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

劉啟

【摘??要】現(xiàn)代智能電網(wǎng)十分重視技術(shù)水平，電力電子技術(shù)以及其他現(xiàn)代科技快速發(fā)展，也為智能電網(wǎng)建設(shè)提供了更現(xiàn)代化的技術(shù)支持，提高了電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量與管理水平，促進(jìn)智能電網(wǎng)走向智能化、數(shù)字化。在實(shí)際電網(wǎng)工作中，應(yīng)重視電力電子技術(shù)的應(yīng)用，不斷提高應(yīng)用水平，確保電網(wǎng)質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】電力電子技術(shù);現(xiàn)代智能電網(wǎng);技術(shù)應(yīng)用

引言

智能電網(wǎng)是現(xiàn)代電網(wǎng)建設(shè)的重要前進(jìn)方向，是符合當(dāng)今發(fā)展要求的電網(wǎng)形態(tài)。電力電子技術(shù)是現(xiàn)代科技的結(jié)晶，具有很強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢，其應(yīng)用領(lǐng)域日益增多，功能性日益強(qiáng)大。智能電網(wǎng)對智能技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)有很強(qiáng)依賴性，電力電子技術(shù)則是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)智能化的重要技術(shù)。因此，要積極應(yīng)用電力電子技術(shù)，促進(jìn)電網(wǎng)運(yùn)行、管理邁向現(xiàn)代化、智能化，體現(xiàn)電力電子技術(shù)應(yīng)用價(jià)值。

1電力電子技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

自晶閘管問世以來，電力電子技術(shù)獲得較快發(fā)展，大體上經(jīng)歷了3個(gè)發(fā)展階段。第一階段是從20世紀(jì)50年代到70年代，以晶閘管為核心的電力電子器件在電力系統(tǒng)中得到應(yīng)用，能夠?qū)﹄娔茏兓M(jìn)行控制，推動(dòng)電力系統(tǒng)進(jìn)入變流時(shí)代。其中具有代表性的晶閘管、二極管等器件，自身體積小，運(yùn)行能耗低，取代了老式整流器，極大地降低了傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難度。從20世紀(jì)70年代開始，自動(dòng)關(guān)斷型電力電子器件得到發(fā)展和應(yīng)用，可明顯改善電力系統(tǒng)中的開關(guān)控制能力，使一些特殊電路開關(guān)頻率高的問題得到解決。從20世紀(jì)90年代以后，在微電子技術(shù)等的快速發(fā)展下，電力電子器件再次更新?lián)Q代，通過采用集成模塊，使電力電子器件體積得到精簡，而且功能更加集成化。同時(shí)，電力電子技術(shù)與智能化技術(shù)的結(jié)合使用，極大地提升了電力系統(tǒng)的變換和控制能力，為智能電網(wǎng)的建設(shè)發(fā)展提供了有力支持。

2電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

2.1能源存儲(chǔ)環(huán)節(jié)

光能和風(fēng)能是可再生能源的重要構(gòu)成部分之一，對其加以有效應(yīng)用，有助于促進(jìn)電能的應(yīng)用不斷趨于綠色化發(fā)展，提升電能的總體發(fā)展質(zhì)量，確保資源的可持續(xù)發(fā)展。應(yīng)用電力系統(tǒng)連接大功率變換器，促進(jìn)電能轉(zhuǎn)化，隨后將轉(zhuǎn)化而來的電能存儲(chǔ)于電壓源以及存儲(chǔ)設(shè)備中，有助于促進(jìn)電力能源質(zhì)量提升，更好的節(jié)約能源。

2.2發(fā)電環(huán)節(jié)

我國正處于智能電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，合理應(yīng)用電子技術(shù)不僅有助于提升能源的實(shí)際節(jié)約水平，也有利于更好的保護(hù)自然環(huán)境?；陔娏ο到y(tǒng)和電力電子技術(shù)的有效結(jié)合衍生而成的柔性交流輸電，可大幅度提升對電力系統(tǒng)各參數(shù)的控制效果。發(fā)電可利用風(fēng)能等可再生能源，通過電力技術(shù)，將電機(jī)組加入電網(wǎng)中，能夠有效控制并網(wǎng)后電力運(yùn)行穩(wěn)定性。

2.3輸電環(huán)節(jié)

電網(wǎng)輸電過程中涉及到的參數(shù)較多，現(xiàn)如今應(yīng)用較為廣泛的輸電方式為柔性直流輸電以及高壓直流輸電兩種。將電力電子技術(shù)有效應(yīng)用于電網(wǎng)輸電環(huán)節(jié)中具備較高的可行性。將這一技術(shù)和電力系統(tǒng)融合，可根據(jù)電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行情況對電力系統(tǒng)進(jìn)行有效理控制，提升智能電網(wǎng)的智能調(diào)控能力以及穩(wěn)定性。

2.4配電環(huán)節(jié)

