電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用剖析

王翠

摘 要：社會發(fā)展對電網(wǎng)建設(shè)要求更高，想要實現(xiàn)電網(wǎng)數(shù)字化、智能化以及自動化建設(shè)，還需要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進行綜合分析，積極應(yīng)用電力電子技術(shù)，以滿足實際生產(chǎn)生活需求為目的，從多個方面進行研究，提高其應(yīng)用效果。文章分析了電力電子技術(shù)具有的特點，并對其在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用措施進行了簡要分析。

關(guān)鍵詞：電力電子；智能電網(wǎng)；輸電系統(tǒng)

對于電網(wǎng)的建設(shè)，為滿足實際生產(chǎn)生活需求，必須要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上積極引進各項先進技術(shù)，積極發(fā)展智能電網(wǎng)，降低電網(wǎng)運行能耗，且提高其穩(wěn)定性與安全性，在根本上適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展需求。將電力電子技術(shù)應(yīng)用到智能電網(wǎng)建設(shè)中，實現(xiàn)電網(wǎng)建設(shè)的數(shù)字化、信息化與自動化目的。

1 智能電網(wǎng)建設(shè)必要性

智能電網(wǎng)的建設(shè)，主要是將各級電網(wǎng)作為網(wǎng)架基礎(chǔ)，將特高壓電網(wǎng)作為骨干網(wǎng)架，利用各項新型技術(shù)建立信息通信平臺，實現(xiàn)對電力傳輸、電網(wǎng)運行以及電力業(yè)務(wù)等多方面的綜合管理。第一，電力業(yè)務(wù)。智能電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)對電價信息的掌握，并根據(jù)實際情況來制定業(yè)務(wù)方案，例如采取定時定價策略來引導(dǎo)用戶培養(yǎng)良好用電習(xí)慣，確保電價正常執(zhí)行[1]。第二，電網(wǎng)運行。電力電子技術(shù)以及信息技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用，使其能夠隨時掌握電網(wǎng)運行狀態(tài)信息，在運行故障的檢查與處理上具有更高的靈敏度，確保在很短的時間內(nèi)確定故障源頭，并采取措施，降低對電網(wǎng)運行穩(wěn)定性的影響。第三，電力傳輸。智能電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)各種發(fā)電與儲蓄能源方式的有效融合，且具有較高的兼容度，降低電網(wǎng)運行能耗，提高各項資源應(yīng)用效果。

2 電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用分析

2.1 資源配置優(yōu)化

電力為維持社會生產(chǎn)生活活動正常運行的主要能源，雖然現(xiàn)在電力生產(chǎn)技術(shù)不斷優(yōu)化與更新，在原有基礎(chǔ)上降低了能耗，但是從持續(xù)發(fā)展角度分析，還需要采取措施來對資源配置進行優(yōu)化。電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用，正好滿足這一發(fā)展要求，來保證電能資源大規(guī)模長距離輸送，促進電力事業(yè)的進一步發(fā)展，提高資源配置效果。

2.2 電網(wǎng)運行效率

雖然我國電力行業(yè)發(fā)展迅速，但是從技術(shù)水平角度分析，大部分電力企業(yè)對電力電子技術(shù)的應(yīng)用水平十分有限，對已經(jīng)投運的電力電子設(shè)備未進行安全性能評估，并不能保證各設(shè)備運行不會對電網(wǎng)產(chǎn)生不良影響?，F(xiàn)電力系統(tǒng)中，部分構(gòu)架結(jié)構(gòu)仍存在質(zhì)量問題，原有電氣設(shè)備已經(jīng)逐漸不能滿足電網(wǎng)實際運行需求。電力電子技術(shù)的應(yīng)用，結(jié)合電網(wǎng)建設(shè)日益復(fù)雜的現(xiàn)狀，結(jié)合電網(wǎng)運行環(huán)境的特殊性，確定會對電網(wǎng)產(chǎn)生不良影響的各項因素，應(yīng)適當(dāng)增加電網(wǎng)構(gòu)架，對電氣設(shè)備系統(tǒng)進行綜合管理，確保其安全性能滿足電網(wǎng)運行需求。

