付佳良 馬彩娟

摘要：現(xiàn)階段通信技術(shù)與電力電子技術(shù)的結(jié)合逐漸成為配電網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢，而且電力電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用，將引起配電網(wǎng)系統(tǒng)以及電能用戶端相應(yīng)的變革。電力電子技術(shù)與通信技術(shù)的融合，促使電力電子裝備進(jìn)化為一體化集成系統(tǒng)，有利于推進(jìn)配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，因此對電力電子裝備的互聯(lián)與網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)進(jìn)行探討具有一定現(xiàn)實意義。本文主要分析探討了配電網(wǎng)電力電子裝備的互聯(lián)與網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)，以供參閱。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；電力電子裝備；互聯(lián)與網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)

現(xiàn)如今，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)滲透到各個行業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中，電力行業(yè)也不例外，配電網(wǎng)的電力電子裝備也越來越智能化、自動化。互聯(lián)與網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的應(yīng)用，還使得配電網(wǎng)中電力電子裝備的各項性能都得到有效的提升，從而也提升了配電網(wǎng)的運行效率。因此，配電網(wǎng)電力電子裝備和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的結(jié)合已經(jīng)成為如今電力行業(yè)積極研究的重要課題，具有非常重要的現(xiàn)實意義。

1電力電子裝備技術(shù)

1.1半導(dǎo)體開關(guān)器件

半導(dǎo)體開關(guān)器件是電力電子裝備技術(shù)中重要的組成部分，下面重點對半導(dǎo)體開關(guān)器件進(jìn)行詳細(xì)介紹，首先介紹器件使用的材料。該器件的主要制約因素是工作溫度。近幾年，新型半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展較快，具有代表性的是SiC和GaN。通常，SiC的應(yīng)用領(lǐng)域為功率非常大的半導(dǎo)體器件。和傳統(tǒng)材料相比，SiC穿場強(qiáng)度和熱傳導(dǎo)率都在穩(wěn)步提升。GaN主要應(yīng)用于高頻器件的制造，一般具有很高的遷移率，可能會達(dá)到2200cm2/（Vs）。對于器件工藝，當(dāng)前半導(dǎo)體器件的制作水平不斷提升，加工工藝也較之前具有一定的優(yōu)勢。以上兩項工作的發(fā)展提升了半導(dǎo)體開關(guān)器件的速度，降低了開關(guān)降損，且制作時逐漸改進(jìn)元件和材料，逐漸減小了器件占用的體積。

1.2變換器

變換器能夠?qū)⒛骋唤M參數(shù)的輸入電能轉(zhuǎn)換成另一組參數(shù)的電能，以提升其在配電網(wǎng)中的適用性，它是有效的電能功率處理器。近年來，電力電子裝備變換器技術(shù)一直在不斷發(fā)展，變換器效率顯著提升，甚至很多變換器都能夠達(dá)到99%的高效，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也得到了一定的創(chuàng)新，已經(jīng)實現(xiàn)了雙向、多向的電能流動控制。同時，為了使變換器與現(xiàn)有配電網(wǎng)的容量相匹配，工作人員也可以采用串聯(lián)或并聯(lián)的形式將多個變換器連接起來。

1.3電子電力系統(tǒng)

客觀來講，電力系統(tǒng)主要由各類型電力、變電設(shè)備和電力電子裝備組成，其中變電設(shè)備對于電力電子系統(tǒng)的高效運行具有重要的促進(jìn)作用。變電設(shè)備的聯(lián)系類型中存在不少差異，有串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)等等。鑒于變電設(shè)備結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，因此與變電設(shè)備相配套的控制設(shè)備也要具有多樣性的特點。從技術(shù)原理的層面來講，控制設(shè)備主要有系統(tǒng)控制類和變電控制類兩大類。詳細(xì)地講它們的工作原理分別是：（1）系統(tǒng)控制類。系統(tǒng)控制類設(shè)備能夠?qū)崟r收集并分析其所控制的各個變電設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)信息，同時分別對這些狀態(tài)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，結(jié)合不同的分析結(jié)果來合理化調(diào)控變電設(shè)備，促進(jìn)配電工作的完成。（2）變電控制類。變電控制設(shè)備的控制范圍相對于系統(tǒng)控制類設(shè)備來講較為有限。它主要調(diào)控的事特定的變電設(shè)備，維持變電設(shè)備的常態(tài)化運行進(jìn)而承擔(dān)起整個系統(tǒng)的運算、驅(qū)動、防護(hù)等作用。總的來講，系統(tǒng)控制類和變電控制類設(shè)備相互配合相互促進(jìn)，最終以高效率的智能化狀態(tài)來控制電力企業(yè)的配電網(wǎng)系統(tǒng)。