配電環(huán)節(jié)可對用戶用電產(chǎn)生直接影響，合理利用電子技術(shù)，可對整個(gè)配電過程加以有效控制，及時(shí)解決各種因素導(dǎo)致的電網(wǎng)故障問題。例如，在美國，IUT裝置的應(yīng)用較廣泛，此類裝置不僅可發(fā)揮傳統(tǒng)變壓器功能，還可以通過單項(xiàng)轉(zhuǎn)三項(xiàng)等方式對系統(tǒng)的運(yùn)行情況加以優(yōu)化和改良，進(jìn)而有效提升配網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控操作的實(shí)效性。

3應(yīng)用發(fā)展方向

3.1新能源發(fā)電技術(shù)

基于上述分析，電子技術(shù)在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中獲得了十分廣泛的應(yīng)用，同時(shí)也是建設(shè)智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)。面對日益嚴(yán)峻的能源環(huán)境形勢，為改變當(dāng)前以火力發(fā)電為主的電力生產(chǎn)格局，智能電網(wǎng)十分重視新能源發(fā)電技術(shù)的發(fā)展。在新能源發(fā)電接入過程中，也需要采用電力電子技術(shù)確保系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。比如，目前較為成熟的光伏并網(wǎng)接入技術(shù)，采用太陽能電池板產(chǎn)生直流電，電壓為20V左右，在接入過程中，需要采用電力電子技術(shù)進(jìn)行升壓和逆變處理，并對電網(wǎng)相位變化進(jìn)行跟蹤監(jiān)控、調(diào)節(jié)電流輸出幅值、減小光伏并網(wǎng)接入可能帶來的波動(dòng)性。

3.2電能質(zhì)量調(diào)節(jié)控制

對電能質(zhì)量進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制是電力電子技術(shù)的主要功能，近年來我國智能電網(wǎng)建設(shè)雖然獲得較快發(fā)展，但是在輸電、配電等方面，仍與國際領(lǐng)先技術(shù)水平存在一定差距，特別是在極端天氣和惡劣環(huán)境條件下，容易引發(fā)電網(wǎng)運(yùn)行安全問題。電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用，通過與智能化技術(shù)相結(jié)合，可以及時(shí)完成電流分配調(diào)節(jié)等工作，控制故障影響范圍，并使智能電網(wǎng)具有一定的自我恢復(fù)能力，安全性顯著提升。比如，目前在智能電網(wǎng)中應(yīng)用廣泛的智能開關(guān)，可以對電網(wǎng)任意節(jié)點(diǎn)的電壓和電流進(jìn)行關(guān)斷處理，控制區(qū)域供電狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對故障問題的有效控制。

3.3電網(wǎng)結(jié)構(gòu)升級優(yōu)化

隨著智能電網(wǎng)負(fù)荷接入量的快速增長，對電網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化升級任務(wù)緊迫。比如在電網(wǎng)間輸電時(shí)，容易因相位差異產(chǎn)生電壓波動(dòng)干擾，可通過采用背靠背直流輸電技術(shù)解決這一問題，先將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，再將其轉(zhuǎn)換為交流電輸送到相鄰網(wǎng)絡(luò)，采用微機(jī)跟蹤控制電壓和相位，提升電網(wǎng)間輸電質(zhì)量。此外，在電力電子技術(shù)的快速發(fā)展下，微網(wǎng)并網(wǎng)技術(shù)也得到較快發(fā)展。微網(wǎng)的出現(xiàn)改變了配電網(wǎng)組織形式，其核心設(shè)備是并網(wǎng)逆變器，通過采用先進(jìn)的逆變器裝置，可以為分布式電源并網(wǎng)提供支持，從而適應(yīng)更加復(fù)雜的電力系統(tǒng)控制要求。

結(jié)束語

積極應(yīng)用電力電子技術(shù)，發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，對推進(jìn)智能電網(wǎng)發(fā)展具有重要意義，有助于加快傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)向現(xiàn)代轉(zhuǎn)化的速度，可為電網(wǎng)向智能化以及數(shù)字化發(fā)展提供技術(shù)支持，合理應(yīng)用電子技術(shù)有助于更好的發(fā)揮智能電網(wǎng)功能，促使電網(wǎng)供電的安全性及穩(wěn)定性大幅度提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]張斌.現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用研究[J].電子世界，2019（17）：92-93.

[2]王永歡，楊紫彤，沈楠.電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的有效應(yīng)用[J].中國新通信，2019，21（17）：110.

[3]常征.智能電網(wǎng)中電力設(shè)備及其技術(shù)發(fā)展探究[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2019（16）：38-39.

[4]韓佳蓉.基于電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用分析[J].計(jì)算機(jī)產(chǎn)品與流通，2019（08）：81.

（作者單位：黑龍江龍煤鶴崗礦業(yè)有限責(zé)任公司峻德煤礦綜采一區(qū)）