2.3 提高輸電質(zhì)量

社會經(jīng)濟水平的提高，對電力電網(wǎng)運行效率有更高的要求，電能傳輸質(zhì)量一直都是關(guān)注要點。通過電力電子技術(shù)的應(yīng)用，來確保電網(wǎng)供電的穩(wěn)定性，提高電能資源質(zhì)量，滿足社會企業(yè)發(fā)展需求?，F(xiàn)在電網(wǎng)中電力電子器件系統(tǒng)控制器應(yīng)用更為廣泛，F(xiàn)ACTS技術(shù)與HVDC技術(shù)越發(fā)成熟，可以在不改變輸電走廊數(shù)量的情況下，僅利用現(xiàn)存輸電線路，達到提高傳輸容量與質(zhì)量的目的。另外，通過通信、監(jiān)測、控制以及保護技術(shù)等，來提高電網(wǎng)自適應(yīng)與自恢復(fù)能力[2]。而微網(wǎng)與能量存儲技術(shù)的應(yīng)用可以為用戶提供更多選擇，建立一個具有高效自愈性與清潔性的智能電網(wǎng)。

3 電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用分析

3.1 高壓直流輸電技術(shù)

目前我國直流輸電系統(tǒng)一般被應(yīng)用在輸電環(huán)節(jié)，而發(fā)電與用電系統(tǒng)則依然維持交流電模式。電網(wǎng)輸電線路中交流電利用換流變壓器，在供電端輸送到整流器設(shè)備中，最后完成交流電向高壓直流電的轉(zhuǎn)換，輸送到直流輸電線路中。而直流電則直接通過直流輸電線路回到受端換流站逆變器設(shè)備中，進行高壓直流電與交流電間的轉(zhuǎn)換，且利用換流變壓器設(shè)備將電能輸送到交流系統(tǒng)中完成供電。現(xiàn)在電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模不斷加大，電能傳輸距離大，為保證電網(wǎng)輸電穩(wěn)定性，在設(shè)計時應(yīng)盡量選擇用高壓直流輸電模式，一旦輸電過程中出現(xiàn)運行故障，能夠最大程度上來縮小影響范圍，降低對電網(wǎng)運行的影響[3]。高壓直流技術(shù)不僅僅能夠滿足智能電網(wǎng)遠距離、大容量輸電要求，同時還可以實現(xiàn)清潔能源上網(wǎng)的穩(wěn)定性。

3.2 高壓變頻技術(shù)

利用高壓變頻技術(shù)，來實現(xiàn)電網(wǎng)節(jié)能目的，節(jié)點率一般可以達到30%，但是就實際應(yīng)用效果來看，會產(chǎn)生高次諧波污染，寫運行成本較高。將高壓變頻技術(shù)應(yīng)用到智能電網(wǎng)建設(shè)中，對降低工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)用電成本具有顯著效果。目前我國所用高壓變頻技術(shù)，主要是利用功率單元串聯(lián)多電平技術(shù)，具有制造工藝精度高以及結(jié)構(gòu)緊湊等特點，在應(yīng)用操作中具有較高的靈活性。為提高此項技術(shù)應(yīng)用綜合效率。還需要針對其存在的高次諧波污染問題進行處理，采取措施進行優(yōu)化。

3.3 柔性交流技術(shù)