2配電網(wǎng)電力電子裝備的互聯(lián)和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)應(yīng)用

近幾年，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，電力電子裝備開始被廣泛應(yīng)用到電力系統(tǒng)運行中，盡管能將配電網(wǎng)功率連接在一起，但卻不能實現(xiàn)電力電子設(shè)備的協(xié)調(diào)運行，對配電網(wǎng)管理靈活性和控制性能發(fā)揮非常不利。在這種情況下，電力電子裝備的互聯(lián)和網(wǎng)絡(luò)化就逐漸成為電力行業(yè)主要研究方向，可將電力電子裝備看作是一個個節(jié)點，借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和通信技術(shù)手段將所有節(jié)點連接起來，這就是所謂的電力電子裝備互聯(lián)，并且通信網(wǎng)絡(luò)還可將節(jié)點使用情況通過數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確反映出來，并發(fā)出相應(yīng)指令確保電力電子裝備能夠協(xié)調(diào)運行，大大提高配電網(wǎng)管理靈活性和可控性能力。

2.1插即用功率接口

即插即用的功率接口可以有效地將儲能電池、普通用電器等各種電氣設(shè)備以及分布發(fā)電等終端接入配電系統(tǒng)。即插即用的功率接口主要通過將系統(tǒng)內(nèi)部各種設(shè)備不同電能輸入形式進(jìn)行合理轉(zhuǎn)換，使其電能輸入形式與電網(wǎng)相匹配。從這一方面講，即插即用的功率接口本質(zhì)上也是一個電力電子設(shè)備，同時隨著現(xiàn)代化信息技術(shù)的發(fā)展，即插即用的功率接口還應(yīng)當(dāng)具備相應(yīng)的通信接口，并通過支持標(biāo)準(zhǔn)操作協(xié)議實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的連接，可以將終端設(shè)備的運行信息上傳至網(wǎng)絡(luò)端口，從而接受調(diào)控指令。

2.2能量路由器

對于電力電子裝備網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)來說，能量路由器屬于智能管理模塊，同時也是低壓區(qū)域網(wǎng)與中壓配電網(wǎng)和低壓區(qū)域網(wǎng)的相應(yīng)接口，在運行過程中能夠?qū)崿F(xiàn)電能的雙向流動，不僅可以提供可再生能源的電力電子設(shè)備使用，還可以提供相應(yīng)的低壓直流母線。此外，能量路由器也需要具備通信接口，并能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的連接，能把終端設(shè)備的運行信息上傳到網(wǎng)絡(luò)端口，進(jìn)而接受調(diào)控指令。對指令值的確定由終端設(shè)備的實際工作狀態(tài)所決定，能量路由器可以有效地限制故障電流，完成維持低壓配電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定的任務(wù)。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。

2.3操作系統(tǒng)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)

對于配電網(wǎng)電力電子裝備互聯(lián)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來說，相對規(guī)范操作系統(tǒng)是其得以順利運行首要前提，不僅具備網(wǎng)絡(luò)設(shè)備識別監(jiān)測使用功能，而且還能做好統(tǒng)一協(xié)調(diào)處理工作，進(jìn)一步完善能量層，促使智能化設(shè)備使用性能得到不斷加強(qiáng)，便于為社會大眾提供更高質(zhì)量電力服務(wù)。

3結(jié)束語

電力電子裝備的發(fā)展不僅有效提升了配電網(wǎng)的性能，還推動了直流配電網(wǎng)的發(fā)展。通信技術(shù)與其的結(jié)合實現(xiàn)了配電網(wǎng)電力電子裝備的互聯(lián)，充分滿足了電能形式多樣化的需求，形成了集成性的電力系統(tǒng)，即電力電子互聯(lián)網(wǎng)。電力電子互聯(lián)網(wǎng)的運用在保證電能高效利用、電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，有利于我國電力事業(yè)的發(fā)展。

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（作者單位：國網(wǎng)天津市電力公司城南供電分公司）