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

王剛

摘要：自改革開放以來，我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，無論是工商業(yè)用電需求，還是居民用電需求，都的大幅上升，對(duì)用電質(zhì)量要求也越來越高，因此，優(yōu)化電力系統(tǒng)是非常重要的一項(xiàng)工程。信息化、數(shù)字化、自動(dòng)化已經(jīng)成為這個(gè)時(shí)代的標(biāo)志，智能電網(wǎng)的發(fā)展離不開這些科學(xué)技術(shù)，而電力電子技術(shù)應(yīng)用于智能電網(wǎng)更是能提高電力系統(tǒng)的效率。本文主要分析了先進(jìn)電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的作用以及智能電網(wǎng)面臨的主要問題，探討了先進(jìn)電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：先進(jìn)技術(shù)；電力電子技術(shù)；智能電網(wǎng)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，如今已經(jīng)進(jìn)入科技、信息化時(shí)代，但資源與環(huán)境問題也成為社會(huì)發(fā)展的重要挑戰(zhàn)。為了減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞，我國(guó)應(yīng)該采取相關(guān)措施來減少對(duì)大自然的有害排放以及對(duì)不可再生資源的使用。用電需求以及對(duì)用電質(zhì)量要求越來越高的今天，建立一個(gè)安全、高效、低污染、可調(diào)的智能電網(wǎng)能滿足各個(gè)階層的需求，充分發(fā)揮電網(wǎng)優(yōu)化資源配置的重要作用。

1先進(jìn)電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的作用

（1）促進(jìn)電網(wǎng)優(yōu)化以及穩(wěn)定大電網(wǎng)。智能電網(wǎng)是一個(gè)互動(dòng)系統(tǒng)，需要具有適應(yīng)系統(tǒng)變化的能力，以及對(duì)用戶需求和環(huán)境變更做出最佳反應(yīng)能力，先進(jìn)電力電子技術(shù)能使得電網(wǎng)迅速反應(yīng)，先進(jìn)電力電子技術(shù)能提高電網(wǎng)輸配電能力，強(qiáng)化優(yōu)化電網(wǎng)，保障大電網(wǎng)安全，改善電網(wǎng)電能質(zhì)量。

從電網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)來看，大電網(wǎng)互聯(lián)是電網(wǎng)的發(fā)展方向。先進(jìn)電力電子技術(shù)是重要的系統(tǒng)調(diào)控技術(shù)，一方面可以增強(qiáng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，另一方面可以抑制電網(wǎng)故障的傳播，保障大電網(wǎng)的安全。

（2）提高可再生資源的利用效率。能源是制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一大重要問題，目前我國(guó)在東北、華北、西北等地區(qū)都有風(fēng)能、太陽(yáng)能發(fā)電，但對(duì)可再生資源的利用效率低，也存在一些問題，影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定。先進(jìn)電力電子技術(shù)能提高可再生資源的利用效率，保證可再生能源大規(guī)模的發(fā)電，分布式接入以及遠(yuǎn)距離送出，使得電網(wǎng)容納、適應(yīng)可再生能源。

（3）改善電網(wǎng)電能質(zhì)量。目前我國(guó)還處于不發(fā)達(dá)階段，工業(yè)發(fā)展還在繼續(xù)，工業(yè)發(fā)展離不開電，對(duì)電能質(zhì)量要求越來越高。但可再生資源發(fā)電對(duì)于電能的質(zhì)量還是存在一定的影響，使用電力電子技術(shù)裝置可以提升電網(wǎng)的配電效率，改善電網(wǎng)的電能質(zhì)量，給用戶供應(yīng)優(yōu)質(zhì)、高效的電力。

2智能電網(wǎng)面臨的主要問題

（1）資源優(yōu)化的配置問題。我國(guó)雖然地大物博，但人均資源非常少，而且能源資源主要分布在西部、北部、西南部這些相對(duì)較落后的地區(qū)，而工業(yè)區(qū)卻集中于東部與中部地區(qū)，也是主要消耗電能區(qū)。因此，電力傳送規(guī)模大、距離遠(yuǎn)，而技術(shù)能力跟不上發(fā)展需求，導(dǎo)致電力利用率低，大型網(wǎng)絡(luò)流失。因此，智能電網(wǎng)面臨的主要問題之一就是資源的優(yōu)化配置問題，只有不斷優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)能源的利用效率，尤其是可再生資源的利用。

（2）電力網(wǎng)的安全問題。我國(guó)電力增長(zhǎng)需求迅速，為了滿足電力需求，正在建立一個(gè)規(guī)模最大、電壓水平最高的混合網(wǎng)，主要是提高智能電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性。電力網(wǎng)的安全穩(wěn)定是基于全球信息的控制方法，目前還存在發(fā)展探索階段，還存在一些問題。