基于持續(xù)發(fā)展理念，智能電網(wǎng)的建設(shè)需要側(cè)重于新能源與清潔型電網(wǎng)的研究，而柔性交流輸電技術(shù)除了電力電子控制技術(shù)外，還融合了現(xiàn)代微電子技術(shù)與通信技術(shù)，可以實現(xiàn)對電網(wǎng)交流輸電全過程的控制，實時掌握輸電動態(tài)，對提高電網(wǎng)運行穩(wěn)定性具有良好效果[4]。現(xiàn)在我國一般為高壓輸電系統(tǒng)作為智能電網(wǎng)建設(shè)的基礎(chǔ)，在應(yīng)用柔性交流技術(shù)時，應(yīng)綜合分析新能源與清潔能源間的隔離與介入。目前我國柔性交流輸電系統(tǒng)中應(yīng)用的換流器設(shè)備基本上是采用的自換相模式，采取獨立控制方式，更適合應(yīng)用到偏遠地區(qū)供電，大幅度提升電網(wǎng)傳輸能力。對于柔性交流輸電技術(shù)來說，其對交流技術(shù)與控制技術(shù)進行了有效融合，可以對各項電力參數(shù)進行調(diào)節(jié)控制，有效降低電力輸送存在的線損，保證系統(tǒng)穩(wěn)定輸電能力。

3.4 需求側(cè)技術(shù)

智能電網(wǎng)建設(shè)的目的就是實現(xiàn)對供電過程的優(yōu)化管理，確保滿足用戶用電需求，尤其是對電力供應(yīng)和使用有特殊要求的用戶，要保證供電的可靠性與質(zhì)量。需求側(cè)技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用，其綜合了大功率電力電子技術(shù)與配電自動化技術(shù)，提高電網(wǎng)供電的穩(wěn)定性與可靠性。另外，智能電網(wǎng)的建設(shè)還需要兼顧可持續(xù)原則，在原有基礎(chǔ)上進行深入研究與提升，為清潔能源與新能源的并網(wǎng)提供基礎(chǔ)，同時解決故障限流保護問題，總體上提高電網(wǎng)運行高效性。

3.5 智能開關(guān)技術(shù)

智能開關(guān)屬于保護電力系統(tǒng)的設(shè)備技術(shù)，可以在電流或者電壓產(chǎn)生制定相位時閉合或者斷開電路，確保電網(wǎng)運行安全性。智能開關(guān)主要包括總電源開關(guān)、分開關(guān)以及殼體等組成，而總電源開關(guān)主要負責(zé)對過壓與總過流的保護，分開關(guān)為整體結(jié)構(gòu)形式，并具有一定保護作用，避免出現(xiàn)漏電或者過流現(xiàn)象，確保用戶端電氣設(shè)備的安全運行。在智能電網(wǎng)建設(shè)日益完善的背景下，逐漸有更多電氣電子設(shè)備被應(yīng)用到系統(tǒng)中，同時也伴隨著衍生出大量高品質(zhì)、高性能開關(guān)設(shè)備，開關(guān)設(shè)備的智能化，對提高電網(wǎng)運行安全性具有重要作用。

4 結(jié)束語

智能電網(wǎng)建設(shè)是社會生產(chǎn)生活發(fā)展的必要需求，為滿足電力輸送技術(shù)性要求，需要針對目前不斷投入的電氣設(shè)備，為保證其良好運行，需要積極對電力電子技術(shù)進行研究。分析各項電力電子技術(shù)具有的特點，從不同角度出發(fā)，結(jié)合現(xiàn)代控制技術(shù)、監(jiān)控技術(shù)以及智能技術(shù)等，來實現(xiàn)對電網(wǎng)運行的管理優(yōu)化，減少各類問題的發(fā)生，并控制電網(wǎng)運行能耗，提高智能電網(wǎng)建設(shè)綜合效益。

參考文獻

[1]吳俊勇.“智能電網(wǎng)綜述”技術(shù)講座第四講：電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用[J].電力電子，2010，4：67-70.

[2]周海波.電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用研究[J].電子制作，2014，16：231-232.

[3]范杰，周笑言.電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用[J].科技傳播，2014，24：108+110.

[4]羅劍.電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用[J].科技資訊，2014，32：87.