子的需求分析

智能電網(wǎng)是一個互通的供電系統(tǒng)，電網(wǎng)需要有優(yōu)秀的適應能力以及反應能力，以隨時應對系統(tǒng)的變化、用戶的需求以及環(huán)境的變化。而可以使電網(wǎng)迅速反應且可采取措施的強力手段應為先進電力電子技術。我國的電網(wǎng)在配電、輸電等領域還存在很大的上升空間，主要原因為我國電網(wǎng)網(wǎng)架結構比較薄弱，因此就需要加大在靈活交流輸電裝置上的研發(fā)力度。電網(wǎng)未來發(fā)展的趨勢必然是大電網(wǎng)的時代，而我國交直流互聯(lián)的大電網(wǎng)結構越來越復雜，運行難度和控制難度都日益增大。另外，對電網(wǎng)安全運行造成損害較大的，就是極端頻發(fā)的自然災害。在這種大環(huán)境下，就需要電力電子裝置來調(diào)節(jié)輸配電網(wǎng)的潮流分配，將電網(wǎng)故障傳播有效抑制，同時增強網(wǎng)架結構，從而提高大電網(wǎng)穩(wěn)定地、安全地運行水平。此外，不僅大電網(wǎng)安全迫切需要先進電力電子的技術支持，可再生能源、改善電網(wǎng)質(zhì)量等多方面，都須依托于先進電子電力技術進行工作開展。

三、電力電子技術在智能電網(wǎng)中的應用

1.應用在發(fā)電環(huán)節(jié)

當前社會的快速發(fā)展離不開對能源的持續(xù)利用，如何有效的實現(xiàn)能源的持續(xù)利用也是當前我國電網(wǎng)發(fā)展面臨的重大挑戰(zhàn)。當前我國正在不遺余力的推動智能電網(wǎng)的建設工作，對于能源的節(jié)約目標通過應用電力電子技術可以很好地實現(xiàn)，同時借助電力電子技術可以很好的起到環(huán)境保護的任務。在應用電力電子技術的過程中要充分的注意結合其他的能源，充分確保電力電子技術更好的應用。當前電力電子技術與電力系統(tǒng)有機結合衍生出柔性交流輸電FACTS，這一技術可以更好的控制電力系統(tǒng)的參數(shù)。還有就是，利用風能、太陽能等可再生能源進行發(fā)電工作，在發(fā)電環(huán)節(jié)應用電力電子技術可以實現(xiàn)電網(wǎng)中納入電機組，更加有把握的控制好電池，這樣就充分的保證了充放電過程中的電能控制，確保電網(wǎng)供電的穩(wěn)定性得到基本的保證。

2.應用在配電環(huán)節(jié)

配電環(huán)節(jié)與住戶直接相關，通過將電力電子技術與自動化技術應用相結合，可以更好的監(jiān)視整個配電過程，對內(nèi)外界因素造成的電網(wǎng)故障作及時地解決。例如，IUT裝置在美國已經(jīng)逐漸實現(xiàn)市場化，它不僅具備傳統(tǒng)變壓器應有的功能，還可以在下陷矯正、單項轉(zhuǎn)為三項等方面改善系統(tǒng)的運行，從而有效為配網(wǎng)提供遠程監(jiān)控的輔助。我國已經(jīng)應用超過20套SVC技術，此項技術可以幫助電網(wǎng)節(jié)約25.976GW·h電能，從而增加國家收入約1149千萬元。

