配電網(wǎng)電力電子裝備的互聯(lián)與網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)淺談

江 燕

國家新聞出版廣電總局五六一臺(tái)，江西 南昌 330003

配電網(wǎng)電力電子裝備的互聯(lián)與網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)淺談

江 燕

國家新聞出版廣電總局五六一臺(tái)，江西 南昌 330003

最近幾年隨著科技的不斷發(fā)展，以及科技中電力電子技術(shù)也得到了很迅速的發(fā)展，而從以前的主要的功效是電能質(zhì)量調(diào)節(jié)，用戶側(cè)的節(jié)能用電以及可再生能源接入而轉(zhuǎn)變成為了配電網(wǎng)的電能雙向或者更多向的控制模式以及其具有繁復(fù)的電能調(diào)控管理。電力電子裝備以前的那種各自單獨(dú)工作的模式，早已無法滿足現(xiàn)如今復(fù)雜的情況的需要，非常急迫的要將其相互的串聯(lián)起來。

配電網(wǎng)；電子裝備；網(wǎng)絡(luò)化；互聯(lián)

隨著現(xiàn)如今電子技術(shù)的不斷發(fā)展，使得想實(shí)現(xiàn)能量多個(gè)方向的不斷移動(dòng)這種想法變成了可能。現(xiàn)如今的人們對(duì)于之前設(shè)備有了大量的不滿，正是這種需要導(dǎo)致了現(xiàn)如今電力電子技術(shù)本身的新的改變，如此將會(huì)為配電網(wǎng)帶來新一輪的改變，從而促進(jìn)了直流配電網(wǎng)的進(jìn)一步變革。本文主要講述了電力電子技術(shù)的發(fā)展方向，并從功率和通訊兩個(gè)層面，詳細(xì)探討了實(shí)現(xiàn)電力電子的網(wǎng)絡(luò)化必要的技術(shù)能力。

1 直流配電網(wǎng)

1.1 直流配電網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)

現(xiàn)如今城市的規(guī)模不斷地在改變，城市居民用電需求也不斷的在提高。這種情況也就導(dǎo)致了電網(wǎng)中的非線性負(fù)荷以及敏感負(fù)荷是不斷的變多。而之前的交流配電網(wǎng)罩具有線路損耗大，電壓瞬時(shí)盡跌落和供電走廊緊張現(xiàn)象不斷嚴(yán)重的問題。因此我們?cè)?980年以后關(guān)于到底應(yīng)該使用交流電網(wǎng)還是直流電網(wǎng)的方案有過非常熱烈的討論，由于當(dāng)時(shí)科技并不發(fā)達(dá)，導(dǎo)致變壓無法很好的進(jìn)行，直流電網(wǎng)這個(gè)方案被無奈的放棄。隨著現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，當(dāng)初無法實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)如今都能夠?qū)崿F(xiàn)。為了實(shí)現(xiàn)這種多方向的移動(dòng)的同時(shí)，我們還能夠進(jìn)而具備著各種能量形式的變化、管理以及調(diào)節(jié)。這種技術(shù)在以后廣泛運(yùn)用中也會(huì)對(duì)電力系同起到影響作用，尤其是對(duì)于用戶端還有配電網(wǎng)起到很深的影響作用。比較而言，直流電網(wǎng)有著如下的優(yōu)點(diǎn)：

（1）對(duì)于運(yùn)輸電的容量變大，在同樣所需要花費(fèi)建造運(yùn)電的線路的費(fèi)用。使用直流進(jìn)行數(shù)電能夠提高一半的電量。而與此同時(shí)的話，電網(wǎng)也比交流的所需要的電線少，因此耗損的線也要少。

（2）運(yùn)送的質(zhì)量也得到了增加。直流配電網(wǎng)增加了儲(chǔ)能設(shè)備，這也使直流配電網(wǎng)獲得了更加平穩(wěn)的效果。這也使得電壓閃變這不再是個(gè)難題。而由于柔性的直流配電網(wǎng)換流器并不用提供無功功，因此還具有靜止無功補(bǔ)償器的優(yōu)點(diǎn)。