3先進(jìn)電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)的應(yīng)用

隨著科技、工業(yè)的快速發(fā)展，智能電網(wǎng)是電網(wǎng)的發(fā)展方向，電能質(zhì)量、電網(wǎng)工作狀態(tài)都是智能電網(wǎng)的關(guān)鍵所在，這些都與電力電子技術(shù)分不開，先進(jìn)電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用包括以下幾方面；

（1）柔性交流輸電技術(shù)。柔性交流輸電技術(shù)是以電力電子設(shè)備為基礎(chǔ)，與現(xiàn)代控制技術(shù)相結(jié)合，從而快速靈活的控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及交流輸電系統(tǒng)，使得系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性增強(qiáng)，線路輸送能力大幅度提高。我國(guó)智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)是特高壓輸變電，對(duì)于新能源的接入以及分布式能源的隔離技術(shù)都需要綜合考慮，先進(jìn)電力電子技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)的融合，使得電力系統(tǒng)更加穩(wěn)定，在輸電過程中的損耗減少。柔性交流輸電技術(shù)是將大功率、高性能的電力電子元件做成可控電網(wǎng)設(shè)備，原來不可以控制的電網(wǎng)就成為可控電網(wǎng)，智能電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性與靈活性得以實(shí)現(xiàn)。

（2）高壓直流輸電技術(shù)。直流輸電系統(tǒng)只是在輸電過程是直流電，其他環(huán)節(jié)還是交流電。首先在輸電前經(jīng)過換流站將交流電轉(zhuǎn)換成直流電，然后送人直流輸電線路中，當(dāng)直流電到達(dá)終端后，經(jīng)過逆變器再變?yōu)榻涣麟?。高壓直流輸電技術(shù)具有遠(yuǎn)距離大容量輸電優(yōu)勢(shì)，能大幅度減少輸電走廊，而且高壓直流電輸電線路電阻小，系統(tǒng)損耗低。高壓輸電系統(tǒng)能有效的解決我國(guó)能源分布不均問題，使得資源得到優(yōu)化配置，目前已經(jīng)將高壓直流輸電技術(shù)廣泛使用，已有多個(gè)超高壓直流輸電工程，未來還會(huì)在水利發(fā)電以及煤炭發(fā)電基地建設(shè)高壓直流輸電工程。

（3）電能質(zhì)量技術(shù)。電能質(zhì)量技術(shù)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)當(dāng)中，目前該技術(shù)水平領(lǐng)先的國(guó)家為美國(guó)、日本、印度三個(gè)國(guó)家，用來提高電能質(zhì)量的技術(shù)主要是有源電力濾波器、配電網(wǎng)靜止同步補(bǔ)償器以及動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器。我國(guó)電能質(zhì)量技術(shù)還處于研究狀態(tài)，還沒有真正能解決相關(guān)問題的技術(shù)。在智能電網(wǎng)中應(yīng)用電能質(zhì)量技術(shù)，首先在評(píng)估方式與等級(jí)劃分體系的構(gòu)建完善方面非常的重要，相關(guān)法律法規(guī)的完善健全以及經(jīng)濟(jì)評(píng)估分析也是關(guān)鍵，優(yōu)質(zhì)經(jīng)濟(jì)智能電網(wǎng)的關(guān)鍵是電能質(zhì)量技術(shù)。電能質(zhì)量技術(shù)中統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器能有效的保障用戶用電的質(zhì)量，在用電高峰期與低谷期，通過蓄電池的調(diào)節(jié)作用進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)節(jié)，從而使得經(jīng)濟(jì)效益得到提升。

4結(jié)束語

如今不可再生資源已經(jīng)日漸枯竭，全球變暖等生態(tài)環(huán)境都時(shí)刻影響著我們的生活，智能電網(wǎng)改革是非常具有意義的。智能電網(wǎng)是計(jì)算機(jī)、電子設(shè)備等為基礎(chǔ)，通過信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)改造電力網(wǎng)絡(luò)，其中最關(guān)鍵的是先進(jìn)電力電子技術(shù)。先進(jìn)電力電子技術(shù)不僅使得大電網(wǎng)的安全穩(wěn)定得以保障，電網(wǎng)強(qiáng)化優(yōu)化，還促進(jìn)可再生能源的有效利用，使得電能質(zhì)量提升，是建設(shè)智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)與關(guān)鍵。先進(jìn)電力電子技術(shù)應(yīng)用于智能電網(wǎng)主要有柔性交流輸電技術(shù)、高壓直流輸電技術(shù)、能量轉(zhuǎn)換技術(shù)以及電能質(zhì)量技術(shù)。先進(jìn)電力電子技術(shù)的發(fā)展促使電網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展。

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