3.智能開關技術與高壓技術變頻技術

為了保證電力電網(wǎng)的安全性，在電網(wǎng)各個節(jié)點均安裝有智能開關系統(tǒng)，能夠保證電力電網(wǎng)的安全運行。在電力電網(wǎng)正常運行時，開關處于閉合狀態(tài)，并開啟無間斷電力監(jiān)視系統(tǒng)，時刻保證電力電網(wǎng)處于可視狀態(tài)，防止意外發(fā)生。一旦電力電網(wǎng)遭受人為、自然災害或者其他原因影響導致電網(wǎng)結構被破壞，智能開關系統(tǒng)就能及時斷開開關，保護剩余電網(wǎng)結構不被破壞，防止意外事故發(fā)生，并及時聯(lián)系相關技術人員進行維修。隨著社會發(fā)展，人們對電力提出了更高的要求，傳統(tǒng)的電力已無法滿足現(xiàn)代化生活、生產(chǎn)需求，高壓變頻技術就此而生。電力電子技術的應用實現(xiàn)了對變負荷的電動機進行效率的科學調(diào)控， 使其更加節(jié)能， 也對電力系統(tǒng)的運行質(zhì)量進行了進一步的提高。在今后實際應用的過程中還應該對其進行不斷的研究和探索， 對相關的問題以及經(jīng)驗進行全面的總結以及進一步的完善。這樣才能使電力電子技術在電力系統(tǒng)中發(fā)揮其最佳的作用， 實現(xiàn)我國電力系統(tǒng)的最佳節(jié)能效果。高壓變頻技術保證了電壓的穩(wěn)定，確保人們在生活、生產(chǎn)中能夠時刻使用到滿足需求的電壓，杜絕了電壓過高或者電壓過低的狀況出現(xiàn)。

4.柔性交流輸電

柔性交流輸電技術，就是一項將電力電子、通信技術、微電子技術等幾項技術綜合起來而產(chǎn)生的一種新技術，該技術可以對交流電實現(xiàn)快速靈活的控制，同時可以降低輸電成本，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。而在實踐應用中，一般是通過具有綜合功能或是單項功能的電力電子裝置，對電網(wǎng)輸電系統(tǒng)的電抗、相位、電壓等進行適時控制，讓輸送功率的分配更加合理，是成本和損耗都得到有效降低，讓電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性更高。從實踐來看，柔性交流輸電技術的主要功能包括了：第一，在電網(wǎng)系統(tǒng)中對潮流實現(xiàn)大范圍控制；第二，在控制區(qū)域內(nèi)，能夠?qū)崿F(xiàn)電機熱備用減少，并且傳輸更多功率；第三，能夠減少設備故障和短路問題，從而避免線路串級跳閘；第四，能夠讓輸電容量盡可能接近熱穩(wěn)定極限值。柔性交流輸電技術作用顯著，在實踐中，也有不同的設備分類，主要分為了并聯(lián)補償裝置、串聯(lián)補償裝置以及綜合控制裝置三個方面，在智能電網(wǎng)建設中，就需要對這三種技術進行合理利用。

5.應用在能源存儲環(huán)節(jié)

作為可再生能源的重要組成，風能和光能的使用能夠更好地實現(xiàn)電能綠色應用，對于未來的發(fā)展是非常重要的，可以充分地保證資源的重復利用。由于當前可再生能源的利用還不夠全面，還存在很多的不確定性因素，因此再具體應用的過程中一定要充分地注意相關的負載關系調(diào)節(jié)工作。對于能源的存儲環(huán)節(jié)，具體的操作程序是先借助大功率的變換器，利用變換器有效的連接電力系統(tǒng)，將風能和光能轉(zhuǎn)化為電能，與此同時將電壓源同存儲的設備相連接，這樣就可以實現(xiàn)電能的存儲。

四、結語

隨著社會經(jīng)濟發(fā)展速度加快，人們對電力需求量不斷增大，對電力質(zhì)量提出了新的要求，借助于先進的電力電子技術，電力事業(yè)呈現(xiàn)出良好發(fā)展態(tài)勢，電力技術取得了重大突破，完成了電力事業(yè)的改革，良好滿足了現(xiàn)代社會居民用電需求。但是時代在發(fā)展，電力事業(yè)不能滿足現(xiàn)狀止步不前，應加強電力電子技術的應用，充分發(fā)揮電力電子技術的優(yōu)勢，推動電力事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

【參考文獻】

[1]倪時龍.電力電子技術在智能電網(wǎng)中的應用[J].電子世界，2018（03）：186-187.

[2]聶源君.先進電力電子技術在智能電網(wǎng)中的應用[J].電子世界，2018（02）：190+192.

[3]陳思彤.先進電力電子技術在智能電網(wǎng)中的應用[J].電子技術與軟件工程，2017（12）：238.