（3）提高了直流電網(wǎng)的穩(wěn)定性。由于主力直流輸電線路也是采取的連接兩點(diǎn)的交流系統(tǒng)，而這個(gè)直流線路缺少電抗，所以有著把故障隔開的效果，因此并沒有穩(wěn)定不了的問題，由此提高了運(yùn)行的穩(wěn)定性。

（4）對(duì)于能夠可再生性能源更利于導(dǎo)進(jìn)?？稍偕阅茉词欠浅６嗟?，例如：風(fēng)能、海洋能源、太陽能等能夠可再生性的能源被配電網(wǎng)接納進(jìn)來用來發(fā)電。對(duì)于這些新興的能源系統(tǒng)通常采用的是直流輸出。而配電網(wǎng)如果使用的是直流的類型，就會(huì)改進(jìn)儲(chǔ)能的機(jī)械設(shè)備和可再生性能源分布式，進(jìn)而增加運(yùn)輸?shù)墓β蕼p少成本。

（5）能夠提高對(duì)于用戶的供電量。現(xiàn)如今，有許多的智能電器供電采用的是直流電源比如說：服務(wù)器、手機(jī)和電動(dòng)汽車等。而這些電器的供電設(shè)備是采用的直流電網(wǎng)，這樣的話能夠降低成本和提高功率。其他的例如像是微波爐，空調(diào)冰箱等這些是交流設(shè)備的話，直流電網(wǎng)也可以對(duì)于變頻技術(shù)的應(yīng)用有著很好的發(fā)展。

1.2 直流配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)

環(huán)狀、兩端配殿和放射狀這3種配電方式是配電網(wǎng)基本拓?fù)涞闹饕愋?。他們都有各自的?yōu)缺點(diǎn)。例如說，環(huán)狀和兩端配電網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)是在于他們的供電平穩(wěn)性較高，但是缺點(diǎn)在于它們的識(shí)別故障以及對(duì)于重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)這些問題比較困難，而放射狀結(jié)構(gòu)在供應(yīng)電時(shí)的平穩(wěn)性相對(duì)于環(huán)狀和兩端配電網(wǎng)絡(luò)要平穩(wěn)性較低，但是它的識(shí)別故障以及控制配合的保護(hù)的能力比環(huán)狀或兩方配電網(wǎng)絡(luò)較高。因此在平常運(yùn)作中選擇網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜碗妷旱燃?jí)的時(shí)候，都應(yīng)該要依據(jù)所需要的電量和范圍還有投資的因素進(jìn)而綜合考量。但是不管選擇哪種結(jié)構(gòu)，都是電子電力設(shè)備所必需的。筆者在這篇文章主要想闡述了一個(gè)問題，就是關(guān)于電子網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)如何運(yùn)用的問題。

2 配電網(wǎng)的通信系統(tǒng)

現(xiàn)如今，盡管有很多智能的電力電視，設(shè)備都具備了一些傳輸數(shù)據(jù)、遠(yuǎn)程控制和信息監(jiān)測(cè)等作用。但是，在配電網(wǎng)中仍然存在著非常多的老化設(shè)備，如果想要實(shí)現(xiàn)信息聚集的一體化，還需要建立起一個(gè)更為先進(jìn)和智能的通信系統(tǒng)。還要做個(gè)系統(tǒng)，不僅

▲▲需要把所有的端點(diǎn)設(shè)備的信息都?xì)w納匯總起來，還能夠下達(dá)一些指定的命令，而在這個(gè)下達(dá)命令之前，還需要系統(tǒng)能夠自然地歸納整和，分析這些信息的各個(gè)方面并下達(dá)最終正確的決策。但是現(xiàn)如今，滿足上述這些要求的通信系統(tǒng)在價(jià)格、性能以及其它方面上并沒有很好地得到滿足。因此如果想要得到上述通訊系統(tǒng)，那么就需要把多種的通訊方式相結(jié)合的進(jìn)行使用。

