先進(jìn)電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

朱志萍

【摘 要】作為應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù)，電力電子技術(shù)以電力變化為主要研究內(nèi)容，在電力系統(tǒng)中有著非常廣泛的應(yīng)用。信息化、數(shù)字化、自動化、互動化是智能電網(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)，先進(jìn)電力電子技術(shù)是建設(shè)智能電網(wǎng)的重要技術(shù)手段。本文就智能電網(wǎng)對先進(jìn)電力電子技術(shù)的需求，電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了研究，并對先進(jìn)電力電子技術(shù)的研究方向和發(fā)展預(yù)期進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】先進(jìn)；電力電子技術(shù)；智能電網(wǎng)；應(yīng)用領(lǐng)域

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、社會的進(jìn)步、科技和信息化水平的提高以及全球資源和環(huán)境問題的日益突出，電網(wǎng)發(fā)展面臨著新課題和新挑戰(zhàn)。為了解決這一難題，我國開始大力推進(jìn)智能電網(wǎng)的研究和發(fā)展，此時研究電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用，對于不斷完善目前的電網(wǎng)功能并逐步向智能電網(wǎng)趨近，有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1.智能電網(wǎng)對先進(jìn)電力電子技術(shù)的需求

1.1電力電子技術(shù)是智能電網(wǎng)的助推器

以靈活的交流輸電技術(shù)、高壓直流輸電技術(shù)、輕型高壓直流輸電技術(shù)、定制電力技術(shù)和能量轉(zhuǎn)換技術(shù)為典型的先進(jìn)電力電子技術(shù)越來越廣泛地應(yīng)用在我國電網(wǎng)中，它是建設(shè)統(tǒng)一智能電網(wǎng)的重要基礎(chǔ)和手段。先進(jìn)的電力電子技術(shù)智能化是建設(shè)智能電網(wǎng)的關(guān)鍵所在，也是今后世界各國電力系統(tǒng)電力電子技術(shù)發(fā)展的主要走向。從我國電網(wǎng)的基本情況考慮，各種基于電力電子器件的系統(tǒng)控制器將得到更廣泛的應(yīng)用。

1.2可以促進(jìn)可再生資源的有效利用

大規(guī)模、分散性的可再生資源所固有的間歇性、不確定性等問題，對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提出了更高的要求。通過對智能電網(wǎng)的建設(shè)，利用先進(jìn)的電力電子技術(shù)，保證可再生資源發(fā)電的大范圍、分布式接入和遠(yuǎn)距離送出，可以實(shí)現(xiàn)再生資源發(fā)電的調(diào)度和控制，是促進(jìn)可再生資源發(fā)展的前提條件，為利用清潔型能源、有效應(yīng)對全球氣候變化打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1.3可以改善電網(wǎng)中電能質(zhì)量和滿足電力市場的需求

采用先進(jìn)的電力電子技術(shù)和裝置，可以有效的治理電能質(zhì)量，提高電網(wǎng)的配電效率和供電方之間的交互作用，當(dāng)今電能質(zhì)量問題的凸現(xiàn)與電力電子技術(shù)密不可分，這就決定了當(dāng)今電能質(zhì)量控制必須在與電力電子技術(shù)應(yīng)用相應(yīng)的控制精度、響應(yīng)速度水平上進(jìn)行，要做到這一點(diǎn)，還是必須要依賴于電力電子技術(shù)的支撐。

2.先進(jìn)電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

電力電子技術(shù)具有提高電網(wǎng)配置水平，最大限度的發(fā)揮電網(wǎng)高效輸電功能，緩解我國電力分配不均的優(yōu)勢，所以在智能電網(wǎng)中具有很大的發(fā)展優(yōu)勢。

2.1高壓直流輸電技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

在現(xiàn)代直流輸電系統(tǒng)中，只有輸電環(huán)節(jié)是直流電，發(fā)電系統(tǒng)和用電系統(tǒng)仍然是交流電。在輸電線路的送端，交流系統(tǒng)的交流電經(jīng)換流站內(nèi)的換流變壓器送到整流器，將高壓交流電變?yōu)楦邏褐绷麟姾笏腿胫绷鬏旊娋€路。我國高壓直流輸電技術(shù)在遠(yuǎn)距離輸電中得到廣泛應(yīng)用，今后我國還將在大水電基地和大煤電基地的超遠(yuǎn)距離、大容量送出工程中繼續(xù)大力發(fā)展和建設(shè)特高壓直流輸電工程。超高壓直流輸電技術(shù)在遠(yuǎn)距離大容量輸電、異步聯(lián)網(wǎng)、海底電纜送電等方面具有很大的優(yōu)勢。

2.2柔性直流技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

柔性交流輸電技術(shù)是新能源、清潔能源的大規(guī)模接入電網(wǎng)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，綜合電力電子技術(shù)、微處理和微電子技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)而形成的用于靈活快速控制交流輸電的新技術(shù)。柔性直流輸電系統(tǒng)的換流器采用自換相方式，可四象限運(yùn)行且有功、無功功率獨(dú)立進(jìn)行控制，由于中國智能電網(wǎng)以特高壓輸變電為基礎(chǔ)，且需要綜合考慮新能源的接入、分布式能源的隔離等技術(shù)，以電力電子為主要特征的柔性輸電系統(tǒng)需求增長迅速。

2.3能量轉(zhuǎn)換技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

低能耗、低污染、低排放的低碳型經(jīng)濟(jì)是未來社會的發(fā)展趨勢，其核心之一就是能量轉(zhuǎn)換技術(shù)的創(chuàng)新及應(yīng)用。風(fēng)能、太陽能等可再生能源的利用已成為當(dāng)今國際上能量轉(zhuǎn)換技術(shù)的熱點(diǎn)研究內(nèi)容。能量轉(zhuǎn)換技術(shù)在智能電網(wǎng)中應(yīng)用的技術(shù)發(fā)展趨勢是風(fēng)能、太陽能等可再生能源的利用以及大規(guī)模間歇性電源與微網(wǎng)等并網(wǎng)運(yùn)行。為了與智能電網(wǎng)的發(fā)展相適應(yīng)，需要建立合理的電源結(jié)構(gòu)和布局，這就依賴于先進(jìn)的能源轉(zhuǎn)換技術(shù)，構(gòu)建堅(jiān)強(qiáng)的實(shí)體電網(wǎng)，提高電網(wǎng)的資源優(yōu)化配置能力，基本實(shí)現(xiàn)新能源的發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)化接入及與電網(wǎng)運(yùn)行的互動化。

2.4電能質(zhì)量技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

電能質(zhì)量技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用，首先要建立起完善的電能質(zhì)量評估方法和等級劃分體系，并基于供用電接口的經(jīng)濟(jì)性分析，分別建立內(nèi)部技術(shù)等級評估體系與用戶經(jīng)濟(jì)性評估體系，健全相關(guān)政策、法規(guī)。由電能質(zhì)量問題造成的損失很嚴(yán)重，電能質(zhì)量問題需要綜合治理、合作治理。改進(jìn)控制器可以實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量綜合治理。采取合理的電能質(zhì)量技術(shù)、統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器能確保重要用戶的電能質(zhì)量， 可以實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的高效運(yùn)行和有效利用，從而帶來經(jīng)濟(jì)效益，此項(xiàng)技術(shù)在配電網(wǎng)中擁有廣闊的應(yīng)用前景。

3.先進(jìn)電力電子技術(shù)的研究方向和發(fā)展預(yù)期

電力電子技術(shù)是一門新興的應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù)，就是使用電力電子器件對電能進(jìn)行變換和控制的技術(shù)，我國電力電子產(chǎn)業(yè)目前和未來一段時間均處于高速發(fā)展時期，市場前景十分廣闊。高頻化、集成化、標(biāo)準(zhǔn)模塊化和智能化是電力電子器件未來的主要發(fā)展方向，促進(jìn)先進(jìn)電力電子技術(shù)的進(jìn)步，是保障我國電網(wǎng)長遠(yuǎn)發(fā)展的重要戰(zhàn)略任務(wù)。智能電網(wǎng)是由發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調(diào)度等環(huán)節(jié)組成的有機(jī)整體。將電力電子技術(shù)與現(xiàn)代控制技術(shù)相結(jié)合，通過對電力系統(tǒng)參數(shù)的連續(xù)調(diào)節(jié)控制，從而大幅降低輸電損耗、提高輸電線路輸送能力和保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定水平。

4.結(jié)語

先進(jìn)電力電子技術(shù)可以強(qiáng)化、優(yōu)化電網(wǎng)，保障大電網(wǎng)安全穩(wěn)定，促進(jìn)可再生能源的有效利用，改善電網(wǎng)電能質(zhì)量。智能電網(wǎng)的建設(shè)有著積極的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，有助于對環(huán)境和資源的保護(hù)，有助于我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，智能電網(wǎng)是信息化技術(shù)、電力電子技術(shù)和控制技術(shù)在電力系統(tǒng)中的綜合應(yīng)用。

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