盡管現(xiàn)在已經(jīng)有很多移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)公司都已經(jīng)有了一些比較成熟的技術(shù)，比如說它包括2G、2.5G、3G等通信技術(shù)，比如說蜂窩網(wǎng)絡(luò)就是一個(gè)很好的選擇，它能夠?qū)崿F(xiàn)智能電表和交配電站之間的通訊。而他相比較其他公司網(wǎng)絡(luò)，最為突出的優(yōu)點(diǎn)就是他的設(shè)備完善，并且不再需要再一次的投入經(jīng)費(fèi)進(jìn)行使用，比如說進(jìn)行基礎(chǔ)性維修等行為。但是這也有他自己的缺點(diǎn)因?yàn)榉涓C網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)公共的平臺(tái)，如果業(yè)務(wù)繁忙的情況下往往會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)堵塞等情況的發(fā)生。而這種情況是電力網(wǎng)絡(luò)所不能存在的。對(duì)于這個(gè)情況，網(wǎng)絡(luò)的供應(yīng)商可以對(duì)于需要自己網(wǎng)絡(luò)的電力商提供一些專門的通訊通道，以此用來緩和民用和公用的占用問題。另外蜂窩網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)公共網(wǎng)絡(luò)，所以它的安全性能也比較低，如果需要用蜂窩網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化的話，還需要對(duì)于其安全性能進(jìn)行加強(qiáng)設(shè)置，比如說設(shè)定一些安全密碼的方式來解決這個(gè)問題。

3 電力電子的互聯(lián)和系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)過程

正像之前文章所寫的那樣，這幾年來電力電子設(shè)備廣泛的運(yùn)用在電力系統(tǒng)里。例如，可以用再生性的進(jìn)行發(fā)電連接口等。但是盡管這樣，配電網(wǎng)雖然能夠讓這些設(shè)備的功率增加，但是并不能夠很好的協(xié)調(diào)好它們之間的運(yùn)作模式。因此并不能夠很好的利用這些便利的方式而帶來一些很好的成效。但是筆者相信隨著科學(xué)技術(shù)的再進(jìn)一步發(fā)展，這些無法滿足的要求最終能夠得以實(shí)現(xiàn)。比如，把每一個(gè)電力設(shè)備看作為電網(wǎng)中的一個(gè)端點(diǎn)，那么用通信網(wǎng)絡(luò)把這一個(gè)個(gè)端點(diǎn)都串聯(lián)起來，這樣的話就能夠及時(shí)的收集出各個(gè)端點(diǎn)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，那么就可以及時(shí)的掌握住他們的現(xiàn)狀并發(fā)布命令。這個(gè)宏觀方面來協(xié)調(diào)整個(gè)配電網(wǎng)所有的電子設(shè)備的能力，這就是現(xiàn)如今被稱作為的電力電子互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)?，F(xiàn)如今，在電子電力的裝備廣泛的運(yùn)用中，不斷提升了配電網(wǎng)的性能，并且改變了配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，使以前不能夠得以實(shí)現(xiàn)的直流配電網(wǎng)在現(xiàn)在的生活中能夠?qū)崿F(xiàn)，并且隨著科技的發(fā)展，電力技術(shù)也在不斷的得到發(fā)展，特別是像元件性能和新型電力電子器件的性能得到了發(fā)展，也使控制的方式不斷的智能化。筆者希望這篇文章能夠?qū)窈髲氖逻@個(gè)行業(yè)的人受到一些啟發(fā)。

4 總結(jié)

隨著科技的不斷發(fā)展，而這些發(fā)展也使之前不能夠滿足直流配電網(wǎng)的一些硬件和軟件條件都得到了滿足。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，電池電力系統(tǒng)也能夠得到完善，并且配電網(wǎng)所有的設(shè)備都能夠進(jìn)行互連形成電子電力互聯(lián)和網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)。盡管現(xiàn)如今直流配電網(wǎng)以及電力電子技術(shù)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)網(wǎng)還有著不少的難題，但筆者仍希望能夠通過這篇文章加強(qiáng)大家對(duì)電子電力戶聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的關(guān)注，從而實(shí)現(xiàn)推動(dòng)電子電路互聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展，進(jìn)而惠及所有的普通老百姓。

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